CN112729149B - 一种智能型土钉孔倾斜角度及深度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能型土钉孔倾斜角度及深度测量装置，包括壳体、设置在壳体下端的中空的把手；壳体内设置有激光发射接收模块、主控模块、角度传感器模块、无线数据传输模块，激光发射接收模块、角度传感器模块、无线传输模块分别于主控模块电性连接；壳体的左端开设有第一通孔，激光发射接收模块的激光投射与接收端朝向所述第一通孔；把手内安装有蓄电池；壳体的左端第一通孔的上侧可拆卸的连接有连杆，连杆远离壳体的一端设置有固定座，连杆的两端分别通过可开启的锁紧组件临时固定在壳体与固定座上；本发明具有便于使用、测量精准、操作简便、智能程度高的优点。

Description

一种智能型土钉孔倾斜角度及深度测量装置

技术领域

本发明属于土钉孔测量用装置技术领域，具体涉及一种智能型土钉孔倾斜角度及深度测量装置。

背景技术

在建设工程中，基坑支护是重要的分项工程，土钉墙是其中一种常用的支护方式。在基坑边坡用洛阳铲或钻孔机钻设土钉孔并注浆，铺设钢筋网并喷射混凝土，与边坡土体形成土钉复合体；这种土钉墙支护方法可显著提高基坑边坡稳定性和承载能力，从而防止基坑滑坡坍塌、有效保证基坑的安全性。

在具体施工的过程中，土钉孔的倾斜角度关系着土钉与边坡的角度，该角度关系到土钉的抗拔力、影响土钉墙的安全性；为了保证钻设的土钉孔的倾斜角度符合要求，需要对钻设好的土钉孔进行测量，现有的用于测量土钉孔的倾斜角度的装置多为量角器与水平尺相结合的方式进行机械式角度测量，这种测量方式人为因素较高，由于人员操作规范程度的不同，最终测量出的结果不够精准。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种便于使用、测量精准、操作简便、智能程度高的智能型土钉孔倾斜角度及深度测量装置。

本发明的技术方案如下：

一种智能型土钉孔倾斜角度及深度测量装置，包括壳体、设置在壳体下端的中空的把手；

所述壳体内设置有激光发射接收模块、主控模块、角度传感器模块、无线数据传输模块，所述激光发射接收模块、角度传感器模块、无线传输模块分别与主控模块电性连接；

所述壳体的左端开设有第一通孔，所述激光发射接收模块的激光投射与接收端朝向所述第一通孔；

所述把手内安装有蓄电池，所述蓄电池为激光发射接收模块、主控模块、角度传感器模块、无线数据传输模块供电；

所述壳体的左端第一通孔的上侧可拆卸的连接有连杆，所述连杆远离壳体的一端设置有固定座，所述连杆的两端分别通过可开启的锁紧组件临时固定在壳体与固定座上，所述固定座上开设有与所述第一通孔同轴心的透光圆孔；

所述壳体上安装有触摸显示屏以及按键，所述触摸显示屏与主控模块以及蓄电池电性连接，所述按键与蓄电池相连，以控制所述测量装置的通断电。

进一步，所述连杆包括中空的杆体、对称的设置在所述杆体内的两个推杆，所述推杆能够沿着所述杆体来回滑动，以驱动所述锁紧组件的开合。

进一步，所述锁紧组件包括两个对称设置的定位块，所述连杆上开设有供定位块穿过的第二通孔，两个定位块位于连杆内的一端通过拉力弹簧相连，在不施加外力情况下，拉力弹簧拉动两个定位块相互抵触，而使得所述定位块不伸出第二通孔。

进一步，两个所述定位块相对的一端均开设有半圆弧形槽，所述半圆弧形槽的直径不大于推杆的直径，所述定位块朝向推杆的一端为自半圆弧形槽的圆心至定位块的外缘方向倾斜的斜面，所述推杆的端部设置有与所述斜面配合的倒角。

进一步，所述固定座以及壳体相对的端面上设置有安装凸台，所述安装凸台内开设有插接孔，所述插接孔的内壁设置有与所述定位块适配的定位孔。

进一步，两个所述推杆之间设置有弹力弹簧，所述推杆与弹力弹簧对应的一端设置有推块，所述杆体上开设有供推块穿过的条形孔。

进一步，所述固定座背向壳体的一端设置有多个固定爪。

进一步，所述壳体的后端设置有充电接口。

进一步，所述激光发射接收模块、主控模块、角度传感器模块、无线数据传输模块均集成在PCB板上，所述PCB板通过螺钉固定在所述壳体内。

进一步，所述无线数据传输模块为WIFI模块、蓝牙模块、5G模块、4G模块中的任一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明集土钉孔的深度与倾斜角度检测为一体，便于在建设工程施工过程中对基坑支护作业时对钻设的土钉孔的深度和倾斜角度进行有效检测，从而判断钻去的土钉孔是否满足施工支护要求，为土钉孔的深度和倾斜角度的测量带来诸多便利；

