一种地铁车站深基坑深层水平位移测量装置

摘要

本发明公开了一种地铁车站深基坑深层水平位移装置，包括测斜管和主体，主体包括测斜仪和控制电缆，控制电缆上设有拉力检测机构，测斜仪另一端设有测斜仪探头，控制电缆的另一端连有测斜读数仪，测斜仪内设有伺服电机和控制装置，伺服电机连接有第一链轮和第二链轮，第一链轮上方设有第三链轮，第三链轮上设有第二轴，第二轴两端设有锥齿轮，一端锥齿轮在上端配合设有锥齿轮，锥齿轮通过传动设有导轮且相对固定，另一端锥齿轮在下端配合设有锥齿轮，锥齿轮通过传动设有导轮且相对固定，同样所述第二链轮下方设有第四链轮，第四链轮两端也设有两个相对应的导轮，以此实现在回收途中通过转动测斜仪的来实现导轮避开障碍物，从而保持正常回收。

说明书

技术领域

本发明属于基坑监测领域，具体是一种地铁车站深基坑深层水平位移测量装置。

背景技术

随着我国发展的日益强盛，我国进入了地下空间建设的飞速发展时期，随着高层建筑以及地铁的逐渐增多，大量的深基坑工程、基础测量工程不断涌现，由于深基坑的施工难度大，风险高，因此在深基坑建设施工过程中，应对基坑支护结构的受力状态及形变大小进行实时监测，以此掌握基坑内各个工况的稳定性，并对后续开挖引起的变化进行预测，及时调整施工方案。基坑深层水平位移监测是深基坑稳定性分析的可靠依据，其测量结果的准确性是查验施工质量、控制施工进度的保障，基坑深层水平位移监测是首先通过采用工程钻探机在预定位置打孔，在钻孔内加入测斜管内，再在测斜管内放入测斜仪探头，通过测斜仪探头从而求得水平向位移。

现有的测斜仪在测量完成后，一般都需要将测斜仪探头从测斜管内部回收至地表面，因为在回收的过程中会遇到钻孔因施工变形造成测斜管内壁凸起卡住测斜仪两端的导轮，改变控制电缆的拉力，扯断测斜仪和读数仪之间的连接，导致测斜仪无法正常回收，测斜仪卡在钻孔内部，导致无法进行后续的水平位移监测。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提供一种地铁车站深基坑深层水平位移装置，这种地铁车站深基坑深层水平位移装置能够在回收途中通过转动测斜仪的来实现导轮避开障碍物，从而保持正常回收。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种地铁车站深基坑深层水平位移装置，包括测斜管和主体，所述主体包括测斜仪和控制电缆，所述控制电缆上设有拉力检测机构，所述拉力检测机构可以检测所述控制电缆的拉力，所述测斜仪与所述控制电缆通过防水航插连接，所述测斜仪另一端设有测斜仪探头，所述控制电缆的另一端连有测斜读数仪，所述测斜仪内部设有伺服电机和控制装置，所述伺服电机通过第一轴连接有第一链轮和第二链轮，所述第一链轮上方链条连接设有第三链轮，所述第三链轮上设有第二轴，所述第二轴两端设有第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮在上端配合设有第三锥齿轮，所述第三锥齿轮通过传动设有第一导轮且相对固定，该传动和固定方式可以是齿轮组配合，也可以是链条和链轮配合，所述第二锥齿轮在下端配合设有第四锥齿轮，所述第四锥齿轮通过传动设有第二导轮且相对固定，该传动方式可以是齿轮组配合，也可以是链条和链轮配合，所述第二链轮下方链条连接设有第四链轮，所述第四链轮上设有第三轴，所述第三轴两端设有第五锥齿轮和第六锥齿轮，所述第五锥齿轮在上端配合设有第七锥齿轮，所述第七锥齿轮通过传动设有第三导轮且相对固定，该传动方式可以是齿轮组配合，也可以是链条和链轮配合，所述第六锥齿轮在下端配合设有第八锥齿轮，所述第八锥齿轮通过传动设有第四导轮且相对固定，该传动方式可以是齿轮组配合，也可以是链条和链轮配合，所述第一导轮、所述第二导轮、所述第三导轮和所述第四导轮与所述测斜管接触，所述第一导轮、所述第二导轮、所述第三导轮和所述第四导轮单次改变方向只能转动90度，此设计可以通过设立限位柱阻挡和设立只能转动90度的限位滑槽来实现，当所述第一导轮、所述第二导轮、所述第三导轮和所述第四导轮中有一个导轮受到障碍物阻挡，所述拉力检测机构检测到控制电缆的拉力异常，所述控制装置控制所述伺服电机转动，所述伺服电机带动第一轴转动，所述第一轴带动所述第一链轮和所述第二链轮转动，所属第一链轮和所述第二链轮分别带动所述第三链轮和所述第四链轮，所述第三链轮和所述第四链轮分别带动所述第二轴和所述第三轴转动，所述第二轴带动所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮转动，所述第一锥齿轮和所述第二准齿轮分别带动所述第三锥齿轮和所述第四锥齿轮以相同的方向转动，所述第三锥齿轮和所述第四锥齿轮分别带动所述第一导轮和所述第二导轮改变自身方向，所述第一导轮和所述第二导轮改变方向90度后停止改变方向并开始转动，带动所述测斜仪转动整体，所述第三轴带动所述第五锥齿轮和第六锥齿轮转动，所述第五锥齿轮和第六锥齿轮带动所述第七锥齿轮和所述第八锥齿轮以相同方向转动，所述第七锥齿轮和所述第八锥齿轮分别带动所述第三导轮和所述第四导轮改变自身方向，所述第三导轮和所述第四导轮改变方向90度后停止改变方向并开始转动，带动所述测斜仪转动整体，所述测斜仪避开障碍物后，所述控制装置控制所述伺服电机反转，实现所述第一导轮、所述第二导轮、所述第三导轮和所述第四导轮回到上升状态，最终实现通过转动所述测斜仪的来实现导轮避开障碍物，从而保持所述测斜仪的正常回收。

