CN113638735A - 一种手自动一体非电连接钻孔测斜仪和测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种手自动一体非电连接式滑坡钻孔测斜仪和测量方法,测斜探头完成钻孔测斜;卷扬机构与测斜探头通过拉绳连接;卷扬机构左右两轴端分别固定有自动离合器的第一牙片和手动离合器的第一牙片,电动驱动机构的驱动轴上固定有自动离合器的第二牙片,自动离合器的第二牙片可选择地与自动离合器的第一牙片相啮合或远离,手动驱动机构的驱动轴上固定有手动离合器的第二牙片,手动离合器的第二牙片可选择地与手动离合器的第一牙片相啮合或远离。本发明提出的技术方案的有益效果是:突破了因信号传输距离受限、远端供电压降大、线缆自重大等问题对监测孔深度造成的限制,同时兼顾了手动与自动化测量,测量方式切换灵活方便,综合测量成本低。
Description
技术领域
本发明涉及地质灾害监测与防治技术领域,尤其涉及一种手自动一体非电连接钻孔测斜仪和测量方法。
背景技术
滑坡监测是地质灾害监测领域中的一个重要组成部分,通过持续、可靠的监测手段获得包括滑坡变形特征、滑体材料物理力学性质变化、诸如渗流流速流向等在内的滑坡地下环境变化等大量地质信息,并以此为基础来评估、预测、治理是滑坡地质灾害的有效控制手段。位移监测是判断滑坡稳定性的重要方法,深部位移监测因能揭示滑坡深部变形特征、借以判断滑面位置以及变形速率尤为重要。
钻孔测斜仪在滑坡深部位移监测中应用历史悠久,因其精度高、可靠性好,一直是工程界最为广泛应用的深部变形监测设备。现有的钻孔测斜技术主要分为固定式测斜仪与滑动式测斜仪两类。前者基于原位钻孔内埋设的多个测斜仪、与自动化数据采集收发***的组合,具有实时监控、标距配置灵活、耐用及可重复使用的特点。然而,因其布置特性而存在单次布设成本较高,在同一深部位移钻孔可安装测量点数有限且量程受限的缺点。滑动式测斜仪价格便宜、操作简单、且能较为真实地反应滑坡变形状态。不过该测量方法耗时耗力且测量结果也会因不同操作人员的操作差异产生较大随机误差。此外,滑坡变形速度依据其演化过程分为多个阶段,不同的阶段也对应了不同监测频率、监测速度的要求。
发明内容
有鉴于此,为解决上述问题,本发明的实施例提供了一种手自动一体非电连接钻孔测斜仪和测量方法。
本发明的实施例提供一种手自动一体非电连接钻孔测斜仪,包括:
测斜探头,通过拉绳下放至测斜管内,可测钻孔深度不受制于电连接,完成测斜管内各个测点位置倾斜数据的采集与保存;
探头牵引装置,包括卷扬机构、电动驱动机构和手动驱动机构;所述卷扬机构的拉绳与所述测斜探头连接,向上提拉所述测斜探头;所述卷扬机构左右两轴端分别固定有自动离合器的第一牙片和手动离合器的第一牙片,所述电动驱动机构的驱动轴上固定有自动离合器的第二牙片,所述自动离合器的第二牙片可选择地与所述自动离合器的第一牙片相啮合或远离,所述手动驱动机构的驱动轴上固定有手动离合器的第二牙片,所述手动离合器的第二牙片可选择地与所述手动离合器的第一牙片相啮合或远离;
所述自动离合器的第二牙片与所述自动离合器的第一牙片相啮合时,所述电动驱动机构的驱动轴驱动所述卷扬机构向上规律的间歇提拉所述测斜探头,所述手动离合器的第二牙片与所述手动离合器的第一牙片相啮合时,所述手动驱动机构的驱动轴驱动所述卷扬机构向上规律的间歇提拉所述测斜探头。