2、本发明提供的土钉孔倾斜角度及深度测量装置采用数据的智能采集、处理和分析，并能够通过无线网络远程连接手机终端与电脑主机，从而便于检测数据的远程传输与管理，以便于检测数据的远程存储，为数据管理提供便捷性；

3、本发明提供的测量装置的壳体前端通过可拆卸的连杆安装固定座，在测量前只需将土钉孔周围斜面处理为平面，保证该斜面与土钉孔的轴线相垂直，在测量时只需将固定座固定在基坑土钉孔出的边坡上，从而保证激光发射接收模块发射和接收的激光束与土钉孔轴线平行，进行准确的通过角度传感器测量出土钉孔的倾斜角度；

4、本发明中的连杆的两端分别通过可开启的锁紧组件临时固定在壳体和固定座上，从而有效保证连杆与壳体和固定座之间的稳定性，在测量结束后只需开启锁紧组件是的连杆脱离壳体与固定座，而便于对测量装置的携带；

总之，本发明具有便于使用、测量精准、操作简便、智能程度高的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为图2中A部放大示意图；

图4为图2中B部放大示意图；

图5为本发明中锁紧组件贴合状态剖面示意图；

图6为本发明中锁紧组件分离状态示意图；

图7为本发明的控制框图。

图中，1、壳体，2、把手，3、激光发射接收模块，4、主控模块，5、角度传感器模块，6、无线数据传输模块，7、蓄电池，8、连杆，801、杆体，802、推杆，803、条形孔， 804、推块，9、固定座，901、透光圆孔，902、固定爪，10、定位块，1001、半圆弧形槽， 11、触摸显示屏，12、按键，13、弹力弹簧，14、拉力弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，一种智能型土钉孔倾斜角度及深度测量装置，包括壳体1、设置在壳体1下端的中空的把手2；

所述壳体1内设置有激光发射接收模块3、主控模块4、角度传感器模块5、无线数据传输模块6，所述激光发射接收模块3、角度传感器模块5、无线传输模块6分别于主控模块4电性连接；其中，激光发射接收模块3用于检测土钉孔的深度，所述角度传感器模块 5用于测量土钉孔的倾斜角度，无线数据传输模块6实现测量装置与其他终端设备(例如手机终端、电脑主机)之间进行数据传输，主控模块4用于处理激光发射接收模块3和角度传感器模块5发送的数据，并获得土钉孔的深度与倾斜角度；

所述壳体1的左端开设有第一通孔，所述激光发射接收模块3的激光投射与接收端朝向所述第一通孔，从而使得激光发射接收模块3发射的就光束与反射回来的激光束能够通过壳体1；为了保持壳体1的密封性，所述第一通孔上安装有平面透镜；

所述把手2内安装有蓄电池7，所述蓄电池7为激光发射接收模块3、主控模块4、角度传感器模块5、无线数据传输模块6供电；所述蓄电池7为高能锂电池，其存储的电量能够为测量装置提供一定的使用电量；

所述壳体1的左端第一通孔的上侧可拆卸的连接有连杆8，所述连杆8远离壳体1的一端设置有固定座9，所述连杆8的两端分别通过可开启的锁紧组件临时固定在壳体1与固定座9上，只有在使用时，通过连杆8将固定座9安装在壳体1上即可，所述固定座9 上开设有与所述第一通孔同轴心的透光圆孔901，该透光圆孔901的直径不小于壳体1上第一通孔直径的1.5倍，从而使得使得测量装置能够测量不同孔径的土钉孔；

所述壳体1上安装有触摸显示屏11以及按键12，所述触摸显示屏11与主控模块3以及蓄电池7电性连接，使用人员能够通过触摸显示屏11输入一些数据信息，并通过触摸显示屏11观察土钉孔深度与倾斜角度的测量结果；所述触摸显示屏11可输入的数据信息可以为当前在建项目名称、土钉孔施工负责人、土钉孔的具***置，所述按键12与蓄电池相连，以控制所述测量装置的通断电；

所述壳体1内还设置有与主控模块3相连的时钟模块、存储模块，其中时钟模块用于授时，其时钟计量方式采用北京时间，所述存储模块用于存储当前测量时通过触摸显示屏输入的数据信息、经过主控模块3处理后得出的与该土钉孔对应的深度和倾斜角度的数值。

