建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括上下設(shè)置的第一激光發(fā)射器和第二激光發(fā)射器，第一激光發(fā)射器上設(shè)置有氣泡水平儀，第一激光發(fā)射器下部通過第一豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸與第一豎向位移調(diào)節(jié)電機相連；第一激光發(fā)射器上部設(shè)置有與氣泡水平儀相對應(yīng)的攝像頭；第一激光發(fā)射器上部一側(cè)設(shè)置有與第二激光發(fā)射器相連的豎向調(diào)節(jié)裝置；與第一、第二激光發(fā)射器相對應(yīng)地設(shè)有垂直安裝于地面上的激光接收屏。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、耐久性強、精度高、自動化程度高、經(jīng)濟實用、更加智能，其監(jiān)控方法更加方便、數(shù)據(jù)準確、能夠長時間保存數(shù)據(jù)、能夠連續(xù)測量。
【專利說明】
建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及一種建筑施工技術(shù)，尤其是一種建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào) 節(jié)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了能夠準確反映出建筑物的準確沉降情況，需要在建筑物的構(gòu)件內(nèi)設(shè)置均勻分 布的沉降觀測點。目前比較老的技術(shù)是使用較多的是普通錨釘觀測點，多為外露式，容易生 銹等，使用壽命短，返修率高，而且外形不好看。也有一些改進技術(shù)，就是給觀測點增加保護 殼，但是，現(xiàn)有建筑物講究外表的美觀，尤其是很多高檔住宅，對沉降觀測標志的裝飾性提 出了更高的要求。因此目前廣泛使用的安裝在外立面的舊式的普通錨釘觀測點已經(jīng)不能滿 足很多工程外立面品質(zhì)要求。
[0003] 而且傳統(tǒng)的沉降觀測采用全站儀、水準儀、傾角儀等設(shè)備，采用幾何水準、精力水 準、垂直傳高和三角高程相結(jié)合的方法進行，設(shè)備昂貴、操作復(fù)雜，操作人員專業(yè)要求高且 每次測量均需要至少兩名操作人員，這樣進行建筑物沉降觀測花費是非常不經(jīng)濟的。
[0004] 中國專利ZL98224523.8公開了一種便攜式多功能測量儀，包括儀器架、激光架、鉛 垂調(diào)整裝置、水平調(diào)整裝置、刻度盤、計算器、羅盤、鉛垂，激光器平行安置在儀器架上部，系 線與鉛垂相連，水平調(diào)整裝置安置在儀器架底部。該裝置主要依靠螺旋，羅盤以及鉛垂來控 制儀器架的水平和垂直;與機架相連的激光發(fā)射裝置的水平狀態(tài)，主要依賴機械制造過程 中的控制，智能化程度不高，而且鉛垂等控制垂直存在著觀測誤差。
[0005] 中國專利申請201110382820.8公開了一種用于檢測建筑物沉降的管理系統(tǒng)及方 法，采用幾何光學(xué)原理，利用脈沖激光束作為檢測信號源，在被檢測建筑物上安裝激光發(fā)射 設(shè)備和激光接收設(shè)備，在另一不具備地理和空間變化隨意性的地點或者建筑物上安裝激光 反射設(shè)備，安裝時將來自被檢測建筑物的激光束反射回安裝在被檢測建筑物的激光接收設(shè) 備，并控制好光斑半徑和激光接收設(shè)備的采集窗口半徑后，即可對激光束進行檢測，當(dāng)任何 一方建筑物發(fā)生相對位移，位移便能被檢測到，然后通過無線信號傳輸模塊傳輸?shù)娇刂乒?理平臺。沉降量和沉降速率是沉降測量里最為關(guān)心的，使用該裝置時，發(fā)生沉降現(xiàn)象，光線 也發(fā)生偏移，但僅能確定是否偏移，不能測出精確的偏移量，也不能智能糾正建筑物的沉 降，實用性和適用范圍都受到限制。
[0006] 中國專利ZL201520744029.0公開了一種激光測量建筑物沉降裝置包括帶刻度的 平面鏡、激光發(fā)射器、水平固定于原始地面和沉降后地面上的平面鏡和豎直固定于被測建 筑物外墻面上的平面鏡，激光發(fā)射器發(fā)射的激光入射角為α，帶刻度的平面鏡與地面的夾角 為90°-α，其中，0°〈α〈90°，豎直固定于被測建筑物外墻面上的平面鏡固定于能接收到反射 光線的位置。該裝置利用平面鏡反射原理，由于建筑的沉降量往往是較小的值，所以儀器的 任何誤差都會對結(jié)果有一定影響。利用鏡面反射放大沉降量的同時也不斷放大和傳遞了誤 差，保證放大效果就對于反射鏡面和激光發(fā)射器要求極高，會大大增加設(shè)備的費用。因此其 專利或者無法保證鏡面的工藝要求而實用性低，或者在提高了鏡面平整度后使設(shè)備非常昂 貴。而且其需要保證兩次測量鏡面的角度和激光發(fā)射角度保持不變，這在施工和操作上很 復(fù)雜。