上述技术方案中，优选的，所述测斜仪探头底部设有缓冲垫，所述缓冲垫上均匀的设有通孔，所述缓冲垫在所述测斜仪下放时可以保护测斜仪探头不受到过大的伤害。

上述技术方案中，优选的，所述测斜仪垂直于所述第一轴的两侧设有刮板，所述刮板最高处高于所述第一导轮和所述第二导轮，所述刮板最低处低于所述第三导轮和所述第四导轮，此设计可以实现所述刮板刮到阻挡测斜仪上升的障碍物，所述刮板偏向所述测斜仪测连有齿条，所述齿条两端为没有轮齿的平面，设计可以在所述第一导轮、所述第二导轮、所述第三导轮和所述第四导轮改变方向后通过轮齿之间没有配合的方式来停止所述齿条的伸缩，所述齿条连接有第五齿轮，所述第五齿轮与第一轴连接且被第一轴带动，所述齿条与所述测斜仪滑动连接，该滑动连接可以通过建立滑槽滑轨来实现，所述齿条另一端连有弹簧，所述弹簧与所述测斜仪相连，在所述第一导轮、所述第二导轮、所述第三导轮和所述第四导轮改变方向时，所述第一轴带动所述第五齿轮转动，所述第五齿轮带动所述齿条伸出，所述齿条带动所述刮板伸出，在所述第一导轮、所述第二导轮、所述第三导轮和所述第四导轮改变自身方向完毕时，所述刮板位移到与所述测斜管接触位置，所述齿条没有轮齿的平面与所述第五齿轮没有配合，所以停止位移，所述刮板利用所述测斜仪的转动刮去障碍物，在所述第一导轮、所述第二导轮、所述第三导轮和所述第四导轮改变所述测斜仪方向完毕时，所述齿条因为所述弹簧的拉力重新与所述第五齿轮轮齿之间吻合，所述伺服电机翻转，所述第一轴反向带动所述第五齿轮转动，所述第五齿轮带动所述齿条收回，所述齿条带动所述刮板收回，所述第一导轮、所述第二导轮、所述第三导轮和所述第四导轮再次改变自身方向完毕时，所述刮板位移到回收位置，所述齿条没有轮齿的平面与所述第五齿轮没有配合，所以停止位移，在下次需要伸出时，因为弹簧的弹力齿条重新与所述第五齿轮轮齿之间吻合，实现了在导轮遇到障碍物时通过刮去障碍物来实现更好的回收测斜仪。

