一种隧道变形监测装置

1.本实用新型属于隧道变形监测技术领域，具体是指一种隧道变形监测装置。


背景技术：

2.隧道变形是指隧道在使用过程中，由于多种原因导致其形状、结构或位置发生变化的现象，想要及时发现隧道的变形情况，就需要通过监测设备对隧道进行及时的监测。
3.公告号为：cn218916308u的中国专利公开了一种隧道变形监测装置，包括：骨架，骨架上设有多组安装板，安装上设有压力传感器和橡胶柱，通过橡胶柱变形导致压力传感器监测到的压力值改变，从而判断隧道的变形情况，此装置安装繁琐，且移动不便，想要改变位置进行其他位置的测量往往需要进行复杂的拆卸与重组；
4.公告号为：cn214537809u的中国专利公开了一种隧道变形监测装置，属于隧道变形监测技术领域。其隧道变形监测装置包括：用于隧道安装的安装架，多个激光发射接收器，多个所述激光发射接收器发射激光照射到隧道内壁上并接收反射回来的反射光，通过监测激光发出到接收到反射光的时间来监测隧道的变形情况，通过激光固定点位测量，能够监测的范围较小，容易监测盲点，造成点位的漏测，其监测能力无法达到所需隧道监测的要求。
5.根据上述分析可设计一种隧道变形监测装置，移动方便，不需要设置多个激光发射器即可完成整个隧道的监测。


