CN107604778A - 一种测斜仪 - Google Patents

Abstract

一种测斜仪，包括测斜探头和测斜管，所述测斜管的管壁中夹设有导电层，所述测斜管内壁沿自身长度方向设置有与导电层连通的导电槽和导向槽，所述测斜探头设置有驱动测斜探头沿导向槽移动的驱动装置，所述驱动装置包括与导向槽滑移连接的驱动轮以及控制驱动轮转动的驱动电机，所述测斜探头还设置有串联设置在驱动电机的电源回路上的开关组件，所述开关组件的两个接电端子与导电槽滑移连接，所述测斜探头内还设置有用于控制驱动电机工作的驱动控制电路以及用于记录测斜数据的数据记录***。在测斜仪工作过程中，不需要工作人员手持连接导线移动测斜探头，简化了测斜仪的运输和实用，在一定程度上方便了工作人员对土层结构的测量。

Description

一种测斜仪

技术领域

本发明涉及轨道施工设备，特别涉及一种测斜仪。

背景技术

轨道交通施工对于施工现场的土层质量要求较高。由于在一些土地岩层的矿物成分不同，或存在地质缺陷，这类的土地岩层上方长时间运行列车时，可能会使得土地岩层产生位移错位，从而导致列车车轨底部的地质结构发生变化，从而影响到车轨的结构的稳定性。现有技术中，在轨道交通施工时通常会用到测斜仪，现有的测斜仪的结构比较固定，如公开号为CN206420474U的发明专利公开的一种测斜仪，包括测斜探头、连接测斜管和测斜探头的连接导线以及读书仪。在使用测斜仪时，首先在预施工现场预埋测斜管，然后定时将测斜探头伸入测斜管中探测土层底部的位移量，从而测得土层的质量，在测量过程中，由工作人员手持连接导线，将测斜探头由测斜管口通入测斜管内，测斜管内壁一般具有导向槽，测斜探头可顺着导向槽沿测斜探头内壁滑动，每当测斜探头移动一定距离时，由读数仪记录测斜探头反馈的数据，从而整理得到土层的位移变化。但是，由于预埋的测斜管一般较长，所以连接测斜探头和读数仪的连接导线大多较长，在工作人员移动测斜仪时造成了不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测斜仪，该测斜仪中的测斜探头可自动沿测斜管内壁移动并记录数据，方便工作人员对土层结构的测量。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种测斜仪，包括测斜探头和测斜管，所述测斜管的管壁中夹设有导电层，所述测斜管内壁沿自身长度方向设置有与导电层连通的导电槽和导向槽，所述测斜探头设置有驱动测斜探头沿导向槽移动的驱动装置，所述驱动装置包括与导向槽滑移连接的驱动轮以及控制驱动轮转动的驱动电机，所述测斜探头还设置有串联设置在驱动电机的电源回路上的开关组件，所述开关组件的两个接电端子与导电槽滑移连接，所述测斜探头内还设置有用于控制驱动电机工作的驱动控制电路以及用于记录测斜数据的数据记录***。

通过采用上述技术方案，由于导电槽与导电层连通，并且开关组件的两个接电端子与导电槽滑移连接，所以，当测斜探头位于测斜管中时，开关组件导通，驱动电机工作，从而带动测斜探头沿测斜管移动，由于数据记录***的设置，可实现在测斜探头移动过程中记录测斜数据，以便于工作人员从数据记录***中采集测斜数据。在测斜仪工作过程中，不需要工作人员手持连接导线移动测斜探头，简化了测斜仪的运输和实用，在一定程度上方便了工作人员对土层结构的测量。

作为本发明的改进，所述驱动轮设置为驱动齿轮，所述导向槽内设置有与驱动齿轮配合的齿状凸起。

通过采用上述技术方案，由于驱动齿轮和齿形凸起的设置，可起到防止驱动齿轮与导向槽之间打滑的现象发生。

作为本发明的改进，所述测斜探头内水平设置有一固定轴，所述开关组件还包括与固定轴通过扭簧连接的绝缘杆，所述接电端子固定设置在绝缘杆的两端。

通过采用上述技术方案，当测斜探头位于测斜管内时，接电端子通过导电层连通，由于扭簧的设置，可使得接电端子仅仅抵接导电层，从而在一定程度上增加导电层与接电端子之间连接的稳定性，绝缘杆的设置实现了两个接电端子之间的机械绝缘。

