一种土方沉降量实时分析监测装置的制作方法

1.本发明涉及土方沉降监测技术领域，具体是一种土方沉降量实时分析监测装置。


背景技术：

2.公路工程施工、市政道路、建筑工程和风景园林工程施工中经常会需要就进行高边坡回填、路基工程施工、基坑边坡施工时的土方沉降测量。结合工程进度，需要严格控制工序施工，而每道工序的质量安全是工程控制的要点，因此，作为施工过程的质量安全的控制手段，研发一款简便快捷、实时监测的记录装置，有助于工程施工的顺利进行，提高工程施工效率，降低工程成本。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种土方沉降量实时分析监测装置，结构简单、安装方便，可快速准确监测到土方的沉降量。
4.本发明的技术方案为：
5.一种土方沉降量实时分析监测装置，包括有支撑架体、定位件和检测模组，所述的定位件固定于土方中，且顶端向上伸出到土方外，支撑架体的底端固定于土方外部的稳定地面上，检测模组包括有外壳、检测动针、弹簧、滑动电阻、闭合检测电路、电流传感器、单片机系统和显示屏，外壳固定于支撑架体的顶端且位于定位件的正上方，检测动针竖直穿过外壳，弹簧位于外壳内且套装于检测动针上，弹簧的顶端固定于外壳的顶板上，弹簧的底端固定于检测动针上，检测动针的底端与定位件的顶面接触，且使得弹簧保持压缩状态，所述的滑动电阻、闭合检测电路、电流传感器和单片机系统均设置于外壳内，显示屏设置于外壳上，滑动电阻和电流传感器均串联接入闭合检测电路，滑动电阻的滑动端固定连接于检测动针上，滑动电阻接入闭合检测电路的电阻值由滑动电阻滑动端的上下移动进行调节，电流传感器的信号输出端、显示屏均与单片机系统连接。
6.所述的支撑架体包括有两个底座、两个升降式立柱、水平横杆和竖直吊杆，两个升降式立柱的底端为固定端，两个升降式立柱的固定端分别固定于两个底座上，水平横杆的两端分别固定于两个升降式立柱的升降端上，竖直吊杆的顶部固定连接于水平横杆上，所述的检测模组的外壳固定于竖直吊杆的底端上。
7.所述的定位件包括有多个定位柱和固定于多个定位柱顶端的支撑顶板，多个定位柱竖直插入且固定到土方中，与土方无竖向相对位移，支撑顶板保持水平，所述的检测动针的底端与支撑顶板的顶面接触。
8.所述的闭合检测电路中的供电电源为设置于外壳内的电池组，电池组还用于对单片机系统和无线通讯模块进行供电。
9.所述的检测模组的外壳内还设置有与单片机系统连接的无线通讯模块。
10.所述的外壳的其中一外侧壁上连接有四个呈矩阵分布的耳板，四个耳板均垂直于外壳的外侧壁，同一水平高度的两个耳板之间相互平行，所述的竖直吊杆上设置有两根水
平设置且相互平行的螺杆，两根螺杆的中部均固定于竖直吊杆上，同一水平高度的两个耳板均挂设于对应的一根螺杆上且通过螺纹连接于螺杆上的两个锁紧螺母锁紧固定。
11.本发明的优点：
12.(1)、本发明结构简单，安装方便，检测模组为一体化式结构，使用时，可配合支撑架体调节高度，使得其与定位件实现挤压接触，便于实现定位件竖直位移的检测。
13.(2)、本发明检测模组是通过电流传感器采集闭合检测电路中的电流，然后根据电流换算出滑动电阻接入闭合检测电路中的阻值，由于滑动电阻的滑动端与检测动针固定连接，通过阻值变化即可判定检测动针的位移量，又由于检测动针的底端在弹簧的作用下始终与定位件顶端接触，所以检测动针的位移量变化，即为定位件的竖直位移量，即为土方的沉降量，从而可快速准确监测到土方的沉降量。
14.(3)、由于本发明检测模组弹簧的回复力使得检测动针的底端始终与定位件的顶端接触，且弹簧的回复力大小不会使得定位件发生竖直位移变化，仅可驱动检测动针进行竖向运动，保证了检测的准确度和精度。
附图说明
15.图1是本发明的结构示意图。