上述技术方案中，优选的，所述齿条两端设有限位板，通过限位板与滑动连接之间的配合，限制了所述齿条的活动范围。

上述技术方案中，优选的，所述拉力检测机构为拉力测试仪。

上述技术方案中，优选的，所述第一轴、所述第二轴和所述第三轴都与所述测斜仪之间设有滑动轴承，减少了摩擦，保护了所述第一轴、所述第二轴和所述第三轴。

上述技术方案中，优选的，所述第三锥齿轮通过传动设有第一导轮且相对固定，该传动连接方式可以是通过所述第三锥齿轮连有第四轴，所述第四轴连有第九齿轮，所述第九齿轮偏向所述测斜管侧设有第十齿轮，所述第十齿轮连有第五轴，所述第五轴连有所述第一导轮，所述第四轴和所述第五轴都通过轴套固定在第一外壳上，所述第四锥齿轮通过传动设有第二导轮且相对固定，该传动连接方式可以是通过所述第四锥齿轮连有第六轴，所述第六轴连有第十一齿轮，所述第十一齿轮偏向所述测斜管侧设有第十二齿轮，所述第十二齿轮连有第七轴，所述第七轴连有所述第二导轮，所述第六轴和所述第七轴都通过轴套固定在第二外壳上，所述第七锥齿轮通过传动设有第三导轮且相对固定，该传动连接方式可以是通过所述第七锥齿轮连有第八轴，所述第八轴连有第十三齿轮，所述第十三齿轮偏向所述测斜管侧设有第十四齿轮，所述第十四齿轮连有第九轴，所述第九轴连有所述第三导轮，所述第八轴和所述第九轴都通过轴套固定在第三外壳上，所述第八锥齿轮通过传动设有第四导轮且相对固定，该传动连接方式可以是通过所述第八锥齿轮连有第十轴，所述第十轴连有第十五齿轮，所述第十五齿轮偏向所述测斜管侧设有第十六齿轮，所述第十六齿轮连有第十一轴，所述第十一轴连有所述第四导轮，所述第十轴和所述第十一轴都通过轴套固定在第四外壳上，所述限位柱限制所述第一外壳、所述第二外壳、所述第三外壳、所述第四外壳的转动方向大小，该限制方式可以是通过所述第一外壳、所述第二外壳、所述第三外壳、所述第四外壳转动90度后受限位柱阻挡无法转动实现。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：1、本发明这种地铁车站深基坑深层水平位移装置能够在回收途中通过转动测斜仪的来实现导轮避开障碍物，从而保持正常回收。

