一种用于路基沉降的监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于路基沉降的监测装置，其包括：移动小车；固定设置在所述移动小车上的测量组件，所述测量组件包括用于监测观测区的路基沉降量的监测器。所述监测装置具有测量过程灵活、节省人力和物力、测量精度高、自动化程度高、经济成本低以及能够实时监测的优点。
【专利说明】一种用于路基沉降的监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及路基沉降监测装置【技术领域】，尤其涉及一种用于路基沉降的监测
目.0
【背景技术】
[0002]高速铁路由于受轨道平顺性和变形调整力的限制，对路基沉降形变提出了严格的要求。路基长期处于多种水文环境中，并长期受到多元载荷的作用，使得该路基容易发生沉降变形，从而，给高速列车的安全运营带来较大危害。因此，路基应当具有足够的坚固性、平稳性和耐久性。
[0003]为使路基平稳，在自然地面低于路基设计的标高处要填筑成路堤，在自然地面高于路基设计标高处要挖成路堑。
[0004]为了保证路基的正常使用，经常需要对路基的沉降进行监测。
[0005]目前，国内外的路基沉降监测装置包括箱体，箱体中装有液体，该箱体上还连接有水箱连接管，通过该连接管中盛有液体，来通过液体测量路基的沉降量。
[0006]但现有技术中的路基沉降监测装置多为手持式，需要操作人员手持该路基沉降监测装置进行路基沉降量的测量，由此，消耗很大的人力和物力，并且，使得整个测量过程不灵活。
实用新型内容
[0007]针对上述问题，根据本实用新型提出了一种用于路基沉降的监测装置，其包括:移动小车；固定设置在所述移动小车上的测量组件，所述测量组件包括用于监测观测区的路基沉降量的监测器。通过测量组件对目标路段的路基岩石上设置的基准件进行路基沉降量的测量，并将测量结果存储至该测量组件中的存储器中，同时，发送给远程数据传输器。然后，该测量组件再对设置在目标路段的路基上的观测件进行路基沉降量的测量，并将测量结果存储至测量组件中的存储器中，同时，发送给远程数据传输器。通过远程数据传输器的分析，判断出观测件相对路基地面的沉降量，并将该沉降量与对基准件的测量结果进行比较，便可推断出该目标路段的路基上的沉降量。此过程，我无需操作人员手持该监测装置，大大地节省了人力和物力，同时，由于该移动小车的设置，使得该监测装置的测量过程较为灵活。
[0008]较佳的，所述测量组件还包括固定设置在所述移动小车上的支撑座，所述支撑座上固定设置有定位件，所述监测器设置在所述定位件的顶部。这样，能够方便该监测器以最大的视觉来监测观测区的路基沉降量的情况。
[0009]较佳的，所述定位件与所述监测器为球连接。这样，该监测器能够绕该定位件的顶部并沿该定位件的周向进行自由转动，即该监测器可绕定位件的顶部并沿该定位件的周向进行度转动，以便该监测器能够监测位于不同方位的观测区的路基沉降量，避免了只能在一个方位或几个方位进行监测的弊端，提高了该监测器监测的灵活性。
[0010]较佳的，所述定位件与所述监测器相铰接。这样，该监测器能够较灵活地相对该定位件进行运动。
[0011]较佳的，所述监测器相对所述定位件的运动范围为大于等于30度且小于等于180度。这样，避免只能监测观测件或基准件上的某一高度的观测区的路基沉降量的弊端，从而，扩大了监测器的监测范围，提高了监测的灵活性和准确性。
[0012]较佳的，所述移动小车包括载物台和用于支撑所述载物台的车轮，所述载物台上固定设置有所述支撑座。通过车轮的转动，带动该载物台沿着预定行走轨迹进行行走，这样，能够有效地避免操作人员手持测量组件进行测量的弊端，节省了人力和物力。
[0013]较佳的，所述支撑座与所述载物台为螺栓连接。这样，便于该支撑座的安装及拆卸，大大地降低了操作人员的劳动强度。
[0014]较佳的，所述移动小车上固定安装有监测所述移动小车沿着预定行走轨迹进行行走的运动偏移检测器。
[0015]较佳的，所述运动偏移检测器中的检测窗口朝向设置有所述预定行走轨迹的行走路面。这样，以便该运动偏移检测器能够实时检测移动小车相对预定行走轨迹是否发生偏移，从而便于及时纠正移动小车的行走路线，避免给测量组件对路基沉降量的测量精度带来影响。
[0016]所述监测装置具有测量过程灵活、节省人力和物力、测量精度高、自动化程度高、经济成本低以及能够实时监测的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。在图中:
[0018]图1为本实用新型用于路基沉降的监测装置的整体结构示意图。
[0019]图2为本实用新型用于路基沉降的监测装置的俯视结构示意图。
[0020]图3为本实用新型用于路基沉降的监测装置的结构框图。
[0021]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例描绘。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0023]请参阅图1，其为本实用新型用于路基沉降的监测装置的整体结构示意图。如图所示，所述监测装置包括移动小车I和测量组件2。其中，测量组件2固定设置在该移动小车I上。
[0024]在一个优选的实施例中，该移动小车I包括载物台11和车轮12，该载物台11上固定设置有测量组件2。其中，该车轮12用来支撑载物台11，通过车轮12的转动，带动该载物台11沿着预定行走轨迹进行行走，这样，能够有效地避免操作人员手持测量组件2进行测量的弊端，节省了人力和物力。
[0025]在一个优选的实施例中，所述移动小车I上固定安装有运动偏移检测器121，该运动偏移检测器121能够监测移动小车I沿着预定行走轨迹进行行走，即该运动偏移检测器121可以检测移动小车I相对预定行走轨迹(见图2中的指示标6)的偏移量。在本申请的实施例中，该运动偏移检测器121可设置在车轮12的轮轴上，这样，便于该运动偏移检测器121能够准确的检测移动小车I是否相对预定行走轨迹发生偏移。
[0026]在一个优选的实施例中，该运动偏移检测器121上设置有检测窗口 122，该检测窗口 122朝向设置该预定行走轨迹的行走路面。这样，以便该运动偏移检测器121能够实时检测移动小车I相对预定行走轨迹是否发生偏移，从而便于及时纠正移动小车I的行走路线，避免给测量组件2对路基沉降量的测量精度带来影响。该运动偏移检测器121的结构和工作原理是本领域的技术人员所熟知的，此处不作详述。
[0027]在本申请的实施例中，该载物台11中设置有步进电机(未示出)，该步进电机能够用来调整移动小车I的行走，使得移动小车I能够根据测量组件2的路基沉降量的测量情况，进行及时定位和行走。从而，使得移动小车I定位和行走更加灵活。
[0028]在一个优选的实施例中，该测量组件2包括支撑座21，该支撑座21通过螺栓连接的方式固定在载物台11的上壁111位置。具体来说，将支撑座21的底壁上设置的第一安装孔与载物台11的上壁111上设置的第二安装孔相配合，以形成组合安装孔，再通过拧紧穿过该组合安装孔的螺栓，可以实现对该测量组件2在移动小车I上的安装固定。这样，测量组件2在随移动小车I沿预定行走轨迹进行行走的过程中，即使路况不平坦，测量组件2在移动小车I上也不会发生向左右倾斜的情况，从而使得测量组件2牢固地固定在移动小车I上。
[0029]另外，该支撑座21与载物台11为螺栓连接，便于该支撑座21的安装及拆卸，大大地降低了操作人员的劳动强度。
[0030]在一个优选的实施例中，该支撑座21上固定设置有定位件211，该定位件211具有一定的高度，从而，避免该测量组件2在测量过程中，因自身高度不够而被其它物件遮住视觉，造成无法准确测量观测件3 (见图2)的路基沉降量的弊端。该定位件211设置的具体高度，可根据该测量组件2的实际需要来确定。
[0031]在本申请的实施例中，该测量组件2还包括监测器22。该监测器22用来监测观测区(图2中的观测件或基准件上设置的棱镜的中心区，该棱镜未示出)的路基沉降量。在一个优选的实施例中，该监测器22设置在定位件211的顶部。这样，能够方便该监测器22以最大的视觉来监测观测区的路基沉降量的情况。该监测器22的结构和工作原理是本领域的技术人员所熟知的，此处不作详述。
[0032]在一个优选的实施例中，该监测器22与定位件211为球连接。这样，该监测器22能够绕该定位件211的顶部并沿该定位件211的周向进行自由转动，即该监测器22可绕定位件211的顶部，并沿该定位件211的周向进行360度转动，以便该监测器22能够监测位于不同方位的观测区的路基沉降量，避免了只能在一个方位或几个方位进行监测的弊端，提高了该监测器22监测的灵活性。
