CN114561925A - 一种基于物联网的电力基坑安全监测*** - Google Patents

Abstract

本发明属于基坑安全监测技术领域，特别涉及一种基于物联网的电力基坑安全监测***。包括控制器、支护机构和监测机构；所述控制器分别与若干组支护机构和若干组监测机构信号连接；若干组支护机构呈线性阵列；所述支护机构包括底盘组件、第一支护组件、调节组件和第二支护组件；所述底盘组件固定安装在第一支护组件底部下方；所述调节组件滑动安装在第一支护组件底部上方；所述调节组件的一端移动卡接在第一支护组件上；所述调节组件的另一端贯穿第一支护组件与第二支护组件固定连接；所述第二支护组件位于第一支护组件远离调节组件的一侧；通过上述设置，增加了支护强度，及时弥补变形区段的应力损失，避免发生安全事故。

Description

一种基于物联网的电力基坑安全监测***

技术领域

本发明属于基坑安全监测技术领域，特别涉及一种基于物联网的电力基坑安全监测***。

背景技术

21世纪以来，人类对地下空间的需求和开发力度越来越大；目前人们对地下空间的开发主要为建造电力设施、地下隧道，地下室，地下商业综合体等，而目前修建地下室的常用技术流程为首先进行地下维护机构施工，接下来进行基坑开挖，在基坑开挖过程中，由于需要平衡土压力，土体中的水压力等外力，需要建立支撑***以平衡上述力，进而防止基坑坍塌或者倾覆；

现有的监测***，只能起到监测的作用，无法及时弥补变形区段的应力损失，在轻微变形时，没有及时补救，导致支护的变形继续扩大，严重情况下，支护产生断裂，严重影响施工的安全性，造成重大安全事故。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于物联网的电力基坑安全监测***，包括控制器、支护机构和监测机构；

所述控制器分别与若干组支护机构和若干组监测机构信号连接；若干组支护机构呈线性阵列；

所述支护机构包括底盘组件、第一支护组件、调节组件和第二支护组件；所述底盘组件固定安装在第一支护组件底部下方；所述调节组件滑动安装在第一支护组件底部上方；所述调节组件的一端移动卡接在第一支护组件上；所述调节组件的另一端贯穿第一支护组件与第二支护组件固定连接；所述第二支护组件位于第一支护组件远离调节组件的一侧；

所述第二支护组件与第一支护组件之间通过弹簧弹性连接；所述第二支护组件的上端固定安装有定位部，所述定位部移动卡接在第一支护组件的上端；所述定位部的上端与监测机构固定连接，相邻两组监测机构对正设置。

进一步的，所述底盘组件包括抵板、第一连接板和第二连接板；所述抵板固定安装在第一连接板远离第二支护组件的一侧；所述抵板远离第一连接板的一侧开设有V型槽；所述V型槽的敞口方向远离第一连接板。

进一步的，所述第一连接板远离抵板的一侧开设有第一卡槽；所述第二连接板固定安装在第一连接板远离抵板的一侧；所述第二连接板上开设有第二卡槽。

进一步的，所述第一支护组件包括第一支护板；所述第一支护板的顶部开设有第二通槽，所述第二通槽内设置有第一信号接收器；所述第一信号接收器与所述控制器信号连接。

进一步的，所述第一支护板上还开设有竖直滑槽和第一通槽，所述竖直滑槽位于第一通槽的上方；所述第一支护板上还固定安装有第一连接座，所述第一连接座与第一卡槽固定卡接。

进一步的，所述第一支护组件还包括滑板；所述滑板固定安装在第一支护板设置有竖直滑槽的一侧；所述滑板固定安装在第一连接板的上板面。

进一步的，所述调节组件包括第三连接板和伸缩组件；所述第三连接板移动卡接在第一通槽内；所述第三连接板靠近抵板的一端与伸缩组件的本体一端铰接；所述第三连接板靠近抵板的一端还设置有第一电机，所述第一电机的输出轴一端与伸缩组件的本体一端传动连接；所述伸缩组件的输出轴一端与竖直滑槽移动卡接。