[0007] 中國專利申請201510093449.1公開了一種用于建筑物施工及運營期沉降和收斂 的在線監(jiān)測方法，在拱頂沉降點安裝反射板，可調(diào)節(jié)水平;拱腰處安裝激光位移傳感器I和 激光位移傳感器II，沉降點下方豎直安裝激光位移傳感器III;其中拱腰處激光位移傳感器 I向上射出激光并與豎直放置的激光位移傳感器III射出的激光相交于反射板上一點;拱腰 處激光位移傳感器Π 水平射出激光與豎直放置激光位移傳感器III水平相交;記錄三角形 AB邊，AC邊的長;移走激光位移傳感器III，進入測試狀態(tài)；當(dāng)頂部沉降時，三角形AB邊長度 則變?yōu)锽D，通過相似三角形性質(zhì)定理，可得出CE長度，沉降尺寸AE=AC-CE;拱腰收斂則通過 激光位移傳感器II，測量BF長度，當(dāng)BF長度變化為BF'時，則收斂=BF-BF'。為了保證其相似 三角形的可靠性以及激光光路的穩(wěn)定性，該裝置測量環(huán)境假定為隧道或其他拱形觀測物僅 發(fā)生豎直以及側(cè)向方向上的位移，而建筑剖切面并沒有發(fā)生變形的情況，并不特別適用于 常見的各類住宅、廠房等建筑物變形情況。
[0008] 通過檢索，在國內(nèi)的實用新型專利論文中很少有同類專利可以同時測量建筑結(jié)構(gòu) 上浮量，更罕見有同類的組合利用激光、光電轉(zhuǎn)換、液壓控制等先進技術(shù)的沉降觀測設(shè)備的 專利。 【實用新型內(nèi)容】
[0009] 本實用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的建筑物沉降測量結(jié)構(gòu)測量操作復(fù)雜、難以 永久保存、成本高以及測量數(shù)據(jù)獲取麻煩、數(shù)據(jù)不準確、不能連續(xù)測量的問題，提供一種建 筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、耐久性強、精度高、自動化程度高、 經(jīng)濟實用、更加智能，其監(jiān)控方法更加方便、數(shù)據(jù)準確、能夠長時間保存數(shù)據(jù)、能夠連續(xù)測 量。
[0010] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案：
[0011] -種建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括上下設(shè)置的第一激光發(fā)射器和 第二激光發(fā)射器，第一激光發(fā)射器上設(shè)置有氣泡水平儀，第一激光發(fā)射器下部通過第一豎 向可伸縮調(diào)節(jié)軸與第一豎向位移調(diào)節(jié)電機相連;第一激光發(fā)射器上部設(shè)置有與氣泡水平儀 相對應(yīng)的攝像頭；第一激光發(fā)射器上部一側(cè)設(shè)置有與第二激光發(fā)射器相連的豎向調(diào)節(jié)裝 置;與第一、第二激光發(fā)射器相對應(yīng)地設(shè)有垂直安裝于地面上的激光接收屏；
[0012] 所述攝像頭與設(shè)置于激光接收屏底部的數(shù)字信號發(fā)射器通訊，數(shù)字信號發(fā)射器與 計算機通訊；
[0013] 第二激光發(fā)射器的后端與設(shè)置在待測建筑沉降結(jié)構(gòu)中的剛性探針相接觸；
[0014] 所述待測建筑沉降結(jié)構(gòu)底部設(shè)置有豎向液壓控制系統(tǒng)。豎向液壓控制系統(tǒng)抬起或 者向下拉建筑結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)建筑結(jié)構(gòu)的高度，減小沉降或浮升對建筑的破壞作用。
[0015] 所述豎向液壓控制系統(tǒng)中設(shè)有與計算機通訊的無線信號接收器。無線信號接收器 起接收通過數(shù)字信號發(fā)射器發(fā)出的計算機命令，并將命令傳遞給豎向液壓控制系統(tǒng)的作 用;配合對象為數(shù)字信號發(fā)射器和豎向液壓控制系統(tǒng)。
[0016] 所述第二激光發(fā)射器后半部分通過傾斜設(shè)置的彈簧與待測建筑沉降結(jié)構(gòu)相連。事 先插入待測建筑物中的探針位于激光發(fā)射器后半部上方，彈簧的作用是保證其貼合度，使 探針和激光發(fā)射器后半部緊密貼合，不管建筑物上浮還是下沉，總能使探針和激光發(fā)射器 貼合，不存在脫離現(xiàn)象，使所得數(shù)據(jù)總是有效數(shù)據(jù)。
[0017] 所述豎向調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置于第一激光發(fā)射器上部一側(cè)的第二豎向位移調(diào)節(jié)電 機，第二豎向位移調(diào)節(jié)電機與第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸一端相連，第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸另 一端與設(shè)置于第二激光發(fā)射器中心位置的水平軸相連，第二激光發(fā)射器能以水平軸為中心 轉(zhuǎn)動。