作为本发明的改进，所述接电端子包括与绝缘杆连接的导电杆以及设置在导电杆自由端的导电滑轮，所述导电滑轮与导电槽滑移连接。

通过采用上述技术方案，导电滑轮的设置在一定程度上降低了接电端子与导电层之间的摩擦力，从而增加了测斜仪耐久性。

作为本发明的改进，所述开关组件的两个导电滑轮分别位于测斜探头相对的两侧。

通过采用上述技术方案，由于导电轮分别位于测斜探头相对的两侧，使得两个导电滑轮可从测斜探头两侧抵接导电层，在一定程度上增加了测斜探头在测斜管内滑移的稳定性。

作为本发明的改进，所述开关组件沿测斜探头长度方向设置有两组，两组开关组件与逻辑连接。

通过采用上述技术方案，由于开关组件设置有两组，可通过两组开关组件实现测斜探头与测斜管内壁的稳定连接，限制了测斜探头与测斜管的周向位移，在一定程度上增加了测斜探头在测斜管内滑移的稳定性。

作为本发明的改进，所述驱动控制电路包括

与逻辑单元，耦接两组开关组件，当两组开关组件同时导通时输出一启动信号；

反向单元，用于检测测斜探头移动到测斜管底部，并在测斜探头移动到测斜管底部时输出一反向信号；

驱动单元，耦接开关单元和反向单元，用于接收启动信号和反向信号，常态时接收到启动信号，通过驱动装置控制测斜探头沿测斜管向下移动，当接同时接收到反向信号和启动信号时，通过驱动装置控制测斜探头沿测斜管向上移动。

通过采用上述技术方案，当测斜探头被放入测斜管内时，两组开关组件导通，从而通过与逻辑单元输出启动信号，使得驱动单元通过驱动装置驱动测斜探头沿导向槽向下滑动，当测斜探头移动到测斜管底部时，反向单元输出一反向信号，使得驱动单元通过驱动装置控制测斜探头沿测斜管向上移动，从而实现测斜探头的回收。

作为本发明的改进，所述反向单元包括设置在测斜探头底部的自复位开关。

通过采用上述技术方案，当测斜探头移动到测斜管底部时，位于测斜管底部的土层将触发自复位开关，使得自复位开关闭合，从而控制反向单元输出反向信号。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

一、使用方便，在使用该测斜仪时，只需将测斜探头放入测斜管中，即可实现测斜探头的自动测量，操作简便；

二、携带方便，由于省去了连接导线，所以在运输该测斜仪时，只需要携带测斜探头即可，方便了测斜仪的携带。

附图说明

图1是测斜仪的结构示意图；

图2是图1中的A部放大图；

图3是测斜探头的结构示意图；

图4是图3中的B部放大图；

图5是开关组件结构示意图；

图6是图5中的C部结构示意图；

图7是数据记录***的***图；

图8是驱动控制电路的电路图。

图中，图中，1、测斜探头；11、驱动装置；111、支撑臂；112、驱动齿轮；113、驱动电机；12、开关组件；121、固定轴；122、绝缘杆；123、接电端子；1231、导电杆；1232、导电滑轮；13、限位通孔；2、测斜管；21、导电层；22、导电槽；23、导向槽；231、齿状凸起；3、驱动控制电路；31、与逻辑单元；32、反向单元；33、驱动单元；4、数据记录***；41、位移检测模块；42、脉冲输出单元；43、CPU；44、存储器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示，一种测斜仪，包括测斜探头1和测斜管2。其中，测斜管2的管壁中夹设有导电层21，测斜管2内壁沿自身长度方向设置有与导电层21连通的两个导电槽22和两个导向槽23，导电槽22和导向槽23间隔设置并且相互之间间距相等，导向槽23内还设置有齿形凸起。

