垂直度测量装置及垂直度控制系统的制作方法

本申请涉及垂直度测量装置技术领域，尤其是涉及一种垂直度测量装置及垂直度控制系统。

背景技术：

在高压旋喷桩施工过程中，垂直度的控制是施工的重中之重，是高压旋喷桩施工成功的关键所在。高压旋喷桩是一种通过高压旋喷喷嘴将水泥与土层混合，使之形成固体凝结块，以达到加固地基的施工方式。其在施工过程中由于操作不当、地面平整度不足、机械振动等因素均会造成钻杆的倾斜，在影响成桩质量的同时，对桩身的均匀性也会带来一系列的影响。

目前，高压旋喷桩在施工过程中采用的垂直度控制方式一般为挂吊锤，并用肉眼进行垂直度的观测，这种方式易造成较大偏差，而且在刮风时会极大地影响观测效果，以致桩身垂直度无法得到保证。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种垂直度测量装置及垂直度控制系统，以解决现有技术中存在的肉眼观测垂直度的方式易造成较大偏差，且天气情况会对观测效果造成影响，进而造成垂直度测量不准确的技术问题。

本申请提供了一种垂直度测量装置，包括固定件、铅垂、防风盒和观察镜；所述铅垂包括悬挂线和垂球，所述悬挂线的一端与所述垂球连接；所述固定件分别与待测物及所述悬挂线的另一端连接，使得所述垂球沿重力方向下垂；所述防风盒与所述待测物连接，所述垂球位于所述防风盒中；所述观察镜与所述防风盒连接。

在上述技术方案中，进一步地，所述防风盒为顶部开口的敞口盒；所述垂球位于所述敞口盒的盒腔中；所述所述敞口盒的侧面与所述待测物连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述敞口盒的底面上设置有刻度线，所述垂球的下方具有尖端结构，所述尖端结构指向所述刻度线的具体位置用于测量待测物的垂直度。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述刻度线用于测量所述垂球的偏移角度，或者所述刻度线用于测量所述垂球的偏移距离。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述观察镜与所述敞口盒的底面呈设定角度，使得所述观察镜反射所述垂球指向所述刻度线的具体位置。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述敞口盒的底面上设置有排水孔。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述防风盒由透明材料制成。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述观察镜为平面镜，或者所述观察镜为凹面镜。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述固定件与所述待测物为可拆卸连接；所述防风盒与所述待测物为可拆卸连接。

本申请还提供了一种垂直度控制系统，包括上述任一技术方案所述的垂直度测量装置，因而，具有该装置的全部有益技术效果，在此，不再赘述。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的垂直度测量装置，包括固定件、铅垂、防风盒和观察镜。其中，铅垂包括悬挂线和垂球，悬挂线的一端与固定件连接，悬挂线的另一端与垂球连接，由于固定件与待测物连接，固定件即将铅垂悬挂到待测物附近。垂球由于重力拉直悬挂线，其自由下垂时的方向即地球重力线的方向。本申请提供的防风盒也与待测物连接，即对防风盒进行了固定，且防风盒位于固定件的下方，垂球拉直悬挂线时，垂球即位于防风盒内。本申请提供的观察镜与防风盒连接，那么操作人员即可通过观察镜观测垂球的下垂方向与待测物的方向作对比，进而判断待测物是否与地面保持垂直。

具体的，操作人员利用本申请提供的垂直度测量装置工作时，在野外作业时可能会遇到刮风等不良天气状况，防风盒的设置保证了垂球不受风力的影响，确保垂球下垂的方向为地球重力线的方向。且在野外施工时由于施工情况复杂，操作人员在不能直接观测到垂球的情况时，通过观察镜镜中的影像来观测垂球，就能方便操作人员明确待测物是否与地面保持垂直状态。

本申请提供的垂直度测量装置，能够实现避免操作人员直接肉眼观测铅垂的垂直度，进而容易造成垂直度的测量形成较大偏差，且在刮风等不良天气情况时，该垂直度测量装置可以避免天气对观测效果造成影响，进而造成垂直度测量不准确的技术问题。

本申请还提供了垂直度控制系统，包括所述的垂直度测量装置。基于上述分析可知，该垂直度控制系统能够实现避免操作人员直接肉眼观测铅垂的垂直度，进而容易造成垂直度的测量形成较大偏差，且在刮风等不良天气情况时，该垂直度控制系统可以避免天气对观测效果造成影响，进而造成垂直度测量不准确的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的垂直度测量装置的结构示意图；

图2为本申请实施例一提供的垂直度测量装置的又一结构示意图；

图3为本申请实施例二提供的垂直度测量装置的结构示意图；

图4为本申请实施例二提供的刻度线的结构示意图；

图5为本申请实施例二提供的垂直度测量装置的应用示意图。

附图标记：

1-固定件，2-铅垂，21-悬挂线，22-垂球，3-防风盒，31-敞口盒的侧面，32-敞口盒的底面，321-排水孔，322-刻度线，4-观察镜，5-钻机，6-注浆管，7-喷头，8-注浆压力泵，9-储浆池，10-水泥仓，11-制浆池，12-水箱。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。