[0018] 所述第一、第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸均與第一激光發(fā)射器保持垂直。
[0019] 所述氣泡水平儀分別與氣泡居中粗調(diào)旋鈕和氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機相連，粗調(diào) 旋鈕通過手動調(diào)節(jié)，微調(diào)旋鈕由電機控制調(diào)節(jié)。
[0020] 所述第一、第二豎向位移調(diào)節(jié)電機、氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機均與無線信號接收 器相連。
[0021] 所述激光接收屏上設(shè)置有刻度，激光接收屏為光電信號轉(zhuǎn)化屏，光電信號轉(zhuǎn)化屏 與數(shù)字信號發(fā)射器實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
[0022] 所述剛性探針水平設(shè)置，其一端剛性設(shè)置于待測建筑沉降結(jié)構(gòu)中，剛性探針和待 測建筑沉降結(jié)構(gòu)的沉降時刻保持一致。
[0023] 利用建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)的監(jiān)控調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：
[0024] 1)對水平軸的水平度和豎向位移進行實時調(diào)整，使其空間位置時刻保持水平且豎 向位移不變，以維持水平軸位置恒定；
[0025] 2)使第二激光發(fā)射器的后端與水平剛性設(shè)置在待測建筑沉降結(jié)構(gòu)中的剛性探針 相接觸，當(dāng)待測建筑沉降結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降或者上浮時，第二激光發(fā)射器就會發(fā)生轉(zhuǎn)動，此時打 在激光接收屏上的光點位置就會發(fā)生變化，待測建筑沉降結(jié)構(gòu)的豎向位移由計算機自行實 時求得；
[0026] 3)待測建筑沉降結(jié)構(gòu)位移求得以后，若位移的絕對值大于0.5mm，計算機控制系統(tǒng) 就會給豎向液壓控制系統(tǒng)發(fā)送指令以補償建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的豎向位移。
[0027]所述步驟1)中的水平軸的水平度和豎向位移進行實時調(diào)整包括以下步驟：
[0028] (1)氣泡居中：
[0029] 首先使用氣泡居中粗調(diào)旋鈕通過手動對第一激光發(fā)射器的水平度進行初步調(diào)整， 此時氣泡水平儀的氣泡不一定在中間位置，氣泡的居中情況被攝像頭實時拍下并通過數(shù)字 信號發(fā)射器傳遞給計算機，若氣泡不在中心位置，計算機控制系統(tǒng)就會通過信號發(fā)射器對 氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機發(fā)出指令，電機帶動氣泡居中微調(diào)旋鈕開始工作，氣泡逐漸居中， 當(dāng)氣泡居中時，計算機控制系統(tǒng)就會終止氣泡居中指令，水平軸保持水平的工作完成；
[0030] (2)豎直位移調(diào)整:設(shè)定第一激光發(fā)射器工作時在激光接收屏上的投射刻度為0， 若投射刻度不為0時，激光接收屏上的數(shù)字信號發(fā)射器就會向計算機發(fā)射信號，這時計算機 控制系統(tǒng)開始工作并向第一豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸下方的第一豎向位移調(diào)節(jié)電機發(fā)出指令，第 一豎向位移調(diào)節(jié)電機帶動第一豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸上下移動，第一豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸帶動第 一激光發(fā)射器在保持水平的前提下上下運動，直至第一激光發(fā)射器的激光點停在0點，指令 終止;經(jīng)上述兩步，水平軸就能自動保持水平且豎向位移保持恒定。
[0031] 計算機控制系統(tǒng)在進行水平軸的水平度和豎向位移調(diào)節(jié)時，總是先保持氣泡居中 后調(diào)節(jié)豎向位移。
[0032] 所述步驟2)中，當(dāng)剛性探針隨待測建筑沉降結(jié)構(gòu)下降位移為Y0時，第二激光發(fā)射 器發(fā)就會繞水平軸發(fā)生逆時針轉(zhuǎn)動，同時第二激光發(fā)射器左端就會在剛性探針的作用下下 降位移為Υ0;