2、本发明通过设立刮板、齿条和弹簧结构实现了在导轮遇到障碍物时通过刮去障碍物来实现更好的回收测斜仪。

3、本发明通过伺服电机同时带动四个导轮和刮板，实现了一个伺服电机多个功能。

附图说明

图1为本发明实施例中正常回收时的结构示意图。

图2为本发明实施例中改变方向时的结构示意图。

图3为本发明实施例的主体的俯视结构示意图。

图4为本发明实施例中主体的剖视结构示意图。

图5为本发明实施例中A处剖视结构示意图。

图6为本发明实施例中A处另一状态下的剖视结构示意图。

图7为本发明实施例中正常方向时的侧面结构示意图。

图8为本发明实施例中正常回收时的侧面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：参见图1至图8，一种地铁车站深基坑深层水平位移装置，包括测斜管1和主体2，主体2包括测斜仪3和控制电缆4，控制电缆4上设有拉力检测机构5，拉力检测机构5可以检测控制电缆4的拉力，测斜仪3与控制电缆4通过防水航插6连接，测斜仪3另一端设有测斜仪探头8，控制电缆4的另一端连有测斜读数仪7，测斜仪3内部设有伺服电机9和控制装置10，伺服电机9通过第一轴11连接有第一链轮12和第二链轮13，第一链轮12上方链条连接设有第三链轮14，第三链轮14上设有第二轴15，第二轴15两端设有第一锥齿轮16和第二锥齿轮17，第一锥齿轮16在上端配合设有第三锥齿轮18，第三锥齿轮18通过传动设有第一导轮19且相对固定，该传动和固定方式可以是各连有一根轴，两根轴又用过齿轮连接相互配合传动，且两轴固定在同一物体上，也可以是各连有一根轴，两根轴又通过链轮链条相互配合传动，且两轴固定在同一物体上，第二锥齿轮17在下端配合设有第四锥齿轮20，第四锥齿轮20通过传动设有第二导轮21且相对固定，该传动和固定方式可以是各连有一根轴，两根轴又用过齿轮连接相互配合传动，且两轴固定在同一物体上，也可以是各连有一根轴，两根轴又通过链轮链条相互配合传动，且两轴固定在同一物体上，第二链轮13下方链条连接设有第四链轮22，第四链轮22上设有第三轴23，第三轴23两端设有第五锥齿轮24和第六锥齿轮25，第五锥齿轮24在上端配合设有第七锥齿轮26，第七锥齿轮26通过传动设有第三导轮27且相对固定，该传动和固定方式可以是各连有一根轴，两根轴又用过齿轮连接相互配合传动，且两轴固定在同一物体上，也可以是各连有一根轴，两根轴又通过链轮链条相互配合传动，且两轴固定在同一物体上，第六锥齿轮25在下端配合设有第八锥齿轮28，第八锥齿轮28通过传动设有第四导轮29且相对固定，该传动和固定方式可以是各连有一根轴，两根轴又用过齿轮连接相互配合传动，且两轴固定在同一物体上，也可以是各连有一根轴，两根轴又通过链轮链条相互配合传动，且两轴固定在同一物体上，第一导轮19、第二导轮21、第三导轮27和第四导轮29与测斜管1接触，第一导轮19、第二导轮21、第三导轮27和第四导轮29单次改变方向只能转动90度，此设计可以通过设立限位柱62阻挡和设立只能转动90度的限位滑槽3838来实现，当第一导轮19、第二导轮21、第三导轮27和第四导轮29中有一个导轮受到障碍物阻挡，拉力检测机构5检测到控制电缆4的拉力异常，控制装置10控制伺服电机9转动，伺服电机9带动第一轴11转动，第一轴11带动第一链轮12和第二链轮13转动，所属第一链轮12和第二链轮13分别带动第三链轮14和第四链轮22，第三链轮14和第四链轮22分别带动第二轴15和第三轴23转动，第二轴15带动第一锥齿轮16和第二锥齿轮17转动，第一锥齿轮16和第二准齿轮分别带动第三锥齿轮18和第四锥齿轮20以相同的方向转动，第三锥齿轮18和第四锥齿轮20分别带动第一导轮19和第二导轮21改变自身方向，第一导轮19和第二导轮21改变方向90度后停止改变方向并开始转动，带动测斜仪3转动整体，第三轴23带动第五锥齿轮24和第六锥齿轮25转动，第五锥齿轮24和第六锥齿轮25带动第七锥齿轮26和第八锥齿轮28以相同方向转动，第七锥齿轮26和第八锥齿轮28分别带动第三导轮27和第四导轮29改变自身方向，第三导轮27和第四导轮29改变方向90度后停止改变方向并开始转动，带动测斜仪3转动整体，测斜仪3避开障碍物后，控制装置10控制伺服电机9反转，实现第一导轮19、第二导轮21、第三导轮27和第四导轮29回到上升状态，最终实现通过转动测斜仪3的来实现导轮避开障碍物，从而保持测斜仪3的正常回收。