基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例一

参见图1至图2所示，本申请的实施例一提供了一种垂直度测量装置，包括固定件1、铅垂2、防风盒3和观察镜4；铅垂2包括悬挂线21和垂球22，悬挂线21的一端与垂球22连接；固定件1分别与待测物及悬挂线21的另一端连接，使得垂球22沿重力方向下垂；防风盒3与待测物连接，垂球22位于防风盒3中；观察镜4与防风盒3连接。

在该实施例中，本申请提供的垂直度测量装置包括固定件1、铅垂2、防风盒3和观察镜4。其中，铅垂2包括悬挂线21和垂球22，悬挂线21的一端与固定件1连接，悬挂线21的另一端与垂球22连接，由于固定件1与待测物连接，固定件1即将铅垂2悬挂到待测物附近。垂球22由于重力拉直悬挂线21，其自由下垂时的方向即地球重力线的方向。本申请提供的防风盒3也与待测物连接，即对防风盒3进行了固定，且防风盒3位于固定件1的下方，垂球22拉直悬挂线21时，垂球22即位于防风盒3内。本申请提供的观察镜4与防风盒3连接，那么操作人员即可通过观察镜4观测垂球22的下垂方向与待测物的方向作对比，进而判断待测物是否与地面保持垂直。

具体的，操作人员利用本申请提供的垂直度测量装置工作时，在野外作业时可能会遇到刮风等不良天气状况，防风盒3的设置保证了垂球22不受风力的影响，确保垂球22下垂的方向为地球重力线的方向。且在野外施工时由于施工情况复杂，操作人员在不能直接观测到垂球22的情况时，通过观察镜4镜中的影像来观测垂球22，就能方便操作人员明确待测物是否与地面保持垂直状态。

本申请提供的垂直度测量装置，能够实现避免操作人员直接肉眼观测铅垂2的垂直度，进而容易造成垂直度的测量形成较大偏差，且在刮风等不良天气情况时，垂直度测量装置可以避免天气对观测效果造成影响，进而造成垂直度测量不准确的技术问题。

该实施例可选的方案中，悬挂线21的材质为钢丝绳，或者悬挂线21的材质为尼龙绳。

在该实施例中，悬挂线21的材质为钢丝绳，钢丝绳具有强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断的特点，工作可靠；悬挂线21的材质为尼龙绳，尼龙绳是由尼龙材料制成的绳子，又叫释电绳、防静电采样绳，尼龙绳坚韧且硬度高，具有较高的耐热特性和耐磨特性，适合在特殊工况时使用。

该实施例可选的方案中，垂球22的材质为铜合金。

在该实施例中，垂球22的材质为铜合金，铜合金的密度较大，大约为8.2～8.9g/cm³，采用铜合金材料制作垂球22，可以实现同等重量下垂球22的体积较小，便于操作人员携带，且垂球22的密度大、重量大，在释放垂球22时，可是实现垂球22迅速稳定其位置；且由于铜的良好导热性能及几乎不含碳的特质，使工具和物体摩擦或撞击时，短时间内产生的热量被吸收及传导，另一原因由于铜本身相对较软，摩擦和撞击时有很好的退让性，不易产生微小金属颗粒，于是我们几乎看不到火花，其质量稳定，性能优异。

该实施例可选的方案中，防风盒3为顶部开口的敞口盒；垂球22位于敞口盒的盒腔中；敞口盒的侧面31与待测物连接。

在该实施例中，防风盒3为顶部开口的敞口盒，垂球22以及与其连接的悬挂线21可以从防风盒3的顶部的敞口中穿过，垂球22的位置落于防风盒3中，那么在刮风等不良天气状况时，防风盒3可以防止风吹动垂球22，造成垂球22的晃动，致使铅垂2测量待测物的垂直度不准确的情况。敞口盒的侧面31与待测物连接，用于实现对敞口盒的固定；可选的，敞口盒的其他面与待测物连接，用于实现对敞口盒的固定。

该实施例可选的方案中，敞口盒的底面32上设置有排水孔321。

在该实施例中，敞口盒的底面32上设置有排水孔321，排水孔321的作用是在阴雨天气或是其他因素情况下，防风盒3内进水后可以及时将水排出，防止积水影响铅垂的垂直状态，以及减小对铅垂观测的影响，可选的，排水孔321的数量为多个。

该实施例可选的方案中，防风盒3呈圆柱体结构，或者防风盒3呈长方体结构。

该实施例可选的方案中，防风盒3由透明材料制成。

在该实施例中，防风盒3由透明材料制成，可选的，透明材料可为聚碳酸酯、甲丙烯酸甲酯(俗称亚克力)或钢化玻璃等。本实施例一中透明材料不仅局限于以上几种，也可以根据实际工况自由选取其他透明材料用于制作防风盒3；对于其他透明材料本实施例一不再一一具体赘述。