技术实现要素：

6.针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种隧道变形监测装置，解决了现有隧道变形监测装置位置移动不方便，监测范围较小的问题。
7.本实用新型采取的技术方案如下：本实用新型一种隧道变形监测装置，包括固定骨架，所述固定骨架的上部设有报警控制装置，所述固定骨架的中部设有往复驱动装置，所述固定骨架的底部设有便捷移动装置，所述往复驱动装置上设有红外距离测量装置。
8.进一步地，所述固定骨架呈倒u型设置，固定骨架的上部设有拱形架，拱形架的弧形外壁贯穿设有弧形槽口，固定骨架的内侧壁对称设有竖向滑槽，所述拱形架上设有报警控制装置，所述固定骨架上设有往复驱动装置，所述固定骨架的底部设有便捷移动装置，所述往复驱动装置上设有红外距离测量装置。
9.进一步地，所述固定骨架的底部设有定位固定脚架，所述定位固定脚架上设有定位孔，所述固定骨架的两侧设有红外观测槽口，所述固定骨架的材料为高强度钢材。
10.进一步地，所述报警控制装置包括可编程控制器和报警指示灯，所述报警指示灯固定设于可编程控制器的外壁，所述报警指示灯和可编程控制器电性耦接。
11.进一步地，所述往复驱动装置包括往复液压缸、主动活动板、横向矩形齿条、滑动框架、圆齿轮、旋转支撑板、被动活动板、固定套筒、主动连杆和被动连杆，所述固定套筒呈上端开口的中空腔体设置，所述固定套筒固定设于固定骨架的其中一个竖向滑槽的底壁，
所述往复液压缸固定设于固定骨架的另一个竖向滑槽的底壁，所述主动活动板的下端固定设于往复液压缸的顶部，所述主动活动板的上端与主动连杆的下端铰接，所述被动活动板的下端滑动设于固定套筒内，所述被动活动板的上端与被动连杆的下端铰接，所述横向矩形齿条的两端分别与主动连杆和被动连杆的上端铰接，所述横向矩形齿条的外壁与滑动框架固定连接，所述滑动框架的内壁滑动设于固定骨架的顶部外壁，所述圆齿轮与横向矩形齿条啮合，所述旋转支撑板与圆齿轮的两侧外壁固定连接。
12.进一步地，所述便捷移动装置包括地面移动轮和墙壁移动轮，所述地面移动轮呈线性阵列设于固定骨架的底部，所述墙壁移动轮呈线性阵列设于固定骨架的两侧。
13.进一步地，所述红外距离测量装置包括隧道顶部红外测距仪和隧道左右壁红外测距仪，所述隧道顶部红外测距仪固定设于旋转支撑板的顶部外壁，所述隧道左右壁红外测距仪分别固定设于主动活动板和被动活动板的外壁。
14.进一步地，所述隧道顶部红外测距仪和隧道左右壁红外测距仪与可编程控制器通讯连接。
15.采用上述结构，本实用新型取得的有益效果如下：
16.（1）便捷移动装置更加方便对隧道的多个位置的测量，在测量第一个位置后，只需将定位固定脚架松开，即可推动整个装置向下一个位置移动，无需对装置进行复杂拆装；
17.（2）往复驱动装置可实现红外距离测量装置对隧道顶部和左右内壁的往复运动监测，监测范围较大，一定程度上解决了现有的隧道变形监测装置能够监测的范围较小，较容易造成点位漏测的问题。
附图说明
18.图1为本实用新型提出的一种隧道变形监测装置的整体立体结构图；
19.图2为本实用新型提出的一种隧道变形监测装置的左视图；
20.图3为本实用新型提出的一种隧道变形监测装置的往复驱动装置的立体结构图；
21.图4为本实用新型提出的一种隧道变形监测装置的往复驱动装置的平面结构图；
22.图5为本实用新型提出的一种隧道变形监测装置的报警控制装置的工作流程图。
23.其中，1、固定骨架，2、报警控制装置，3、往复驱动装置，4、便捷移动装置，5、红外距离测量装置，6、定位固定脚架，7、定位孔，8、红外观测槽口，9、可编程控制器，10、报警指示灯，11、往复液压缸，12、主动活动板，13、横向矩形齿条，14、滑动框架，15、圆齿轮，16、旋转支撑板，17、被动活动板，18、固定套筒，19、弧形槽口，20、地面移动轮，21、墙壁移动轮，22、隧道顶部红外测距仪，23、隧道左右壁红外测距仪，24、拱形架，25、主动连杆，26、被动连杆，27、竖向滑槽。
24.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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实用新型和简化描述，而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实用新型的限制。
