CN110567519B - 用于监测滑坡体深孔土体的压力、含水量的测量单元 - Google Patents

用于监测滑坡体深孔土体的压力、含水量的测量单元 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于监测滑坡体深孔土体的压力、含水量的测量单元,包括:动力组件,其通过缆线与电源连接,用于提供动力;测量组件,其与所述动力组件的一端连接,所述动力组件调节所述测量组件中的传感器位置,用于监测滑坡体深孔内的状况。本发明利用动力组件调节测量组件,使传感器深入待测土层时,最大程度减小对周围土体的影响。

Description

用于监测滑坡体深孔土体的压力、含水量的测量单元
技术领域
本发明涉及滑坡变形监测设备领域。更具体地说,本发明涉及一种用于监测滑坡体深孔土体的压力、含水量的测量单元。
背景技术
滑坡是常见的自然地质灾害,滑坡引起的山体垮塌常给国家和人民带来极大危害。因此,对滑坡进行监测并能对其危害早期预报,就能最大限度减少和防止其带来的损失。滑坡变形破坏是土压力、土壤湿度、孔隙水压力等多参数演化的结果,想要深入研究滑坡变形破坏机理,就要通过监测土压力、土壤湿度、孔隙水压力等多参数特征,研发土压力、土壤湿度、孔隙水压力等多参数特征变量监测方法技术,为揭示滑坡演化机理、预测预报和工程防治提供有效技术支撑。滑坡变形监测设备的研发对基于演化过程的滑坡防治理论方法有着重要的作用,可应用于滑坡演化过程多参数信息特征参数的获取、滑坡预测预报及滑坡工程治理。
测量单元是滑坡变形监测设备的重要部分,测量单元所监测的数据应通过主线汇合传送至地面综合控制***。目前多用的监测设备有倾斜仪、斜度仪、应变测量计等,多用的监测方法有相似性度量方法、SVR方法等,监测设备的测量单元一般均加上保护外壳并将其埋入地下,但往往由于深部岩土体硬度高,测量单元不能深入土体进行探测。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种用于监测滑坡体深孔土体的压力、含水量的测量单元,利用电机带动双头丝杠转动从而带动上动环与下动环运动,使得探测件展开或收拢,方便探测件的探爪压入待测土层,最大程度减小对周围土体的影响。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种用于监测滑坡体深孔土体的压力、含水量的测量单元,包括:
动力组件,其通过缆线与电源连接,用于提供动力;
测量组件,其与所述动力组件的一端连接,所述动力组件调节所述测量组件中的传感器位置,测量深孔内的状况。
优选的是,所述动力组件包括铝板、电机、减速器、电机筒和筒盖,所述铝板固定在所述筒盖上,所述铝板上安装有PCB电路板,所述PCB电路板与所述电机连接,所述电机与所述减速器连接,所述铝板、所述电机、所述减速器均设置于所述电机筒内,所述电机筒为全密封结构,所述筒盖设置在远离所述减速器的一端,所述减速器与所述测量组件连接,所述铝板上安装有PCB电路板。
优选的是,所述测量组件包括一对滚子轴承、上动环、双头丝杠、若干探测件、下动环、套筒,一对滚子轴承安装在所述套筒的两端,所述双头丝杠的两端与一对滚子轴承连接,所述上动环与所述下动环安装在所述双头丝杠的两端,且位于一对滚子轴承的内侧,所述探测件一端与所述上动环连接、另一端与所述下动环连接,所述套筒的侧壁上沿轴向设有若干通孔,一对滚子轴承、所述上动环、所述双头丝杠、若干探测件、所述下动环设置于所述套筒内,所述电机驱动所述双头丝杠转动,从而带动所述上动环与所述下动环向所述双头丝杠的中间或两端移动,使得若干探测件分别在若干通孔中展开和收拢。
优选的是,所述探测件包括外伸杆、探爪和传感器,所述外伸杆一端与所述上动环连接、另一端与所述探爪的一侧连接,且所述探爪一侧的近端部处封装传感器,所述探爪的另一侧与所述下动环连接。