进一步地,所述探头牵引装置还包括底座,所述卷扬机构固定于所述底座上,所述电动驱动机构和所述手动驱动机构活动安装于所述底座上,分别位于所述卷扬机构左右两侧。
进一步地,所述探头牵引装置还包括龙门支架,所述底座上设有沿左右向延伸的滑轨,所述龙门支架底部固定有与所述滑轨滑动配合的滑块,所述卷扬机构位于所述龙门支架内侧,所述电动驱动机构和所述手动驱动机构分别固定于所述龙门支架上,所述电动驱动机构和所述手动驱动机构分别位于所述卷扬机构左右两侧、且具有间隙,所述卷扬机构位于所述自动离合器的第二牙片和所述手动离合器的第二牙片之间、且具有间隙。
进一步地,所述龙门支架顶部固定有挡位拨杆,所述探头牵引装置还包括机箱外壳,所述机箱外壳下侧开口盖合于所述底座上,所述卷扬机构、电动驱动机构和手动驱动机构位于所述机箱外壳内,所述机箱外壳与所述挡位拨杆相对的位置设有挡位孔,所述挡位孔侧壁沿左右向设有三个挡位卡槽,所述挡位拨杆朝向所述挡位卡槽的一侧设有弹片,所述弹片位于所述挡位卡槽内,所述挡位拨杆上端位于所述机箱外壳上方;
所述挡位拨杆位于最右侧的挡位卡槽内时,所述手动离合器的第一牙片与所述手动离合器的第二牙片相啮合;所述挡位拨杆位于中间的挡位卡槽内时,所述手动离合器的第一牙片与所述手动离合器的第二牙片间隔设置,所述自动离合器的第一牙片与所述自动离合器的第二牙片间隔设置;所述挡位拨杆位于最左侧的挡位卡槽内时,所述自动离合器的第一牙片与所述自动离合器的第二牙片相啮合。
进一步地,所述自动驱动机构包括步进驱动电机和电机减速器,所述电机减速器和所述步进驱动电机连接,固定于所述龙门支架上。
进一步地,所述手动驱动机构包括手动摇柄和手动挡调速器,所述手动挡调速器固定于所述龙门支架上,所述手动摇柄与所述手动挡调速器连接,带动所述手动挡调速器转动。
进一步地,所述探头牵引装置还包括位置计量机构,所述位置计量机构包括旋转编码器和旋转耦合轮;
所述旋转编码器安装于所述底座上,所述旋转编码器的输入轴上安装所述旋转耦合轮,所述拉绳在所述旋转耦合轮上缠绕一周,所述旋转编码器用于获取所述旋转耦合轮的转动距离,从而获得所述拉绳的牵动距离。
进一步地,所述位置计量机构还包括理绳罩,所述理绳罩固定于所述底座上,所述旋转耦合轮位于理绳罩内,所述理绳罩与所述旋转编码器的输入轴相对的位置贯穿设有穿轴孔,所述理绳罩与所述拉绳两端分别贯穿设有穿线孔。
进一步地,所述测斜探头包括探头管壳,所述探头管壳上下两端分别设有导向滚轮装置,所述导向滚轮装置用于在测斜管的导槽内滚动,所述探头管壳内固定有测斜电路模块、接口模块和电源模块,所述测斜电路模块用于采集并保存测斜数据,所述接口模块用于与外接设备连接,实现测斜数据的传输,所述电源模块与测斜电路模块电连接,用于供电。
本发明的实施例还提供一种测量方法,利用如上所述的手自动一体非电连接式滑坡钻孔测斜仪,包括以下步骤:
S1启动测斜探头测量模式,将测斜探头放置到测斜管内;
S2将自动离合器的第一牙片与自动离合器的第二牙片分离,将手动离合器的第一牙片与手动离合器的第二牙片分离,测斜探头在重力作用下滑移至测斜管的管底;
S3将自动离合器的第一牙片与自动离合器的第二牙片相啮合,将手动离合器的第一牙片与手动离合器的第二牙片分离,启动探头牵引装置,探头牵引装置自动完成测斜探头的间歇提拉,直到测斜探头上升至测斜管的管口结束提拉,完成该测斜管的测量;
当测斜探头电量不足时,将自动离合器的第一牙片与自动离合器的第二牙片分离,将手动离合器的第一牙片与手动离合器的第二牙片相啮合,人工持续转动手动摇柄,经过手动挡调速器传递出间歇运动,实现测斜探头的间歇提拉,直至测斜探头到达孔口完成测量;