如图2所示，所述连杆8包括中空的杆体801、对称的设置在所述杆体801内的两个推杆802，两个推杆802的长度相同且不大于杆体801内腔长度的2/3，从而两个推杆802 之间具有一定的距离使得所述推杆802能够沿着所述杆体801来回滑动，以驱动所述锁紧组件的开合。

如图3、5、6所示，所述锁紧组件包括两个对称设置的定位块10，所述杆体801上开设有供定位块10穿过的第二通孔，所述第二通孔对称的开设在杆体801端部的两侧壁上，两个定位块10位于杆体801内的一端通过拉力弹簧14相连，在不施加外力情况下，拉力弹簧14拉动两个定位块10相互抵触，而使得所述定位块10不伸出第二通孔，从而避免影响将连杆8插接在固定座9和壳体1上时的操作；并且当两个定位块10相互抵触时，定位块10远离拉力弹簧14的一端不脱出第二通孔，而是定位块10的端部与第二通孔的孔壁部分重叠，从而避免由于定位块10完全脱出第二通孔而发生转动，对定位块10起到良好的导向和限位作用；在具体实施时，两个定位块10相对的一端开设有深度相同的沉孔，所述拉力弹簧14的端部固定在沉孔的底部，当两个定位块10相互抵触时，拉力弹簧 14完全收纳于沉孔内。

如图5所示，两个所述定位块10相对的一端均开设有半圆弧形槽1001，所述半圆弧形槽1001的直径不大于推杆802的直径，从而当推杆802***到两个定位块10的半圆弧形槽1001构成的通孔时，推杆802能够将定位块10的端部推出第二通孔；所述定位块10 朝向推杆802的一端为自半圆弧形槽1001的圆心至定位块10的外缘方向倾斜的斜面，所述推杆802的端部设置有与所述斜面配合的倒角，从而在推杆802向杆体801两端移动时，推杆802的端部能够逐渐***到两个定位块10的半圆弧形槽1001合围成的通孔内。

如图1所示，所述固定座9以及壳体1相对的端面上设置有安装凸台，所述安装凸台内开设有插接孔，所述插接孔的内壁设置有与所述定位块10适配的定位孔，杆体801***到插接孔内后，在推杆802推动下定位块10的端部能够穿出第二通孔后插接在定位孔内，以将连杆8与固定座9级壳体1进行连接，由于两个定位块10之间通过拉力弹簧14 相连，因此，定位块10不会脱出所述杆体801。

如图4所示，两个所述推杆802之间设置有弹力弹簧13，所述推杆802与弹力弹簧13对应的一端设置有推块804，所述杆体801上开设有供推块804穿过的条形孔803；其中弹力弹簧13的设置能够推动推杆802向杆体801两端移动，推块804的设置便于使用人员驱动推杆802来回移动。

如图1所示，所述固定座9背向壳体1的一端设置有多个固定爪902，所述固定爪902的设置能够保证固定座9与墙面之间的固定，有效保持在测量土钉孔深度与倾斜角度时的稳定性。

如图1所示所述壳体1的后端设置有充电接口以及USB接口，所述充电接口用于对蓄电池7进行充电，所述USB接口与主控模块相连，能够将存储模块中存储的数据通过数据线传输到电脑主机上。

如图1所示，所述激光发射接收模块3、主控模块4、角度传感器模块5、无线数据传输模块6、时钟模块、存储模块、充电接口、USB接口均集成在PCB板上，各电子元件通过印刷电路相连，PCB板上设置有与供电电路相同的插头，蓄电池7通过导线连接在插头上，按键12连接在PCB板的供电线路上，以控制蓄电池7与各用电元件之间电路的通断，所述PCB板通过螺钉固定在所述壳体1内。

本实施中，所述无线数据传输模块6为WIFI模块、蓝牙模块、5G模块、4G模块中的任一种，从而使得测量装置能够远程连接手机终端或者电脑主机，能够将测量结果进行远程传输，同时也可以通过手机终端或者电脑主机远程输入数据信息。

如图5所示，为了保证两个定位块10向杆体801内部移动的距离一样，在杆体801侧壁上对称的设置有两个挡板805，所述定位块10朝向具有挡板805的杆体801的侧壁的一端开设有与挡板805相配合的豁口，所述豁口深度不小于挡板805厚度的二分之一，从而在拉力弹簧14的拉力作用下，两个定位块10均能够同步恢复到杆体801的水平中性面处。

