一种用于复杂软弱围岩支撑装置的震动监测装置及方法与流程

1.本发明属于震动监测装置技术领域，具体为一种用于复杂软弱围岩支撑装置的震动监测装置及方法。


背景技术：

2.在大断面隧道开挖施工过程中，隧道有时会不可避免地穿越富水断层破碎带、全强风化软岩等软弱围岩，由于软弱围岩自稳能力较差、抵抗变形能力较差，在初支拱架施作后，在围岩压力作用下很容易发生初支拱架沉降变形，严重威胁隧道开挖施工安全。为防止初支型钢拱架发生沉降，在施工中通过支撑装置进行补强。
3.为了防止危险事件的发生，通过震动传感器对支撑装置的震动进行监测，一般通过螺栓连接的方式把震动传感器固定在支撑装置上，后期拆装检修较为不便，而且震动传感器缺少相应的保护机构，防护能力较低。


技术实现要素：

4.针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种用于复杂软弱围岩支撑装置的震动监测装置及方法，有效的解决了上述背景技术中通过螺栓连接的方式把震动传感器固定在支撑装置上，后期拆装检修较为不便，而且震动传感器缺少相应的保护机构，防护能力较低的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于复杂软弱围岩支撑装置的震动监测装置，包括焊接座、安装座和震动传感器本体，所述安装座的一侧设有防护壳，防护壳为一端开口的空腔结构，震动传感器本体位于防护壳内，安装座的一侧开设有两个卡槽，震动传感器本体的一侧固定连接有两个卡板，震动传感器本体的顶部和底部均固定连接有第一支撑板，第一支撑板的一侧设有按压板，按压板和防护壳通过按压调节组件连接，防护壳的一侧内壁开设有散热孔，散热孔内设有防尘网，防尘网的一侧固定连接有两个固定块，固定块和防护壳通过拆卸式卡接组件连接，安装座上设有分别与焊接座和防护壳相配合的双向调节插接固定组件；
6.双向调节插接固定组件包括两个开设于安装座一侧的第一限位槽，防护壳的一侧固定连接有两个第一限位块，两个第一限位块相靠近的一侧均开设有第一插槽，安装座靠近焊接座的一侧开设有两个第二限位槽，焊接座靠近安装座的一侧固定连接有两个第二限位块，两个第二限位块相远离的一侧均开设有第二插槽，安装座内开设有两个控制腔室，控制腔室内设有升降板，第一限位槽的一侧内壁与控制腔室的内壁通过第一通孔连通，第二限位槽的一侧内壁与控制腔室的内壁通过第二通孔连通，升降板上固定连接有第一插板和第二插板，且第一插板和第二插板分别位于升降板的两侧，两个升降板通过弹性按压组件连接。
7.优选的，所述弹性按压组件包括开设于控制腔室内壁上的第一矩形孔，两个控制腔室的一侧内壁通过第三通孔连通，第三通孔内固定连接有第一连接板，第一矩形孔内设
有第一活动板，第一活动板的两端均延伸至第一矩形孔的外部，且第一活动板的一端延伸至第三通孔内，第一活动板的一端与位于第三通孔内的第一连接板通过若干第一弹簧连接，且第一活动板贯穿升降板，第一活动板和升降板固定连接，两个第一活动板相远离的一侧均固定连接有拉环。
8.优选的，所述第一限位块位于第一限位槽内，第一插板贯穿第一通孔，且第一插板的一端位于第一插槽内，第二限位块位于第二限位槽内，第二插板贯穿第二通孔，且第二插板的一端位于第二插槽内。
9.优选的，所述拆卸式卡接组件包括开设于固定块上的第二矩形孔，散热孔的顶部内壁和底部内壁均开设有第三限位槽，第二矩形孔内设有限位板，防护壳的一侧设有两个第二活动板，第二活动板上固定连接有第二连接板，限位板的一端与第二连接板固定连接，第二活动板的一侧开设有第一滑槽，固定块的一侧固定连接有滑块，滑块和第一滑槽的一侧内壁通过若干第二弹簧连接。
10.优选的，所述第二矩形孔的两侧内壁均开设有支撑槽，支撑槽的一侧内壁与固定块的一侧相连通，第三限位槽的两侧内壁均开设有第二滑槽，第二滑槽的一侧内壁与散热孔的一侧内壁相连通，限位板上固定连接有两个第二支撑板。