如图3和图4所示，测斜探头1设置有驱动测斜探头1沿上述导向槽23移动的驱动装置11以及与导电槽22滑连接的开关组件12。

其中驱动装置11包括固定设置在测斜探头1侧壁上的支撑臂111，通过轴承与支撑臂111转动连接的驱动齿轮112以及控制驱动齿轮112转动的驱动电机113，驱动电机113固定设置在支撑臂111上。驱动装置11设置有四组，并且两两水平设置在测斜探头1相对的两侧。

测斜探头1沿自身长度方向设置有两个限位通孔13，上述开关组件12设置有两个并分别设置在两个限位通孔13中。

如图5和图6所示，开关组件12包括水平固定设置在上述限位通孔13中的固定轴121、与固定轴121通过扭簧连接的绝缘杆122以及固定设置在绝缘杆122两端的接电端子123，同属一个开关组件12的两个接电端子123分别伸出限位通孔13并位于测斜探头1相对的两侧。其中，绝缘杆122两端设置有外螺纹，接电端子123包括与绝缘杆122连接的导电杆1231以及设置在导电杆1231自由端的导电滑轮1232，导电滑轮1232与导电槽22滑移连接，导电杆1231朝向绝缘杆122的一端设置有与外螺纹配合的螺纹孔，接电端子123通过螺纹孔与绝缘杆122螺纹连接。

如图7和图8所示，测斜探头1还设置有用于控制驱动装置11工作的驱动控制电路3以及用于记录测斜数据的数据记录***4。

数据记录***4包括：

位移检测模块41，包括设置在测斜探头1中的陀螺仪，陀螺仪用于实时检测测斜探头1与水平面之间的夹角，并对应输出位移检测信号；

脉冲输出单元42，用于输出一脉冲信号，输出脉冲信号的电路设计为现有的成熟技术，如555定时脉冲电路或其他可输出脉冲信号的脉冲输出电路，均在本实施例的说明范围内；

CPU43，耦接位移检测模块41和脉冲输出单元42，用于接收位移检测信号和脉冲信号，并在脉冲信号表现为高电平时输出一于位移检测信号对应的数据信号；可与陀螺仪连接并根据脉冲信号控制输出的CPU43为现有的成熟技术，如单片机等可实现该功能的控制芯片均在本实施例的说明范围内；

存储器44，耦接CPU43，用于接收并存储数据信号。

数据记录***4的作用为记录并保存测斜数据，当上述测斜探头1从测斜管2滑出时，可人工采集存储器44中的测斜数据，从而实现对测斜数据的采集。

驱动控制电路3包括：

与逻辑单元31，包括双输入的与门电路AN，与门电路AN的两个输入端分别耦接上述两个开关组件12，两个开关组件12的另一端通过固定电阻R1耦接电源正极；与门电路AN的输出端输出耦接一NPN型的三极管TD1，三极管TD1的集电极耦接电源正极，三极管TD1的发射极通过一继电器KM1的线圈接地，三极管TD1的基极耦接与门电路AN的输出端，当两个开关组件12同时导通时，三极管TD1导通，继电器KM1的线圈闭合从而输出启动信号。

反向单元32，包括设置在测斜探头1底部的自复位开关K5和继电器KM2，其中继电器KM2的常开触点KM21与自复位开关K5并联组成自锁单元，自锁单元与继电器KM2的线圈穿串接于电源；当自复位开关K5被出发时，继电器KM2的线圈通电，常开触点KM21闭合，继电器KM2的线圈闭合从而输出一反向信号；

驱动单元33，包括继电器KM1的常开触点KM11、和继电器KM2的常开触点KM24、常开触点KM25、常闭触电KM22和常闭触点KM23。其中，常开触点KM24和KM25串接于上述驱动电机113的正转回路中，常闭触电KM22和常闭触电KM23串接于驱动电机113的反转回路中，常开触点KM11作为驱动电机113电源回路的总开关。

