一种手持式智能化岩体结构面粗糙度系数测量仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种手持式智能化岩体结构面粗趟度系数测量仪，属岩体工程测量设 备的设计与制造技术领域。
【背景技术】
[0002] 在地质学领域，结构面是岩体的重要组成部分，对岩体的稳定性起着主要控制作 用，结构面的研究是分析工程岩体性质和稳定性的基础，研究表明，岩体结构面的粗趟度对 结构面的力学性质有很大影响，故岩体结构面粗趟度系数的准确测量是非常重要的。
[0003] 目前，岩体结构面粗趟度系数的测量分为机械法和光学法，机械法的测量仪器大 都由接触式探针、机械驱动装置和计算机组成，该类仪器通常结构复杂、笨重，竖直方向测 试量程小，测量速度慢，由于岩体结构面的凹凸不平，探针在运行过程中容易发生卡壳，而 且测量结果需进行后期处理才能得到岩体结构面的粗趟度系数值，因此不适宜野外具各向 异性和非均一性的岩体结构面粗趟度系数的测量，光学测量仪器大都由激光发射装置、接 收器、机械驱动装置和光电转换系统组成，光学方法的仪器虽然克服了机械测量存在的卡 壳、测量速度慢的问题，但光学测量仪多局限于室内测量，对样品要求严格，所测数据也需 后期处理才能给出岩体结构面的粗趟度系数值，因此不适用于大范围多样本的野外岩体结 构面粗趟度系数的测量；例如STIMPSON研制的轮廓尺测量，是由170根等长的针组成，垂 直置于岩体结构面表面，按升降形成的轮廓进行记录、绘制在图纸上测量，工序繁琐，误差 较大，而且不能直接给出岩体结构面的粗趟度系数值；例如杜时贵研制的轮廓曲线仪，由探 头、绘图笔、平衡块、固定板组成，使用时移动平衡块，探头在岩体表面上滚动，绘图笔则在 固定板上连续绘制岩体表面曲线，需手动操作，测量速度慢，不能直接给出岩体结构面粗趟 度系数值；例如夏才初研制的岩石表面形貌仪，将机械控制、测试、数据处理相结合，但是量 程只有10mm，分辨率只有0. 01mm，仪器结构复杂、笨重、触针测量易卡住，不适用于起伏度 较大的岩体结构面测量；例如王建秀等研制的岩石结构面测量仪，通过旋转套管、中屯、杆、 连接臂、接触式距离测量装置、数据采集与处理系统组成，接触式测量，接触触头较尖，岩体 表面凹凸不平，易卡住，测量精度低；例如张丛林研制的野外记录硬质结构面表面起伏形态 的仪器，克服了机械测量存在的卡壳问题，但是所测结果需后期手动连线处理，工作量大， 误差大，而且不能直接给出所测岩体结构面的粗趟度系数值。
[0004] 总之，目前用于野外直接测量岩体结构面粗趟度系数的仪器存在较多弊端，测量 手段简陋、精度低、测量速度慢、测量工作繁琐、不适宜野外携带，不能直接测出岩体结构面 粗趟度系数值，不适宜大范围多样本野外岩体结构面粗趟度系数的测量。
【发明内容】
[0005] 发明目的
[0006] 本发明的目的是针对【背景技术】的不足，采用机械结构、电子控制、计算机程序相结 合的设计，设计一种手持式智能化岩体结构面粗趟度系数的测量仪器，W克服现有岩体结 构面测量装置和技术的不足，能够对岩体结构面粗趟度系数进行现场智能化快速测量，w 大幅度提高测量速度和精度。
[0007] 技术方案
[000引本发明主要结构包括：架体、传动电机、支脚、传动丝杠、丝杠架、丝母架、丝杠轴 套、测量传感器、倾角仪、手柄、电控盒、显示屏、接插孔、指示灯、调控器、导线、背带、电路 板、蓄电器、螺栓；
[0009] 测量仪主体为架体，在架体的前部设有第一支脚、第二支脚、第=支脚；架体为长 矩形体，在架体的左部设有第一丝杠架、右部设有第二丝杠架，第一丝杠架右部连接第一丝 杠轴套，第二丝杠架内设有第二丝杠轴套；在架体的上部中间位置设有丝母架，在第一丝杠 架与第二丝杠架之间设有传动丝杠，传动丝杠与丝母架旋合连接，传动丝杠左部由第一丝 杠轴套固定，传动丝杠穿过丝母架，由右部的第二丝杠轴套固定；在第一丝杠架的左部设 有传动电机；在丝母架上部设有测量传感器；在架体的后部设有手柄；在架体的左后部设 有倾角仪；在架体的左部设有电控盒，在电控盒上部设有显示屏、接插孔、指示灯、调控器； 电控盒前部设有第一导线、第二导线，第一导线与传动电机连接，第二导线与测量传感器连 接；在电控盒的下部设有背带；在电控盒的内部并排设有电路板、蓄电器，并由螺栓固定， 电路板上为控制电路。
[0010] 所述的控制电路由：电源稳压电路IC1、下载程序接口电路IC2、步进电机驱动电 路IC3、测量传感器接口电路IC4、SD存储卡接口电路IC5、液晶显示屏接口电路IC6、调控 器电路IC7、振荡晶体电路IC8、指示灯电路IC9、基准电压电路IC10、上电复位电路IC11、微 计算机处理器电路IC12组成整体电路，各分电路由导线互相连接。
[0011] 有益效果
[0012] 本发明与【背景技术】相比具有明显的先进性，是针对现有岩体结构面粗趟度系数测 量设备和方法存在的弊端，采用机械结构、电子线路、计算机程序相结合的设计，用于野外 岩体结构面粗趟度系数测量，此测量仪设计先进，结构紧凑，体积小，便于携带，安装使用方 便，便于使用者对岩体结构面进行现场多样本、多方位、多角度测量，测量的数据可即时显 示，也可采集数据回实验室进行全面分析，测量精度高，数据准确翔实，是十分理想的手持 式智能化岩体结构面粗趟度系数测量仪。
【附图说明】
[0013] 图1测量仪整体结构图
[0014] 图2图1的主视图 [001引 图3图1的俯视图
[0016] 图4图1的B-B剖面图
[0017] 图5电路板电路图
[001引图中所示，附图标记如下：
[0019] 1、架体，2、传动电机，3、第一支脚，4、第二支脚，5、第S支脚，6、传动丝杠，7、第一 丝杠架，8、第二丝杠架，9、第一丝杠轴套，10、第二丝杠轴套，11、丝母架，12、测量传感器， 13、倾角仪，14、手柄，15、电控盒，16、显不屏，17、接插孔，18、指不灯，19、调控器,20、束一导 线，21、第二导线，22、背带