11.优选的，所述限位板的一端位于第三限位槽内，第二支撑板位于第二滑槽内，第二活动板的一侧与防护壳的一侧相接触。
12.优选的，所述按压调节组件包括设置于按压板一侧的螺纹柱，螺纹柱贯穿按压板，螺纹柱和按压板的连接方式为螺纹连接，按压板的一侧设有固定板，固定板和防护壳的内壁固定连接，螺纹柱的一端与固定板通过轴承连接，按压板的一侧与防护壳的一侧内壁相接触。
13.优选的，所述螺纹柱远离轴承的一端固定连接有转盘，转盘上开设有若干第三插槽，防护壳内设有两个插柱，插柱贯穿防护壳的一侧内壁，防护壳的上方和下方均设有固定盘，插柱的一端与固定盘固定连接，插柱的外部套设有第三弹簧，第三弹簧的两端分别与固定盘和防护壳固定连接。
14.优选的，所述插柱的一端位于其中一个对应的第三插槽内，按压板位于第一支撑板远离安装座的一侧，且按压板的一侧与第一支撑板的一侧相接触，卡板位于卡槽内。
15.本发明还提供了一种用于复杂软弱围岩支撑装置的震动监测的方法，包括如上述所述的用于复杂软弱围岩支撑装置的震动监测装置，包括以下步骤：
16.焊接座焊接在支撑装置上，通过防护壳对震动传感器本体进行防护，通过散热孔和防尘网的设计，便于对防护壳内的震动传感器本体进行散热；
17.第一插板的一端位于第一插槽内，避免第一限位块脱离第一限位槽，使得防护壳相对安装座固定，第二插板的一端位于第二插槽内，避免第二限位块脱离第二限位槽，使得安装座和焊接座固定连接在一起，进而使得震动传感器本体相对焊接座固定；
18.通过驱动两个第一活动板相靠近移动，使得第一弹簧处于压缩状态，进而升降板驱动第一插板和第二插板移动，增加第二插板位于第二插槽内的长度，减少第一插板位于第一插槽内的长度，最终使得第一插板的一端脱离第一插槽，解除对第一限位块位置的限定；
19.通过驱动防护壳移动，使得第一限位块脱离第一限位槽，即可完成防护壳的拆除，
同时按压板不再按压第一支撑板，解除对第一支撑板位置的限定，驱动震动传感器本体移动，使得卡板脱离卡槽，即可完成震动传感器本体的拆除；
20.需要对安装座和震动传感器本体一起拆除时，驱动两个第一活动板相远离移动，增加第一插板位于第一插槽内的长度，减少第二插板位于第二插槽内的长度，最终使得第二插板脱离第二插槽，解除对第二限位块位置的限定，驱动安装座远离焊接座移动，使得第二限位块脱离第二限位槽，即可使得安装座和震动传感器本体一起从焊接座上拆卸下来。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.(1)、在工作中，焊接座焊接在支撑装置上，通过防护壳对震动传感器本体进行防护，通过散热孔和防尘网的设计，便于对防护壳内的震动传感器本体进行散热，第一插板的一端位于第一插槽内，避免第一限位块脱离第一限位槽，使得防护壳相对安装座固定，第二插板的一端位于第二插槽内，避免第二限位块脱离第二限位槽，使得安装座和焊接座固定连接在一起，进而使得震动传感器本体相对焊接座固定；
23.(2)、通过驱动两个第一活动板相靠近移动，使得第一弹簧处于压缩状态，进而升降板驱动第一插板和第二插板移动，增加第二插板位于第二插槽内的长度，减少第一插板位于第一插槽内的长度，最终使得第一插板的一端脱离第一插槽，解除对第一限位块位置的限定，通过驱动防护壳移动，使得第一限位块脱离第一限位槽，即可完成防护壳的拆除，同时按压板不再按压第一支撑板，解除对第一支撑板位置的限定，驱动震动传感器本体移动，使得卡板脱离卡槽，即可完成震动传感器本体的拆除，便于对震动传感器本体进行更换检修，需要对安装座和震动传感器本体一起拆除时，驱动两个第一活动板相远离移动，增加第一插板位于第一插槽内的长度，减少第二插板位于第二插槽内的长度，最终使得第二插板脱离第二插槽，解除对第二限位块位置的限定，驱动安装座远离焊接座移动，使得第二限位块脱离第二限位槽，即可使得安装座和震动传感器本体一起从焊接座上拆卸下来；