由以上所述内容可知，常态时，扭簧存储弹性势能，测斜探头1位于测斜管2内，两个开关组件12均处于导通状态，继电器KM1的线圈通电，常开触点KM11闭合，此时驱动电机113正传，驱动齿轮112带动测斜探头1沿测斜管2向下移动；当测斜探头1移动到测斜管2最低端时，测斜探头1底部的自复位开关K5被触发，继电器KM2的线圈得电并通过常开触点KM21形成自锁，常开触点KM24和常开触点KM25闭合，常闭触电KM22和常闭触点KM23断开，从而使得驱动电机113反转，带动测斜探头1沿测斜管2向上移动；当测斜探头1移动过程中滑出测斜管2时，开关组件12在扭簧的弹性势能作用下趋向水平，从而通过绝缘杆122和导电杆1231卡主测斜管2的关口，防止测斜探头1落回到测斜管2内，完成测斜探头1的移动。同时在测斜探头1随测斜管2移动过程中，CPU43可根据脉冲输出单元42输出的脉冲信号对陀螺仪输出的位移检测信号定时存储在存储器44中，工作人员可从存储器44中读取到相应的测量数据。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种测斜仪，包括测斜探头(1)和测斜管(2)，其特征在于：所述测斜管(2)的管壁中夹设有导电层(21)，所述测斜管(2)内壁沿自身长度方向设置有与导电层(21)连通的导电槽(22)和导向槽(23)，所述测斜探头(1)设置有驱动测斜探头(1)沿导向槽(23)移动的驱动装置(11)，所述驱动装置(11)包括与导向槽(23)滑移连接的驱动轮以及控制驱动轮转动的驱动电机(113)，所述测斜探头(1)还设置有串联设置在驱动电机(113)的电源回路上的开关组件(12)，所述开关组件(12)的两个接电端子(123)与导电槽(22)滑移连接，所述测斜探头(1)内还设置有用于控制驱动电机(113)工作的驱动控制电路(3)以及用于记录测斜数据的数据记录***(4)。

2.根据权利要求1所述的一种测斜仪，其特征在于：所述驱动轮设置为驱动齿轮(112)，所述导向槽(23)内设置有与驱动齿轮(112)配合的齿状凸起(231)。

3.根据权利要求1所述的一种测斜仪，其特征碍于：所述测斜探头(1)内水平设置有一固定轴(121)，所述开关组件(12)还包括与固定轴(121)通过扭簧连接的绝缘杆(122)，所述接电端子(123)固定设置在绝缘杆(122)的两端。

4.根据权利要求3所述的一种测斜仪，其特征在于：所述接电端子(123)包括与绝缘杆(122)连接的导电杆(1231)以及设置在导电杆(1231)自由端的导电滑轮(1232)，所述导电滑轮(1232)与导电槽(22)滑移连接。

5.根据权利要求4所述的一种测斜仪，其特征在于：所述开关组件(12)的两个导电滑轮(1232)分别位于测斜探头(1)相对的两侧。

6.根据权利要求3所述的一种测斜仪，其特征在于：所述开关组件(12)沿测斜探头(1)长度方向设置有两组，两组开关组件(12)与逻辑连接。

7.根据权利要求6所述的一种测斜仪，其特征在于：所述驱动控制电路(3)包括

与逻辑单元(31)，耦接两组开关组件(12)，当两组开关组件(12)同时导通时输出一启动信号；

反向单元(32)，用于检测测斜探头(1)移动到测斜管(2)底部，并在测斜探头(1)移动到测斜管(2)底部时输出一反向信号；

驱动单元(33)，耦接开关单元和反向单元(32)，用于接收启动信号和反向信号，常态时接收到启动信号，通过驱动装置(11)控制测斜探头(1)沿测斜管(2)向下移动，当接同时接收到反向信号和启动信号时，通过驱动装置(11)控制测斜探头(1)沿测斜管(2)向上移动。

8.根据权利要求7所述的一种测斜仪，其特征在于：所述反向单元(32)包括设置在测斜探头(1)底部的自复位开关。