支护拱顶下沉监测装置论文和设计-沈传明

全文摘要

本实用新型公开了一种支护拱顶下沉监测装置，涉及工程监理设备，旨在解决现有拱顶沉降监测装置，信息反馈不及时且需要人工获取读数，使用相对不便的问题，其技术方案要点是：包括挂设于检测位置的挂杆，还包括基准板和测距机构，所述基准板设置于挂杆下方，所述测距机构包括距离传感器、控制器以及显示屏，所述距离传感器设置于挂杆上，且检测端朝向基准板，所述控制器耦接于距离传感器和显示屏，且根据距离传感器的检测值控制显示屏显示监测数据，所述显示屏设置于施工场地的过道侧边。本实用新型的支护拱顶下沉监测装置，其监测数据反馈相对及时，且能够及时相对直观的反馈至工作人员，从而使用效果更佳。

主设计要求

1.一种支护拱顶下沉监测装置，包括挂设于检测位置的挂杆（1），其特征在于：还包括基准板（2）和测距机构，所述基准板（2）设置于挂杆（1）下方，所述测距机构包括距离传感器（31）、控制器（32）以及显示屏（33），所述距离传感器（31）设置于挂杆（1）上，且检测端朝向基准板（2），所述控制器（32）耦接于距离传感器（31）和显示屏（33），且根据距离传感器（31）的检测值控制显示屏（33）显示监测数据，所述显示屏（33）设置于施工场地的过道侧边。

设计方案

2.根据权利要求1所述的支护拱顶下沉监测装置，其特征在于：所述控制器（32）耦接有无线通讯模块（34），所述无线通讯模块（34）无线连接有用户终端（35），所述用户终端（35）包括手机和计算机。

3.根据权利要求1所述的支护拱顶下沉监测装置，其特征在于：所述挂杆（1）的上端设置有固定件（4），所述固定件（4）一端同轴设置有螺纹杆（41），所述挂杆（1）的上端开设有契合螺纹杆（41）的螺纹槽（11），所述固定件（4）背离螺纹杆（41）的一端呈尖端朝外的锥状或具有铁磁性。

4.根据权利要求3所述的支护拱顶下沉监测装置，其特征在于：所述距离传感器（31）至少为两个，所述控制器（32）分别获取多个距离传感器（31），并控制在显示屏（33）显示监测数据。

5.根据权利要求1所述的支护拱顶下沉监测装置，其特征在于：所述挂杆（1）的下端连接有安装卡套（5），所述安装卡套（5）包括连接套（51）和多个用于固定距离传感器（31）的卡套（52），所述连接套（51）套设于挂杆（1）的下端，所述卡套（52）纵向延伸，且垂直投影呈C状，所述距离传感器（31）插设于卡套（52）内，且检测端朝下，所述卡套（52）具有弹性。

6.根据权利要求1所述的支护拱顶下沉监测装置，其特征在于：所述基准板（2）上开设有多个基准锥体（21），所述基准锥体（21）的尖端朝上，所述距离传感器（31）的检测线落在基准锥体（21）的锥面上。

7.根据权利要求6所述的支护拱顶下沉监测装置，其特征在于：所述基准板（2）的下方设置有多个支撑脚（22），所述支撑脚（22）的下端呈尖锥状，且尖端朝下。

8.根据权利要求7所述的支护拱顶下沉监测装置，其特征在于：所述支撑脚（22）包括螺纹套管（221）以及螺杆下脚（222），所述螺纹套管（221）一端固定于基准板（2）的下部，另一端螺纹套设于螺杆下脚（222）上，所述螺杆下脚（222）下端延伸出螺纹套管（221），且呈尖锥状。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及工程监理设备，更具体地说，它涉及一种支护拱顶下沉监测装置。

背景技术

目前，无论是山体隧道，还是地铁隧道，其在施工过程中都会面临拱顶沉降的问题。拱顶的沉降不仅会干扰隧道的正常施工过程，还会引发安全事故，因此需要相应工程管理人员定期对拱顶进行沉降监测。

公告号为CN207850356U的专利：一种拱顶沉降监测装置，其包括挂杆、激光器、基准杆和测量组件，激光器设于挂杆的底端，基准杆上设有校准刻度尺，测量组件通过滑动组件活动地配合连接于基准杆，使测量组件能够在基准杆的长度方向上滑动，测量组件包括基准指针以及相对设置的凹透镜和沉降刻度尺，基准指针的活动端对着校准刻度尺；在隧道支护拱顶设置挂钩，挂杆的顶端挂载于挂钩上，基准杆竖直设置于隧道的地面上。

