盾构隧道竖井高程测量结构的制作方法

本实用新型属于隧道施工技术领域，尤其是涉及一种盾构隧道竖井高程测量结构。

背景技术：

由于城市发展快速，为了缓解城市交通压力，国内注重于城市轨道交通的发展，城市轨道交通对居民的交通带来了极大的便利，并对交通压力实现了有效缓解。目前的竖井高程测量结构存在一些问题：

第一、受井内风影响钢丝绳竖直度不能有效地保证，造成高程测量误差较大；

第二、竖井高程测量结构钢丝绳的收放过程需要人工进行拉动，费时费力，劳动强度大，且测量效率低；

第三、钢丝绳的位置不可调节，不能有效地适应于在竖井中位置的调整，不便于竖井其他施工操作；

第四、钢丝绳距离竖井侧壁的位置不便于查看，人工疏忽容易使下落的钢丝绳接触竖井内壁，造成钢丝绳磨损。

因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理且施工效果好的盾构隧道竖井高程测量结构，能调节钢丝绳在竖井中的位置，省时省力，保证钢丝绳的竖直度，减少高程测量误差，确保影响隧道的掘进方向准确。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种盾构隧道竖井高程测量结构，其结构简单、设计合理且操作简便、使用效果好，能调节钢丝绳在竖井中的位置，省时省力，保证钢丝绳的竖直度，减少高程测量误差，确保影响隧道的掘进方向准确，实用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种盾构隧道竖井高程测量结构，其特征在于：包括设置在车站一侧的竖井中的基准机构和用于测量竖井高程的高程测量机构，所述基准机构包括底座、设置在底座上的滑移机构和安装在所述滑移机构上的电机缠放机构和设置在所述电机缠放机构上的钢丝定向部件，所述钢丝定向部件包括伸入竖井中的钢丝绳和设置在钢丝绳一端的重锤，所述钢丝绳靠近重锤的端部设置有检测钢丝绳倾斜角度的倾角检测模块和检测钢丝绳与竖井一侧内壁之间距离的测距模块，所述电机缠放机构包括供钢丝绳另一端缠绕的缠绕轴和驱动缠绕轴转动的第一电机，所述滑移机构包括安装在底座上的支撑板、穿设在支撑板内的螺杆和驱动螺杆转动的第二电机，所述螺杆上套设有滑块，所述滑块与所述第一电机固定连接，所述高程测量机构包括设置在地面上的第一水准仪和设置在位于车站底部的第二水准仪，所述钢丝绳上设置有刻度尺。

上述的盾构隧道竖井高程测量结构，其特征在于：所述底座内设置有对所述滑移机构和所述电机缠放机构控制的电路控制板，所述电路控制板上集成有单片机、驱动第一电机转动的第一电机驱动模块和驱动第二电机转动的第二电机驱动模块，以及与单片机相接的无线通信模块，所述第一电机驱动模块和二电机驱动模块的输入端均与单片机的输出端相接。

上述的盾构隧道竖井高程测量结构，其特征在于：所述倾角检测模块包括第一无线微控制器和与第一无线微控制器相接的倾角传感器，所述测距模块包括第二无线微控制器和与第二无线微控制器相接的测距传感器，所述第一无线微控制器和第二无线微控制器均与无线通信模块无线连接。

上述的盾构隧道竖井高程测量结构，其特征在于：所述第一电机驱动模块和第二电机驱动模块均为ULN2003电机驱动模块。

上述的盾构隧道竖井高程测量结构，其特征在于：所述底座上设置有触摸屏，所述触摸屏与单片机相接。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型盾构隧道竖井高程测量结构、设计合理且操作简便、省时省力且成本较低。

2、本实用新型定向测量机构包括底座、滑移机构、电机缠放机构和钢丝定向部件，通过滑移机构能调整电机缠放机构的位置，进而调整钢丝定向部件在竖井中的位置，实现钢丝绳的位置可调节，调节快速便捷，有效地适应于在竖井中位置的调整，便于竖井其他施工操作。