27.如图1所示，本实用新型提出了一种隧道变形监测装置，包括固定骨架1，所述固定骨架1的上部设有报警控制装置2，所述固定骨架1的中部设有往复驱动装置3，所述固定骨架1的底部设有便捷移动装置4，所述往复驱动装置3上设有红外距离测量装置5。
28.如图1、图2所示，所述固定骨架1呈倒u型设置，固定骨架1的上端设有拱形架24，所述拱形架24的弧形外壁贯穿设有弧形槽口19，固定骨架1的内侧壁对称设有竖向滑槽27，所述固定骨架1的底部设有定位固定脚架6，所述定位固定脚架6上设有定位孔7，所述固定骨架1的两侧设有红外观测槽口8，所述固定骨架1的材料为高强度钢材；所述固定骨架1上的红外观测槽口8和弧形槽口19便于红外距离测量装置5进行点位测量。
29.如图1、图3、图5所示，所述报警控制装置2包括可编程控制器9和报警指示灯10，所述报警指示灯10固定设于可编程控制器9的外壁，所述报警指示灯10和可编程控制器9电性耦接，可编程控制器9用于接受和监控红外距离测量装置5所监测的实时数据。
30.如图1、图4所示，所述往复驱动装置3包括往复液压缸11、主动活动板12、横向矩形齿条13、滑动框架14、圆齿轮15、旋转支撑板16、被动活动板17、固定套筒18、主动连杆25和被动连杆26，所述固定套筒18呈上端开口的中空腔体设置，所述固定套筒18固定设于固定骨架1的其中一个竖向滑槽27的底壁，所述往复液压缸11固定设于固定骨架1的另一个竖向滑槽27的底壁，所述主动活动板12的下端固定设于往复液压缸11的顶部，所述主动活动板12的上端与主动连杆25的下端铰接，所述被动活动板17的下端滑动设于固定套筒18内，所述被动活动板17的上端与被动连杆26的下端铰接，所述横向矩形齿条13的两端分别与主动连杆25和被动连杆26的上端铰接，所述横向矩形齿条13的外壁与滑动框架14固定连接，所述滑动框架14的内壁滑动设于固定骨架1的顶部外壁，所述圆齿轮15与横向矩形齿条13啮合，所述旋转支撑板16与圆齿轮15的两侧外壁固定连接；往复液压缸11的上下往复运动带动横向矩形齿条13进行左右往复运动以及主动活动板12和被动活动板17进行上下往复运动，横向矩形齿条13的左右往复运动带动圆齿轮15和旋转支撑板16进行左右往复旋转运动。
31.如图1、图2所示，所述便捷移动装置4包括地面移动轮20和墙壁移动轮21，所述地面移动轮20呈线性阵列设于固定骨架1的底部，所述墙壁移动轮21呈线性阵列设于固定骨架1的两侧；所述地面移动轮20和墙壁移动轮21的组合便于隧道变形监测装置进行贴隧道壁的前后移动。
32.如图1、图3、图4、图5所示，所述红外距离测量装置5包括隧道顶部红外测距仪22和隧道左右壁红外测距仪23，所述隧道顶部红外测距仪22固定设于旋转支撑板16的顶部外壁，所述隧道左右壁红外测距仪23分别固定设于主动活动板12和被动活动板17的外壁，所述隧道顶部红外测距仪22和隧道左右壁红外测距仪23与可编程控制器9通讯连接。
33.具体使用时，通过地面移动轮20对隧道变形监测装置进行移动，将隧道变形监测装置移动到需要进行监测的位置，且使隧道变形监测装置两侧的墙壁移动轮21表面与隧道
内壁垂直相切，再通过定位孔7对隧道变形监测装置进行底部固定，即可完成对隧道变形监测装置的安装。对隧道变形监测装置通电后往复液压缸11进行上下往复运动，往复液压缸11带动主动活动板12进行上下往复运行，主动活动板12向上运动会对主动连杆25和横向矩形齿条13产生向右的推力使横向矩形齿条13向右运动，横向矩形齿条13向右会对被动连杆26和被动活动板17产生向下的推力使被动活动板17向下运动，主动活动板12向下运动会对主动连杆25和横向矩形齿条13产生向左的拉力使横向矩形齿条13向左运动，横向矩形齿条13向左会对被动连杆26和被动活动板17产生向上的拉力使被动活动板17向上运动，这样往复液压缸11的上下往复运动即可使固定在主动活动板12和被动活动板17上的隧道左右壁红外测距仪23进行上下往复运动，使隧道左右壁红外测距仪23对隧道左右壁进行往复运动监测；同时，横向矩形齿条13的左右往复运动带动圆齿轮15向左右旋转，圆齿轮15的左右旋转会带动旋转支撑板16进行左右往复摆动，旋转支撑板16的左右往复摆动可实现隧道顶部红外测距仪22进行左右往复摆动，使隧道顶部红外测距仪22对隧道的顶部进行往复运动监测；隧道顶部红外测距仪22和隧道左右壁红外测距仪23对自身到隧道壁的距离进行实时的监测，并将监测到的数据实时发送给可编程控制器9，可编程控制器9对接收到的数据进行实时的监控，当隧道顶部红外测距仪22和隧道左右壁红外测距仪23监测数据超出正常范围时，可编程控制器9会将所隧道顶部红外测距仪22或隧道左右壁红外测距仪23所对应的报警指示灯10点亮进行报警，方便施工人员及时确定隧道变形的位置，进行干预处理。
