一种公路隧道监测设施抗震保护支架

摘要

本发明公开了一种公路隧道监测设施抗震保护支架，包括起到底部支撑的底座，所述底座的正上方依次设有同步环和对隧道检测装置进行支撑的支撑盘，所述底座和同步环的相对面设有一对固定座一以及两对固定座二，所述固定座一和固定座二的轴向延长线相互垂直，所述固定座一和固定座二的内壁均定轴转动连接有传动组件，每对所述固定座一和固定座二上的两个传动组件上均固定连接有起到传动支撑的传动杆。本发明，通过上述结构之间的配合使用，解决了在实际使用过程中，由于在隧道内用于对全站仪起到支撑作用的支架在隧道内部产生震动后极易偏离水平面，导致测量结果以及精度存在误差，给使用带来不便的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及抗震保护支架技术领域，具体为一种公路隧道监测设施抗震保护支架。

背景技术

在隧道施工过程，对隧道结构进行监测十分重要。一方面监测隧道内部的结构，可以及时对隧道施工质量进行研判，对隧道内的薄弱部位进行质量加强以及为后期维护做准备。

现有的监测技术主要是通过人工使用全站仪进行监测，但是在隧道内用于对全站仪起到支撑作用的支架在隧道内部产生震动后极易偏离水平面，导致测量结果以及精度存在误差，给使用带来不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种公路隧道监测设施抗震保护支架，具备水平支撑、减震及时以及全方位调节的优点，解决了背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种公路隧道监测设施抗震保护支架，包括起到底部支撑的底座，所述底座的正上方依次设有同步环和对隧道检测装置进行支撑的支撑盘，所述底座和同步环的相对面设有一对固定座一以及两对固定座二，所述固定座一和固定座二的轴向延长线相互垂直，所述固定座一和固定座二的内壁均定轴转动连接有传动组件，每对所述固定座一和固定座二上的两个传动组件上均固定连接有起到传动支撑的传动杆，所述同步环的表面被贯穿并固定连接有套管，所述套管的内壁轴向限位滑动连接有与支撑盘下表面固定连接伸缩插杆。

优选的，所述传动组件包括设置在对应固定座一和固定座二内的固定盒，所述固定盒上被贯穿并连接有可限位转动的轴一，所述固定盒内设有被轴一贯穿且与轴一固定连接的连接板，所述连接板上远离固定盒的一端与传动杆的端部固定连接，所述固定盒上垂直于轴一轴线方向的表面固定连接有两个定轴转动连接在对应固定座一和固定座二内壁上的轴二。

优选的，所述轴一的弧形轮廓上对称设有两个固定在连接板表面上的扭簧一，所述扭簧一上远离连接板的一端与固定盒的内壁固定连接，所述轴二的弧形轮廓上设置有一端固定在固定盒表面上的扭簧二，所述扭簧二上远离固定盒的一端与对应固定座一或固定座二的内壁固定连接。

优选的，所述支撑盘的上表面开设有供隧道检测装置通过螺栓固定用的安装孔。

优选的，所述支撑盘的下表面固定连接有减震装置，所述减震装置包括在支撑盘上下表面圆心处固定连接并与传动组件平行设置的固定座三，所述固定座三的内壁通过传动组件固定连接有活塞杆，所述活塞杆的底部固定连接有升降推盘，所述升降推盘的弧形轮廓上套有可轴向滑动的活塞筒，所述活塞筒的内壁固定连接有单向阀一，所述活塞筒内处于升降推盘和单向阀一之间的空间填充有用于对活塞杆以及支撑盘进行缓冲支撑的高压气体，所述活塞筒的底部通过传动组件定轴转动连接有固定在底座上表面的固定座四,所述固定座四与固定座二平行设置。

