用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種低功耗、低成本和安裝維護(hù)方便的用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置。該檢測裝置，包括繞線盤，所述繞線盤上纏繞有繩索，所述繩索的末端連接有檢測終端，所述繞線盤上設(shè)置有用于驅(qū)動繞線盤旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置，該用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置系統(tǒng)整體功耗低，可以在管道內(nèi)工作較長時間，其成本較低和安裝維護(hù)也方便，而且整個檢測過程避免了人為干預(yù)，可以大大保證測得垂直管道傾角數(shù)據(jù)的精度與準(zhǔn)確度，另外，為了進(jìn)一步便于提供現(xiàn)場運(yùn)行信息，所述工作狀態(tài)指示燈與控制器連接，通過控制工作狀態(tài)指示燈的閃爍頻率來指示不同的系統(tǒng)工作狀態(tài)，以便更好的將系統(tǒng)的運(yùn)行信息反饋給用戶。適合在道路交通領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
【專利說明】 用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及道路交通領(lǐng)域，具體涉及一種用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]由于我國的現(xiàn)有路基修建于不同的時間，而且大多鋪設(shè)在戶外，受當(dāng)時的技術(shù)等條件的限制和長時間的自然條件侵蝕，導(dǎo)致其路基存在許多安全隱患，比如，巖溶、隱穴、地下開采等，路基會產(chǎn)生側(cè)移。為了準(zhǔn)確地掌握路基的側(cè)移狀態(tài)和側(cè)移量的大小，制訂科學(xué)的維修養(yǎng)護(hù)對策，就要求必須對有關(guān)高速鐵路的路基側(cè)移量進(jìn)行實(shí)時測量，同時對監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時處理。
[0003]現(xiàn)有的路基側(cè)移量檢測方法需要有人工的干預(yù)，這就使得測量設(shè)備功耗高，檢測速度慢，且耗時長，不能滿足實(shí)時測量的目的，而且，影響施工或觀測不直觀等諸多弊病，數(shù)據(jù)的可靠性低和魯棒性差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種低功耗、低成本和安裝維護(hù)方便的用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置，包括繞線盤，所述繞線盤上纏繞有繩索，所述繩索的末端連接有檢測終端，所述繞線盤上設(shè)置有用于驅(qū)動繞線盤旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置，所述檢測終端包括傾角傳感器組件、控制單元、3.7V鋰電池，所述3.7V鋰電池分別與傾角傳感器組件、控制單元電連接，所述
3.7V鋰電池與控制單元之間設(shè)置有穩(wěn)壓電路，所述3.7V鋰電池與傾角傳感器組件之間設(shè)置有升壓電路，并且所述升壓電路還與控制單元相連，所述3.7V鋰電池與控制器之間還設(shè)置有電池電壓檢測電路，所述傾角傳感器組件與控制單元通過總線通信電路相連，所述控制單元上連接有藍(lán)牙組件、加速度傳感器、工作狀態(tài)指示燈，所述3.7V伏鋰電池上連接有無線充電接收電路，所述無線充電接收電路與3.7V鋰電池之間設(shè)置有鋰電池充電管理/切換電路。
[0006]進(jìn)一步的是，所述無線充電接收電路包括無線充電接收端、與無線充電接收端相連的用于接收磁場能量的無線接收線圈，所述無線充電接收端采用TD3168集成芯片。
[0007]進(jìn)一步的是，所述鋰電池充電管理/切換電路采用CN3052A集成芯片。
[0008]進(jìn)一步的是，所述穩(wěn)壓電路采用TPS63031集成芯片。
[0009]進(jìn)一步的是，所述升壓電路采用TPS61085集成芯片。
[0010]進(jìn)一步的是，所述控制單元采用STC12LE5A32S2集成芯片。
[0011]進(jìn)一步的是，所述總線通信電路采用SP3485集成芯片。
[0012]進(jìn)一步的是，所述傾角傳感器組件采用PCT-SH-1S高精度數(shù)字單軸傾角傳感器組件。
[0013]進(jìn)一步的是，所述藍(lán)牙組件采用HC05收發(fā)一體式藍(lán)牙模塊。
[0014]進(jìn)一步的是，所述加速度傳感器采用MMA7361集成芯片。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果:該用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置系統(tǒng)整體功耗低，可以在管道內(nèi)工作較長時間，其成本較低和安裝維護(hù)也方便，而且整個檢測過程避免了人為干預(yù)，可以大大保證測得垂直管道傾角數(shù)據(jù)的精度與準(zhǔn)確度，另外，為了進(jìn)一步便于提供現(xiàn)場運(yùn)行信息，所述工作狀態(tài)指示燈與控制器連接，通過控制工作狀態(tài)指示燈的閃爍頻率來指示不同的系統(tǒng)工作狀態(tài)，以便更好的將系統(tǒng)的運(yùn)行信息反饋給用戶。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置的檢測終端系統(tǒng)框圖；
