大壩內(nèi)觀慣導(dǎo)監(jiān)測(cè)裝置自動(dòng)牽引系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程測(cè)量裝置領(lǐng)域，特別是一種大壩內(nèi)觀慣導(dǎo)監(jiān)測(cè)裝置自動(dòng)牽引系統(tǒng)。本發(fā)明適用于超高混凝土面板堆石壩面板撓度和壩體內(nèi)部沉降及水平位移分布式監(jiān)測(cè)，也可用超高心墻堆石壩、土壩等工程的壩體沉降分布式監(jiān)測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著壩工技術(shù)的發(fā)展，混凝土面板堆石壩的壩高也在逐漸增加，進(jìn)入21世紀(jì)以來，世界上相繼建設(shè)了一批壩高200m級(jí)的高混凝土面板堆石壩。在混凝土面板堆石壩壩高增加的同時(shí)，壩體的應(yīng)力和變形以及大壩運(yùn)行狀態(tài)將不可避免地產(chǎn)生一些迥異于百米級(jí)壩高的新特性。大壩面板撓度和壩體沉降的變化能夠直接反映壩體的運(yùn)行狀況，是堆石壩安全監(jiān)測(cè)的重要項(xiàng)目。
[0003]目前采用的慣導(dǎo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以連續(xù)測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了全斷面測(cè)量，S卩“線”測(cè)量，其測(cè)量精度高，很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)儀器“以點(diǎn)代面”這種數(shù)據(jù)擬合方式的不足。該技術(shù)現(xiàn)已成功應(yīng)用于部分水利工程中，并都取得了較好的效果。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的牽引裝置利用鋼絲繩滑輪傳動(dòng)系統(tǒng)牽引監(jiān)測(cè)小車在監(jiān)測(cè)管道里面往復(fù)行走的方式進(jìn)行牽引拖動(dòng)，也就是通過安裝在傳動(dòng)系統(tǒng)中電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而來帶動(dòng)鋼絲繩滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)小車的運(yùn)動(dòng)。但是該牽引方式較為粗糙，難以準(zhǔn)確的定位監(jiān)測(cè)小車的運(yùn)行距離，因此在測(cè)量過程中難以實(shí)現(xiàn)對(duì)一些重點(diǎn)部位的定點(diǎn)測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種大壩內(nèi)觀慣導(dǎo)監(jiān)測(cè)裝置自動(dòng)牽引系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)一些重點(diǎn)部位定點(diǎn)測(cè)量的大壩慣導(dǎo)變形監(jiān)測(cè)裝置的自動(dòng)牽引控制，并能夠精確測(cè)量監(jiān)測(cè)裝置所在的位置，以及監(jiān)測(cè)裝置的運(yùn)行速度。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種大壩內(nèi)觀慣導(dǎo)監(jiān)測(cè)裝置自動(dòng)牽引系統(tǒng)，
包括牽引裝置，牽引裝置內(nèi)設(shè)有由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的卷揚(yáng)裝置，牽引繩繞過卷揚(yáng)裝置，牽引繩與沿著撓性檢測(cè)管行走的監(jiān)測(cè)裝置連接；
還包括可旋轉(zhuǎn)的第一引導(dǎo)輪，牽引繩繞過第一引導(dǎo)輪，在第一引導(dǎo)輪的前、后設(shè)有包角導(dǎo)輪，以增大牽引繩在第一引導(dǎo)輪上的包角，在第一引導(dǎo)輪或卷揚(yáng)裝置設(shè)有絕對(duì)值光電編碼器。
[0006]所述的撓性檢測(cè)管傾斜布置，所述的卷揚(yáng)裝置為由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的卷筒，牽引繩與監(jiān)測(cè)裝置的尾部連接，在監(jiān)測(cè)裝置的頭部與重錘連接。
[0007]所述的卷揚(yáng)裝置為由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的卷筒，卷揚(yáng)裝置為兩組，一組卷揚(yáng)裝置的牽引繩與監(jiān)測(cè)裝置的尾部連接，另一組卷揚(yáng)裝置的牽引繩繞過位于撓性檢測(cè)管底部的管底引導(dǎo)輪后與監(jiān)測(cè)裝置的頭部連接。
[0008]所述的第一引導(dǎo)輪相應(yīng)為兩組。