24.(3)、通过驱动两个第二活动板相靠近移动，使得第二连接板驱动限位板移动，使得限位板的一端从第三限位槽内移出，解除固定块和防护壳之间的固定关系，且第二活动板移动时，滑块相对第一滑槽滑动，第二弹簧处于压缩状态，进而驱动第二活动板远离防护壳移动，使得防尘网脱离散热孔，即可完成防尘网的拆除，便于对防尘网进行更换清理，限位板脱离第三限位槽时，第二支撑板从第二滑槽内移动至支撑槽内，通过支撑槽和第二支撑板的设计，限位第二连接板和限位板移动的距离，进而限位第二活动板移动的距离，当第二活动板无法移动时，代表限位板脱离第三限位槽，不需要再驱动两个第二活动板相靠近移动；
25.(4)、防护壳未与安装座安装在一起时，驱动固定盘移动，使得插柱的一端脱离第三插槽，解除对转盘位置的限定，第三弹簧处于拉伸状态，进而通过转盘驱动螺纹柱转动，通过螺纹柱和按压板的配合，可以使得按压板移动，便于调节按压板的位置，当第一限位块卡入第一限位槽内时，确保按压板与第一支撑板的一侧相接触，避免卡板在卡槽内晃动，进而避免震动传感器本体晃动，不需要转动螺纹柱时，松开固定盘，进而第三弹簧驱动固定盘和插柱移动，使得插柱的一端插入对应的第三插槽内，即可固定此时转盘和螺纹柱的位置，避免螺纹柱因非人为因素转动。
附图说明
26.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
27.在附图中：
28.图1为本发明整体的结构示意图；
29.图2为本发明按压调节组件的结构示意图；
30.图3为本发明图2中a处的局部放大示意图；
31.图4为本发明第三限位槽的结构示意图；
32.图5为本发明拆卸式卡接组件的结构示意图；
33.图6为本发明弹性按压组件的结构示意图；
34.图7为本发明安装座剖切的结构示意图；
35.图8为本发明震动传感器本体的结构示意图；
36.图中：1、焊接座；2、安装座；3、震动传感器本体；4、防护壳；5、卡槽；6、卡板；7、第一支撑板；8、按压板；9、散热孔；10、防尘网；11、固定块；12、第一限位槽；13、第一限位块；14、第一插槽；15、第二限位槽；16、第二限位块；17、第二插槽；18、控制腔室；19、升降板；20、第一通孔；21、第二通孔；22、第一插板；23、第二插板；24、第三通孔；25、第一矩形孔；26、第一活动板；27、第一弹簧；28、拉环；29、第二矩形孔；30、限位板；31、第三限位槽；32、第二活动板；33、第一连接板；34、第一滑槽；35、滑块；36、第二弹簧；37、支撑槽；38、第二滑槽；39、第二支撑板；40、螺纹柱；41、固定板；42、轴承；43、转盘；44、第三插槽；45、插柱；46、固定盘；47、第三弹簧；48、第二连接板。
具体实施方式
37.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。
38.实施例一，由图1至图8给出，本发明包括焊接座1、安装座2和震动传感器本体3，安装座2的一侧设有防护壳4，防护壳4为一端开口的空腔结构，震动传感器本体3位于防护壳4内，安装座2的一侧开设有两个卡槽5，震动传感器本体3的一侧固定连接有两个卡板6，震动传感器本体3的顶部和底部均固定连接有第一支撑板7，第一支撑板7的一侧设有按压板8，按压板8和防护壳4通过按压调节组件连接，防护壳4的一侧内壁开设有散热孔9，散热孔9内设有防尘网10，防尘网10的一侧固定连接有两个固定块11，固定块11和防护壳4通过拆卸式卡接组件连接，安装座2上设有分别与焊接座1和防护壳4相配合的双向调节插接固定组件；
39.双向调节插接固定组件包括两个开设于安装座2一侧的第一限位槽12，防护壳4的一侧固定连接有两个第一限位块13，两个第一限位块13相靠近的一侧均开设有第一插槽14，安装座2靠近焊接座1的一侧开设有两个第二限位槽15，焊接座1靠近安装座2的一侧固定连接有两个第二限位块16，两个第二限位块16相远离的一侧均开设有第二插槽17，安装座2内开设有两个控制腔室18，控制腔室18内设有升降板19，第一限位槽12的一侧内壁与控制腔室18的内壁通过第一通孔20连通，第二限位槽15的一侧内壁与控制腔室18的内壁通过
