CN114216397A - 适用于大尺寸基坑或者沟槽的土方回填标高测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于大尺寸基坑或者沟槽的土方回填标高测量装置，包括底座，所述底座的下表面上设有若干固定锥，还包括激光指示器，所述底座的上表面上固定安装立柱，所述立柱上套有套管，所述套管上固定安装顶板，所述立柱的上端面上固定安装光敏传感器，所述底座的上表面固定安装测距传感器，所述底座的上表面上固定安装步进电机，所述步进电机的转轴上固定安装锥形齿轮一，所述传动轴上固定安装锥形齿轮二，所述锥形齿轮一与锥形齿轮二啮合，所述传动轴的上端固定连接丝杆，所述丝杆上安装螺母座，所述螺母座的侧表面通过连接杆与套管的侧表面固定连接。本发明的有益效果是，适用于基坑或者沟槽较大的测量环境，测量过程简单实用。

Description

适用于大尺寸基坑或者沟槽的土方回填标高测量装置

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别是一种适用于大尺寸基坑或者沟槽的土方回填标高测量装置。

背景技术

回填土，指的是工程施工中，完成基础等地面以下工程后，再返还填实的土。为了保证回填施工后不会出现沉降裂缝等问题，工程人员必须要在回填之前准确的掌握回填的标高，从而准确的计算出土方的回填量，避免土方量过多或者过少导致的底面凹凸不平的问题。回填土标高要根据工程底高和道路高相减后再减去道路结构高得到的，因此对于工程底高的测定是决定回填土标高测定的基础，在现有的施工过程中，工程人员一般是通过手动的方式对路面、基坑等需要回填的标的物进行土方回填标高的测量，其过程比较繁琐，并且该方法的测量精度容易受到人为因素的影响，测量结果并不精确，无法满足越来越高的施工需求。

为了解决上述问题，本领域技术人员设计了自动测量标高的装置，该装置一般会安装在基坑或者沟槽的开口处，通过光学测距的方式来测量土方回填的标高，从而解决了手工测量过程繁琐，测量精度容易受认为因素干扰的问题；然而，当基坑或者路面施工所挖开的沟槽过大时，现有的自动测量装置在固定安装时难度较大，无法满足大基坑或者大沟槽的土方回填标高的测量。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了适用于大尺寸基坑或者沟槽的土方回填标高测量装置。

一种适用于大尺寸基坑或者沟槽的土方回填标高测量装置，包括底座，所述底座的下表面上设有若干固定锥，还包括激光指示器，所述激光指示器位于底座上方，且激光指示器发出的光束与底座的上表面平行，

所述底座的上表面上固定安装立柱，所述立柱与底座的上表面垂直且立柱位于底座上表面的中心处，所述立柱上套有套管，所述套管上固定安装顶板，所述立柱与顶板垂直，所述顶板靠近立柱的顶端，所述立柱的上端面上固定安装光敏传感器，所述光敏传感器通过线材向控制终端发送信号；

所述底座的上表面固定安装测距传感器，所述测距传感器通过无线通讯模块与移动终端连接，所述测距传感器向上对着顶板的下表面，所述测距传感器镶嵌在底座内，所述测距传感器的顶面与底座的上表面平齐，所述测距传感器测量顶板下表面与底座上表面之间的距离，所述测距传感器位于立柱的一侧；

所述底座的上表面上固定安装电机安装架，所述电机安装架上固定安装步进电机，所述步进电机的转轴与底座的上表面平行，所述步进电机的转轴上固定安装锥形齿轮一，所述底座的上表面上还固定安装轴承座，所述轴承座位于锥形齿轮和立柱之间，所述轴承座上安装传动轴，所述传动轴与立柱平行，所述传动轴上固定安装锥形齿轮二，所述锥形齿轮一与锥形齿轮二啮合，所述传动轴的上端固定连接丝杆，所述丝杆的中心线和传动轴的中心线位于一条直线上，所述丝杆上安装螺母座，所述螺母座的侧表面通过连接杆与套管的侧表面固定连接，所述步进电机通过编码器与控制终端连接，控制终端通过编码器控制步进电机的转数。

所述激光指示器位于顶板的上方，并保证当顶板上升到激光指示器所在高度时，光敏传感器能够接收到激光指示器的光束。

所述丝杆的顶端设有限位板，所述限位板为圆板，所述限位板的直径为丝杆直径的两倍。

所述步进电机的转轴指向立柱，所述步进电机、轴承座和立柱排列在一条直线上。

所述底座的上表面上固定安装透明的防护罩，所述防护罩扣住测距传感器。

所述套管是顶端封口底端开口的圆管。

所述固定锥包括立柱和固定安装在立柱下表面的圆锥头，所述圆柱的上端与底座的下表面固定连接。

所述固定锥的数量为五个，其中一个固定锥安装在底座下表面的中心处，其余四个固定锥分别安装在底座下表面的四角处。

所述底座为矩形板状结构，所述底座的侧表面上能够通过螺丝固定安装若干配重块。

有益效果

利用本发明的技术方案制作的适用于大尺寸基坑或者沟槽的土方回填标高测量装置，其具有如下优势：

1、本装置通过将装置安装在基坑或者沟槽底部的方式来替换原有的将装置安装在基坑或者沟槽开口的方式，从而避免了在基坑或者沟槽过大时，装置固定安装不方便的技术问题，保证了大基坑或者大沟槽的土方回填标高的测定；