[0018]附圖標(biāo)記說明:驅(qū)動裝置1、繞線盤2、繩索3、檢測終端4。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說明。
[0020]如圖1、2所示，該用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置，包括繞線盤2，所述繞線盤2上纏繞有繩索3，所述繩索3的末端連接有檢測終端4，所述繞線盤2上設(shè)置有用于驅(qū)動繞線盤2旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置1，所述檢測終端4包括傾角傳感器組件、控制單元、3.7V鋰電池，所述3.7V鋰電池分別與傾角傳感器組件、控制單元電連接，所述3.7V鋰電池與控制單元之間設(shè)置有穩(wěn)壓電路，所述3.7V鋰電池與傾角傳感器組件之間設(shè)置有升壓電路，并且所述升壓電路還與控制單元相連，所述3.7V鋰電池與控制器之間還設(shè)置有電池電壓檢測電路，所述傾角傳感器組件與控制單元通過總線通信電路相連，所述控制單元上連接有藍(lán)牙組件、加速度傳感器、工作狀態(tài)指示燈，所述3.7V伏鋰電池上連接有無線充電接收電路，所述無線充電接收電路與3.7V鋰電池之間設(shè)置有鋰電池充電管理/切換電路。該用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置的工作過程如下所述，當(dāng)控制單元通過藍(lán)牙組件接收到“測量”指令時，控制單元進(jìn)入全速工作狀態(tài)并結(jié)束低速模式，先利用電池電壓檢測電路檢查鋰電池的實(shí)際電壓，若電壓正常，開啟升壓電路使傾角傳感器組件開始工作，若電壓不足，則通過無線充電接收電路接收外界提供的磁場能量給鋰電池充電，緊接著，若電壓恢復(fù)正常時，在驅(qū)動裝置I的控制下，檢測終端4沿垂直管道向下運(yùn)動，同時不斷的檢測加速度傳感器的加速度值，加速度傳感器是為了檢測終端4的運(yùn)動狀態(tài)，當(dāng)運(yùn)動到指定的點(diǎn)時關(guān)閉驅(qū)動裝置I使檢測終端4處于靜止，此時，傾角傳感器組件開始工作，傾角傳感器組件檢測的數(shù)據(jù)會定期存儲于控制單元的EEPROM中，直到測量過程完畢，當(dāng)控制單元通過藍(lán)牙組件接收到地面控制儀“讀取采集的傾角數(shù)據(jù)”指令時，控制單元從EEPROM中按特定的算法取出數(shù)據(jù)，通過藍(lán)牙組件發(fā)送出去，控制單元再次進(jìn)入低速模式，以便降低系統(tǒng)整體功耗，可以在管道內(nèi)工作較長時間，其成本較低和安裝維護(hù)也方便，而且整個檢測過程避免了人為干預(yù)，可以大大保證測得垂直管道傾角數(shù)據(jù)的精度與準(zhǔn)確度，另外，為了進(jìn)一步便于提供現(xiàn)場運(yùn)行信息，所述工作狀態(tài)指示燈與控制器連接，通過控制工作狀態(tài)指示燈的閃爍頻率來指示不同的系統(tǒng)工作狀態(tài)，以便更好的將系統(tǒng)的運(yùn)行信息反饋給用戶。
[0021]所述的總線通信電路與傳感器電路間采用RS485通信協(xié)議。所述的藍(lán)牙電路與控制單元間采用RS232串口通信協(xié)議。所述的總線通信電路與控制單元間采用RS232串口通協(xié)議。
[0022]所述無線充電接收電路包括無線充電接收端、與無線充電接收端相連的用于接收磁場能量的無線接收線圈，所述無線充電接收端采用TD3168集成芯片。所述無線充電接收端與無線充電發(fā)射端--對應(yīng)，無線充電發(fā)射端也連接有一個無線發(fā)射線圈，當(dāng)無線充電發(fā)射端通電時，它并不會向外發(fā)射電磁波，而只是在周圍形成一個非輻射的磁場，這個磁場用來和無線充電接收端聯(lián)絡(luò)，激發(fā)接收端的共振，從而以很小的消耗為代價來傳輸能量，所述的無線充電發(fā)射端采用T5336集成芯片，所述的無線充電接收線圈和無線充電發(fā)射線圈均采用銅線繞制的線圈。進(jìn)一步的是，所述鋰電池充電管理/切換電路采用CN3052A集成
-H-* I I
心/T O
[0023]為了保證檢測裝置的各個部件能夠正常工作，通常電源的的供電電壓要與部件的工作電壓相匹配，為達(dá)到上述目的，所述鋰電池輸出的電壓通過穩(wěn)壓電路和升壓電路可以得到所需的各種工作電壓。為了進(jìn)一步降低功耗以及考慮到實(shí)際的工作電壓的問題，所述穩(wěn)壓電路優(yōu)選升降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換電路TPS63031集成芯片，所述的升壓電路優(yōu)選升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換電路TPS61085集成芯片，其使能端與控制單元相連，便于節(jié)能。