[0033] 若剛性探針右端到水平軸中心線的水平距離為Μ，水平軸中心線到激光接收屏的 水平距離為Ν;當(dāng)?shù)诙す獍l(fā)射器水平和轉(zhuǎn)動后在激光接收屏上的光斑位置分別為01和02， 01和02之間的刻度之差為Υ2,第二激光發(fā)射器軸心在與鋼針接觸點處下降Υ1，由三角形相 似原理可得式1和式2;若Η為第二激光發(fā)射器高度，a角值為第二激光發(fā)射器逆時針偏角，則 待測建筑沉降結(jié)構(gòu)實際的沉降值即位移Y0可由式3獲得；
[0037] 若結(jié)構(gòu)發(fā)生上浮時，第二激光發(fā)射器就會在彈簧的作用下發(fā)生順時針轉(zhuǎn)動，上浮 的位移計算方式和沉降的計算方式相同，不再贅述。
[0038] 本實用新型主要由激光發(fā)射系統(tǒng)、水平軸豎向位移控制系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)液壓控制系統(tǒng)、 激光接收屏、計算機、信號接收和發(fā)射系統(tǒng)六部分組成。首先水平軸控制系統(tǒng)對水平軸的水 平度和豎向位移自行進行實時調(diào)整，使其空間位置時刻保持水平且豎向位移不變，該系統(tǒng) 時刻工作以維持水平軸位置恒定。當(dāng)建筑機構(gòu)發(fā)生沉降或者上浮時，第二激光發(fā)射器就會 發(fā)生轉(zhuǎn)動，此時打在激光接受屏上的光點位置就會發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)的豎向位移通過式3由計 算機自行實時求得。結(jié)構(gòu)位移求得以后，若位移的絕對值大于〇.5mm，計算機控制系統(tǒng)就會 給液壓伺服系統(tǒng)發(fā)送指令以補償建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的豎向位移。
[0039]與中國專利ZL98224523.8相比較，本實用新型采用成熟的電子調(diào)節(jié)裝置來控制水 平和豎直，激光發(fā)射器采用相對獨立的二次水平調(diào)節(jié)機制，適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境，智能化程度高， 精度高。
[0040]與中國專利申請201110382820.8相比較，本實用新型不僅能判斷出是否位移，沉 降量是否合理，還能確定出沉降量和速率，糾正建筑的不均勻沉降，對建筑起到保護的作 用，實用價值和適用范圍大。
[0041 ] 與中國專利ZL201520744029.0相比較，本實用新型在測量前就能通過兩次水平垂 直調(diào)節(jié)，保證入射激光角度固定，而且放大效果依靠相似三角形原理，不存在放大誤差，所 用各類部件技術(shù)成熟，價格易于接受而且易于維護，并且可以智能全自動監(jiān)測，施工和操作 簡單易行。
[0042]中國專利申請201510093449.1相比較，本實用新型是有專門的水平豎直監(jiān)控系 統(tǒng)，在檢測過程中能實時感應(yīng)并調(diào)整到水平和鉛垂位置再進行測量，能始終保持兩個相似 三角形不受破壞，即使建筑發(fā)生扭轉(zhuǎn)也并不影響沉降量的觀測，保證算法合理性和測量結(jié) 果的可靠性。
[0043] 與常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果體現(xiàn)在以下點：
[0044] a)自動化和智能化:本系統(tǒng)基本完全實現(xiàn)自動化和智能化，為長期的沉降觀測提 供了便利。本裝置中結(jié)構(gòu)液壓控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制，同時提高了測量的精確程度，理論 上可以達到0.01mm級。
[0045] b)數(shù)據(jù)采集更加靈活:本系統(tǒng)每秒能自動采集5次數(shù)據(jù)，24小時不間歇工作，這為 更加準確和實時的測量結(jié)構(gòu)的沉降提供保證。
[0046] c)同時測量建筑上浮量:本系統(tǒng)除了可以測量常規(guī)的豎向向下沉降以外，還可以 當(dāng)建筑豎向上浮時測量建筑結(jié)構(gòu)的上浮，這是同類專利所不具備的功能。
[0047] d)沉降補償:本系統(tǒng)包含沉降補償系統(tǒng)，可以自動對房屋結(jié)構(gòu)不均勻沉降問題進 行調(diào)整，保護建筑的重要結(jié)構(gòu)，提高建筑的安全性，延長建筑物的壽命。
[0048] e)遠程控制:系統(tǒng)將所采集的數(shù)據(jù)遠程傳輸給測量人員，提高工作的效率。
[0049] f)沉降觀測讀值準確:本裝置中的激光信號接受屏采取的光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，提高測 量精度，保證沉降觀測點的相對穩(wěn)定。激光發(fā)射及刻度標尺均自帶調(diào)平，保證了沉降測量的 準確性。
[0050] g)成本經(jīng)濟:本系統(tǒng)所采用的各部分技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，保證了成本的經(jīng)濟性。