进一步的，所述第二支护组件包括第二支护板；所述第二支护板通过弹簧与第一支护板弹性连接；所述第二支护板的下端固定安装有第二连接座；所述第二连接座移动卡接在第二卡槽内；所述第二支护板的下端还设置有第四连接板；所述第四连接板与第三连接板远离第一电机的一端固定连接。

进一步的，所述定位部包括第四连接板和第一信号发送器；所述第四连接板下端固定安装有第二卡块，所述第二支护板的顶端还设置有第三卡槽；所述第二卡块的一端与第三卡槽固定连接；所述第二卡块的另一端移动卡接在第二通槽内；所述第一信号发送器固定安装在第二卡块内；所述第一信号发送器与所述控制器信号连接。

进一步的，所述监测机构包括第五连接板、位移测量器和投影屏；所述第四连接板的上端表面还固定安装有轨道，所述第五连接板固定卡接在轨道上，所述位移测量器固定安装在第五连接板的一端，所述投影屏固定安装在第五连接板的另一端；所述投影屏与位移测量器信号连接；所述位于测量器与所述控制器信号连接。

本发明的有益效果是：

1、在第二支护板向第一支护板移动时，第二卡块在第二通槽内移动，直至第一信号发送器与第一信号接收器接触，使得信号连接，并将该信号发送至所述控制器中。同时，第三连接板在第一通槽内移动，使得第三连接板在滑板上的行程增大；此时控制器控制第一电机，使得伸缩组件的输出轴一端与第三连接板的夹角增大，以第二角度对第一支护板进行支撑，再由控制器控制伸缩组件的输出轴一端伸长，使得第一卡块卡接抵触在竖直滑槽的顶端，增加支护强度，及时弥补变形区段的应力损失，避免发生安全事故。

2、通过将若干组支护机构呈线性阵列设置在基坑壁与基坑底的交接处；使第二支护板与基坑壁贴合；使抵板埋于基坑底内。使第一连接板和第二连接板固定在基坑底的表面；即第一支护板被固定，从而通过弹簧使第二支护板与基坑壁进行贴合并抵触，对基坑壁进行支护，此时伸缩组件不进行伸缩，以第一角度对第一支护板进行支撑，减小支护机构的占地空间。

3、当基坑壁发生偏移时，基坑壁处的泥土推动第二支护板向第一支护板移动，在第二支护板离开第二连接板上方时，同时泥土会覆盖在第二连接板上，随着泥土量的增多使第二连接板逐渐所受泥土压力逐渐增大，进一步固定了第一连接板。

4、当第二支护板向第一支护板发生位移时，第二支护板与原基坑壁之间形成空腔，所述空腔可用于盛放原基坑壁偏移崩塌的泥土，形成一个缓冲区域，使原基坑壁处的泥土的重力势能降低，降低支护难度，使支护机构更加稳定。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例的监测***的结构示意图；

图2示出了本发明实施例的支护机构的结构示意图；

图3示出了本发明实施例的底盘组件的结构示意图；

图4示出了本发明实施例的第一支护组件的结构示意图；

图5示出了本发明实施例的调节组件的结构示意图；

图6示出了本发明实施例的第二支护组件的结构示意图；

图7示出了本发明实施例的定位部的结构示意图；

图8示出了本发明实施例的监测机构的测量状态示意图。

图中：1、基坑壁；2、基坑底；3、支护机构；31、底盘组件；311、抵板；3111、V型槽；312、第一连接板；313、第一卡槽；314、第二连接板；315、第二卡槽；32、第一支护组件；321、第一连接座；322、第一支护板；323、第一通槽；324、竖直滑槽；325、第二通槽；326、第一信号接收器；327、滑板；33、调节组件；331、第三连接板；332、第一电机；333、伸缩组件；334、连接头；335、第一卡块；34、第二支护组件；341、第二连接座；342、第二支护板；343、第四连接板；344、第三卡槽；35、弹簧；36、定位部；361、第四连接板；362、第二卡块；363、第一信号发送器；364、轨道；4、监测机构；41、第五连接板；42、位移测量器；43、投影屏。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。

