一种固定式智能测斜仪及其测斜方法

技术领域

本发明属于测斜仪领域，具体是一种固定式智能测斜仪及其测斜方法。

背景技术

测斜仪是岩土工程领域常用的设备，广泛适用于测量土石坝、面板坝、边坡、路基、基坑、岩体滑坡等结构物的水平或垂直位移、沉降及滑坡。测斜仪包括测斜探头和数据采集仪，测斜探头与数据采集仪通过电缆连接来传输测斜数据，测斜仪在使用时一般配合测斜管使用，测斜管需要预埋在待测的待测位置，参见图1为测斜管的截面图，在测斜管内设有导向槽，测斜探头与钢索固定连接，然后根据需要探测的深度将测斜探头放入测斜管，测斜探头上的导向轮在导向槽内滚动，在预埋测斜管时，需要将内部相对的一组导向槽对准待测方向，待测方向一般为预期容易发生倾斜的方法，从而测斜探头装入后能够对准待测方向，以便更准确的获取测量数据和更加方便的处理数据。

但是在实际预埋的过程中，由于测斜管的长度较长，其很容易出现测斜管的弯曲或者扭曲的变形，一方面会导致测斜探头在放入的过程中导向轮卡住，另一方面会导致深入测斜管内的测斜探头的检测方向发生改变，难以准确的对准待测方向，例如在检测石坝时，检测方向是垂直石坝壁面的方向，而测斜管的弯曲或者扭曲的变形后会导致斜探头的测斜方向不再垂直石坝壁面。

并且在检测过程中，会遇到需要调节检测方向的情况，现有的测斜仪需要将测斜探头取出重新更换方向再放入测斜管中，操作起来非常麻烦，且耗费大量时间。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提供了一种固定式智能测斜仪及其测斜方法，这种固定式智能测斜仪能够减少滚轮卡死的可能，并且能够通过顶部的测斜探头来调节深入测斜管内的测斜探头的检测方向，并且深入测斜管内的测斜探头的测量方向在测斜管扭曲变形的影响下仅上下左右平移，与上方的测斜探头之间不相对转动，在顶部的测斜探头方向对准待测方向时，即可保证下方一起连接的测斜探头都对准待测方向一致，从而使得各测斜探头的检测方向都能够准确并可调节的对准待测方向，并且在无需取出测斜探头的情况下即可调节检测方向。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种固定式智能测斜仪，包括测斜探头，所述测斜探头包括筒状壳体，所述筒状壳体上设置有至少两组导向轮组件，所述导向轮组件包括摆臂，所述摆臂中心与所述筒状壳体转动连接，所述摆臂与所述筒状壳体之间设置有复位弹性件，所述摆臂两端设置有滚轮轴，所述滚轮轴上套设有滚轮，所述滚轮轴两端设置有抵靠部，所述滚轮两侧与所述抵靠部之间设置有弹簧，所述筒状壳体内设置有绕所述筒状壳体轴心线转动的旋转支架，所述旋转支架两端均伸出所述筒状壳体，所述旋转支架顶部设置有调节头，所述调节头上设置有指示凸条，所述旋转支架底部固定连接有第一万向联轴器，所述第一万向联轴器通过伸缩杆连接有第二万向联轴器，所述旋转支架中部设置有传感器安装部，所述第二万向联轴器底部设置有与所述指示凸条匹配的安装槽，所述第一万向联轴器和所述第二万向联轴器被设置为：所述指示凸条的指示方向沿所述筒状壳体的中心轴线的延伸面与所述安装槽的指示方向沿所述筒状壳体的中心轴线的延伸面始终平行。这种固定式智能测斜仪在将多个连接在一起的测斜探头装入到测斜管中时，滚轮可沿滚轮轴的轴向移动，以避免因测斜管的变形和扭曲导致的测斜探头装入时滚轮卡死的可能，并且能够通过顶部的测斜探头来调节深入测斜管内的测斜探头的检测方向，并且深入测斜管内的测斜探头的测量方向在测斜管扭曲变形的影响下仅上下左右平移，与上方的测斜探头之间不相对转动，在顶部的测斜探头方向对准待测方向时，即可保证下方一起连接的测斜探头都对准待测方向一致，从而使得各测斜探头的检测方向都能够准确并可调节的对准待测方向，并且在无需取出测斜探头的情况下即可调节检测方向。