[0051] h)使用簡便:使用時只需打開設(shè)備，本系統(tǒng)即可自動觀測及記錄數(shù)值，因此并不需 要大量的專業(yè)人員的操作。
[0052] i)便于推廣：由于設(shè)備成本簡便、使用簡便且可靈活布置，對環(huán)境的要求不苛刻， 故此觀測裝置便于推廣。
[0053] j)本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計科學(xué)合理、易于實現(xiàn)，有效保證了沉降觀測點的準確 性以及建筑的裝飾施工及美觀。
【附圖說明】

[0054] 圖1是本實用新型建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055] 圖2是本實用新型水平軸保持水平及其豎向位移維持恒定原理示意圖；
[0056]圖3是建筑結(jié)構(gòu)沉降測試原理示意圖；
[0057]其中，1.第一激光發(fā)射器，2.第二激光發(fā)射器，3.氣泡水平儀，4.第一豎向可伸縮 調(diào)節(jié)軸，5.第一豎向位移調(diào)節(jié)電機，6.攝像頭，7.激光接收屏，8.數(shù)字信號發(fā)射器，9.計算 機，10.待測建筑沉降結(jié)構(gòu)，11.剛性探針，12.豎向液壓控制系統(tǒng)，13.無線信號接收器，14. 彈簧，15.第二豎向位移調(diào)節(jié)電機，16.第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸，17.水平軸，18.氣泡居中粗 調(diào)旋鈕，19.氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機，20.第一激光發(fā)射器激光發(fā)射口，21.第二激光發(fā)射 器發(fā)射口。
【具體實施方式】
[0058]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0059] 本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi) 容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不 具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實用新 型所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵 蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如"上"、"下"、"左"、"右"、"中間"及"一"等的用語， 亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào) 整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0060] 建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡寫為JBZX-1。如圖1所示，JBZX-1主要由 激光發(fā)射系統(tǒng)、水平軸豎向位移控制系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)液壓控制系統(tǒng)、激光接收屏、計算機及控制 系統(tǒng)、信號接收和發(fā)射系統(tǒng)六部分組成。其中激光接收屏固定在地上，且和地面保持垂直。 激光器發(fā)射光斑的尺寸為1mm X 1_。
[0061] 如圖1-圖3所示，建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括上下設(shè)置的第一激 光發(fā)射器1和第二激光發(fā)射器2,第一激光發(fā)射器1上設(shè)置有氣泡水平儀3,第一激光發(fā)射器1 下部通過第一豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸4與第一豎向位移調(diào)節(jié)電機5相連;第一激光發(fā)射器1上部 設(shè)置有與氣泡水平儀3相對應(yīng)的攝像頭6;第一激光發(fā)射器1上部一側(cè)設(shè)置有與第二激光發(fā) 射器2相連的豎向調(diào)節(jié)裝置;與第一、第二激光發(fā)射器1、2相對應(yīng)地設(shè)有垂直安裝于地面上 的激光接收屏7;
[0062] 攝像頭6與設(shè)置于激光接收屏7底部的數(shù)字信號發(fā)射器8通訊，數(shù)字信號發(fā)射器8與 計算機9通訊；
[0063] 第二激光發(fā)射器2的后端與設(shè)置在待測建筑沉降結(jié)構(gòu)10中的剛性探針11相接觸；
[0064] 待測建筑沉降結(jié)構(gòu)10底部設(shè)置有豎向液壓控制系統(tǒng)12。該系統(tǒng)抬起或者向下拉建 筑結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)建筑結(jié)構(gòu)的高度，減小沉降或浮升對建筑的破壞作用。