16.图2是图1中的a部放大图。
17.图3是本发明检测模组的控制原理框图。
18.图4是本发明检测模组外壳的侧视图。
19.附图标记：11-底座，12-升降式立柱，13-水平横杆，14-竖直吊杆,15-螺杆，16-锁紧螺母，21-定位柱，22-支撑顶板，31-外壳，32-检测动针，33-弹簧，34-电池组，35-滑动电阻，36-电流传感器，37-单片机系统，38-显示屏，39-无线通讯模块，310-耳板，4-土方。
具体实施方式
20.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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
21.见图1-图3，一种土方沉降量实时分析监测装置，包括有支撑架体、定位件和检测模组；
22.支撑架体包括有两个底座11、两个升降式立柱12、水平横杆13和竖直吊杆14，两个底座11固定于土方4外部的稳定地面上，两个升降式立柱12的底端为固定端，两个升降式立柱12的固定端分别固定于两个底座11上，水平横杆13的两端分别固定于两个升降式立柱12的升降端上，竖直吊杆14的顶部固定连接于水平横杆13上；
23.定位件包括有四个定位柱21和固定于四个定位柱顶端的支撑顶板22，四个定位柱21竖直插入且固定到土方4中，支撑顶板22的底面紧贴土方4的顶面，定位件固定后，与土方4无竖向相对位移，支撑顶板22保持水平；
24.检测模组包括有外壳31、检测动针32、弹簧33、电池组34、滑动电阻35、闭合检测电路、电流传感器36、单片机系统37、显示屏38和无线通讯模块39，外壳31固定连接于竖直吊
杆14的底端且位于定位件的正上方，检测动针32竖直穿过外壳31，弹簧33位于外壳31内且套装于检测动针32上，弹簧33的顶端固定于外壳31的顶板上，弹簧33的底端固定于检测动针32上，检测动针32的底端与支撑顶板22的顶面接触，且使得弹簧33保持压缩状态，电池组34、滑动电阻35、电流传感器36、单片机系统37和无线通讯模块39均设置于外壳31内，显示屏38设置于外壳31上，电池组34、滑动电阻35和电流传感器36串联组成闭合检测电路，滑动电阻35的滑动端固定连接于检测动针32上，滑动电阻35接入闭合检测电路的电阻值由滑动电阻35滑动端的上下移动进行调节，电流传感器36的信号输出端、显示屏38、无线通讯模块39均与单片机系统37连接，电池组34还用于对单片机系统37和无线通讯模块39进行供电；
25.见图2和图4，外壳31的其中一外侧壁上连接有四个呈矩阵分布的耳板310，四个耳板310均垂直于外壳31的外侧壁，同一水平高度的两个耳板310之间相互平行，竖直吊杆14上设置有两根水平设置且相互平行的螺杆15，两根螺杆15的中部均固定于竖直吊杆14上，同一水平高度的两个耳板310均挂设于对应的一根螺杆15上且通过螺纹连接于螺杆上的两个锁紧螺母16锁紧固定。
26.本发明安装时，首先将定位件固定于土方中，然后调节支撑架体的两个升降式立柱12，使得检测模组连接于竖直吊杆14上后，其检测动针32的底端与支撑顶板22的顶面接触，且弹簧33保持压缩状态；调节完成后，两个升降式立柱12锁止，水平横杆13的水平高度保持不变，再将四个耳板310穿入到对应的螺杆15中后，将外壳31固定连接于四个耳板310上，然后用锁紧螺母16锁紧固定，使得外壳31固定连接于竖直吊杆14的底端，此时，检测动针32的底端与支撑顶板22的顶面接触，且弹簧33保持压缩状态。