优选的，所述固定座一上设有对支撑盘进行水平位移调节的调节装置一，所述调节装置一包括在固定座一内两个轴二上远离固定盒的一端贯穿固定座一后并分别传动连接的轴三和花键轴，所述花键轴上远离轴三的一端固定连接有齿轮轴，所述齿轮轴上齿牙的顶部传动啮合有从动齿轮，所述从动齿轮的内壁固定连接有贯穿对应固定座二并与对应固定座二内轴二同轴固连的轴四。

优选的，所述花键轴上设有对活塞筒内高压气体进行补充并使升降推盘在活塞筒内的高度进行调节的调整装置，所述调整装置包括处于单向阀一的下方并可在活塞筒内进行轴向升降的活塞板,所述活塞板的上表面贯通连接有可向上单向导气的单向阀二。

优选的，所述调整装置还包括固定在活塞板下表面圆心处的升降臂，所述活塞筒上靠近底部的弧形轮廓上开设有供升降臂上下限位滑动的限位通槽，所述升降臂上远离活塞板的一端固定连接有连杆一，所述连杆一的底部通过销轴转动连接有连杆二，所述连杆二的而底部定轴转动连接有固定座五，所述固定座五的底部固定连接有在花键轴弧形轮廓上限位转动的传动环。

优选的，所述调整装置还包括处于活塞板底部的压簧，所述压簧的底部与活塞筒内壁的底部相抵，所述活塞板下表面的圆心处固定连接有处于压簧内的拉绳，所述拉绳的底部贯穿活塞筒的底部并与花键轴上弧形轮廓的表面固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

一、本发明通过底座起到底部支撑作用，通过同步环起到平衡传动作用，通过支撑盘对全站仪进行支撑以及固定；

在底座和同步环的相对面上通过一对固定座一以及两对固定座二实现对六个传动组件转动时的支撑，通过三个传动杆实现对两两竖直相对的传动组件实现传动互连，传动组件内结构在产生相对转动时，能够产生相对应的摩擦阻力，通过该摩擦阻力能够在产生意外震动时，能够通过摩擦阻力将震动进行抵消，实现减震的效果；

通过三个传动杆对应三处支撑结构，具有较强的稳定性，进一步起到减震作用，其次，三个传动杆以及其上对应的传动组件在发生转动时，彼此之间会产生限位效果，阻止更大程度偏离的转动产生，使得同步环在经历传动组件、传动杆转动配合时，能够始终保持水平状态，进而保证支撑盘上全站仪也能够同步保持水平状态，通过套管以及伸缩插杆的配合，使得支撑盘和同步环的运动同步且始终处于水平状态。

通过上述结构之间的配合使用，解决了在实际使用过程中，由于在隧道内用于对全站仪起到支撑作用的支架在隧道内部产生震动后极易偏离水平面，导致测量结果以及精度存在误差，给使用带来不便的问题。

附图说明

图1为本发明结构的立体图；

图2为本发明固定盒结构的立体图；

图3为本发明实施例四中活塞筒的正视剖视图；

图4为本发明连杆二的立体图；

图5为本发明实施例五中活塞筒的正视剖视图；

图6为本发明齿轮轴的立体图；

图7为本发明轴一的立体图；

图8为扭簧二扛拉强度与扭角的线性关系表格图；

图9为扭簧二的内侧最大应力与扭角的线性关系表格图。

图中：1、底座；2、同步环；3、支撑盘；4、固定座一；5、固定座二；6、传动组件；7、安装孔；8、传动杆；9、套管；10、伸缩插杆；11、固定盒；12、轴一；13、连接板；14、轴二；15、扭簧一；16、扭簧二；17、固定座三；18、活塞杆；19、升降推盘；20、活塞筒；21、单向阀一；22、固定座四；23、轴三；24、花键轴；25、齿轮轴；26、从动齿轮；27、轴四；28、活塞板；29、单向阀二；30、升降臂；31、限位通槽；32、连杆一；33、连杆二；34、固定座五；35、传动环；36、压簧；37、拉绳。