S4从测斜管中取出测斜探头,关闭测斜探头的测量模式,获取测斜探头测量的测斜数据;
S5从测斜数据中提取有效测点数据段,截取平稳数据段求均值计入对应测点位置的倾角信息。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
探头牵引装置与测斜探头之间通过拉绳连接摒弃了传统的电缆连接方法,所采用的拉绳非电连接方式突破了因信号传输距离受限、远端供电压降大、线缆自重大等问题对监测孔深度造成的限制,同时兼顾了手动与自动化测量,测量方式切换灵活方便,综合测量成本低。
探头牵引装置中自动挡监测速度、频率可调,既可以满足滑坡蠕变阶段的低频率监测,又可以满足滑坡剧滑或者加速变形阶段的高频率、快速响应监测需求,对滑坡地质灾害深部变形监测具有重要意义。探头牵引装置与测斜探头之间摒弃了传统的电缆连接方法,所采用的钢丝绳非电连接方式解除了因信号传输距离受限、远端供电压降大、线缆自重大等问题带来的监测孔深的限制。具有三全、应用场景广泛的特点,即可全天候、全球、全时间地工作,采用技术成熟,设计合理,经济性好,便于推广,适用于滑坡地质灾害深部变形监测。
附图说明
图1是本发明提供的手自动一体非电连接式滑坡钻孔测斜仪中探头牵引装置一实施例的结构示意图;
图2是图1中探头牵引装置内部结构示意图;
图3是图2中探头牵引装置的局部结构示意图;
图4是图3中探头牵引装置(挡位拨杆位于自动挡)剖面图;
图5是图3中探头牵引装置(挡位拨杆位于空挡)剖面图;
图6是图3中探头牵引装置(挡位拨杆位于手动挡)剖面图;
图7是本发明提供的手自动一体非电连接式滑坡钻孔测斜仪中测斜探头一实施例的结构示意图;
图8是本发明提供的手、自动一体无缆式滑坡钻孔测斜仪与现场应用示意图;
图9是发明提供的数据提取方法一实施例的数据样式曲线图;
图10是本发明提供的测量方法的流程示意图。
图中:测斜探头100、探头牵引装置200、测斜管300、探头管壳1、导向滚轮装置2、导向支架2a、导向滚轮2b、测斜电路模块3、接口模块4、电源模块5、底座6、滑轨6a、控制电路板6b、动力电池6c、龙门支架7、滑块7a、挡位拨杆7b、弹片7c、挡位卡槽7d、机箱外壳8、提把8a、挡位孔8b、卷扬机构9、卷盘9a、拉绳9b、卷扬支架9c、电动驱动机构10、步进驱动电机10a、电机减速器10b、电动驱动机构的驱动轴10c、手动驱动机构11、手动摇柄11a、手动挡调速器11b、手动驱动机构的驱动轴11c、位置计量机构12、旋转编码器12a、旋转耦合轮12b、理绳罩12c、管口支撑盖12d、柔性套管12e、计量支架12f、自动离合器的第一牙片13、手动离合器的第一牙片14、自动离合器的第二牙片15、手动离合器的第二牙片16、有效测点数据段17、提升过程数据段18。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参见图1至图8,本发明的实施例提供一种手自动一体非电连接式滑坡钻孔测斜仪,包括测斜探头100和探头牵引装置200。