上述技术方案，可以用于对拱顶进行沉降监测，但是需要工作人员人工定时巡查，并人工进行监测读数，一方面导致使用不便；另一方面信息反馈相对不及时，影响使用效果，因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种支护拱顶下沉监测装置，其监测数据反馈相对及时，且能够及时相对直观的反馈至工作人员，从而使用效果更佳。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种支护拱顶下沉监测装置，包括挂设于检测位置的挂杆，还包括基准板和测距机构，所述基准板设置于挂杆下方，所述测距机构包括距离传感器、控制器以及显示屏，所述距离传感器设置于挂杆上，且检测端朝向基准板，所述控制器耦接于距离传感器和显示屏，且根据距离传感器的检测值控制显示屏显示监测数据，所述显示屏设置于施工场地的过道侧边。

通过采用上述技术方案，可以采用距离传感器检测到基准板之间的间距，并反馈至控制器，由控制器控制显示屏显示响应数据；此时工作人员通过观察显示屏上的数据即可对了解拱顶支护的沉降量，因为不必在人工读数等，所以使用更为方便，且监测结果更为直观。

本实用新型进一步设置为：所述控制器耦接有无线通讯模块，所述无线通讯模块无线连接有用户终端，所述用户终端包括手机和计算机。

通过采用上述技术方案，在对控制器设置后，其可以将距离传感器的检测数据通过无线通讯模块发送到工作人员的手机或计算机上，以方便其查看，且监测信息反馈更为及时，使用效果更佳。

本实用新型进一步设置为：所述挂杆的上端设置有固定件，所述固定件一端同轴设置有螺纹杆，所述挂杆的上端开设有契合螺纹杆的螺纹槽，所述固定件背离螺纹杆的一端呈尖端朝外的锥状或具有铁磁性。

通过采用上述技术方案，在遇到木质拱顶支护时，工作人员可跟换一端呈尖锥状的固定件；在遇到钢铁材质的拱顶支护时，工作人员可以跟换具有铁磁性的固定件，以保证挂杆都能够方便的挂设于拱顶支护。

本实用新型进一步设置为：所述距离传感器至少为两个，所述控制器分别获取多个距离传感器，并控制在显示屏显示监测数据。

通过采用上述技术方案，有至少两个距离传感器进行检测，从而本实用新型防止出现某个传感器损坏而干扰整体监测效果的问题。

本实用新型进一步设置为：所述挂杆的下端连接有安装卡套，所述安装卡套包括连接套和多个用于固定距离传感器的卡套，所述连接套套设于挂杆的下端，所述卡套纵向延伸，且垂直投影呈C状，所述距离传感器插设于卡套内，且检测端朝下，所述卡套具有弹性。

通过采用上述技术方案，距离传感器通过插接卡套的方式实现固定；因为卡套具有弹性，所以工作人员可以掰开卡套的C状开口，以方便对距离传感器安装拆卸。

本实用新型进一步设置为：所述基准板上开设有多个基准锥体，所述基准锥体的尖端朝上，所述距离传感器的检测线落在基准锥体的锥面上。

通过采用上述技术方案，距离传感器发生横向偏移时也能够纵向距离数据上反应出来，从而监测效果更好；同时因为距离传感器的检测线落在基准锥体的锥面上，所以检测线的落点出更加不易发生杂物堆积干扰检测结果的问题。

本实用新型进一步设置为：所述基准板的下方设置有多个支撑脚，所述支撑脚的下端呈尖锥状，且尖端朝下。

通过采用上述技术方案，基准板通过支撑脚固定在指定位置。

本实用新型进一步设置为：所述支撑脚包括螺纹套管以及螺杆下脚，所述螺纹套管一端固定于基准板的下部，另一端螺纹套设于螺杆下脚上，所述螺杆下脚下端延伸出螺纹套管，且呈尖锥状。

通过采用上述技术方案，若基准板安装处的地面不平整，工作人员可以转动螺杆调节支撑脚的整体长度，以保证其支撑效果。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、设置距离传感器，距离传感器连接控制器，控制器连接并控制显示屏；通过距离传感器的检测值变化量来作为拱顶支护沉降量，并在显示屏上显示；由于不必在人工读数，而是显示屏显示相应数据，所以更为方便和直观；

2、控制器连接无线通讯模块，无线通讯模块无线连接用户终端，用户终端包括手机和计算机；从而工作人员可以通过手机或计算机远程了解监测数据，本实用新型的监测信息反馈更为及时有效，进而使用效果更佳。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图，主要用以展示整体结构；

图2为本实用新型的局部爆炸视图一，主要用以展示固定件和安装卡套的结构；

图3为本实用新型的系统框图，主要用以展示控制器的控制结构；

图4为本实用新型的局部爆炸视图二，主要用以展示支撑脚的结构。

图中：1、挂杆；11、螺纹槽；2、基准板；21、基准锥体；22、支撑脚；221、螺纹套管；222、螺杆下脚；31、距离传感器；32、控制器；33、显示屏；34、无线通讯模块；35、用户终端；4、固定件；41、螺纹杆；5、安装卡套；51、连接套；52、卡套。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

