一种非接触式空间位移量的测算装置及方法与流程

本发明涉及空间位移量的测算相关，具体涉及一种非接触式空间位移量的测算装置及方法。

背景技术：

1、地基沉降是指地基土层在附加应力作用下压密而引起的地基表面下沉。过大的沉降，特别是不均匀沉降，会使建筑物发生倾斜、开裂以致不能正常使用。

2、现有地基沉降预测方法受其假设条件与实际存在较大不符的限制，所得沉降预测结果往往与实测沉降值之间存在较大差异。对地基沉降预测方法的研究有待进一步的发展，由于建筑物荷载差异和地基不均匀等原因，基础或路堤各部分的沉降或多或少总是不均匀的，使得上部结构或路面结构之中相应地产生额外的应力和变形。地基不均匀沉降超过了一定的限度，将导致建筑物的开裂、歪斜甚至破坏，例如砖墙出现裂缝、高耸构筑物倾斜、与建筑物连接管道断裂以及桥梁偏离墩台、梁面或路面开裂等。现急需寻找一种能够连续、实时、准确的测算方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种非接触式空间位移量的测算方法，以解决上述背景技术中提出的现有的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种非接触式空间位移量的测算装置，包括工装a、工装b、工装c、激光测距仪a、激光测距仪b和激光测距仪c，所述工装a、工装b和工装c设置在同一建筑物e上，所述激光测距仪a、激光测距仪b和激光测距仪c设置在与建筑物e相对的另一建筑物w上，所述工装a、工装b和工装c同时垂直于建筑物e，且位于同一水平面；初始安装时将工装a、b、c与测距仪a、b、c调整至垂直状态，以保证测量精度。

3、所述激光测距仪a正对工装a，所述激光测距仪b正对工装b，所述激光测距仪c正对工装c；

4、所述工装a呈无底锥形，所述工装a的顶点背对建筑物w，所述工装a的凹面正对建筑物w，所述工装a用于供激光测距仪a标记测量建筑物e和建筑物w相对位移量在工装a上的水平投影和垂直投影；

5、所述工装b用于供激光测距仪b标记测量建筑物e和建筑物w相对位移量在工装b上表现的四个象限的向量夹角；

6、所述工装c用于供激光测距仪c标记测量建筑物e和建筑物w的前后相对位移量。

7、进一步的，所述激光测距仪a、激光测距仪b和激光测距仪c同时测量数据。

8、进一步的，所述工装b上设置有光敏传感器,所述光敏传感器用于接收激光测距仪b发出的激光。

9、进一步的，所述激光测距仪a、激光测距仪b和激光测距仪c都垂直于墙w。

10、本发明还公开了一种基于前述非接触式空间位移量的测算装置的非接触式空间位移量的测算方法，其包括如下步骤：

11、s1，将工装a、工装b、工装c、激光测距仪a、激光测距仪b和激光测距仪c按照对应关系分别安装到建筑物e和与其相对的另一建筑物w；

12、s2，测量由于建筑物e和建筑物w相对位移造成的激光测距仪a标记在工装a上的测量点的水平投影，计为l；

13、s3，测量由于建筑物e和建筑物w相对位移造成的激光测距仪b标记在工装b上的测量点在工装b上的象限夹角，计为∠θ2；

14、s4，由步骤s2和s3中的测量结果计算得出墙e与墙w水平位移偏移量x及垂直位移偏移量y；

15、s5，将激光测距仪c光束打入工装c的平面上，测得建筑物e与建筑物w的，前后相对位移量，标记为z。

16、所述步骤s2、s3和s5中的测量对象为建筑物e与建筑物w同一时刻的相对位移量。

17、进一步的，所述步骤s2中，l的计算方法如下，l＝tanθ1/h3,＝tanθ1/(h1-h2)；

18、其中，测量开始时，激光测距仪a光束打入工装a的最顶点，标记为m1点，记录激光测距仪a到工装a最低点m1的距离为h1,h1为初始距离值，a工装的锥度为∠θ1，当建筑物e和建筑物w发生x方向或y方向上或xy方向同时移动时，此时激光测距仪a光束标记的为m2点，测得激光测距仪a到工装a的m2点距离为h2，按照公式h3＝h1-h2计算得到m2与m1点两次位移差h3，此时，m2点到m1的投影距离即为l。

19、进一步的，所述步骤s4中，水平位移偏移量x通过如下公式计算得到，x＝sinθ2*(h1-h2)/tanθ1；垂直位移偏移量y通过如下公式计算得到，y＝cosθ2*(h1-h2)/tanθ1。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中的工装a、b、c安装便捷度高，激光测距仪a、b、c可以连续性的照射，从而实现整体测算的连续性，且整体还具有低功耗，可以窄间隙安装，连续测量的优点。

技术特征：

1.一种非接触式空间位移量的测算装置，其特征在于：包括工装a、工装b、工装c、激光测距仪a、激光测距仪b和激光测距仪c，所述工装a、工装b和工装c设置在同一建筑物e上，所述激光测距仪a、激光测距仪b和激光测距仪c设置在与建筑物e相对的另一建筑物w上，所述工装a、工装b和工装c同时垂直于建筑物e，且位于同一水平面；

2.根据权利要求1所述的一种非接触式空间位移量的测算装置，其特征在于：所述激光测距仪a、激光测距仪b和激光测距仪c同时测量数据。

3.根据权利要求1所述的一种非接触式空间位移量的测算装置，其特征在于：所述工装b上设置有光敏传感器,所述光敏传感器用于接收激光测距仪b发出的激光。

4.根据权利要求1所述的一种非接触式空间位移量的测算装置，其特征在于：所述激光测距仪a、激光测距仪b和激光测距仪c都垂直于墙w。

5.一种基于权利要求1-4任意一项所述的非接触式空间位移量的测算装置的非接触式空间位移量的测算方法，其特征在于：包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种非接触式空间位移量的测算方法，其特征在于：所述步骤s2中，l的计算方法如下，l＝tanθ1/h3,＝tanθ1/(h1-h2)；

7.根据权利要求6所述的一种非接触式空间位移量的测算方法，其特征在于：所述步骤s4中，水平位移偏移量x通过如下公式计算得到，x＝sinθ2*(h1-h2)/tanθ1；垂直位移偏移量y通过如下公式计算得到，y＝cosθ2*(h1-h2)/tanθ1。

技术总结
本发明公开了一种非接触式空间位移量的测算装置，包括工装A、工装B、工装C、激光测距仪A、激光测距仪B和激光测距仪C，所述工装A、工装B和工装C设置在同一建筑物E上，所述激光测距仪A、激光测距仪B和激光测距仪C设置在与建筑物E相对的另一建筑物W上，所述工装A、工装B和工装C同时垂直于建筑物E，且位于同一水平面。本发明还公开了基于该装置的测算方法，实现了非接触式空间位移量的测量。本发明的优点在于：本发明中的工装A、B、C安装便捷度高，激光测距仪A、B、C可以连续性的照射，从而实现整体测算的连续性，且整体还具有低功耗，可以窄间隙安装，连续测量的优点。

技术研发人员：亢雪彬
受保护的技术使用者：唐山唐擎科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16