3、本实用新型中设置电机缠放机构能将钢丝定向部件下放至竖井中，并将钢丝定向部件升起缠绕，实现钢丝定向部件的下放和升起过程，不需要人工进行拉动，省时省力，劳动强度小，且提高了测量效率。

4、本实用新型中设置倾角检测模块对钢丝绳倾斜角度进行检测，以避免钢丝绳倾斜，从而使钢丝绳能竖直布设，保证钢丝绳的竖直度，减少高程测量误差，确保影响隧道的掘进方向准确。

5、本实用新型中设置测距模块对钢丝绳距离竖井内壁的距离进行检测，以避免钢丝绳与竖井内壁接触，避免钢丝绳磨损。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且操作简便、使用效果好，能调节钢丝绳在竖井中的位置，省时省力，保证钢丝绳的竖直度，减少高程测量误差，确保影响隧道的掘进方向准确，实用性强。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型基准机构的结构示意图。

图3为本实用新型的电路原理框图。

附图标记说明:

1—底座； 2—第二电机； 3—第二转轴；

4—第二联轴器； 5—第一电机； 6—第一转轴；

7—第一联轴器； 8—缠绕轴； 9—支撑固定块；

10—钢丝绳； 11—重锤； 12—倾角检测模块；

12-1—第一无线微控制器； 12-2—倾角传感器； 13—螺杆；

14—滑块； 15—电路控制板； 16—支撑板；

17—竖井； 18—车站； 19—测距模块；

19-1—第二无线微控制器； 19-2—测距传感器； 20—单片机；

21—第一电机驱动模块； 22—第二电机驱动模块；

23—无线通信模块； 24—隧道； 25—触摸屏；

26—第二水准仪； 27—第一水准仪。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括设置在车站18一侧的竖井17中的基准机构和用于测量竖井高程的高程测量机构，所述基准机构包括底座1、设置在底座1上的滑移机构和安装在所述滑移机构上的电机缠放机构和设置在所述电机缠放机构上的钢丝定向部件，所述钢丝定向部件包括伸入竖井17中的钢丝绳10和设置在钢丝绳10一端的重锤11，所述钢丝绳10靠近重锤11的端部设置有检测钢丝绳10倾斜角度的倾角检测模块12和检测钢丝绳10与竖井17一侧内壁之间距离的测距模块19，所述电机缠放机构包括供钢丝绳10另一端缠绕的缠绕轴8和驱动缠绕轴8转动的第一电机5，所述滑移机构包括安装在底座1上的支撑板16、穿设在支撑板16内的螺杆13和驱动螺杆13转动的第二电机2，所述螺杆13上套设有滑块14，所述滑块14与所述第一电机5固定连接，所述高程测量机构包括设置在地面上的第一水准仪27和设置在位于车站18底部的第二水准仪26，所述钢丝绳10上设置有刻度尺。

如图3所示，本实施例中，所述底座1内设置有对所述滑移机构和所述电机缠放机构控制的电路控制板15，所述电路控制板15上集成有单片机20、驱动第一电机5转动的第一电机驱动模块21和驱动第二电机2转动的第二电机驱动模块22，以及与单片机20相接的无线通信模块23，所述第一电机驱动模块21和二电机驱动模块22的输入端均与单片机20的输出端相接。

本实施例中，所述倾角检测模块包括第一无线微控制器12-1和与第一无线微控制器12-1相接的倾角传感器12-2，所述测距模块19包括第二无线微控制器19-1和与第二无线微控制器19-1相接的测距传感器19-2，所述第一无线微控制器12-1和第二无线微控制器19-1均与无线通信模块23无线连接。