优选的是,所述套筒两端孔均为台阶孔,所述双头丝杠两端均有台阶。
优选的是,所述电机筒外壁设有若干V行凸台,还包括:定位圈,所述其设有若干V行卡槽,若干V行卡槽卡设在若干V行凸台中。
本发明至少包括以下有益效果:
利用电机正转带动双头丝杠转动从而带动上动环与下动环同时向中间运动,使得探测件收拢,外伸杆给探爪压力,使探爪切入深孔内深部待测土层,实现对深孔参数的监测,并通过电磁线圈和无线模块实现电源与数据的无线耦合连接;
利用外伸杆的压力使得探爪切入深部土层,最大程度减小了对深孔周围土体的扰动;
利用电机反转带动双头丝杠转动从而带动上动环与下动环同时向两端运动,使得探爪和外伸杆展开至套筒内,便于将整套设备从深孔内取出及更换。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明其中一个技术方案的测量单元的分解结构示意图;
图2为本发明其中一个技术方案的测量单元的组装结构示意图一;
图3为本发明其中一个技术方案的测量单元的组装结构示意图二。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
在本发明的描述中,术语“一端”、“另一端”、“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“中间”、“两端”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
如图1~3所示,本发明提供一种用于监测滑坡体深孔土体的压力、含水量的测量单元,包括:
动力组件,其通过缆线与电源连接,用于提供动力;
测量组件,其与所述动力组件的一端连接,所述动力组件驱动所述测量组件,调节所述测量组件中的传感器103位置,用于监测滑坡深孔内的状况,实现对深孔参数的监测,并通过电磁线圈和无线模块实现电源与数据的无线耦合连接,所述动力组件和所述测量组件安装在安装筒15中。
在另外一种技术方案中,所述动力组件包括铝板3、电机4、减速器5、电机筒6和筒盖2,所述铝板3固定在所述筒盖2上,所述铝板3上安装有PCB电路板,所述PCB电路板与所述电机4连接,所述电机4与所述减速器5连接,所述铝板3、所述电机4、所述减速器5均设置于所述电机筒6内,所述电机筒6为全密封结构,所述筒盖2设置在远离所述减速器5的一端,所述减速器5与所述测量组件连接,所述铝板3上安装有PCB电路板,所述电机4为60步进电机4,电机4的可正反转和可调节转速,所述减速器5为行星减速器5,缆线穿过筒盖2上设置的缆线固定头1至所述电机筒6内部,与所述铝板3上的PCB电路板相连,并为所述电机4供电,所述电机筒6内为全密封结构。
在另外一种技术方案中,所述测量组件包括一对滚子轴承7、上动环8、双头丝杠9、若干探测件10、下动环11、套筒12,一对滚子轴承7安装在所述套筒12的两端,所述双头丝杠9的两端与一对滚子轴承7连接,所述上动环8与所述下动环11安装在所述双头丝杠9的两端,且位于一对滚子轴承7的内侧,所述探测件10一端与所述上动环8连接、另一端与所述下动环11连接,所述套筒12的侧壁上沿轴向设有若干通孔13,一对滚子轴承7、所述上动环8、所述双头丝杠9、若干探测件10、所述下动环11设置于所述套筒12内,所述电机4驱动所述双头丝杠9转动,从而带动所述上动环8与所述下动环11向所述双头丝杠9的中间或两端移动,使得若干探测件10分别在若干通孔13中展开和收拢,展开时,所述探测件10位于所述套筒12内,收拢时,所述探测件10伸出所述通孔13探测孔外状况,若干探测件10通过销轴与所述上动环8和所述下动环11连接,所述套筒12的一端与所述电机筒6设置减速器5的一端连接。