第二通孔21连通，升降板19上固定连接有第一插板22和第二插板23，且第一插板22和第二插板23分别位于升降板19的两侧，两个升降板19通过弹性按压组件连接。
40.实施例二，在实施例一的基础上，由图1、图2、图6和图7给出，弹性按压组件包括开设于控制腔室18内壁上的第一矩形孔25，两个控制腔室18的一侧内壁通过第三通孔24连通，第三通孔24内固定连接有第一连接板33，第一矩形孔25内设有第一活动板26，第一活动板26的两端均延伸至第一矩形孔25的外部，且第一活动板26的一端延伸至第三通孔24内，第一活动板26的一端与位于第三通孔24内的第一连接板33通过若干第一弹簧27连接，且第一活动板26贯穿升降板19，第一活动板26和升降板19固定连接，两个第一活动板26相远离的一侧均固定连接有拉环28，第一限位块13位于第一限位槽12内，第一插板22贯穿第一通孔20，且第一插板22的一端位于第一插槽14内，第二限位块16位于第二限位槽15内，第二插板23贯穿第二通孔21，且第二插板23的一端位于第二插槽17内；
41.通过驱动两个第一活动板26相靠近移动，使得第一弹簧27处于压缩状态，进而升降板19驱动第一插板22和第二插板23移动，增加第二插板23位于第二插槽17内的长度，减少第一插板22位于第一插槽14内的长度，最终使得第一插板22的一端脱离第一插槽14，解除对第一限位块13位置的限定，通过驱动防护壳4移动，使得第一限位块13脱离第一限位槽12，即可完成防护壳4的拆除，同时按压板8不再按压第一支撑板7，解除对第一支撑板7位置的限定，驱动震动传感器本体3移动，使得卡板6脱离卡槽5，即可完成震动传感器本体3的拆除，便于对震动传感器本体3进行更换检修，需要对安装座2和震动传感器本体3一起拆除时，驱动两个第一活动板26相远离移动，增加第一插板22位于第一插槽14内的长度，减少第二插板23位于第二插槽17内的长度，最终使得第二插板23脱离第二插槽17，解除对第二限位块16位置的限定，驱动安装座2远离焊接座1移动，使得第二限位块16脱离第二限位槽15，即可使得安装座2和震动传感器本体3一起从焊接座1上拆卸下来。
42.实施例三，在实施例一的基础上，由图1、图2、图4和图5给出，拆卸式卡接组件包括开设于固定块11上的第二矩形孔29，散热孔9的顶部内壁和底部内壁均开设有第三限位槽31，第二矩形孔29内设有限位板30，防护壳4的一侧设有两个第二活动板32，第二活动板32上固定连接有第二连接板48，限位板30的一端与第二连接板48固定连接，第二活动板32的一侧开设有第一滑槽34，固定块11的一侧固定连接有滑块35，滑块35和第一滑槽34的一侧内壁通过若干第二弹簧36连接，第二矩形孔29的两侧内壁均开设有支撑槽37，支撑槽37的一侧内壁与固定块11的一侧相连通，第三限位槽31的两侧内壁均开设有第二滑槽38，第二滑槽38的一侧内壁与散热孔9的一侧内壁相连通，限位板30上固定连接有两个第二支撑板39，限位板30的一端位于第三限位槽31内，第二支撑板39位于第二滑槽38内，第二活动板32的一侧与防护壳4的一侧相接触；
43.通过驱动两个第二活动板32相靠近移动，使得第二连接板48驱动限位板30移动，使得限位板30的一端从第三限位槽31内移出，解除固定块11和防护壳4之间的固定关系，且第二活动板32移动时，滑块35相对第一滑槽34滑动，第二弹簧36处于压缩状态，进而驱动第二活动板32远离防护壳4移动，使得防尘网10脱离散热孔9，即可完成防尘网10的拆除，便于对防尘网10进行更换清理，限位板30脱离第三限位槽31时，第二支撑板39从第二滑槽38内移动至支撑槽37内，通过支撑槽37和第二支撑板39的设计，限位第二连接板48和限位板30移动的距离，进而限位第二活动板32移动的距离，当第二活动板32无法移动时，代表限位板