[0024]為了進(jìn)一步獲得鋰電池的實(shí)際電壓，所述的電池電壓檢測電路采用串聯(lián)電阻分壓方式獲得可采集電壓，并經(jīng)過RC低通濾波器濾波，控制單元使用AD采集當(dāng)前的電壓，并轉(zhuǎn)換成電池的實(shí)際電壓，便于實(shí)時監(jiān)測電池的工作情況以及及時充電。
[0025]為了進(jìn)一步降低功耗，所述控制單元優(yōu)選為STC12LE5A32S2集成芯片。另外，每次裝置測量時間不會很長，大部分時間都是處在非測量狀態(tài)或空閑狀態(tài)，為了避免在非測量狀態(tài)或空閑狀態(tài)造成不必要的功耗，上述可以在非測量狀態(tài)或空閑狀態(tài)設(shè)置成低速模式，只有接收到開始工作指令時才恢復(fù)全速工作狀態(tài)。
[0026]為了進(jìn)一步能夠便于操作傳感器電路，所述的總線通信電路優(yōu)選SP3485集成芯片，其與傳感器電路間采用RS485協(xié)議通信，控制單元與總線通信電路間采用RS232協(xié)議通?目。
[0027]進(jìn)一步的是，所述傾角傳感器組件采用PCT-SH-1S高精度數(shù)字單軸傾角傳感器。PCT-SH-1S高精度數(shù)字單軸傾角傳感器是針對工業(yè)現(xiàn)場控制領(lǐng)域訂制的，高分辨率達(dá)到
0.001°，內(nèi)置高精度16bit A/D差分轉(zhuǎn)換器，通過5階濾波算法，最終輸出單方向的傾角值，來保證垂直管道傾角數(shù)據(jù)的精度與準(zhǔn)確度。
[0028]為了進(jìn)一步能夠便于操作藍(lán)牙電路，所述的藍(lán)牙電路優(yōu)選HC05收發(fā)一體式藍(lán)牙模塊，其與控制單元間采用RS232協(xié)議通信。
[0029]為了更準(zhǔn)確的判斷運(yùn)動狀態(tài)，所述的加速度傳感器采用MMA7361集成芯片。
【權(quán)利要求】
1.用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置，其特征在于:包括繞線盤(2)，所述繞線盤(2)上纏繞有繩索(3)，所述繩索(3)的末端連接有檢測終端(4)，所述繞線盤(2)上設(shè)置有用于驅(qū)動繞線盤(2)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置(I)，所述檢測終端(4)包括傾角傳感器組件、控制單元、3.7V鋰電池，所述3.7V鋰電池分別與傾角傳感器組件、控制單元電連接，所述3.7V鋰電池與控制單元之間設(shè)置有穩(wěn)壓電路，所述3.7V鋰電池與傳感器組件之間設(shè)置有升壓電路，并且所述升壓電路還與控制單元相連，所述3.7V鋰電池與控制器之間還設(shè)置有電池電壓檢測電路，所述傾角傳感器組件與控制單元通過總線通信電路相連，所述控制單元上連接有藍(lán)牙組件、加速度傳感器、工作狀態(tài)指示燈，所述3.7V伏鋰電池上連接有無線充電接收電路，所述無線充電接收電路與3.7V鋰電池之間設(shè)置有鋰電池充電管理/切換電路。
2.如權(quán)利要求1所述的用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置，其特征在于:所述無線充電接收電路包括無線充電接收端、與無線充電接收端相連的用于接收磁場能量的無線接收線圈，所述無線充電接收端采用TD3168集成芯片。
3.如權(quán)利要求1所述的用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置，其特征在于:所述鋰電池充電管理/切換電路采用CN3052A集成芯片。
4.如權(quán)利要求1所述的用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置，其特征在于:所述穩(wěn)壓電路采用TPS63031集成芯片。
5.如權(quán)利要求1所述的用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置，其特征在于:所述升壓電路采用TPS61085集成芯片。
6.如權(quán)利要求1所述的用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置，其特征在于:所述控制單元采用STC12LE5A32S2集成芯片。
7.如權(quán)利要求1所述的用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置，其特征在于:所述總線通信電路采用SP3485集成芯片。
8.如權(quán)利要求1所述的用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置，其特征在于:所述傾角傳感器組件采用PCT-SH-1S高精度數(shù)字單軸傾角傳感器。
9.如權(quán)利要求1所述的用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置，其特征在于:所述藍(lán)牙組件采用HC05收發(fā)一體式藍(lán)牙模塊。
10.如權(quán)利要求1所述的用于路基垂直管道傾斜度的檢測裝置，其特征在于:所述加速度傳感器采用MMA7361集成芯片。
【文檔編號】G01C15/10GK204007634SQ201420487764
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】蔣朝根, 蔣千軍, 姚麗蓉, 丁熙, 周興龍, 李成林, 王柏鋼 申請人:西南交通大學(xué)