在另外一种技术方案中,所述探测件10包括外伸杆101、探爪102和传感器103,所述外伸杆101一端与所述上动环8通过销轴连接、另一端与所述探爪102的一侧通过销轴连接,且所述探爪102一侧的近端部处封装传感器103,传感器103包括监测土压力、土壤湿度、孔隙水压力这三个参数的传感器,所述探爪102的另一侧与通过销轴所述下动环11连接,所述探爪102与土体接触面加工为锋刃型,当所述上动环8和所述下动环11同时向所述双头丝杠9中间运动时,所述外伸杆101和所述探爪102收拢,其接触处向通孔13外伸出,切入待测土体中,将封装在探爪102中的传感器103推送到待测位置,当所述上动环8与所述下动环11同时向所述双头丝杠9两端运动时,所述探爪102与所述外伸杆101展开,进入所述套筒12内。
在另外一种技术方案中,所述套筒12两端孔均为台阶孔,所述双头丝杠9两端均有台阶,便于所述滚子轴承7的轴向定位,防止其轴向窜动。
在另外一种技术方案中,所述电机筒6外壁设有若干V行凸台,还包括:定位圈14,其设有若干V行卡槽,若干V行卡槽卡设在若干V行凸台中,所述定位圈14与所述电机筒6焊接为整体,方便在安装下放过程中卡槽定位。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.用于监测滑坡体深孔土体的压力、含水量的测量单元,其特征在于,包括:
动力组件,其通过缆线与电源连接,用于提供动力;
测量组件,其与所述动力组件的一端连接,所述动力组件调节所述测量组件中的传感器(103)位置,用于监测滑坡深孔内的状况;
所述测量组件包括一对滚子轴承(7)、上动环(8)、双头丝杠(9)、若干探测件(10)、下动环(11)、套筒(12),一对滚子轴承(7)安装在所述套筒(12)的两端,所述双头丝杠(9)的两端与一对滚子轴承(7)连接,所述上动环(8)与所述下动环(11)安装在所述双头丝杠(9)的两端,且位于一对滚子轴承(7)的内侧,所述探测件(10)一端与所述上动环(8)连接、另一端与所述下动环(11)连接,所述套筒(12)的侧壁上沿轴向设有若干通孔(13),一对滚子轴承(7)、所述上动环(8)、所述双头丝杠(9)、若干探测件(10)、所述下动环(11)设置于所述套筒(12)内,电机(4)驱动所述双头丝杠(9)转动,从而带动所述上动环(8)与所述下动环(11)向所述双头丝杠(9)的中间或两端移动,使得若干探测件(10)分别在若干通孔(13)中展开和收拢;
所述探测件(10)包括外伸杆(101)、探爪(102)和传感器(103),所述外伸杆(101)一端与所述上动环(8)连接、另一端与所述探爪(102)的一侧连接,且所述探爪(102)一侧的近端部处封装传感器(103),所述探爪(102)的另一侧与所述下动环(11)连接,所述探爪(102)与土体接触面加工为锋刃型。
2.如权利要求1所述的用于监测滑坡体深孔土体的压力、含水量的测量单元,其特征在于,所述动力组件包括筒盖(2)、铝板(3)、电机(4)、减速器(5)、电机筒(6),所述铝板(3)固定在所述筒盖(2)上,所述铝板(3)上安装有PCB电路板,所述PCB电路板与所述电机(4)连接,所述电机(4)与所述减速器(5)连接,所述电机(4)、所述减速器(5)均设置于所述电机筒(6)内,所述筒盖(2)设置在远离所述减速器(5)的一端,所述减速器(5)与所述测量组件连接。
3.如权利要求1所述的用于监测滑坡体深孔土体的压力、含水量的测量单元,其特征在于,所述套筒(12)两端孔均为台阶孔,所述双头丝杠(9)两端均有台阶。
4.如权利要求2所述的用于监测滑坡体深孔土体的压力、含水量的测量单元,其特征在于,所述电机筒(6)外壁设有若干V行凸台,还包括:定位圈(14),其设有若干V行卡槽,若干V行卡槽卡设在若干V行凸台中。
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