[0009]所述的牽引繩內(nèi)設(shè)有電源線和數(shù)據(jù)線；
所述的數(shù)據(jù)線與隨著卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)的無線數(shù)據(jù)發(fā)射裝置連接；
所述的電源線通過可轉(zhuǎn)動(dòng)輸電裝置與輸入電源連接。
[0010]所述的可轉(zhuǎn)動(dòng)輸電裝置中，固定輸電筒內(nèi)設(shè)有至少兩條輸電槽，輸電槽之間互相絕緣，輸電槽內(nèi)活動(dòng)安裝有輸電滑塊并與輸電滑塊之間形成電連接，輸電滑塊與隨著卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)接盤固定連接，電源線通過轉(zhuǎn)接盤分別與輸電滑塊連接。
[0011]所述的卷揚(yáng)裝置為由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的主動(dòng)輪，牽引繩繞過主動(dòng)輪，牽引繩的一端與監(jiān)測(cè)裝置的尾部連接，牽引繩的另一端繞過位于撓性檢測(cè)管底部的管底引導(dǎo)輪后與監(jiān)測(cè)裝置的頭部連接；
所述的第一引導(dǎo)輪活動(dòng)安裝，并能沿著與牽引繩交叉的方向移動(dòng)，與在第一引導(dǎo)輪的軸上安裝有連接桿，連接桿依次穿過固定支架和彈簧后與螺母連接。
[0012]所述的撓性檢測(cè)管為多個(gè)互相連接的撓性管節(jié)，撓性管節(jié)的端頭設(shè)有翹起的折邊，兩個(gè)法蘭圈壓緊在兩根撓性管節(jié)的折邊上，兩個(gè)法蘭圈之間通過螺栓連接；
在法蘭圈的內(nèi)側(cè)設(shè)有用于容納折邊的折邊階臺(tái)，在法蘭圈的內(nèi)圈外側(cè)設(shè)有外弧口。
[0013]在撓性管節(jié)的端頭之間設(shè)有密封圈，密封圈的內(nèi)圈邊緣設(shè)有牽引繩管懸掛孔，用于容納牽引繩的牽引繩管穿過牽引繩管懸掛孔。
[0014]還設(shè)有穿過撓性管節(jié)的中繼懸掛件，中繼懸掛件上設(shè)有中繼懸掛孔。
[0015]本發(fā)明提供的一種大壩內(nèi)觀慣導(dǎo)監(jiān)測(cè)裝置自動(dòng)牽引系統(tǒng)，通過設(shè)置的絕對(duì)值光電編碼器，配合PLC或單片機(jī)，能夠準(zhǔn)確獲得監(jiān)測(cè)裝置在撓性檢測(cè)管中的位置，及行走速度，也能夠自動(dòng)控制監(jiān)測(cè)裝置每行走一段距離后自動(dòng)停止，以便監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)的加速度計(jì)獲得精確的靜態(tài)輸出值。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1為本發(fā)明傾斜布置的撓性檢測(cè)管的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明水平布置的撓性檢測(cè)管的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明水平布置的撓性檢測(cè)管的另一種整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為圖2中A處的局部放大示意圖。、
圖5為本發(fā)明中撓性檢測(cè)管上中繼懸掛件的橫截面示意圖。
[0020]圖6為本發(fā)明中密封圈的橫截面示意圖。
[0021]圖7為本發(fā)明中監(jiān)測(cè)裝置的橫截面示意圖。
[0022]圖8為本發(fā)明中撓性檢測(cè)管的另一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖9為本發(fā)明中牽引繩的橫截面示意圖。
[0024]圖10為本發(fā)明中牽引繩與接入電源連接時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖11為本發(fā)明中牽引繩與接入電源連接時(shí)的橫截面示意圖。
[0026]圖12為本發(fā)明中第一引導(dǎo)輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中:主動(dòng)輪1，撓性檢測(cè)管2，撓性管節(jié)21，折邊22，密封圈23，法蘭圈24，折邊階臺(tái)25，外弧口 26，牽引繩管懸掛孔27，中繼懸掛件28，覆蓋頭281，梯形部282，中繼懸掛孔283，牽引繩管29，牽引繩3，電源線31，數(shù)據(jù)線32，監(jiān)測(cè)裝置4，聚四氟乙烯支腳41，重錘5，牽引裝置6，卷筒61，無線數(shù)據(jù)發(fā)射裝置611，轉(zhuǎn)接盤612，固定輸電筒613，輸電槽614，輸電滑塊615，管底引導(dǎo)輪62，伺服電機(jī)63，阻尼器64，減速器65，第一引導(dǎo)輪7，包角導(dǎo)輪71，連接桿72，彈簧73，螺母74，固定支架75，壓輪76，絕對(duì)值光電編碼器8。