上述技术方案中，优选的，所述筒状壳体侧面设置有与所述滚轮匹配的弧形槽，所述滚轮可被挤压进入所述弧形槽。采用该结构使得滚轮可被向内挤压的距离更深，摆臂能够摆动的角度更大，使得测斜探头能够装入更多不同管径大小的测斜管以进行测斜。

上述技术方案中，优选的，所述传感器安装部两端分别固定连接有固定轴，其中一所述固定轴与所述调节头固定连接，另一所述固定轴与所述第一万向联轴器的顶部固定连接。

上述技术方案中，优选的，所述第一万向联轴器包括第一叉臂、第二叉臂和第一十字接头，所述第一叉臂与所述第二叉臂相对设置，所述第一十字接头位于所述第一叉臂和所述第二叉臂内，所述第一叉臂与所述第一十字接头通过第一转轴转动连接，所述第二叉臂与所述第一十字接头通过第二转轴转动连接，所述第一转轴与所述第二转轴垂直；所述第二万向联轴器包括第三叉臂、第四叉臂和第二十字接头，所述第三叉臂与所述第四叉臂相对设置，所述第二十字接头位于所述第三叉臂和所述第四叉臂内，所述第三叉臂与所述第二十字接头通过第三转轴转动连接，所述第四叉臂与所述第二十字接头通过第四转轴转动连接，所述第三转轴与所述第四转轴垂直；所述第一叉臂与所述旋转支架固定连接，所述第二叉臂底部设置有导向杆，所述第三叉臂顶部设置有导向套，所述导向杆插入所述导向套可伸缩配合，所述第四叉臂底部设置有所述安装槽。

上述技术方案中，优选的，所述筒状壳体侧面设置有钢索连接座，所述钢索连接座上设置有两螺孔。采用该结构可在钢索连接座通过螺栓连接夹紧块，夹紧块钢索连接座之间夹紧钢索以方便钢索定位。

上述技术方案中，优选的，所述固定式智能测斜仪还包括有顶盖，所述顶盖边缘沿轴向设置有延伸环，所述延伸环上设置有若干定位螺孔，所述顶盖上设置有供检测电缆和/或钢索穿过的若干通孔，所述顶盖靠近延伸环的一侧设置有与所述指示凸条匹配的定位槽。采用该结构可通过顶盖定位角度的调节来实现最上方的测斜探头的测量角度的调节，从而快速的将全部的测斜探头的检测角度进行调节。

上述技术方案中，优选的，所述安装槽侧壁设置有对准槽，所述指示凸条侧面设置有对准凸条，所述指示凸条仅可在所述对准凸条与所述对准槽对准状态下插入所述安装槽。采用该结构使得多个测斜探头在组装时只有一个方向能够对准装入，防止反向误装。

上述技术方案中，优选的，所述摆臂上两端同侧设置有滚轴安装槽，所述滚轮轴插入所述滚轴安装槽内与所述摆臂通过螺钉固定，所述滚轮两侧的所述滚轮轴上套设有所述弹簧，所述滚轮两侧以及所述抵靠部上均设置有弹簧限位槽，所述弹簧端部伸入所述弹簧限位槽内。采用该结构使得弹簧定位更加可靠。

上述固定式智能测斜仪的测斜方法，包括以下步骤：1）将若干测斜探头根据待测点深度通过钢索连接；2）将相邻固定式智能测斜仪的指示凸条与相邻前侧的安装槽安装固定；3）将连接后的若干测斜探头依次放入测斜管，放入时，滚轮置入测斜管的导向槽并沿导向槽滑动，直至到最底部的测斜探头到最深的待测深度；4）根据待测方向旋转顶部的测斜探头上的指示凸条的朝向至待测方向。

上述技术方案中，优选的，包括步骤5）将顶盖盖设于测斜管的开口侧，钢索挂设于顶盖上，最上方的固定式智能测斜仪的指示凸条插入顶盖底部的定位槽；6）旋转顶盖调节指示凸条的角度，将顶盖固定于测斜管开口上方。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：这种固定式智能测斜仪在将多个连接在一起的测斜探头装入到测斜管中时，滚轮可沿滚轮轴的轴向移动，以避免因测斜管的变形和扭曲导致的测斜探头装入时滚轮卡死的可能，并且能够通过顶部的测斜探头来调节深入测斜管内的测斜探头的检测方向，并且深入测斜管内的测斜探头的测量方向在测斜管扭曲变形的影响下仅上下左右平移，与上方的测斜探头之间不相对转动，在顶部的测斜探头方向对准待测方向时，即可保证下方一起连接的测斜探头都对准待测方向一致，从而使得各测斜探头的检测方向都能够准确并可调节的对准待测方向，并且在无需取出测斜探头的情况下即可调节检测方向。