测斜探头100通过拉绳9b用于下放至测斜管300内,其独立封闭***完成测斜管300内各个测点位置倾斜数据的采集与保存,可测钻孔深度不受制于电连接,间歇式数据特征附带标记各个测点在孔内的位置。具体的,请参见图7,所述测斜探头100包括探头管壳1,所述探头管壳1上下两端分别设有导向滚轮装置2,导向滚轮装置2包括导向支架2a和导向滚轮2b,导向支架2a安装于探头管壳1上,导向滚轮2b转动安装于导向支架2a上。所述测斜管300内设有沿上下向延伸的导槽,所述导向滚轮装置2在所述导槽内滚动,将测斜探头100钳位在测斜管300导槽方位避免其发生旋转。所述探头管壳1内固定有测斜电路模块3、接口模块4和电源模块5,所述测斜电路模块3用于采集并保存测斜数据,所述接口模块4用于与外接设备连接,实现测斜数据的传输,所述电源模块5与测斜电路模块3电连接,用于供电。
请参见图1至图6,探头牵引装置200包括底座6、龙门支架7、机箱外壳8、卷扬机构9、电动驱动机构10、手动驱动机构11和位置计量机构12。
卷扬机构9固定于底座6上,卷扬机构9的结构为现有技术,包括卷盘9a和拉绳9b,卷盘9a通过卷扬支架9c固定于底座6上,拉绳9b一端缠绕在卷盘9a上,另一端与所述测斜探头100连接,用于向上提拉所述测斜探头100,拉绳9b具体为钢丝绳,测斜探头100通过钢丝绳的牵引下放到测斜管300中,测量时钢丝绳间歇提拉测斜探头100。本实施例中,探头牵引装置200向上等间距间歇提拉所述测斜探头100,为测斜探头100提供约定性移动特征用于离线识别测点数据段位置。所述卷扬机构9左右两轴端分别固定有自动离合器的第一牙片13和手动离合器的第一牙片14,自动离合器和手动离合器为牙嵌式离合器。
所述电动驱动机构10活动安装于所述底座6上,位于所述卷扬机构9左侧。所述电动驱动机构的驱动轴10c上固定有自动离合器的第二牙片15,所述自动离合器的第二牙片15可选择地与所述自动离合器的第一牙片13相啮合或远离。所述手动驱动机构11活动安装于所述底座6上,位于所述卷扬机构9右侧。所述手动驱动机构的驱动轴11c上固定有手动离合器的第二牙片16,所述手动离合器的第二牙片16可选择地与所述手动离合器的第一牙片14相啮合或远离。
所述自动离合器的第二牙片15与所述自动离合器的第一牙片13相啮合时,所述电动驱动机构的驱动轴10c驱动所述卷扬机构9向上规律的间歇提拉所述测斜探头100,所述手动离合器的第二牙片16与所述手动离合器的第一牙片14相啮合时,所述手动驱动机构的驱动轴11c驱动所述卷扬机构9向上规律的间歇提拉所述测斜探头100。
具体的,所述底座6上设有沿左右向延伸的滑轨6a,所述龙门支架7底部固定有与所述滑轨6a滑动配合的滑块7a,本实施例中,在前后向间隔设有两条滑轨6a,龙门支架7底部对应设有两个滑块7a,可增强龙门支架7移动的稳定性。卷扬支架9c中部拱起供滑轨6a穿过。
所述电动驱动机构10和所述手动驱动机构11分别固定于所述龙门支架7上,所述卷扬机构9位于所述龙门支架7内侧,所述电动驱动机构10和所述手动驱动机构11分别位于所述卷扬机构9左右两侧、且具有间隙。电动驱动机构10和手动驱动机构11可以安装于龙门支架7内侧,本实施例中,电动驱动机构10和手动驱动机构11分别固定于所述龙门支架7左右两侧,所述龙门支架7与所述电动驱动机构10和所述手动驱动机构的驱动轴11c相对的位置贯穿设有让位孔,两个所述驱动轴穿过所述让位孔位于所述龙门支架7内的一端分别对应固定有所述自动离合器的第二牙片15和所述手动离合器的第二牙片16,所述卷扬机构9位于所述自动离合器的第二牙片15和所述手动离合器的第二牙片16之间、且具有间隙。
