钢结构屋顶激光三维相对位移监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及监测装置领域，具体为钢结构屋顶激光三维相对位移监测装置。


背景技术：

2.随着技术的进步，采用激光对反射点距离的测量逐步达到了毫米级，这就为测量工作提供了便利，特别是在人无法到达的位置，采用激光位移测量原理的检测装置可以精确的测量指定位置到检测装置的直线距离。
3.钢结构屋顶在国民生活中获得了大量的应用，但现有的对于屋顶重要靶点的监测在工程技术中存在以下问题：
4.(1)激光检测装置仅能够获得目标点与检测装置之间的一维距离数据，无法获得目标点的三维位移变化数据；
5.(2)目前有采用gnss或rtk技术的检测和采用摄影测量技术的监测，但这两种监测需要较高的成本，数据需要运算获得。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供钢结构屋顶激光三维相对位移监测装置，以解决上述背景技术中提出的现有的激光检测装置仅能够获得目标点与检测装置之间的一维距离数据，无法获得目标点的三维位移变化数据，目前有采用gnss或rtk技术的检测和采用摄影测量技术的监测，但这两种监测需要较高的成本，数据需要运算获得的问题。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：钢结构屋顶激光三维相对位移监测装置，包括激光检测器和激光位移传感器，所述激光检测器与激光位移传感器电性连接，所述激光检测器包括外壳、pcb板、激光接收板和端盖，所述外壳的内壁固定安装有pcb板，所述pcb板正面的中部固定安装有激光接收板，所述外壳的正面固定安装有端盖，所述pcb板正面底部的一侧固定连接有倾角监测ic，所述pcb板正面底部的另一侧固定连接有通讯ic，所述激光接收板的表面固定连接有若干个激光接收ic矩阵。
8.使用本技术方案的钢结构屋顶激光三维相对位移监测装置时，能够实时获取到光斑的投射位置信息，以及目标靶点的三维信息，抗倾斜能力强，当目标靶点有少量倾斜时，对检测精度影响较小。
9.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述pcb板正面底部的中部固定连接有微控制器。微控制器起到控制处理的作用。
10.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述pcb板正面底端的一侧固定连接有若干个电气触点。电气触点起到电源连接的作用。
11.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述pcb板正面中部的两侧均固定连接有若干个信号处理ic。信号处理ic用于对信号的处理工作。
12.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述pcb板表面的四角均开设有固定孔，所述外壳内壁的四角均固定连接有固定头。配合固定孔和固定头可用紧固件将pcb板安装在
外壳内。
13.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述外壳的两侧均设有凸耳。设置的凸耳用于对激光检测器的安装。
14.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述外壳的一边侧开设有穿线孔。穿线孔为电源线留下安装位置。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.1、该装置采用将激光接收ic矩阵化后，能够实时获取到光斑的投射位置信息，该装置将激光位移传感器与激光接收传感器相融合，能够实时获取目标靶点的三维信息；
17.2、该装置激光接收ic采用模块化设计，能够通过pcb板的大小变化，组合出不同接收面积的激光接收板，该装置抗倾斜能力强，当目标靶点有少量倾斜时，对检测精度影响较小，且可以通过对倾角的监测进行修正，监测成本低。
附图说明
18.图1为本实用新型的立体图；
19.图2为本实用新型的激光检测器的拆分图；
20.图3为本实用新型的pcb板处的立体图；
21.图4为本实用新型的激光接收板处的立体图。
22.图中：1、激光检测器；101、外壳；102、pcb板；103、激光接收板；104、端盖；2、激光位移传感器；3、信号处理ic；4、微控制器；5、倾角监测ic；6、通讯ic；7、电气触点；8、固定孔；9、激光接收ic矩阵；10、固定头；11、穿线孔；12、凸耳。
具体实施方式
23.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。
24.请参阅图1-4，本实用新型提供了钢结构屋顶激光三维相对位移监测装置，包括激光检测器1和激光位移传感器2，激光检测器1与激光位移传感器2电性连接，起到距离监测工作，激光检测器1包括外壳101、pcb板102、激光接收板103和端盖104，外壳101的内壁固定安装有pcb板102，pcb板102正面的中部固定安装有激光接收板103，外壳101的正面固定安装有端盖104，表面设置有透明窗，pcb板102正面底部的一侧固定连接有倾角监测ic5，pcb板102正面底部的另一侧固定连接有通讯ic6，起到通讯作用，激光接收板103的表面固定连接有若干个激光接收ic矩阵9。