本实施例中，测斜仪探头8底部设有缓冲垫30，缓冲垫30上均匀的设有通孔31，缓冲垫30在测斜仪3下放时可以保护测斜仪探头8不受到过大的伤害。

本实施例中，测斜仪3垂直于第一轴11的两侧设有刮板32，刮板32最高处高于第一导轮19和第二导轮21，刮板32最低处低于第三导轮27和第四导轮29，此设计可以实现刮板32刮到阻挡测斜仪3上升的障碍物，刮板32偏向测斜仪3测连有齿条33，齿条33两端为没有轮齿的平面39，设计可以在第一导轮19、第二导轮21、第三导轮27和第四导轮29改变方向后通过轮齿直接没有配合的方式来停止齿条33的伸缩，齿条33连接有第五齿轮35，第五齿轮35与第一轴11连接且被第一轴11带动，齿条33与测斜仪3通过滑槽38滑动连接，齿条33另一端连有弹簧36，弹簧36与测斜仪3相连，在第一导轮19、第二导轮21、第三导轮27和第四导轮29改变方向时，第一轴11带动第五齿轮35转动，第五齿轮35带动齿条33伸出，齿条33带动刮板32伸出，在第一导轮19、第二导轮21、第三导轮27和第四导轮29改变自身方向完毕时，刮板32位移到与测斜管1接触位置，齿条33没有轮齿的平面39与第五齿轮35没有配合，所以停止位移，刮板32利用测斜仪3的转动刮去障碍物，在第一导轮19、第二导轮21、第三导轮27和第四导轮29改变测斜仪3方向完毕时，齿条33因为弹簧36的拉力重新与第五齿轮35轮齿之间吻合，伺服电机9翻转，第一轴11反向带动第五齿轮35转动，第五齿轮35带动齿条33收回，齿条33带动刮板32收回，第一导轮19、第二导轮21、第三导轮27和第四导轮29再次改变自身方向完毕时，刮板32位移到回收位置，齿条33没有轮齿的平面3934与第五齿轮35没有配合，所以停止位移，在下次需要伸出时，因为弹簧36的弹力齿条33重新与第五齿轮35轮齿之间吻合，实现了在导轮遇到障碍物时通过刮去障碍物来实现更好的回收测斜仪3。

本实施例中，齿条33两端设有限位板37，通过限位板37和滑槽3838的配合，限制了齿条33的活动范围。

本实施例中，拉力检测机构5为拉力测试仪41。

本实施例中，第一轴11、第二轴15和第三轴23都与测斜仪3之间设有滑动轴承40，减少了摩擦，保护了第一轴11、第二轴15和第三轴23。

本实施例中，第三锥齿轮18通过传动设有第一导轮19且相对固定，该传动连接方式可以是通过第三锥齿轮18连有第四轴42，第四轴42连有第九齿轮43，第九齿轮43偏向测斜管1侧设有第十齿轮44，第十齿轮44连有第五轴45，第五轴45连有第一导轮19，第四轴42和第五轴45都通过轴套固定在第一外壳46上，第四锥齿轮20通过传动设有第二导轮21且相对固定，该传动连接方式可以是通过第四锥齿轮20连有第六轴47，第六轴47连有第十一齿轮48，第十一齿轮48偏向测斜管1侧设有第十二齿轮49，第十二齿轮49连有第七轴50，第七轴50连有第二导轮21，第六轴47和第七轴50都通过轴套固定在第二外壳51上，第七锥齿轮26通过传动设有第三导轮27且相对固定，该传动连接方式可以是通过第七锥齿轮26连有第八轴52，第八轴52连有第十三齿轮53，第十三齿轮53偏向测斜管1侧设有第十四齿轮54，第十四齿轮54连有第九轴55，第九轴55连有第三导轮27，第八轴52和第九轴55都通过轴套固定在第三外壳57上，第八锥齿轮28通过传动设有第四导轮29且相对固定，该传动连接方式可以是通过第八锥齿轮28连有第十轴56，第十轴56连有第十五齿轮58，第十五齿轮58偏向测斜管1侧设有第十六齿轮59，第十六齿轮59连有第十一轴60，第十一轴60连有第四导轮29，第十轴56和第十一轴60都通过轴套固定在第四外壳61上，限位柱62限制第一外壳46、第二外壳51、第三外壳57、第四外壳61的转动方向大小，该限制方式是通过第一外壳46、第二外壳51、第三外壳57、第四外壳61转动90度后受限位柱62阻挡无法转动。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。