如此设置,可在左右向移动龙门支架7,向左移动龙门支架7,使卷盘9a左侧的自动离合器的第一牙片13和电动驱动机构10上的自动离合器的第二牙片15相啮合,电动驱动机构的驱动轴10c可带动卷盘9a旋转,从而实现电动牵引测斜探头100。向右移动龙门支架7,使卷盘9a右侧的手动离合器的第一牙片14和手动驱动机构11上的手动离合器的第二牙片16相啮合,手动驱动机构的驱动轴11c可带动卷盘9a旋转,从而实现手动牵引测斜探头100。将卷盘9a移动至自动离合器的第二牙片15和手动离合器的第二牙片16之间,使得自动离合器的第一牙片13和自动离合器的第二牙片15分离,手动离合器的第一牙片14和手动离合器的第二牙片16分离,处于空挡位,钢丝绳处于松弛状态,测斜探头100在其重力作用下可向下移动至测斜管300底部。
具体的,所述自动驱动机构包括步进驱动电机10a和电机减速器10b,所述电机减速器10b和所述步进驱动电机10a连接,固定于所述龙门支架7上,电动驱动机构的驱动轴10c安装于电机减速器10b上。
所述手动驱动机构11包括手动摇柄11a和手动挡调速器11b,所述手动挡调速器11b固定于所述龙门支架7上,所述手动摇柄11a与所述手动挡调速器11b连接,带动所述手动挡调速器11b转动,手动驱动机构的驱动轴11c安装于手动挡调速器11b上。手动挡调速器11b内部为间歇传动机构,连续转动手动摇柄11a时手动挡调速器11b输出轴输出间歇式的转动。
所述底座6上固定有控制电路板6b和动力电池6c,用于探头牵引装置200工作流程控制、测点位置定位和电源供应。
机箱外壳8下侧开口盖合于所述底座6上,对内部部件形成遮罩防护。机箱外壳8顶部安装有提把8a,便于移动整个装置。所述卷扬机构9、电动驱动机构10和手动驱动机构11位于所述机箱外壳8内,所述机箱外壳8与所述手动摇柄11a相对的位置贯穿设有穿孔,所述手动摇柄11a从所述穿孔中穿出。
为了便于对挡位进行调节,所述龙门支架7顶部固定有挡位拨杆7b,所述机箱外壳8与所述挡位拨杆7b相对的位置设有挡位孔8b,所述挡位孔8b侧壁沿左右向设有三个挡位卡槽7d,所述挡位拨杆7b朝向所述挡位卡槽7d的一侧设有弹片7c,所述弹片7c位于所述挡位卡槽7d内,所述挡位拨杆7b上端位于所述机箱外壳8上方,便于操作人员拨动。所述挡位拨杆7b位于最右侧的挡位卡槽7d内时,所述手动离合器的第一牙片14与所述手动离合器的第二牙片16相啮合(请参见图6,挡位拨杆7b位于手动挡);所述挡位拨杆7b位于中间的挡位卡槽7d内时,所述手动离合器的第一牙片14与所述手动离合器的第二牙片16间隔设置,所述自动离合器的第一牙片13与所述自动离合器的第二牙片15间隔设置(请参见图5,挡位拨杆7b位于空挡);所述挡位拨杆7b位于最左侧的挡位卡槽7d内时,所述自动离合器的第一牙片13与所述自动离合器的第二牙片15相啮合(请参见图4,挡位拨杆7b位于自动挡),便于操作人员对挡位进行判断。
具体的,所述挡位拨杆7b设有槽口朝向挡位卡槽7d的槽口,弹片7c通过弹簧连接于槽口内,弹片7c一端位于槽口内,另一端位于槽口外,槽口和弹片7c在截面上呈三角形设置,挡位拨杆7b在左右向移动过程中,弹簧处于压缩状态,弹片7c在弹簧的推力作用下,将弹片7c推动至槽口内,对龙门支架7左右滑动位置进行钳位,形成自动挡位(图4)、空挡位(图5)和手动挡位(图6)三个挡位。