具体实施方式

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。

实施例一

本发明提供一种技术方案：一种公路隧道监测设施抗震保护支架，包括起到底部支撑的底座1，通过底座1起到底部支撑作用，实际使用过程中底座1上还固定连接有将支架整体固定在隧道内壁上的连接架，底座1的正上方依次设有同步环2和对隧道检测装置进行支撑的支撑盘3，通过同步环2起到平衡传动作用，通过支撑盘3对全站仪进行支撑以及固定，底座1和同步环2的相对面设有一对固定座一4以及两对固定座二5，固定座一4和固定座二5的轴向延长线相互垂直，固定座一4和固定座二5的内壁均定轴转动连接有传动组件6，在底座1和同步环2的相对面上通过一对固定座一4以及两对固定座二5实现对六个传动组件6转动时的支撑，每对固定座一4和固定座二5上的两个传动组件6上均固定连接有起到传动支撑的传动杆8，通过三个传动杆8实现对两两竖直相对的传动组件6实现传动互连，传动组件6内结构在产生相对转动时，能够产生相对应的摩擦阻力，通过该摩擦阻力能够在产生意外震动时，能够通过摩擦阻力将震动进行抵消，实现减震的效果，同步环2的表面被贯穿并固定连接有套管9，套管9的内壁轴向限位滑动连接有与支撑盘3下表面固定连接伸缩插杆10。

通过三个传动杆8对应三处支撑结构，具有较强的稳定性，进一步起到减震作用，其次，三个传动杆8以及其上对应的传动组件6在发生转动时，彼此之间会产生限位效果，阻止更大程度偏离的转动产生，使得同步环2在经历传动组件6、传动杆8转动配合时，能够始终保持水平状态，进而保证支撑盘3上全站仪也能够同步保持水平状态，通过套管9以及伸缩插杆10的配合，使得支撑盘3和同步环2的运动同步且始终处于水平状态。

传动组件6包括设置在对应固定座一4和固定座二5内的固定盒11，固定盒11上被贯穿并连接有可限位转动的轴一12，固定盒11内设有被轴一12贯穿且与轴一12固定连接的连接板13，连接板13上远离固定盒11的一端与传动杆8的端部固定连接，固定盒11上垂直于轴一12轴线方向的表面固定连接有两个定轴转动连接在对应固定座一4和固定座二5内壁上的轴二14。

参考图1、图2。

当有外力对同步环2进行推动时，会使传动组件6和底座1之间的传动组件6以及传动杆8发生偏转，由此得以实现减震效果；

通过连接板13与传动杆8的端部进行固定连接，由于轴一12和轴二14的轴线方向相互垂直，则在二维平面内，通过连接板13以及轴二14的相互配合转动，最终能够实现同步环2和支撑盘3在水平面方向上的多个水平方向上的位移调节。

轴一12的弧形轮廓上对称设有两个固定在连接板13表面上的扭簧一15，扭簧一15上远离连接板13的一端与固定盒11的内壁固定连接，轴二14的弧形轮廓上设置有一端固定在固定盒11表面上的扭簧二16，扭簧二16上远离固定盒11的一端与对应固定座一4或固定座二5的内壁固定连接。

参考图2，通过扭簧一15以及扭簧二16的对称设置，首先使得轴二14以及轴一12的受力更加平衡稳定，其次扭簧一15以及扭簧二16的设置，能够增加减震效果，实现抗震保护。

支撑盘3的上表面开设有供隧道检测装置通过螺栓固定用的安装孔7，参考图1，实际使用时，为保证全站仪能够牢固的固定在支撑盘3上，可将螺栓固定在安装孔7上，以实现全站仪在支撑盘3上的锁定。