支护拱顶下沉监测装置，参照图1和图2，包括挂杆1，挂杆1呈柱状，其采用塑料制成，并在柱体上开设有若干减重槽，以减轻重量。

挂杆1使用时呈竖直挂设于拱顶支护上。在挂杆1的上端连接有固定件4，固定件4主体呈柱状，其一端同轴成型有螺纹杆41；在挂杆1的上端开设有契合螺纹杆41的螺纹槽11；固定件4通过螺纹杆41螺纹连接于螺纹槽11的方式实现和挂杆1连接固定。

本实用新型的固定件4设置有两种：一种，固定件4背离螺纹杆41的一端设置为尖锥状，且环绕锥面成型有螺旋片；当拱顶支护为木质时，工作人员先通过旋转固定件4的方式将其螺纹插接于拱顶支护上，再将挂杆1螺纹连接于固定件4。

另一种，固定件4采用磁性材料制成。当拱顶支护为钢铁材质时，其通过磁性吸附的方式实现安装固定。

参照图2，在挂杆1的下端设置有安装卡套5，安装卡套5包括连接套51和卡套52。连接套51呈两端开口的空心柱状，其套设固定在挂杆1的下端。卡套52侧视呈柱状，其一体成型于连接套51的侧面，且其中心轴平行于连接套51的中心轴；卡套52的端视图呈C状，且C状结构的开口朝向远离连接套51一侧。卡套52为多个，多个卡套52环绕连接套51均匀分布固定。安装卡套5采用韧性相对较好的塑料制成，具有一定的弹性。

参照图1和图2，在卡套52内卡接有契合其内腔的距离传感器31，距离传感器31的检测端竖直朝下。在挂杆1的正下方设置有基准板2，距离传感器31的检测线落在基准板2上。

参照图3，本实用新型还包括控制器32以及显示屏33，其中控制器32包括单片机，其电信号连接于距离传感器31和显示屏33。显示屏33安装固定施工场地相对显眼的位置，例如：主过道。

使用时，距离传感器31检测其到基准板2之间的间距，并反馈距离检测值到控制器32，控制器32接收检测值，并对应控制显示屏33显示检测数据。此时工作人员不必再人工巡查并读取监测数据，可以通过观察显示屏33方便快捷的了解距离传感器31的检测结果，即了解支护拱顶是否发生沉降，从而使用更为方便。

本实用设置有多个距离传感器31，控制器32分别获取检测数据，并控制显示屏33显示相应数据。之所以设置多个距离传感器31，是为了防止单个距离传感器31故障而干扰使用效果。

参照图1，为了加强监测效果，基准板2上设置有多个配合距离传感器31使用的基准锥体21。基准锥体21的锥尖朝上；使用时，距离传感器31的检测线落在基准锥体21的锥面上。

设置基准锥体21的好处是：此时距离传感器31若发生横向偏移、倾斜等，其检测线在锥面上的落点位置高度明显发生变化，从而横向变化量转化为纵向距离变化值反馈至控制器32，以避免距离传感器31只能检测纵向沉降量而影响使用效果。

同时，基准锥体21的设置，使得距离传感器31的检测线落点位置更加不易发生有杂物堆积干扰，从而使用效果更好。

参照图1和图4，基准板2的下部均匀固定有多个支撑脚22，其通过支撑脚22安装固定指定位置。

支撑脚22包括螺纹套管221以及螺杆下脚222。螺纹套管221一端焊接固定于基准板2的下部，另一端竖直向下延伸，且螺纹套接螺杆下脚222；螺杆下脚222的下端向下延伸出螺纹套管221，且下端呈尖端朝下的尖锥状。

固定基准板2时，若指定位置的地面质地相对较软，则螺杆下脚222依靠锥尖插设进入土层，实现固定；若地面不适合插设固定，则依靠螺杆下脚222抵触地面实现安装固定；由于螺杆下脚222抵触地面的下端呈尖锥状，所以其需要的支撑点更小，即便地面相对不平整，依旧可以保证支撑效果。

当地面不平整时，工作人员可以相对螺纹套管221转动螺杆下脚222，调节支撑脚22的整体长度，以适应不同需求。

参照图1和图3，在挂设好挂杆1、安装好基准板2、利用距离传感器31做检测，并利用控制器32控制显示屏33显示监测数据后，为了进一步方便工作人员使用，保证信息反馈及时有效，控制器32还电信号连接有无线通讯模块34，无线通讯模块34可选择4G透传模块。无线通讯模块34无线连接有用户终端35，用户终端35包括手机或计算机。

工作人员对控制器32进行设置，在其内部预设一异常触发阈值，当距离传感器31反馈的检测结果符合异常触发阈值时，控制器32控制无线通讯模块34发送报警信息至用户终端35，以及时通知工作人员。控制器32还可以设置为可发送实时数据至用户终端，以加强使用效果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

设计图

支护拱顶下沉监测装置论文和设计

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主设计要求

设计方案

设计说明书

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