位置计量机构12包括旋转编码器12a、旋转耦合轮12b、理绳罩12c、管口支撑盖12d和柔性套管12e,所述旋转编码器12a安装于所述底座6上,旋转编码器12a通过计量支架12f安装于底座6上,所述旋转编码器12a的输入轴上安装所述旋转耦合轮12b,所述拉绳9b在所述旋转耦合轮12b上缠绕一周,所述旋转编码器12a用于获取所述旋转耦合轮12b的转动距离,从而获得所述拉绳9b的牵动距离。理绳罩12c固定于所述底座6上,所述旋转耦合轮12b位于理绳罩12c内,所述理绳罩12c与所述旋转编码器12a的输入轴相对的位置贯穿设有穿轴孔,所述理绳罩12c与所述拉绳9b两端分别贯穿设有穿线孔,确保拉绳9b牵动距离能被准确传递到旋转编码器12a,确保测点位置控制的准确性。所述测斜管300顶部盖有管口支撑盖12d,所述管口支撑盖12d贯穿设有供拉绳9b穿过的通孔。拉绳9b外套有柔性套管12e,柔性套管12e位于管口支撑盖12d和理绳罩12c之间,两端分别与管口支撑盖12d和理绳罩12c连接。柔性套管12e在轴向上不可伸缩,但可以产生挠曲变形,保障探头牵引装置200现场安放不受空间位置限制。
请参见图10,基于上述手自动一体非电连接式滑坡钻孔测斜仪,启动测斜探头100的测量模式,将测斜探头100放置到测斜管300内,管口支撑盖12d紧扣于测斜管300管口。
将自动离合器的第一牙片13与自动离合器的第二牙片15分离,将手动离合器的第一牙片14与手动离合器的第二牙片16分离,具体的,将挡位拨杆7b拨至空挡位,测斜探头100在重力作用下滑移至测斜管300的管底。
将自动离合器的第一牙片13与自动离合器的第二牙片15相啮合,将手动离合器的第一牙片14与手动离合器的第二牙片16分离,具体的,将挡位拨杆7b拨至自动挡位,启动探头牵引装置200,探头牵引装置200自动完成测斜探头100的间歇提拉,直到测斜探头100上升至测斜管300的管口而受到管口支撑盖12d的阻碍,探头牵引装置200检测到负荷突变而结束提拉,完成该测斜管300的测量,实现探头牵引装置200自动停止对测斜探头100的提拉。
当测斜探头100中动力电池6c电量不足时,将自动离合器的第一牙片13与自动离合器的第二牙片15分离,将手动离合器的第一牙片14与手动离合器的第二牙片16相啮合,具体的,将挡位拨杆7b拨至手动挡位,人工持续转动手动摇柄11a,经过手动挡调速器11b传递出间歇运动,实现测斜探头100的间歇提拉,直至测斜探头100到达孔口完成测量。
将管口支撑盖12d拆卸,从测斜管300中取出测斜探头100,关闭测斜探头100的测量模式,获取测斜探头100测量的测斜数据,具体地通过接口模块4拷贝测量的测斜数据。
从测斜数据中提取有效测点数据段17,截取平稳数据段求均值计入对应测点位置的倾角信息。所述测斜数据类型如图9所示,由于在测量过程中测斜探头100在测斜管300中间歇被提拉,因此记录的数据类型为图9所示的间歇性平稳与剧烈波动状态,间歇过程中测斜电路模块3记录下有效测点数据段17,对应于测斜管300的每个测点位置,提拉过程中测斜电路模块3记录下提升过程数据段18。提取数据时根据数据段特征识别出有效测点数据段17,截取一段稳定值求取均值即可获取对应测点的倾角信息。
本发明提供的技术方案,
探头牵引装置200与测斜探头100之间通过拉绳9b连接摒弃了传统的电缆连接方法,所采用的拉绳9b非电连接方式突破了因信号传输距离受限、远端供电压降大、线缆自重大等问题对监测孔深度造成的限制,同时兼顾了手动与自动化测量,测量方式切换灵活方便,综合测量成本低。