[0033]在一个优选的实施例中，监测器22与定位件211相铰接。这样，该监测器22能够较灵活地相对该定位件211进行运动。该监测器22相对该定位件211的运动范围为大于等于30度且小于等于180度，以便该监测器22能够监测位于如下所述的观测件3或基准件4(见图2)上的不同高度的观测区的路基沉降量，避免只能监测观测件3或基准件4上的某一高度的观测区的路基沉降量的弊端，从而，扩大了监测器22的监测范围，提高了监测的灵活性和准确性。
[0034]在本申请的实施例中，该测量组件2还包括存储器23(见图3)。该存储器23与监测器22之间电连接。该监测器22将每次测得的观测区的路基沉降量存储至存储器23中。同时，将该路基沉降量发送到如下所述的远程控制组件5 (见图3)内部的远程数据传输器52(见图3)中，然后通过该远程数据传输器52的分析及判断，便可确定所测观测件3的路基沉降量。从而，由该观测件3的路基沉降量反映出设置有该观测件3的路基的沉降变形。由于该远程数据传输器52对路基沉降量的分析及判断是本领域技术人员所熟知的，此处不作详述。
[0035]请参阅图2和图3，其分别为本实用新型用于路基沉降的监测装置的俯视结构示意图和本实用新型用于路基沉降的监测装置的结构框图。如图3所示，该移动小车I和测量组件2均与远程控制组件5为无线电连接。该远程控制组件5包括远程控制器51和远程数据传输器52。
[0036]在本申请的实施例中，该远程控制器51用来向监测器22(见图1)发送监测指令，该监测器22接收到监测指令后，开始对观测件3或基准件4上的观测区进行路基沉降量的监测。该监测器22将监测到的路基沉降量存储至存储器23 (见图3)中，同时，将该路基沉降量通过无线电信号发送给远程数据传输器52。该远程数据传输器52接收到该路基沉降量的无线电信号后，通过分析，从而准确地判断出设置该观测件3的路基是否存在路基沉降变形的问题。该远程控制器51和远程数据传输器52的结构和工作原理是本领域的技术人员所熟知的，此处不作详述。
[0037]在本申请的实施例中，通过将测得的观测件3或基准件4的路基沉降量存储至该存储器23中，能够有效地避免远程控制组件5因发生故障，而造成该监测器22测得的路基沉降量的数据丢失，以及避免影响测量精度。由此可见，该存储器23起到了数据备份的作用。
[0038]该远程控制器51还能够通过向移动小车I发送行走指令，来控制移动小车I的行走和停止，以及当该远程控制器51接收到运动偏移检测器121发来的调整指令后，向步进电机发送对该移动小车I的调整指令。在该步进电机调整的作用下，使得该移动小车I不断的靠近正确的预定行走轨迹，直至该移动小车I回到该预定行走轨迹为止，该步进电机停止调整工作。
[0039]根据本实用新型的第一示例，首先，选择要监测的目标路段，并在该目标路段的路基岩石位置设置有基准件4。这样，由于岩石本身固有的特性，硬度较高，因此，将基准件4设置在路基岩石位置，不会发生路基沉降变形的现象。故可将该基准件4作为测量路基沉降量的参照物。
[0040]接着，在两端设置的基准件4之间等间距设置观测件3，并将观测件3设置在路基位置。将该观测件3等间距设置的目的在于，使得该测量组件2对观测件3的路基沉降量的测量结果更加精准。
[0041]然后，通过远程控制组件5中的远程控制器51向该移动小车I发送行走指令，该移动小车I接收到行走指令后，将携带测量组件2沿目标路段上设置的指示标6 (见图2)进行行走。
[0042]在行走的过程中，当该移动小车I出现偏离指示标6的现象时，可通过该移动小车I上设置的运动偏移检测器121来检测移动小车I相对指示标6行走的偏移量。该运动偏移检测器121将检测到的偏移量，通过无线电信号传递给远程控制器51。该远程控制器51接收到该无线电信号后，向该移动小车I发送位移调整指令。当该移动小车I接到位移调整指令后，驱动步进电机进行工作，即由该步进电机对该移动小车I进行偏移量的调整，使得该移动小车I逐渐靠近指示标6，直到回到指示标6的行走路线后，该步进电机停止调整工作。
[0043]当移动小车I到达指定的测量基站后，远程控制器51向该移动小车I发送停止行走指令，该移动小车I接收到停止行走指令后，停止行走。同时，测量组件2开始监测工作。
[0044]然后，远程控制器51向测量组件2发送监测指令。当该测量组件2中的监测器22接收到监测指令后，开始测得该监测器22到基准件4的水平距离(该水平距离作为预定距离)。