本发明在使用时：

首先，将基坑边坡的土钉孔***铲平，是的土钉孔的轴线与土钉孔***平面相互垂直；

然后用手操作夹持两个推块804使得两个推杆802相互靠近，当推杆802脱离两个定位块10时，由于推杆802与定位块10不再接触，从而在拉力弹簧14的拉力作用下，两个定位块10连接拉力弹簧14的一端移动到挡板处，此时定位块10不凸出所杆体801；

接着，分别将连杆8的两端***壳体1和固定座9上的插接孔内，当连杆8到达插接孔的底部时，松开推块804，在弹力弹簧13的作用下推杆802想着杆体801的两端移动，当推杆802的端部到达定位块10处时，推杆802的倒角与定位块10上的斜面接触，并且在推力弹簧13弹力作用下，推杆802继续向杆体801的端部移动，推杆802逐渐***定位块10的半圆弧形槽1001内而推动定位块10想着第一通孔外移动，此时定位块10的端部***到插接孔内，当推杆801端部到达杆体801的端部时，即完成推动操作，此时，通过连杆8将壳体1与固定座9进行有效固定；

测量时，通过安检12开启测量装置，通过触摸显示屏11输入相应的数据，在通过按键12或者触摸显示屏11控制激光发射接收模块3与角度传感器模块5启动进行土钉孔的深度和倾斜角度5的测量。

本发明在具体实施时，可通过触摸显示屏11输入土钉孔倾斜角度的阈值，从而通过主控模块4判断测量的土钉孔倾斜角度是否符合要求，并将判断结果通过触摸显示屏11进行显示，或通过无线数据传输模块6提供的无线网络远程传输至手机终端或者电脑主机；所述把手 2 的下端为开口，开口处通过螺纹安装有端盖，从而便于对蓄电池 7 进行更换与维护。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能型土钉孔倾斜角度及深度测量装置，包括壳体、设置在壳体下端的中空的把手，其特征在于：

所述壳体内设置有激光发射接收模块、主控模块、角度传感器模块、无线数据传输模块，所述激光发射接收模块、角度传感器模块、无线传输模块分别与主控模块电性连接；

所述壳体的左端开设有第一通孔，所述激光发射接收模块的激光投射与接收端朝向所述第一通孔；

所述把手内安装有蓄电池，所述蓄电池为激光发射接收模块、主控模块、角度传感器模块、无线数据传输模块供电；

所述壳体的左端第一通孔的上侧可拆卸的连接有连杆，所述连杆远离壳体的一端设置有固定座，所述连杆的两端分别通过可开启的锁紧组件临时固定在壳体与固定座上，所述固定座上开设有与所述第一通孔同轴心的透光圆孔；

所述壳体上安装有触摸显示屏以及按键，所述触摸显示屏与主控模块以及蓄电池电性连接，所述按键与蓄电池相连，以控制所述测量装置的通断电；

所述连杆包括中空的杆体、对称的设置在所述杆体内的两个推杆，所述推杆能够沿着所述杆体来回滑动，以驱动所述锁紧组件的开合；

所述锁紧组件包括两个对称设置的定位块，所述杆体上开设有供定位块穿过的第二通孔，两个定位块位于杆体内的一端通过拉力弹簧相连，在不施加外力情况下，拉力弹簧拉动两个定位块相互抵触，而使得所述定位块不伸出第二通孔；

两个所述定位块相对的一端均开设有半圆弧形槽，所述半圆弧形槽的直径不大于推杆的直径，所述定位块朝向推杆的一端为自半圆弧形槽的圆心至定位块的外缘方向倾斜的斜面，所述推杆的端部设置有与所述斜面配合的倒角；

所述固定座以及壳体相对的端面上设置有安装凸台，所述安装凸台内开设有插接孔，所述插接孔的内壁设置有与所述定位块适配的定位孔；

两个所述推杆之间设置有弹力弹簧，所述推杆与弹力弹簧对应的一端设置有推块，所述杆体上开设有供推块穿过的条形孔。

2.根据权利要求1所述的智能型土钉孔倾斜角度及深度测量装置，其特征在于：所述固定座背向壳体的一端设置有多个固定爪。

3.根据权利要求1所述的智能型土钉孔倾斜角度及深度测量装置，其特征在于：所述壳体的后端设置有充电接口。

4.根据权利要求1所述的智能型土钉孔倾斜角度及深度测量装置，其特征在于：所述激光发射接收模块、主控模块、角度传感器模块、无线数据传输模块均集成在PCB板上，所述PCB板通过螺钉固定在所述壳体内。

5.根据权利要求1所述的智能型土钉孔倾斜角度及深度测量装置，其特征在于：所述无线数据传输模块为WIFI模块、蓝牙模块、5G模块、4G模块中的任一种。

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