附图说明

图1为本发明实施例中所用的测斜管的横截面结构示意图。

图2为本发明实施例中测斜探头的结构示意图。

图3为本发明实施例中测斜探头另一方向的结构示意图。

图4为本发明实施例中测斜探头的剖视结构示意图。

图5为本发明实施例中导向轮组件的剖视结构示意图。

图6为本发明实施例中顶盖的结构示意图。

图7为本发明实施例中测斜探头的连接示意图。

实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：参见图1至图7，一种固定式智能测斜仪，包括测斜探头，测斜探头包括筒状壳体1，筒状壳体1上设置有两组导向轮组件2，两组导向轮组件2位于筒状壳体1接近两端的位置，导向轮组件2包括摆臂21，摆臂21中心与筒状壳体1转动连接，为避让旋转支架3，或者说方便旋转支架3的安装，筒状壳体1外壁具有用于安装摆臂的切削平面，摆臂21中心与该切削平面转动连接，摆臂21与筒状壳体1之间设置有复位弹性件，该复位弹性件一般可选用扭簧，摆臂21一侧设置有阻挡部，在扭簧弹力下，摆臂21抵靠抵挡部以使得导向轮组件2摆臂呈倾斜状态，摆臂21两端设置有滚轮轴22，滚轮轴22上套设有滚轮23，在滚轮23受到压力时，摆臂21可旋转，并提供反向的弹力，滚轮轴22两端设置有抵靠部，滚轮23两侧与抵靠部之间设置有弹簧24，筒状壳体1内设置有绕筒状壳体1轴心线转动的旋转支架3，旋转支架3两端均伸出筒状壳体1，旋转支架3顶部设置有调节头4，调节头4上设置有指示凸条41，旋转支架3底部固定连接有第一万向联轴器5，第一万向联轴器5通过伸缩杆连接有第二万向联轴器6，旋转支架3中部设置有传感器安装部31，第二万向联轴器6底部设置有与指示凸条41匹配的安装槽7，第一万向联轴器5和第二万向联轴器6被设置为：指示凸条41的指示方向沿筒状壳体1的中心轴线的延伸面与安装槽7的指示方向沿筒状壳体1的中心轴线的延伸面始终平行。 这种固定式智能测斜仪在将多个连接在一起的测斜探头装入到测斜管9中时，滚轮23可沿滚轮轴22的轴向移动，以避免因测斜管9的变形和扭曲导致的测斜探头装入时滚轮23卡死的可能，并且能够通过顶部的测斜探头来调节深入测斜管9内的测斜探头的检测方向，并且深入测斜管9内的测斜探头的测量方向在测斜管9扭曲变形的影响下仅上下左右平移，与上方的测斜探头之间不相对转动，在顶部的测斜探头方向对准待测方向时，即可保证下方一起连接的测斜探头都对准待测方向一致，从而使得各测斜探头的检测方向都能够准确并可调节的对准待测方向，并且在无需取出测斜探头的情况下即可调节检测方向。

本实施例中，筒状壳体1侧面设置有与滚轮23匹配的弧形槽11，滚轮23可被挤压进入弧形槽11。采用该结构使得滚轮23可被向内挤压的距离更深，摆臂21能够摆动的角度更大，使得测斜探头能够装入更多不同管径大小的测斜管9以进行测斜。

本实施例中，传感器安装部31两端分别固定连接有固定轴32，其中一固定轴32与调节头4固定连接，另一固定轴32与第一万向联轴器5的顶部固定连接。传感器安装部31内部优选为密封的封装传感器，电缆与传感器连接伸至调节头4，电缆穿出的位置设置必要的密封结构。