本发明实施例提出了一种基于物联网的电力基坑安全监测***，包括控制器、网关设备、支护机构3和监测机构4，示例性的，如图1所示。

若干组所述支护机构3分别固定安装在基坑壁1和基坑底2的交接处。所述支护机构3的下端位于基坑底2内；所述支护机构3的侧壁与基坑壁1贴合。所述监测机构4固定安装在所述支护机构3的顶部；相邻两组监测机构4对正设置。所述控制器分别与所述网关设备、支护机构3和监测机构4信号连接。

所述支护机构3包括底盘组件31、第一支护组件32、调节组件33和第二支护组件34，示例性的，如图2所示。

所述底盘组件31固定安装在所述第一支护组件32底部下方，所述底盘组件31埋于基坑底2内，使底盘组件31牢牢的固定在基坑底2内；

所述调节组件33滑动安装在所述第一支护组件32底部上方；所述调节组件33的一端移动卡接在所述第一支护组件32上；所述调节组件33的另一端贯穿所述第一支护组件32与所述第二支护组件34固定连接。所述第二支护组件34位于所述第一支护组件32远离调节组件33的一侧。

所述第二支护组件34与第一支护组件32之间通过弹簧35弹性连接。所述第二支护组件34的上端固定安装有定位部36，所述定位部36移动卡接在所述第一支护组件32的上端。所述定位部36的上端与所述监测机构4固定连接。

所述底盘组件31包括抵板311、第一连接板312和第二连接板314，示例性的，如图3所示。

所述抵板311固定安装在所述第一连接板312远离第二支护组件34的一侧；所述抵板311埋于基坑底2内；所述抵板311远离第一连接板312的一侧开设有V型槽3111；所述V型槽3111的敞口方向远离第一连接板312。通过在抵板311上设置V型槽，使得当抵板311向远离第二支护组件34的方向移动时，V型槽内能积累更多质量的泥土，阻碍抵板311继续运动。

所述第一连接板312远离抵板311的一侧开设有第一卡槽313，所述第一支护组件32的底部固定安装在所述第一卡槽313内。

所述第二连接板314固定安装在所述第一连接板312远离抵板311的一侧；所述第二连接板314上开设有第二卡槽315；所述第二支护组件34的下端移动卡接在所述第二卡槽315内。

所述第一支护组件32包括第一支护板322和滑板327，示例性的，如图4所示。

所述第一支护板322的顶部开设有第二通槽325，所述第二通槽325内设置有第一信号接收器326；所述第一信号接收器326与所述控制器信号连接。所述定位部36的下端移动卡接在所述第二通槽325内。

所述第一支护板322上还开设有竖直滑槽324和第一通槽323，所述竖直滑槽324位于所述第一通槽323的上方；所述第一支护板322上还固定安装有第一连接座321，所述第一连接座321与所述第一卡槽313固定卡接。

所述滑板327固定安装在所述第一支护板322设置有竖直滑槽324的一侧；所述滑板327固定安装在所述第一连接板312的上板面。所述调节组件33移动卡接在所述滑板327上。

所述调节组件33包括第三连接板331和伸缩组件333，示例性的，如图5所示。

所述第三连接板331移动卡接在所述第一通槽323内；所述第三连接板331靠近抵板311的一端与所述伸缩组件333的本体一端铰接；所述第三连接板331靠近抵板311的一端还设置有第一电机332，所述第一电机332的输出轴一端与所述伸缩组件333的本体一端传动连接。通过启动第一电机332来调节伸缩组件333本体与第三连接板331的夹角。