实施例二

在实施例一的基础上，更进一步的是：支撑盘3的下表面固定连接有减震装置，减震装置包括在支撑盘3上下表面圆心处固定连接并与传动组件6平行设置的固定座三17，固定座三17的内壁通过传动组件6固定连接有活塞杆18，活塞杆18的底部固定连接有升降推盘19，升降推盘19的弧形轮廓上套有可轴向滑动的活塞筒20，活塞筒20的内壁固定连接有单向阀一21，活塞筒20内处于升降推盘19和单向阀一21之间的空间填充有用于对活塞杆18以及支撑盘3进行缓冲支撑的高压气体，活塞筒20的底部通过传动组件6定轴转动连接有固定在底座1上表面的固定座四22,固定座四22与固定座二5平行设置。活塞筒20的底部与该传动组件6上连接板13的端部固连。

参考图1、图3。

通过固定座三17、传动组件6、活塞杆18、升降推盘19、活塞筒20、传动组件6以及固定座四22的设置，当支撑盘3产生水平方向上的位移调整时，活塞杆18以及活塞筒20也能够随之及时的作出适应性调整；其次通过图3中A空间内的高压气体能够实现抗震保护作用，一旦产生震动，即可通过高压气体产生缓冲效果；

通过全站仪本身质量以及支撑盘3的重量，以及升降推盘19、单向阀一21所产生的密封效果，能够将高压气体稳定的压缩在A空间中。

实施例三

在实施例二的基础上，更进一步的是：固定座一4上设有对支撑盘3进行水平位移调节的调节装置一，调节装置一包括在固定座一4内两个轴二14上远离固定盒11的一端贯穿固定座一4后并分别传动连接的轴三23和花键轴24，花键轴24上远离轴三23的一端固定连接有齿轮轴25，齿轮轴25上齿牙的顶部传动啮合有从动齿轮26，从动齿轮26的内壁固定连接有贯穿对应固定座二5并与对应固定座二5内轴二14同轴固连的轴四27。

参考图1、图2。轴三23与轴二14之间为固定连接方式，而花键轴24与轴二14之间通过花键配合实现传动连接，即花键轴24可相对轴二14进行轴向滑动而不影响轴二14的运动，但是花键轴24转动时则会带动轴二14、固定盒11的同步转动，其中花键配合为传动轴之间的现有技术手段，为本领域技术人员所熟知的公知技术，故再次不再加以表述公开。

当需要手动对同步环2整体的位置进行调整时，手动驱动花键轴24的转动，使得花键轴24经过轴二14、固定盒11和轴二14之后，最终传动在轴三23上，至此，轴三23能够与花键轴24同步的进行转动；但是无法同步进行轴向运动。

通过花键轴24同步带动齿轮轴25的转动或轴向移动，进一步参考图6，当花键轴24带着齿轮轴25进行轴向往复滑动时，即可使齿轮轴25上的齿牙带动从动齿轮26、轴四27的转动，再通过轴四27带动固定座二5内轴二14的转动，由此得以实现对应传动组件6在固定座二5内的往复转动，经过传动杆8以及传动组件6的传动，即可实现同步环2、和支撑盘3整体沿着BB方向的水平移动；

反之，当手动转动花键轴24时，并因齿轮轴25的转动而影响从动齿轮26的转动，此时从动齿轮26保持不变；而花键轴24的转动，会因为与固定座一4上靠右侧轴二14的花键配合而使得固定座一4内的传动组件6会随着花键轴24而进行转动，由此固定座一4上的传动组件6经传动杆8的传动，则会引起同步环2、支撑盘3沿CC方向进行位移，且CC方向和BB方向在二维平面上为互相垂直的两条线，由此得以实现支撑盘3整体在水平面上的多角度位移调节。

实施例四

与实施例三基本相同，更进一步的是：花键轴24上设有对活塞筒20内高压气体进行补充并使升降推盘19在活塞筒20内的高度进行调节的调整装置，调整装置包括处于单向阀一21的下方并可在活塞筒20内进行轴向升降的活塞板28,活塞板28的上表面贯通连接有可向上单向导气的单向阀二29。