2、本装置通过光学测距仪和步进电机等结构的配合实现自动测定工程底高的功能，无需人工手动测量，最大限度的排除了人为因素对于测量结果的影响，保证了测量的精确度；

3、本装置结构设计简单，生产的制造成本低，具有较强的实用性和市场竞争力，可广泛应用于不同工程的土方回填标高的测量。

附图说明

图1是本发明所述适用于大尺寸基坑或者沟槽的土方回填标高测量装置的结构示意图；

图2是本发明所述底座下表面的结构示意图；

图中，1、底座；2、固定锥；3、激光指示器；4、立柱；5、套管；6、顶板；7、光敏传感器；8、测距传感器；9、电机安装架；10、步进电机；11、锥形齿轮一；12、轴承座；13、传动轴；14、锥形齿轮二；15、丝杆；16、螺母座；17、连接杆；18、限位板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-2所示；

本申请的创造点在于，所述底座的上表面上固定安装立柱4，所述立柱与底座的上表面垂直且立柱位于底座上表面的中心处，所述立柱上套有套管5，所述套管上固定安装顶板6，所述立柱与顶板垂直，所述顶板靠近立柱的顶端，所述立柱的上端面上固定安装光敏传感器7，所述光敏传感器通过线材向控制终端发送信号；

本申请的创造点还在于，在底座的上表面固定安装测距传感器8，所述测距传感器通过无线通讯模块与移动终端连接，所述测距传感器向上对着顶板的下表面，所述测距传感器镶嵌在底座内，所述测距传感器的顶面与底座的上表面平齐，所述测距传感器测量顶板下表面与底座上表面之间的距离，所述测距传感器位于立柱的一侧；

本申请的创造点还在于，在底座的上表面上固定安装电机安装架9，所述电机安装架上固定安装步进电机10，所述步进电机的转轴与底座的上表面平行，所述步进电机的转轴上固定安装锥形齿轮一11，所述底座的上表面上还固定安装轴承座12，所述轴承座位于锥形齿轮和立柱之间，所述轴承座上安装传动轴13，所述传动轴与立柱平行，所述传动轴上固定安装锥形齿轮二14，所述锥形齿轮一与锥形齿轮二啮合，所述传动轴的上端固定连接丝杆15，所述丝杆的中心线和传动轴的中心线位于一条直线上，所述丝杆上安装螺母座16，所述螺母座的侧表面通过连接杆17与套管的侧表面固定连接，所述步进电机通过编码器与控制终端连接，控制终端通过编码器控制步进电机的转数。

本技术方案采用的电子器件包括：

步进电机，步进电机通过编码器与控制终端连接，通过控制终端给编码器发送控制指令，编码器接收到控制指令后转换为对应的步进数，然后控制步进电机转动一定角度，螺母座在连接杆的限位作用下会沿着丝杆移动一定距离；

测距传感器：可选激光测距传感器或者红外测距传感器；

激光指示器：可发出激光束，用于照射光敏传感器；

光敏传感器：受到激光束照射后产生相应的模拟型号，该模拟信号通过线材发送到控制终端并经过转换后生成对应的数字信号，控制终端收到信号后会控制步进电机停转。

以上电子器件均采用现有产品，本申请的技术方案对于上述电子器件的结构没有特殊要求和改变，上述电子器件均属于常规电子设备；

在本技术方案实施的过程中，本领域人员需要将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不在对电气控制做说明。

本申请的创造点还在于，所述激光指示器位于顶板的上方，并保证当顶板上升到激光指示器所在高度时，光敏传感器能够接收到激光指示器的光束；所述丝杆的顶端设有限位板18，所述限位板为圆板，所述限位板的直径为丝杆直径的两倍；所述步进电机的转轴指向立柱，所述步进电机、轴承座和立柱排列在一条直线上；所述底座的上表面上固定安装透明的防护罩，所述防护罩扣住测距传感器；所述套管是顶端封口底端开口的圆管；所述固定锥包括立柱和固定安装在立柱下表面的圆锥头，所述圆柱的上端与底座的下表面固定连接；所述固定锥的数量为五个，其中一个固定锥安装在底座下表面的中心处，其余四个固定锥分别安装在底座下表面的四角处；所述底座为矩形板状结构，所述底座的侧表面上能够通过螺丝固定安装若干配重块。