所述第三连接板331远离抵板311的一端与所述第二支护组件34固定连接。

所述伸缩组件333的输出轴一端还传动连接有连接头334，所述连接头334上铰接有第一卡块335，所述第一卡块335与所述竖直滑槽324移动卡接。

所述第二支护组件34包括第二支护板342；示例性的，如图6所示。

所述第二支护板342通过弹簧35与所述第一支护板322弹性连接；所述第二支护板342的下端固定安装有第二连接座341；所述第二连接座341移动卡接在所述第二卡槽315内。所述第二支护板342的下端还设置有第四连接板343；所述第四连接板343与所述第三连接板331远离第一电机332的一端固定连接。所述第二支护板342的顶端还设置有第三卡槽344；所述定位部36的一端固定安装在所述第三卡槽344内。

所述定位部36包括第四连接板361和第一信号发送器363，示例性的，如图6所示。

所述第四连接板361下端表面固定安装有第二卡块362，所述第二卡块362的一端与所述第三卡槽344固定连接；所述第二卡块362的另一端移动卡接在所述第二通槽325内。所述第一信号发送器363固定安装在所述第二卡块362内；所述第一信号发送器363与所述控制器信号连接。

当所述第一信号发送器363随第二卡块362一端到第一信号接收器326处时，第一信号接收器326接收到第一信号发送器363发出的信号，并将接触信号发送至控制器中，由控制器控制第一电机332和伸缩组件333，调节第一卡块335在竖直滑槽324上的位置。

所述第四连接板361的上端表面还固定安装有轨道364，所述监测机构4固定卡接在所述轨道364内。

示例性的，将若干组支护机构3呈线性阵列设置在基坑壁1与基坑底2的交接处；使第二支护板342与基坑壁1贴合；使抵板311埋于基坑底2内。使第一连接板312和第二连接板314固定在基坑底2的表面；即第一支护板322被固定，从而通过弹簧35使第二支护板342与基坑壁1进行贴合并抵触，对基坑壁1进行支护，此时伸缩组件333不进行伸缩，以第一角度对第一支护板322进行支撑，减小占地面积。

示例性的，当基坑壁1发生偏移时，基坑壁1处的泥土推动第二支护板342向第一支护板322移动，在第二支护板342离开第二连接板314上方时，同时泥土会覆盖在第二连接板314上，随着泥土量的增多使第二连接板314逐渐所受泥土压力逐渐增大，进一步固定了第一连接板312。

示例性的，在第二支护板342向第一支护板322移动时，第二卡块362在第二通槽325内移动，直至第一信号发送器363与第一信号接收器326接触，使得信号连接，并将该信号发送至所述控制器中。同时，第三连接板331在第一通槽323内移动，使得第三连接板331在滑板327上的行程增大；此时控制器控制第一电机332，使得伸缩组件333的输出轴一端与第三连接板331的夹角增大，以第二角度对第一支护板322进行支撑，所述第一角度小于第二角度，所述第二角度小于等于45°；再由控制器控制伸缩组件333的输出轴一端伸长，使得第一卡块335卡接抵触在竖直滑槽324的顶端，增加支护强度。而在第二支护板342向第一支护板322发生位移时，第二支护板342与原基坑壁1形成一空腔，所述空腔可用于盛放原基坑壁1偏移崩塌的泥土，形成一个缓冲区域，使原基坑壁1处的泥土的重力势能降低，降低支护难度，使支护机构3更加稳定。

进一步的，相邻两组支护机构3可进行固定连接，增加其整体的支护能力。

所述监测机构4包括第五连接板41、位移测量器42和投影屏43，示例性的，如图7所示。所述第五连接板41固定卡接在所述轨道364上，所述位移测量器42固定安装在所述第五连接板41的一端，所述投影屏43固定安装在所述第五连接板41的另一端；所述投影屏43与所述位移测量器42信号连接。