25.使用时，将激光位移传感器2布置在地面或与地面连接的位置，激光垂直向上，激光检测器1布置在靶点位置，端盖104与激光入射方向垂直，用于接收激光，激光检测器1安装后调整位置与激光轴线垂直，并使光斑置于透明窗靠近中心的位置，此时，激光位移传感器2通过透明窗的反射即可获得激光位移传感器2至激光检测器1的反射面的垂直距离信息；
26.pcb板102正面底部的中部固定连接有微控制器4，pcb板102正面底端的一侧固定
连接有若干个电气触点7，pcb板102正面中部的两侧均固定连接有若干个信号处理ic3，对激光信号进行处理；
27.使用时，通过设置的信号处理ic3对激光信号的进行处理，并由微控制器4进行控制，设置的电气触点7用来连接电源，得以运行；
28.pcb板102表面的四角均开设有固定孔8，外壳101内壁的四角均固定连接有固定头10，外壳101的两侧均设有凸耳12，起到安装固定作用，外壳101的一边侧开设有穿线孔11，穿插电源线；
29.使用时，使用紧固件，配合固定孔8和固定头10将pcb板102安装在外壳101上，并配合两个凸耳12上的圆孔将外壳101安装固定，pcb板102连接电源线，线一端从穿线孔11穿出连接电源。
30.具体使用时，本实用新型钢结构屋顶激光三维相对位移监测装置，将激光位移传感器2布置在地面或与地面连接的位置，激光垂直向上，激光检测器1布置在靶点位置，端盖104与激光入射方向垂直，用于接收激光，激光检测器1安装后调整位置与激光轴线垂直，并使光斑置于透明窗靠近中心的位置，此时，激光位移传感器2通过透明窗的反射即可获得激光位移传感器2至激光检测器1的垂直距离信息，同时，激光通过激光检测器1的透明窗将光斑投射至激光接收板103，激光接收板103上布置有激光接收ic矩阵9，通过对接收到光斑的激光接收ic位置计算，即可获得光斑在激光接收板103上的位置信息，激光接收板103上布置有倾角监测ic5，能够获得激光接收板103的倾斜信息，用于修正光斑位置，当靶点横向、纵向或垂直方向上有变动时，该装置即可实时获取其相对位移信息，从而判断目标靶点的安全状态。
31.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.钢结构屋顶激光三维相对位移监测装置，包括激光检测器(1)和激光位移传感器(2)，其特征在于：所述激光检测器(1)与激光位移传感器(2)电性连接，所述激光检测器(1)包括外壳(101)、pcb板(102)、激光接收板(103)和端盖(104)，所述外壳(101)的内壁固定安装有pcb板(102)，所述pcb板(102)正面的中部固定安装有激光接收板(103)，所述外壳(101)的正面固定安装有端盖(104)，所述pcb板(102)正面底部的一侧固定连接有倾角监测ic(5)，所述pcb板(102)正面底部的另一侧固定连接有通讯ic(6)，所述激光接收板(103)的表面固定连接有若干个激光接收ic矩阵(9)。2.根据权利要求1所述的钢结构屋顶激光三维相对位移监测装置，其特征在于：所述pcb板(102)正面底部的中部固定连接有微控制器(4)。3.根据权利要求1所述的钢结构屋顶激光三维相对位移监测装置，其特征在于：所述pcb板(102)正面底端的一侧固定连接有若干个电气触点(7)。4.根据权利要求1所述的钢结构屋顶激光三维相对位移监测装置，其特征在于：所述pcb板(102)正面中部的两侧均固定连接有若干个信号处理ic(3)。5.根据权利要求1所述的钢结构屋顶激光三维相对位移监测装置，其特征在于：所述pcb板(102)表面的四角均开设有固定孔(8)，所述外壳(101)内壁的四角均固定连接有固定头(10)。6.根据权利要求1所述的钢结构屋顶激光三维相对位移监测装置，其特征在于：所述外壳(101)的两侧均设有凸耳(12)。7.根据权利要求6所述的钢结构屋顶激光三维相对位移监测装置，其特征在于：所述外壳(101)的一边侧开设有穿线孔(11)。

技术总结
本实用新型公开了钢结构屋顶激光三维相对位移监测装置，包括激光检测器和激光位移传感器，激光检测器与激光位移传感器电性连接，激光检测器包括外壳、PCB板、激光接收板和端盖，外壳的内壁固定安装有PCB板，PCB板正面的中部固定安装有激光接收板，外壳的正面固定安装有端盖，PCB板正面底部的一侧固定连接有倾角监测IC，PCB板正面底部的另一侧固定连接有通讯IC，激光接收板的表面固定连接有若干个激光接收IC矩阵，本实用新型钢结构屋顶激光三维相对位移监测装置，能够实时获取激光往返的距离信息和激光光斑的投射位置信息，进而获得目标靶点的三维信息，抗倾斜能力强，当目标靶点有少量倾斜时，对检测精度影响较小，且可以通过对倾角的监测进行修正。过对倾角的监测进行修正。过对倾角的监测进行修正。


技术研发人员：张小阳 方超群 毋新房 耿红磊 胡锟
受保护的技术使用者：水利部水工金属结构质量检验测试中心
技术研发日：2022.12.06
技术公布日：2023/7/23