30脱离第三限位槽31，不需要再驱动两个第二活动板32相靠近移动。
44.实施例四，在实施例一的基础上，由图1、图2、图3、图6和图8给出，按压调节组件包括设置于按压板8一侧的螺纹柱40，螺纹柱40贯穿按压板8，螺纹柱40和按压板8的连接方式为螺纹连接，按压板8的一侧设有固定板41，固定板41和防护壳4的内壁固定连接，螺纹柱40的一端与固定板41通过轴承42连接，按压板8的一侧与防护壳4的一侧内壁相接触，螺纹柱40远离轴承42的一端固定连接有转盘43，转盘43上开设有若干第三插槽44，防护壳4内设有两个插柱45，插柱45贯穿防护壳4的一侧内壁，防护壳4的上方和下方均设有固定盘46，插柱45的一端与固定盘46固定连接，插柱45的外部套设有第三弹簧47，第三弹簧47的两端分别与固定盘46和防护壳4固定连接，插柱45的一端位于其中一个对应的第三插槽44内，按压板8位于第一支撑板7远离安装座2的一侧，且按压板8的一侧与第一支撑板7的一侧相接触，卡板6位于卡槽5内；
45.防护壳4未与安装座2安装在一起时，驱动固定盘46移动，使得插柱45的一端脱离第三插槽44，解除对转盘43位置的限定，第三弹簧47处于拉伸状态，进而通过转盘43驱动螺纹柱40转动，通过螺纹柱40和按压板8的配合，可以使得按压板8移动，便于调节按压板8的位置，当第一限位块13卡入第一限位槽12内时，确保按压板8与第一支撑板7的一侧相接触，避免卡板6在卡槽5内晃动，进而避免震动传感器本体3晃动，不需要转动螺纹柱40时，松开固定盘46，进而第三弹簧47驱动固定盘46和插柱45移动，使得插柱45的一端插入对应的第三插槽44内，即可固定此时转盘43和螺纹柱40的位置，避免螺纹柱40因非人为因素转动。
46.本实施例的一种用于复杂软弱围岩支撑装置的震动监测的方法，包括如上述的用于复杂软弱围岩支撑装置的震动监测装置，包括以下步骤：
47.焊接座1焊接在支撑装置上，通过防护壳4对震动传感器本体3进行防护，通过散热孔9和防尘网10的设计，便于对防护壳4内的震动传感器本体3进行散热；
48.第一插板22的一端位于第一插槽14内，避免第一限位块13脱离第一限位槽12，使得防护壳4相对安装座2固定，第二插板23的一端位于第二插槽17内，避免第二限位块16脱离第二限位槽15，使得安装座2和焊接座1固定连接在一起，进而使得震动传感器本体3相对焊接座1固定；
49.通过驱动两个第一活动板26相靠近移动，使得第一弹簧27处于压缩状态，进而升降板19驱动第一插板22和第二插板23移动，增加第二插板23位于第二插槽17内的长度，减少第一插板22位于第一插槽14内的长度，最终使得第一插板22的一端脱离第一插槽14，解除对第一限位块13位置的限定；
50.通过驱动防护壳4移动，使得第一限位块13脱离第一限位槽12，即可完成防护壳4的拆除，同时按压板8不再按压第一支撑板7，解除对第一支撑板7位置的限定，驱动震动传感器本体3移动，使得卡板6脱离卡槽5，即可完成震动传感器本体3的拆除；
51.需要对安装座2和震动传感器本体3一起拆除时，驱动两个第一活动板26相远离移动，增加第一插板22位于第一插槽14内的长度，减少第二插板23位于第二插槽17内的长度，最终使得第二插板23脱离第二插槽17，解除对第二限位块16位置的限定，驱动安装座2远离焊接座1移动，使得第二限位块16脱离第二限位槽15，即可使得安装座2和震动传感器本体3一起从焊接座1上拆卸下来。
52.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实
体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
53.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。