【具體實(shí)施方式】
[0028]實(shí)施例1:
一種大壩內(nèi)觀慣導(dǎo)監(jiān)測(cè)裝置自動(dòng)牽引系統(tǒng)，包括牽引裝置6，牽引裝置6內(nèi)設(shè)有由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的卷揚(yáng)裝置，牽引繩3繞過卷揚(yáng)裝置，牽引繩3與沿著撓性檢測(cè)管2行走的監(jiān)測(cè)裝置4連接；
還包括可旋轉(zhuǎn)的第一引導(dǎo)輪7，牽引繩3繞過第一引導(dǎo)輪7，在第一引導(dǎo)輪7的前、后設(shè)有包角導(dǎo)輪71，以增大牽引繩3在第一引導(dǎo)輪7上的包角，在本例中牽引繩3在第一引導(dǎo)輪7上的包角大于180°，由此結(jié)構(gòu)，避免了牽引繩3在第一引導(dǎo)輪7上打滑，確保牽引繩3的移動(dòng)與第一引導(dǎo)輪7的轉(zhuǎn)動(dòng)之間保持同步，進(jìn)一步優(yōu)選的，第一引導(dǎo)輪7的輪槽橫截面采用“V”字形，當(dāng)牽引繩3受到壓力后，會(huì)與“V”字形的輪槽之間越壓越緊。進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，在第一引導(dǎo)輪7的上方還設(shè)有壓輪(76 )。
[0029]在第一引導(dǎo)輪7或卷揚(yáng)裝置設(shè)有絕對(duì)值光電編碼器8，絕對(duì)值光電編碼器8與PLC或單片機(jī)連接，以獲取第一引導(dǎo)輪7的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的數(shù)據(jù)并得出監(jiān)測(cè)裝置4的行走距離，從而得出監(jiān)測(cè)裝置4的位置，配合從晶振所獲得的時(shí)間參數(shù)，從而得出監(jiān)測(cè)裝置4的行走速度。進(jìn)一步的與監(jiān)測(cè)裝置4內(nèi)置的光纖陀螺儀或三軸磁傳感器與加速度計(jì)配合，能夠測(cè)量得到埋設(shè)在大壩內(nèi)或大壩面板的撓性檢測(cè)管2的撓度值。
[0030]實(shí)施例2:
優(yōu)選的方案如圖1中，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述的撓性檢測(cè)管2傾斜布置，所述的卷揚(yáng)裝置為由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的卷筒61，牽引繩3與監(jiān)測(cè)裝置4的尾部連接，在監(jiān)測(cè)裝置4的頭部與重錘5連接。卷揚(yáng)裝置具體結(jié)構(gòu)為:伺服電機(jī)63通過減速器65與卷筒61連接，減速器包括蝸輪減速器、齒輪減速器和皮帶減速器，可以選用其中的一種或多種的組合。優(yōu)選的在卷筒61或減速器的軸上還設(shè)有阻尼器64，本例中選用磁粉式阻尼器。使用時(shí)，由約5kg的重錘5和監(jiān)測(cè)裝置4自身的重量，使監(jiān)測(cè)裝置4沿著撓性檢測(cè)管2向下滑動(dòng)，牽引繩3帶動(dòng)第一引導(dǎo)輪7旋轉(zhuǎn)，絕對(duì)值光電編碼器8獲得轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)據(jù)。絕對(duì)值光電編碼器8將運(yùn)行速度反饋給PLC或單片機(jī)，由PLC或單片機(jī)控制阻尼器64提供適當(dāng)?shù)淖枘?，從而使監(jiān)測(cè)裝置4沿著撓性檢測(cè)管2勻速下降，根據(jù)絕對(duì)值光電編碼器8測(cè)得的轉(zhuǎn)動(dòng)角和第一引導(dǎo)輪7的半徑，測(cè)得監(jiān)測(cè)裝置4的行程及速度。到達(dá)撓性檢測(cè)管2的底部后，伺服電機(jī)63啟動(dòng)，卷筒61將牽引繩3回收，伺服電機(jī)63的運(yùn)行速度由絕對(duì)值光電編碼器8反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，使監(jiān)測(cè)裝置4勻速提升，通過以上方式，監(jiān)測(cè)裝置4通過其內(nèi)的光纖陀螺儀或三軸磁傳感器與加速度計(jì)的配合測(cè)量得到撓性檢測(cè)管2撓度變化。
[0031]實(shí)施例3:
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，如圖2中，所述的卷揚(yáng)裝置為由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的卷筒61，卷揚(yáng)裝置具體結(jié)構(gòu)為:伺服電機(jī)63通過減速器65與卷筒61連接，減速器包括蝸輪減速器、齒輪減速器和皮帶減速器，可以選用其中的一種或多種的組合。優(yōu)選的在卷筒61或減速器的軸上還設(shè)有阻尼器6