34.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。
35.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
36.以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种隧道变形监测装置，包括固定骨架（1），其特征在于：所述固定骨架（1）呈倒u型设置，所述固定骨架（1）的上部设有拱形架（24），所述拱形架（24）的弧形外壁贯穿设有弧形槽口（19），所述固定骨架（1）的内侧壁对称设有竖向滑槽（27），所述拱形架（24）上设有报警控制装置（2），所述固定骨架（1）上设有往复驱动装置（3），所述固定骨架（1）的底部设有便捷移动装置（4），所述往复驱动装置（3）上设有红外距离测量装置（5）。2.根据权利要求1所述的一种隧道变形监测装置，其特征在于：所述往复驱动装置（3）包括往复液压缸（11）、主动活动板（12）、横向矩形齿条（13）、滑动框架（14）、圆齿轮（15）、旋转支撑板（16）、被动活动板（17）、固定套筒（18）、主动连杆（25）和被动连杆（26），所述固定套筒（18）呈上端开口的中空腔体设置，所述固定套筒（18）固定设于固定骨架（1）的其中一个竖向滑槽（27）的底壁，所述往复液压缸（11）固定设于固定骨架（1）的另一个竖向滑槽（27）的底壁，所述主动活动板（12）的下端固定设于往复液压缸（11）的顶部，所述主动活动板（12）的上端与主动连杆（25）的下端铰接，所述被动活动板（17）的下端滑动设于固定套筒（18）内，所述被动活动板（17）的上端与被动连杆（26）的下端铰接，所述横向矩形齿条（13）的两端分别与主动连杆（25）和被动连杆（26）的上端铰接，所述横向矩形齿条（13）的外壁与滑动框架（14）固定连接，所述滑动框架（14）的内壁滑动设于固定骨架（1）的顶部外壁，所述圆齿轮（15）与横向矩形齿条（13）啮合，所述旋转支撑板（16）与圆齿轮（15）的两侧外壁固定连接。3.根据权利要求2所述的一种隧道变形监测装置，其特征在于：所述便捷移动装置（4）包括地面移动轮（20）和墙壁移动轮（21），所述地面移动轮（20）呈线性阵列设于固定骨架（1）的底部，所述墙壁移动轮（21）呈线性阵列设于固定骨架（1）的两侧。4.根据权利要求3所述的一种隧道变形监测装置，其特征在于：所述红外距离测量装置（5）包括隧道顶部红外测距仪（22）和隧道左右壁红外测距仪（23），所述隧道顶部红外测距仪（22）固定设于旋转支撑板（16）的顶部外壁，所述隧道左右壁红外测距仪（23）分别固定设于主动活动板（12）和被动活动板（17）的外壁。5.根据权利要求4所述的一种隧道变形监测装置，其特征在于：所述固定骨架（1）的底部设有定位固定脚架（6），所述定位固定脚架（6）上设有定位孔（7），所述固定骨架（1）的两侧设有红外观测槽口（8），所述固定骨架（1）的上部设有弧形槽口（19），所述固定骨架（1）的材料为高强度钢材。6.根据权利要求5所述的一种隧道变形监测装置，其特征在于：所述报警控制装置（2）包括可编程控制器（9）和报警指示灯（10），所述报警指示灯（10）固定设于可编程控制器（9）的外壁，所述报警指示灯（10）和可编程控制器（9）电性耦接。7.根据权利要求6所述的一种隧道变形监测装置，其特征在于：所述隧道顶部红外测距仪（22）和隧道左右壁红外测距仪（23）与可编程控制器（9）通讯连接。

技术总结
本实用新型公开了一种隧道变形监测装置，包括固定骨架，所述固定骨架的上部设有报警控制装置，所述固定骨架上设有往复驱动装置，所述固定骨架的底部设有便捷移动装置，所述往复驱动装置上设有红外距离测量装置。本实用新型属于隧道变形监测技术领域，具体是指一种隧道变形监测装置；本实用新型通过便捷移动装置和往复驱动装置解决了现有隧道变形监测装置想要改变位置进行其他位置的测量往往需要进行复杂的拆卸与重组，以及监测范围较小容易造成点位漏测的问题。点位漏测的问题。点位漏测的问题。


技术研发人员：于建伟 张志胜 孙宝华 李小芹 丛侃
受保护的技术使用者：长安大学
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/7/14