探头牵引装置200中自动挡监测速度、频率可调,既可以满足滑坡蠕变阶段的低频率监测,又可以满足滑坡剧滑或者加速变形阶段的高频率、快速响应监测需求,对滑坡地质灾害深部变形监测具有重要意义。探头牵引装置200与测斜探头100之间摒弃了传统的电缆连接方法,所采用的钢丝绳非电连接方式解除了因信号传输距离受限、远端供电压降大、线缆自重大等问题带来的监测孔深的限制。具有三全、应用场景广泛的特点,即可全天候、全球、全时间地工作,采用技术成熟,设计合理,经济性好,便于推广,适用于滑坡地质灾害深部变形监测。
在本文中,所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的,只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解,所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下,本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,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 (10)
1.一种手自动一体非电连接式滑坡钻孔测斜仪,其特征在于,包括:
测斜探头,通过拉绳下放至测斜管内,可测钻孔深度不受制于电连接,完成测斜管内各个测点位置倾斜数据的采集与保存;
探头牵引装置,包括卷扬机构、电动驱动机构和手动驱动机构;所述卷扬机构的拉绳与所述测斜探头连接,向上提拉所述测斜探头;所述卷扬机构左右两轴端分别固定有自动离合器的第一牙片和手动离合器的第一牙片,所述电动驱动机构的驱动轴上固定有自动离合器的第二牙片,所述自动离合器的第二牙片可选择地与所述自动离合器的第一牙片相啮合或远离,所述手动驱动机构的驱动轴上固定有手动离合器的第二牙片,所述手动离合器的第二牙片可选择地与所述手动离合器的第一牙片相啮合或远离;
所述自动离合器的第二牙片与所述自动离合器的第一牙片相啮合时,所述电动驱动机构的驱动轴驱动所述卷扬机构向上规律的间歇提拉所述测斜探头,所述手动离合器的第二牙片与所述手动离合器的第一牙片相啮合时,所述手动驱动机构的驱动轴驱动所述卷扬机构向上规律的间歇提拉所述测斜探头。
2.如权利要求1所述的手自动一体非电连接式滑坡钻孔测斜仪,其特征在于,所述探头牵引装置还包括底座,所述卷扬机构固定于所述底座上,所述电动驱动机构和所述手动驱动机构活动安装于所述底座上,分别位于所述卷扬机构左右两侧。
3.如权利要求2所述的手自动一体非电连接式滑坡钻孔测斜仪,其特征在于,所述探头牵引装置还包括龙门支架,所述底座上设有沿左右向延伸的滑轨,所述龙门支架底部固定有与所述滑轨滑动配合的滑块,所述卷扬机构位于所述龙门支架内侧,所述电动驱动机构和所述手动驱动机构分别固定于所述龙门支架上,所述电动驱动机构和所述手动驱动机构分别位于所述卷扬机构左右两侧、且具有间隙,所述卷扬机构位于所述自动离合器的第二牙片和所述手动离合器的第二牙片之间、且具有间隙。
4.如权利要求3所述的手自动一体非电连接式滑坡钻孔测斜仪,其特征在于,所述龙门支架顶部固定有挡位拨杆,所述探头牵引装置还包括机箱外壳,所述机箱外壳下侧开口盖合于所述底座上,所述卷扬机构、电动驱动机构和手动驱动机构位于所述机箱外壳内,所述机箱外壳与所述挡位拨杆相对的位置设有挡位孔,所述挡位孔侧壁沿左右向设有三个挡位卡槽,所述挡位拨杆朝向所述挡位卡槽的一侧设有弹片,所述弹片位于所述挡位卡槽内,所述挡位拨杆上端位于所述机箱外壳上方;