27.当土方发生沉降时，检测动针32在弹簧33回复力的作用下，始终与定位件支撑顶板22的顶面接触，即随着定位件竖直下移，此时，检测动针32带动滑动电阻35的滑动端同步移动，使得接入到闭合检测电路中的电阻值发生变化，由于电压不变，所以电流传感器36采集的电流值发生变化，单片机系统37根据电流值的变化量计算出滑动电阻35滑动端的位移量，即得出土方的沉降量，然后将沉降量发送至显示屏38上显示，并同步通过无线通讯模块39发送给远程的监控终端(上位机和手持式移动终端)，实现远程监控的目的。
28.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种土方沉降量实时分析监测装置，其特征在于：包括有支撑架体、定位件和检测模组，所述的定位件固定于土方中，且顶端向上伸出到土方外，支撑架体的底端固定于土方外部的稳定地面上，检测模组包括有外壳、检测动针、弹簧、滑动电阻、闭合检测电路、电流传感器、单片机系统和显示屏，外壳固定于支撑架体的顶端且位于定位件的正上方，检测动针竖直穿过外壳，弹簧位于外壳内且套装于检测动针上，弹簧的顶端固定于外壳的顶板上，弹簧的底端固定于检测动针上，检测动针的底端与定位件的顶面接触，且使得弹簧保持压缩状态，所述的滑动电阻、闭合检测电路、电流传感器和单片机系统均设置于外壳内，显示屏设置于外壳上，滑动电阻和电流传感器均串联接入闭合检测电路，滑动电阻的滑动端固定连接于检测动针上，滑动电阻接入闭合检测电路的电阻值由滑动电阻滑动端的上下移动进行调节，电流传感器的信号输出端、显示屏均与单片机系统连接。2.根据权利要求1所述的一种土方沉降量实时分析监测装置，其特征在于：所述的支撑架体包括有两个底座、两个升降式立柱、水平横杆和竖直吊杆，两个升降式立柱的底端为固定端，两个升降式立柱的固定端分别固定于两个底座上，水平横杆的两端分别固定于两个升降式立柱的升降端上，竖直吊杆的顶部固定连接于水平横杆上，所述的检测模组的外壳固定于竖直吊杆的底端上。3.根据权利要求1所述的一种土方沉降量实时分析监测装置，其特征在于：所述的定位件包括有多个定位柱和固定于多个定位柱顶端的支撑顶板，多个定位柱竖直插入且固定到土方中，与土方无竖向相对位移，支撑顶板保持水平，所述的检测动针的底端与支撑顶板的顶面接触。4.根据权利要求1所述的一种土方沉降量实时分析监测装置，其特征在于：所述的闭合检测电路中的供电电源为设置于外壳内的电池组，电池组还用于对单片机系统和无线通讯模块进行供电。5.根据权利要求1所述的一种土方沉降量实时分析监测装置，其特征在于：所述的检测模组的外壳内还设置有与单片机系统连接的无线通讯模块。6.根据权利要求2所述的一种土方沉降量实时分析监测装置，其特征在于：所述的外壳的其中一外侧壁上连接有四个呈矩阵分布的耳板，四个耳板均垂直于外壳的外侧壁，同一水平高度的两个耳板之间相互平行，所述的竖直吊杆上设置有两根水平设置且相互平行的螺杆，两根螺杆的中部均固定于竖直吊杆上，同一水平高度的两个耳板均挂设于对应的一根螺杆上且通过螺纹连接于螺杆上的两个锁紧螺母锁紧固定。

技术总结
本发明公开了一种土方沉降量实时分析监测装置，包括有支撑架体、定位件和检测模组，定位件固定于土方中，且顶端向上伸出到土方外，支撑架体的底端固定于土方外部的稳定地面上，检测模组包括有外壳、检测动针、弹簧、滑动电阻、闭合检测电路、电流传感器、单片机系统和显示屏，检测动针竖直穿过外壳且底端与定位件的顶面接触，且使得检测动针上的弹簧保持压缩状态，滑动电阻和电流传感器均串联接入闭合检测电路，滑动电阻的滑动端固定连接于检测动针上，电流传感器、显示屏均与单片机系统连接。本发明结构简单、安装方便，可快速准确监测到土方的沉降量。方的沉降量。方的沉降量。


技术研发人员：王廷运 余洋 刘晓丹 时春晖 迟荣保
受保护的技术使用者：安徽水利开发有限公司
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/10/8