示例性的，位移测量器42内的激光器向投影屏43投射激光点，通过位移测量器中的摄像头提取投影屏43上的激光点像素信息，通过处理器获得激光的水平移动位移量。

示例性的，如图8所示。图中C0是投影屏43上的原点，也是位移测量器42的激光初始位置所在。当位移测量器42的本体移动后，其发出的激光点处于C1时，位移测量器中的摄像头提取投影屏43上的激光点像素信息，通过处理器计算出竖直位移量a和水平位移量b，其中a表示基坑壁1的位移量，b表示基坑底2的下沉量。

进一步的，所述第一信号发送器363与第一信号接收器326的位置可进行调整，根据第二卡块362的位移量进行确定，例如第二卡块362位移1cm即处于紧急位置时，所述第一信号发送器363与第一信号接收器326即可接触，发送紧急信号至控制器，自动启动伸缩组件333加强支护，在第二卡块362的位移量小于1cm处于安全位置时，则不发送紧急信号，通过位移测量器42将信号发送给所述控制器，由工作人员采取相应措施。

利用本发明实施例提出的一种基于物联网的电力基坑安全监测***，其工作原理如下：

将若干组支护机构3呈线性阵列设置在基坑壁1与基坑底2的交接处；使第二支护板342与基坑壁1贴合；使抵板311埋于基坑底2内。使第一连接板312和第二连接板314固定在基坑底2的表面；即第一支护板322被固定，从而通过弹簧35使第二支护板342与基坑壁1进行贴合并抵触，对基坑壁1进行支护，此时伸缩组件333不进行伸缩，以第一角度对第一支护板322进行支撑，减小占地面积。之后调节相邻两组第五连接板41在轨道364上的位置，使两组位移测量器42发出的激光点位于投影屏43上的原点。

当基坑壁1发生偏移时，基坑壁1处的泥土推动第二支护板342向第一支护板322移动，在第二支护板342离开第二连接板314上方时，同时泥土会覆盖在第二连接板314上，随着泥土量的增多使第二连接板314逐渐所受泥土压力逐渐增大，进一步固定了第一连接板312。

在第二支护板342向第一支护板322移动时，第二卡块362在第二通槽325内移动，直至第一信号发送器363与第一信号接收器326接触，使得信号连接，并将该信号发送至所述控制器中。同时，第三连接板331在第一通槽323内移动，使得第三连接板331在滑板327上的行程增大；此时控制器控制第一电机332，使得伸缩组件333的输出轴一端与第三连接板331的夹角增大，以第二角度对第一支护板322进行支撑，所述第一角度小于第二角度，所述第二角度小于等于45°；再由控制器控制伸缩组件333的输出轴一端伸长，使得第一卡块335卡接抵触在竖直滑槽324的顶端，增加支护强度。

而在第二支护板342向第一支护板322发生位移时，第二支护板342与原基坑壁1之间形成空腔，所述空腔可用于盛放原基坑壁1偏移崩塌的泥土，形成一个缓冲区域，使原基坑壁1处的泥土的重力势能降低，降低支护难度，使支护机构3更加稳定。

当基坑底2发生下沉时，通过位移测量器42即可测出下沉量，并将数据发送至所述控制器进行预警，由工作人员采取相应措施。

同时，可通过网关设备远程操作控制器，达到远程操控的目的。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网的电力基坑安全监测***，其特征在于：包括控制器、支护机构(3)和监测机构(4)；

所述控制器分别与若干组支护机构(3)和若干组监测机构(4)信号连接；若干组支护机构(3)呈线性阵列；

所述支护机构(3)包括底盘组件(31)、第一支护组件(32)、调节组件(33)和第二支护组件(34)；所述底盘组件(31)固定安装在第一支护组件(32)底部下方；所述调节组件(33)滑动安装在第一支护组件(32)底部上方；所述调节组件(33)的一端移动卡接在第一支护组件(32)上；所述调节组件(33)的另一端贯穿第一支护组件(32)与第二支护组件(34)固定连接；所述第二支护组件(34)位于第一支护组件(32)远离调节组件(33)的一侧；