本实施例中，第一万向联轴器5包括第一叉臂51、第二叉臂52和第一十字接头53，第一叉臂51与第二叉臂52相对设置，第一十字接头53位于第一叉臂51和第二叉臂51内，第一叉臂51与第一十字接头53通过第一转轴转动连接，第二叉臂52与第一十字接头53通过第二转轴转动连接，第一转轴与第二转轴垂直；第二万向联轴器6包括第三叉臂61、第四叉臂62和第二十字接头63，第三叉臂61与第四叉臂62相对设置，第二十字接头63位于第三叉臂61和第四叉臂62内，第三叉臂61与第二十字接头63通过第三转轴转动连接，第四叉臂62与第二十字接头63通过第四转轴转动连接，第三转轴与第四转轴垂直；第一叉臂51与旋转支架3固定连接，第二叉臂52底部设置有导向杆54，第三叉臂61顶部设置有导向套64，导向杆54插入导向套64可伸缩配合，第四叉臂62底部设置有安装槽7。当然在其他实施例中，也可以采用其他结构的双节可伸缩万向联轴器，该双节可伸缩万向联轴器只要满足第一万向联轴器5和第二万向联轴器6被设置为：指示凸条41的指示方向沿筒状壳体1的中心轴线的延伸面与安装槽7的指示方向沿筒状壳体1的中心轴线的延伸面始终平行。

本实施例中，筒状壳体1侧面设置有钢索连接座12，钢索连接座12上设置有两螺孔13。采用该结构可在钢索连接座12通过螺栓连接夹紧块，夹紧块与钢索连接座12之间夹紧钢索100以方便钢索100定位。

本实施例中，固定式智能测斜仪还包括有顶盖8，顶盖8边缘沿轴向设置有延伸环81，延伸环81上设置有若干定位螺孔82，顶盖8上设置有供检测电缆和/或钢索穿过的若干通孔83，顶盖8靠近延伸环81的一侧设置有与指示凸条41匹配的定位槽84。采用该结构可通过顶盖8定位角度的调节来实现最上方的测斜探头的测量角度的调节，从而快速的将全部的测斜探头的检测角度进行调节。

本实施例中，安装槽7侧壁设置有对准槽71，指示凸条41侧面设置有对准凸条42，指示凸条41仅可在对准凸条42与对准槽71对准状态下插入安装槽7。采用该结构使得多个测斜探头在组装时只有一个方向能够对准装入，防止反向误装。

本实施例中，摆臂21上两端同侧设置有滚轴安装槽25，滚轮轴22插入滚轴安装槽25内与摆臂21通过三个呈三角形分布的螺钉固定，滚轮23两侧的滚轮轴22上套设有弹簧24，滚轮23两侧以及抵靠部上均设置有弹簧限位槽26，弹簧24端部伸入弹簧限位槽26内。采用该结构使得弹簧24定位更加可靠。

上述固定式智能测斜仪的测斜方法，包括以下步骤：1）将若干测斜探头根据待测点深度通过钢索100连接，将各个测斜探头通过有线或无线的方式与数据采集仪连接，测斜探头之间的距离由钢索100与测斜探头的连接点位置决定，第一万向联轴器5与第二万向联轴器6之间的伸缩杆能够伸缩以适配钢索的长度；2）将相邻固定式智能测斜仪的指示凸条41与相邻前侧的安装槽7安装固定，指示凸条41与安装槽7通过螺栓螺母固定；3）将连接后的若干测斜探头依次放入测斜管9，在放入时，滚轮23置入测斜管9的导向槽91并沿导向槽91滑动，直至到最底部的测斜探头到最深的待测深度；4）根据待测方向旋转顶部的测斜探头上的指示凸条41的朝向至待测方向。采用该测斜方法，可通过旋转最上方的测斜探头的指示凸条41来调节测量角度，从而快速的将全部的测斜探头的检测角度进行调节，并且在无需取出测斜探头的情况下可即可调节检测方向。

为进一步方便调节，5）将顶盖8盖设于测斜管9的开口侧，钢索100挂设于顶盖8上，钢索100可打结后通过挂钩垂挂，最上方的固定式智能测斜仪的指示凸条41插入顶盖8底部的定位槽84；6）旋转顶盖84调节指示凸条41的角度，将顶盖84固定于测斜管9开口上方。采用设有该顶盖8，可通过顶盖8定位角度的调节来实现最上方的测斜探头的测量角度的调节，从而快速的将全部的测斜探头的检测角度进行调节，并且在无需取出测斜探头的情况下可通过旋转顶盖8即可调节检测方向。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。