[0045]然后，通过该监测器22瞄准设置在基准件4上的棱镜的中心区(该中心区为观测区)，并测量该监测器22到该棱镜中心区的测量距离，基于直角三角形的求边公式，一直一个斜边和一个直角边，可求得该监测器22到该棱镜中心区的垂直距离。该垂直距离将作为判断观测件3是否发生路基沉降变形的第一基准距离。将该第一基准距离存储至存储器23中，同时，通过无线电信号将该第一基准距离发送给远程数据传输器52。
[0046]测量组件2完成对基准件4的路基沉降量的监测后，开始对观测件3进行路基沉降量的测量，即仍然由远程控制器51向该测量组件2中的监测器22发送监测指令，当该监测器22接收到监测指令后，开始测得该监测器22到观测件3的水平距离(该水平距离作为预定距离)。
[0047]然后，通过该监测器22瞄准设置在观测件3上的棱镜的中心区，并测量该监测器22到棱镜中心区的测量距离，基于直角三角形的求边公式，一直一个斜边和一个直角边，可求得该监测器22到棱镜中心区的第一垂直距离，并将该第一垂直距离存储至存储器23中。同时，通过无线电信号将该第一垂直距离发送给远程数据传输器52，该远程数据传输器52接收到代表该第一垂直距离的无线电信号后，会将该第一垂直距离的大小与第一基准距离的大小进行比较。若该第一垂直距离大于第一基准距离，则表明设置有该观测件3的路基相对原来未发生路基沉降变形的路基有凸起，若该第一垂直距离小于第一基准距离，则表明设置有该观测件3的路基相对原来未发生路基沉降变形的路基有凹陷，若该第一垂直距离等于第一基准距离，则表明设置有该观测件3的路基未发生沉降变形。同理，顺次测量完该监测器22到各观测件3上设置的棱镜中心区的垂直距离，并将各垂直距离发送给远程数据传输器52。
[0048]最后，由该远程数据传输器52将该第一基准距离和各垂直距离进行一一比对，从而判断出观测件3相对路基地面的沉降量，进而，精确测量出目标路段上路基的沉降量，判断出路基的平稳性。
[0049]由于在该目标路段上设置有电力组件7，当该移动小车I完成对测量基站的路基沉降量的测量后，行走到该电力组件7处，开始对该移动小车I进行充电。从而，为该移动小车I的下一次路基沉降量的监测做准备。
[0050]由此可见，该监测装置在工作过程中，无需操作人员手持该监测装置，节省了人力和物力，同时，由于本申请中的监测装置中设置有移动小车I (见图1)，从而，便于该监测装置的行走或停止，使得测量组件2的监测过程更加灵活。
[0051]综上所述，所述监测装置具有测量过程灵活、节省人力和物力、测量精度高、自动化程度高、经济成本低以及能够实时监测的优点。
[0052]虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
【权利要求】
1.一种用于路基沉降的监测装置，其特征在于，其包括: 移动小车； 固定设置在所述移动小车上的测量组件，所述测量组件包括用于监测观测区的路基沉降量的监测器。
2.根据权利要求1所述的用于路基沉降的监测装置，其特征在于，所述测量组件还包括固定设置在所述移动小车上的支撑座，所述支撑座上固定设置有定位件，所述监测器设置在所述定位件的顶部。
3.根据权利要求2所述的用于路基沉降的监测装置，其特征在于，所述定位件与所述监测器为球连接。
4.根据权利要求2所述的用于路基沉降的监测装置，其特征在于，所述定位件与所述监测器相铰接。
5.根据权利要求4所述的用于路基沉降的监测装置，其特征在于，所述监测器相对所述定位件的运动范围为大于等于30度且小于等于180度。
6.根据权利要求2所述的用于路基沉降的监测装置，其特征在于，所述移动小车包括载物台和用于支撑所述载物台的车轮，所述载物台上固定设置有所述支撑座。
7.根据权利要求6所述的用于路基沉降的监测装置，其特征在于，所述支撑座与所述载物台为螺栓连接。
8.根据权利要求6所述的用于路基沉降的监测装置，其特征在于，所述移动小车上固定安装有监测所述移动小车沿着预定行走轨迹进行行走的运动偏移检测器。
9.根据权利要求8所述的用于路基沉降的监测装置，其特征在于，所述运动偏移检测器中的检测窗口朝向设置有所述预定行走轨迹的行走路面。
【文档编号】G01C5/00GK204214438SQ201420702031
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】张千里, 蔡德钩, 韩自力, 陈锋, 何树第, 姚建平, 郭增强, 闫宏业, 王立军, 程远水, 朱宏伟, 史存林 申请人:中国铁道科学研究院铁道建筑研究所