调整装置还包括固定在活塞板28下表面圆心处的升降臂30，活塞筒20上靠近底部的弧形轮廓上开设有供升降臂30上下限位滑动的限位通槽31，升降臂30上远离活塞板28的一端固定连接有连杆一32，连杆一32的底部通过销轴转动连接有连杆二33，连杆二33的而底部定轴转动连接有固定座五34，固定座五34的底部固定连接有在花键轴24弧形轮廓上限位转动的传动环35。

参考图1、图3和图4。

首先通过活塞板28带着单向阀二29在活塞筒20内的往复升降可使W内的空间出现增减变化，由此会使其内压强出现增减变化，高压环境下的气体可通过单向阀一21向A空间内转移，反之低压环境下，外界气体会通过单向阀二29向W空间内转移，如此往复，即可不断增加A空间内的空气，最终不断增加的压强会作用在升降推盘19上，实现活塞杆18在活塞筒20内的轴向上移，再经过活塞杆18顶部传动组件6、固定座三17的传动，使得支撑盘3最终的竖直高度得到调节，需要降低高度时，手动将预设安装在升降推盘19上表面的密封塞拔出即可。

紧接上文，在对活塞板28进行动力输出时，可通过手动轴向推动花键轴24，使得在花键轴24上限位转动的传动环35会同步的进行轴向移动，传动环35上的固定座五34同步进行轴向移动，经过连杆二33的转动配合，可使连杆一32带着升降臂30在限位通槽31内进行上下限位滑动，最后通过升降臂30的升降同步带动活塞板28的往复升降。

实施例五

与实施例四基本相同，不同之处在于：调整装置还包括处于活塞板28底部的压簧36，压簧36的底部与活塞筒20内壁的底部相抵，活塞板28下表面的圆心处固定连接有处于压簧36内的拉绳37，拉绳37的底部贯穿活塞筒20的底部并与花键轴24上弧形轮廓的表面固定连接。

参考图5，通过手动驱动花键轴24的往复转动，即可实现对于拉绳37的缠绕与收卷释放动作，通过该动作，可使活塞板28在克服压簧36的弹力后进行下移而后在压簧36的弹力作用下进行复位上移，由此也得以实现对于实施例四中活塞板28相同的升降效果。

其中扭簧二扛拉强度的单位是：Mpa；

其中扭簧二内侧最大应力的单位是：Mpa。

工作原理：该公路隧道监测设施抗震保护支架使用时，通过底座1起到底部支撑作用，通过同步环2起到平衡传动作用，通过支撑盘3对全站仪进行支撑以及固定；

在底座1和同步环2的相对面上通过一对固定座一4以及两对固定座二5实现对六个传动组件6转动时的支撑，通过三个传动杆8实现对两两竖直相对的传动组件6实现传动互连，传动组件6内结构在产生相对转动时，能够产生相对应的摩擦阻力，通过该摩擦阻力能够在产生意外震动时，能够通过摩擦阻力将震动进行抵消，实现减震的效果；

通过三个传动杆8对应三处支撑结构，具有较强的稳定性，进一步起到减震作用，其次，三个传动杆8以及其上对应的传动组件6在发生转动时，彼此之间会产生限位效果，阻止更大程度偏离的转动产生，使得同步环2在经历传动组件6、传动杆8转动配合时，能够始终保持水平状态，进而保证支撑盘3上全站仪也能够同步保持水平状态，通过套管9以及伸缩插杆10的配合，使得支撑盘3和同步环2的运动同步且始终处于水平状态。

通过上述结构之间的配合使用，解决了在实际使用过程中，由于在隧道内用于对全站仪起到支撑作用的支架在隧道内部产生震动后极易偏离水平面，导致测量结果以及精度存在误差，给使用带来不便的问题。

本实施例中使用的标准零件可以从市场上直接购买，而根据说明书和附图的记载的非标准结构部件，也可以直根据现有的技术常识毫无疑义的加工得到，同时各个零部件的连接方式采用现有技术中成熟的常规手段，而机械、零件及设备均采用现有技术中常规的型号，故在此不再作出具体叙述。

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。