所述第二支护组件(34)与第一支护组件(32)之间通过弹簧(35)弹性连接；所述第二支护组件(34)的上端固定安装有定位部(36)，所述定位部(36)移动卡接在第一支护组件(32)的上端；所述定位部(36)的上端与监测机构(4)固定连接，相邻两组监测机构(4)对正设置。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的电力基坑安全监测***，其特征在于：所述底盘组件(31)包括抵板(311)、第一连接板(312)和第二连接板(314)；所述抵板(311)固定安装在第一连接板(312)远离第二支护组件(34)的一侧；所述抵板(311)远离第一连接板(312)的一侧开设有V型槽(3111)；所述V型槽(3111)的敞口方向远离第一连接板(312)。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的电力基坑安全监测***，其特征在于：所述第一连接板(312)远离抵板(311)的一侧开设有第一卡槽(313)；所述第二连接板(314)固定安装在第一连接板(312)远离抵板(311)的一侧；所述第二连接板(314)上开设有第二卡槽(315)。

4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的电力基坑安全监测***，其特征在于：所述第一支护组件(32)包括第一支护板(322)；所述第一支护板(322)的顶部开设有第二通槽(325)，所述第二通槽(325)内设置有第一信号接收器(326)；所述第一信号接收器(326)与所述控制器信号连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的电力基坑安全监测***，其特征在于：所述第一支护板(322)上还开设有竖直滑槽(324)和第一通槽(323)，所述竖直滑槽(324)位于第一通槽(323)的上方；所述第一支护板(322)上还固定安装有第一连接座(321)，所述第一连接座(321)与第一卡槽(313)固定卡接。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的电力基坑安全监测***，其特征在于：所述第一支护组件(32)还包括滑板(327)；所述滑板(327)固定安装在第一支护板(322)设置有竖直滑槽(324)的一侧；所述滑板(327)固定安装在第一连接板(312)的上板面。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的电力基坑安全监测***，其特征在于：所述调节组件(33)包括第三连接板(331)和伸缩组件(333)；所述第三连接板(331)移动卡接在第一通槽(323)内；所述第三连接板(331)靠近抵板(311)的一端与伸缩组件(333)的本体一端铰接；所述第三连接板(331)靠近抵板(311)的一端还设置有第一电机(332)，所述第一电机(332)的输出轴一端与伸缩组件(333)的本体一端传动连接；所述伸缩组件(333)的输出轴一端与竖直滑槽(324)移动卡接。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的电力基坑安全监测***，其特征在于：所述第二支护组件(34)包括第二支护板(342)；所述第二支护板(342)通过弹簧(35)与第一支护板(322)弹性连接；所述第二支护板(342)的下端固定安装有第二连接座(341)；所述第二连接座(341)移动卡接在第二卡槽(315)内；所述第二支护板(342)的下端还设置有第四连接板(343)；所述第四连接板(343)与第三连接板(331)远离第一电机(332)的一端固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于物联网的电力基坑安全监测***，其特征在于：所述定位部(36)包括第四连接板(361)和第一信号发送器(363)；所述第四连接板(361)下端固定安装有第二卡块(362)，所述第二支护板(342)的顶端还设置有第三卡槽(344)；所述第二卡块(362)的一端与第三卡槽(344)固定连接；所述第二卡块(362)的另一端移动卡接在第二通槽(325)内；所述第一信号发送器(363)固定安装在第二卡块(362)内；所述第一信号发送器(363)与所述控制器信号连接。

10.根据权利要求9所述的一种基于物联网的电力基坑安全监测***，其特征在于：所述监测机构(4)包括第五连接板(41)、位移测量器(42)和投影屏(43)；所述第四连接板(361)的上端表面还固定安装有轨道(364)，所述第五连接板(41)固定卡接在轨道(364)上，所述位移测量器(42)固定安装在第五连接板(41)的一端，所述投影屏(43)固定安装在第五连接板(41)的另一端；所述投影屏(43)与位移测量器(42)信号连接；所述位移测量器(42)与所述控制器信号连接。

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