本实施例中，所述第一电机驱动模块21和第二电机驱动模块22均为ULN2003电机驱动模块。

本实施例中，所述底座1上设置有触摸屏25，所述触摸屏25与单片机20相接。

本实施例中，所述无线通信模块23为Zigbee无线通信模块。

本实施例中，所述第一无线微控制器12-1和第二无线微控制器19-1均为CC1350无线微控制器。

本实施例中，所述单片机20为STC89S52单片机。

本实施例中，所述测距传感器19-2均为GLS-B30激光测距传感器。

本实施例中，所述倾角传感器12-2为SCA830-D07倾角传感器。

本实施例中，需要说明的是，实际连接过程中，所述SCA830-D07倾角传感器的输出端与第一无线微控制器12-1的IO端口连接，所述GLS-B30激光测距传感器的输出端与第二无线微控制器19-1的IO端口连接。

本实施例中，需要说明的是，实际连接过程中，所述ULN2003电机驱动模块的输入端与单片机20的IO端口连接。

本实施例中，第一电机5和第二电机2均是型号为42BYGH4604的电机。

本实施例中，实际使用过程中，所述第一电机5的第一转轴6通过第一联轴器7与缠绕轴8传动连接，所述第二电机2的第二转轴3通过第一联轴器7与螺杆13传动连接。

本实施例中，缠绕轴8的设置，是为了加长第一转轴6，从而便于钢丝绳10的一端的缠绕，且便于钢丝绳10能深入竖井17中。

本实施例中，所述支撑板16上设置有对第一联轴器7支撑固定的支撑固定块9。

本实施例中，支撑固定块9的设置，是为了避免在钢丝绳10对重锤11下放过程中，因为重力作用造成连接处的滑落。

本实施例中，倾角检测模块12对钢丝绳10的倾斜角度进行检测，以避免钢丝绳10倾斜，从而使钢丝绳10能竖直布设，保证钢丝绳10的竖直度，减少高程测量误差，确保影响隧道的掘进方向准确。

本实用新型使用时，将所述基准机构安装在竖井17口，且使所述基准机构放置中底座1的一侧与竖井17的一侧壁相齐平，通过触摸屏25中触摸按键，使单片机20通过第一电机驱动模块21控制第一电机5转动，第一电机5转动带动缠绕轴8旋转，对缠绕轴8上的钢丝绳10进行下放，直至钢丝绳10一端上的测距模块19伸入竖井17中，测距传感器19-2对钢丝绳10距离竖井17一侧内壁的距离进行检测，并将检测到的距离值发送至第二无线微控制器19-1，第二无线微控制器19-1将得到的距离值并通过第二无线微控制器19-1和无线通信模块23发送至单片机20，单片机20控制触摸屏25进行显示，当单片机20接收到的距离不符合距离设定值时，使单片机20通过第二电机驱动模块22控制第二电机2转动，第二电机2转动带动螺杆13旋转，螺杆13旋转使滑块14沿螺杆13长度方向移动，直至缠绕在缠绕轴8上的钢丝绳10距离竖井17的一侧壁的距离满足距离设定值测量要求；然后通过触摸屏25中触摸按键，单片机20通过第一电机驱动模块21控制第一电机5转动，第一电机5转动带动缠绕轴8旋转，对缠绕轴8上的钢丝绳10继续下放，直至钢丝绳10一端上的重锤11伸入车站18底部，完成钢丝绳10的下放。所述基准机构安装完成后，倾角传感器12-2对钢丝绳10的倾斜角度进行实时检测，并将检测到的倾斜角度值发送至第一无线微控制器12-1，第一无线微控制器12-1将得到的倾斜角度值并通过第一无线微控制器12-1和无线通信模块23发送至单片机20，单片机20控制触摸屏25进行显示，直至检测到的倾斜角度值等于零，满足钢丝绳10的垂直度要求，确保所述钢丝绳10完全竖直布设；然后在地面上的水准点架设第一水准仪27对钢丝绳10进行观察测量，得到钢丝绳10的上刻度值；并在车站18底部的测量点架设第二水准仪26，对钢丝绳10进行观察测量，得到钢丝绳10的下刻度值，通过下刻度值与上刻度值之差，获取车站18竖井的高程，从而便于获取隧道24掘进方向中其他测量点的高程信息，测量误差小，确保影响隧道的掘进方向准确。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。