本申请技术方案在实施过程中，先将激光指示器固定安装在基坑或者沟槽的开口处，并保证当立柱顶端端面与基坑或者沟槽的开口平齐时，激光指示器能够照射到光敏传感器；平整基坑或者沟槽的底面，然后将底座放置在基坑或者沟槽的底面上，让固定锥***基坑或者沟槽的底面，然后用力将底座压实；通过移动终端将测距传感器的初始数值设定为底座的厚度值，然后通过控制终端启动步进电机，通过控制终端和编码器控制电机的转数，从而实现螺母座在丝杆上缓慢上升的技术效果，当立柱顶端端面上升到基坑或者沟槽开口所在平面时，光敏传感器收到激光指示器发出的激光并产生模拟型号发送给控制终端，控制终端控制步进电机停转，此时移动终端收到测距传感器传输的测量距离参数，工作人员将测距传感器的初始数值、测距传感器测量距离参数、顶板的厚度以及顶板与立柱顶端的距离值进行求和，就得到了土方回填的标高，从而完成土方回填标高的自动化测量过程。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于大尺寸基坑或者沟槽的土方回填标高测量装置，包括底座(1)，所述底座的下表面上设有若干固定锥(2)，还包括激光指示器(3)，所述激光指示器位于底座上方，且激光指示器发出的光束与底座的上表面平行，其特征在于，

所述底座的上表面上固定安装立柱(4)，所述立柱与底座的上表面垂直且立柱位于底座上表面的中心处，所述立柱上套有套管(5)，所述套管上固定安装顶板(6)，所述立柱与顶板垂直，所述顶板靠近立柱的顶端，所述立柱的上端面上固定安装光敏传感器(7)，所述光敏传感器通过线材向控制终端发送信号；

所述底座的上表面固定安装测距传感器(8)，所述测距传感器通过无线通讯模块与移动终端连接，所述测距传感器向上对着顶板的下表面，所述测距传感器镶嵌在底座内，所述测距传感器的顶面与底座的上表面平齐，所述测距传感器测量顶板下表面与底座上表面之间的距离，所述测距传感器位于立柱的一侧；

所述底座的上表面上固定安装电机安装架(9)，所述电机安装架上固定安装步进电机(10)，所述步进电机的转轴与底座的上表面平行，所述步进电机的转轴上固定安装锥形齿轮一(11)，所述底座的上表面上还固定安装轴承座(12)，所述轴承座位于锥形齿轮和立柱之间，所述轴承座上安装传动轴(13)，所述传动轴与立柱平行，所述传动轴上固定安装锥形齿轮二(14)，所述锥形齿轮一与锥形齿轮二啮合，所述传动轴的上端固定连接丝杆(15)，所述丝杆的中心线和传动轴的中心线位于一条直线上，所述丝杆上安装螺母座(16)，所述螺母座的侧表面通过连接杆(17)与套管的侧表面固定连接，所述步进电机通过编码器与控制终端连接，控制终端通过编码器控制步进电机的转数。

2.根据权利要求1所述的适用于大尺寸基坑或者沟槽的土方回填标高测量装置，其特征在于，所述激光指示器位于顶板的上方，并保证当顶板上升到激光指示器所在高度时，光敏传感器能够接收到激光指示器的光束。

3.根据权利要求1所述的适用于大尺寸基坑或者沟槽的土方回填标高测量装置，其特征在于，所述丝杆的顶端设有限位板(18)，所述限位板为圆板，所述限位板的直径为丝杆直径的两倍。

4.根据权利要求1所述的适用于大尺寸基坑或者沟槽的土方回填标高测量装置，其特征在于，所述步进电机的转轴指向立柱，所述步进电机、轴承座和立柱排列在一条直线上。

5.根据权利要求1所述的适用于大尺寸基坑或者沟槽的土方回填标高测量装置，其特征在于，所述底座的上表面上固定安装透明的防护罩，所述防护罩扣住测距传感器。

6.根据权利要求1所述的适用于大尺寸基坑或者沟槽的土方回填标高测量装置，其特征在于，所述套管是顶端封口底端开口的圆管。

7.根据权利要求1所述的适用于大尺寸基坑或者沟槽的土方回填标高测量装置，其特征在于，所述固定锥包括立柱和固定安装在立柱下表面的圆锥头，所述圆柱的上端与底座的下表面固定连接。

8.根据权利要求7所述的适用于大尺寸基坑或者沟槽的土方回填标高测量装置，其特征在于，所述固定锥的数量为五个，其中一个固定锥安装在底座下表面的中心处，其余四个固定锥分别安装在底座下表面的四角处。

9.根据权利要求1所述的适用于大尺寸基坑或者沟槽的土方回填标高测量装置，其特征在于，所述底座为矩形板状结构，所述底座的侧表面上能够通过螺丝固定安装若干配重块。

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