该实施例可选的方案中，观察镜4为平面镜，或者观察镜4为凹面镜。

在该实施例中，观察镜4为平面镜，平面镜的作用是对铅垂2的偏移情况进行反射成像，操作人员只需观测平面镜便可直接看到垂球22的偏移程度，减少工作人员在观测时的不便；观察镜4为凹面镜，凹面镜可以对铅垂2的偏移情况进行反射成像，并且是放大的像。工作人员在观测时，由于观察镜4可以对铅垂2的偏移情况进行放大成像，在工作员的观测点位置与垂直度测量装置距离较远的情况下，也可以看清铅垂2相对于待测物的偏移情况。

该实施例可选的方案中，固定件1与待测物为可拆卸连接；防风盒3与待测物为可拆卸连接。

在该实施例中，固定件1与待测物为可拆卸连接，在作业过程中不需要校准垂直度时，即可以将装置拆除。例如，固定件1的一端设置有外螺纹，待测物上设置有内螺纹，固定件1上的外螺纹与待测物的内螺纹相适配，固定件1即可以与待测物螺纹连接。需要说明的是，固定件1不仅局限于图中所示的杆型结构，也可以是其他形状的结构。可选的，固定件1上也可设置磁性机构，通过磁性的吸附力吸附于由金属材料制成的待测物上。

防风盒3与待测物为可拆卸连接，在作业过程中不需要校准垂直度时，即可以将装置拆除。可选的，防风盒3上设置有连接孔，通过连接孔可以将防风盒3固定于待测物上。

本实施例一中固定件1与待测物、防风盒3与待测物的连接方式不仅局限于以上几种，也可以根据实际工况自由选取其他形式的连接方式，用以实现固定固定件1、防风盒3的功能；对于其他形式的连接方式本实施例一不再一一具体赘述。

实施例二

该实施例二中的垂直度测量装置是在实施例一基础上的改进，实施例一中公开的技术内容不重复描述，实施例一公开的内容也属于该实施例二公开的内容。

参见图3至图4所示，该实施例中，敞口盒的底面32上设置有刻度线322，垂球22的下方具有尖端结构，尖端结构指向刻度线322的具体位置用于测量待测物的垂直度。

具体而言，本申请在敞口盒的底面32上设置有刻度线322，垂球22下端具有尖端结构，垂球22的尖端结构指向刻度线322的具体位置可以反应待测物的垂直程度。在待测物与地面垂直的状态下，垂球22的尖端结构指向刻度线322的基准位置，参见图4所示，基准位置为圆心位置；在待测物倾斜，与地面未保持垂直状态时，垂球22的尖端结构即从基准位置偏移，指向刻度线322的具体刻度，参见图4所示，图中刻度线322上的圆点表示垂球22尖端所指位置，通过垂球22的尖端结构指向的具体刻度，可以向观测人员明确待测物的倾斜程度。

该实施例可选的方案中，刻度线322用于测量垂球22的偏移角度，或者刻度线322用于测量垂球22的偏移距离。

在该实施例中，刻度线322用于测量垂球22的偏移角度，参见图4所示，在悬挂线21的长度为定长时，刻度线322中的圆形刻度线322可以表示垂球22的偏移角度；在悬挂线21的长度可变时，刻度线322中的圆形刻度线322可以表示垂球22的偏移距离，通过垂球22的偏移距离以及对应的悬挂线21长度，可以计算出垂球22的偏移角度。在图4中，放射状的刻度线322用于表示垂球22的偏移方向。

该实施例可选的方案中，观察镜4与敞口盒的底面32呈设定角度，使得观察镜4反射垂球22指向刻度线322的具体位置。

在该实施例中，观察镜4与敞口盒的底面32呈设定角度，用于对敞口盒的底面32的刻度线322进行反射成像，便于操作人员进行观测铅垂2的偏移程度。可选的，观察镜4与敞口盒的底面32所成的角度可以调节，具体的，设置一可调节长度的连接带，连接带分别与敞口盒的底面32及观察镜4连接，调节连接带的长度，即可调节观察镜4与敞口盒的底面32所呈角度大小。通过调整观察镜4与敞口盒的底面32所呈角度大小，可是实现观测人员位于不同的观测点时，都可以清楚地观测到垂球22的偏移情况。

参见图5所示，本申请的实施例提供的垂直度测量装置在高压旋喷桩施工过程中的具体应用过程中，可将垂直度测量装置安装于钻机的钻架或者机架平台上，其中，防风盒3及观察镜4设置于相对地面1～1.5米的高度范围内，便于站在地面上的观测人员观测垂球22的偏移情况。需要说明的是，垂直度测量装置的安装位置不仅局限于以上两处，也可以根据实际工况自由选取其他安装位置，用以实现固定垂直度测量装置的功能。

实施例三

本申请实施例三提供了一种垂直度控制系统，包括实施例一、实施例二提供的垂直度测量装置。因而，具有该装置的全部有益技术效果，在此，不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。