所述挡位拨杆位于最右侧的挡位卡槽内时,所述手动离合器的第一牙片与所述手动离合器的第二牙片相啮合;所述挡位拨杆位于中间的挡位卡槽内时,所述手动离合器的第一牙片与所述手动离合器的第二牙片间隔设置,所述自动离合器的第一牙片与所述自动离合器的第二牙片间隔设置;所述挡位拨杆位于最左侧的挡位卡槽内时,所述自动离合器的第一牙片与所述自动离合器的第二牙片相啮合。
5.如权利要求3所述的手自动一体非电连接式滑坡钻孔测斜仪,其特征在于,所述自动驱动机构包括步进驱动电机和电机减速器,所述电机减速器和所述步进驱动电机连接,固定于所述龙门支架上。
6.如权利要求3所述的手自动一体非电连接式滑坡钻孔测斜仪,其特征在于,所述手动驱动机构包括手动摇柄和手动挡调速器,所述手动挡调速器固定于所述龙门支架上,所述手动摇柄与所述手动挡调速器连接,带动所述手动挡调速器转动。
7.如权利要求2所述的手自动一体非电连接式滑坡钻孔测斜仪,其特征在于,所述探头牵引装置还包括位置计量机构,所述位置计量机构包括旋转编码器和旋转耦合轮;
所述旋转编码器安装于所述底座上,所述旋转编码器的输入轴上安装所述旋转耦合轮,所述拉绳在所述旋转耦合轮上缠绕一周,所述旋转编码器用于获取所述旋转耦合轮的转动距离,从而获得所述拉绳的牵动距离。
8.如权利要求7所述的手自动一体非电连接式滑坡钻孔测斜仪,其特征在于,所述位置计量机构还包括理绳罩,所述理绳罩固定于所述底座上,所述旋转耦合轮位于理绳罩内,所述理绳罩与所述旋转编码器的输入轴相对的位置贯穿设有穿轴孔,所述理绳罩与所述拉绳两端分别贯穿设有穿线孔。
9.如权利要求1所述的手自动一体非电连接式滑坡钻孔测斜仪,其特征在于,所述测斜探头包括探头管壳,所述探头管壳上下两端分别设有导向滚轮装置,所述导向滚轮装置用于在测斜管的导槽内滚动,所述探头管壳内固定有测斜电路模块、接口模块和电源模块,所述测斜电路模块用于采集并保存测斜数据,所述接口模块用于与外接设备连接,实现测斜数据的传输,所述电源模块与测斜电路模块电连接,用于供电。
10.一种测量方法,其特征在于,利用如权利要求1至9任一项所述的手自动一体非电连接式滑坡钻孔测斜仪,包括以下步骤:
S1启动测斜探头测量模式,将测斜探头放置到测斜管内;
S2将自动离合器的第一牙片与自动离合器的第二牙片分离,将手动离合器的第一牙片与手动离合器的第二牙片分离,测斜探头在重力作用下滑移至测斜管的管底;
S3将自动离合器的第一牙片与自动离合器的第二牙片相啮合,将手动离合器的第一牙片与手动离合器的第二牙片分离,启动探头牵引装置,探头牵引装置自动完成测斜探头的间歇提拉,直到测斜探头上升至测斜管的管口结束提拉,完成该测斜管的测量;
当测斜探头电量不足时,将自动离合器的第一牙片与自动离合器的第二牙片分离,将手动离合器的第一牙片与手动离合器的第二牙片相啮合,人工持续转动手动摇柄,经过手动挡调速器传递出间歇运动,实现测斜探头的间歇提拉,直至测斜探头到达孔口完成测量;
S4从测斜管中取出测斜探头,关闭测斜探头的测量模式,获取测斜探头测量的测斜数据;
S5从测斜数据中提取有效测点数据段,截取平稳数据段求均值计入对应测点位置的倾角信息。
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