[0065] 豎向液壓控制系統(tǒng)12中設(shè)有與計算機9通訊的無線信號接收器13。無線信號接收 器起接收通過數(shù)字信號發(fā)射器發(fā)出的計算機命令，并將命令傳遞給豎向液壓控制系統(tǒng)的作 用;配合對象為數(shù)字信號發(fā)射器和豎向液壓控制系統(tǒng)。
[0066] 第二激光發(fā)射器2后半部分通過傾斜設(shè)置的彈簧14與待測建筑沉降結(jié)構(gòu)10相連。 事先插入待測建筑物中的探針11位于第二激光發(fā)射器后半部上方，彈簧14的作用是保證其 貼合度，使探針11和第二激光發(fā)射器2后半部緊密貼合，不管建筑物上浮還是下沉，總能使 探針11和第二激光發(fā)射器2貼合，不存在脫離現(xiàn)象，使所得數(shù)據(jù)總是有效數(shù)據(jù)。
[0067] 豎向調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置于第一激光發(fā)射器1上部一側(cè)的第二豎向位移調(diào)節(jié)電機 15,第二豎向位移調(diào)節(jié)電機15與第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸16-端相連，第二豎向可伸縮調(diào)節(jié) 軸16另一端與設(shè)置于第二激光發(fā)射器2中心位置的水平軸17相連，第二激光發(fā)射器2能以水 平軸17為中心轉(zhuǎn)動。
[0068] 第一、第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸4、16均與第一激光發(fā)射器1保持垂直。
[0069] 氣泡水平儀3分別與氣泡居中粗調(diào)旋鈕18和氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機19相連，粗 調(diào)旋鈕18通過手動調(diào)節(jié)，微調(diào)旋鈕由電機控制調(diào)節(jié)。
[0070] 第一、第二豎向位移調(diào)節(jié)電機5、15、氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機19均與無線信號接 收器14相連。
[0071] 激光接收屏7上設(shè)置有刻度，激光接收屏7為光電信號轉(zhuǎn)化屏，光電信號轉(zhuǎn)化屏與 數(shù)字信號發(fā)射器8實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
[0072]剛性探針11水平設(shè)置，其一端剛性設(shè)置于待測建筑沉降結(jié)構(gòu)10中，剛性探針11和 待測建筑沉降結(jié)構(gòu)10的沉降時刻保持一致。
[0073]利用建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)的監(jiān)控調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟： [0074] 1)水平軸保持水平及其豎向位移維持恒定是JBZX-1消除系統(tǒng)誤差的必要條件，對 水平軸17的水平度和豎向位移進行實時調(diào)整，使其空間位置時刻保持水平且豎向位移不 變，以維持水平軸17位置恒定；
[0075]水平軸的水平度和豎向位移進行實時調(diào)整包括以下步驟：
[0076] (1)氣泡居中：
[0077] 如圖2所示，首先使用氣泡居中粗調(diào)旋鈕18通過手動對第一激光發(fā)射器1的水平度 進行初步調(diào)整，此時氣泡水平儀3的氣泡不一定在中間位置，氣泡的居中情況被攝像頭6實 時拍下并通過數(shù)字信號發(fā)射器8傳遞給計算機9,若氣泡不在中心位置，計算機控制系統(tǒng)就 會通過信號發(fā)射器8對氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機19發(fā)出指令，電機帶動氣泡居中微調(diào)旋鈕 19開始工作，氣泡逐漸居中，當(dāng)氣泡居中時，計算機控制系統(tǒng)就會終止氣泡居中指令，水平 軸17保持水平的工作完成；
[0078] (2)豎直位移調(diào)整:設(shè)定第一激光發(fā)射器發(fā)射口 20工作時在激光接收屏7上的投射 刻度為〇,若投射刻度不為〇時，激光接收屏7上的數(shù)字信號發(fā)射器8就會向計算機9發(fā)射信 號，這時計算機控制系統(tǒng)開始工作并向第一豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸4下方的第一豎向位移調(diào)節(jié) 電機5發(fā)出指令，第一豎向位移調(diào)節(jié)電機5帶動第一豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸4上下移動，于是第一 激光發(fā)射器1就會在保持水平的前提下上下運動，直至第一激光發(fā)射器1的激光點停在0點， 指令終止;經(jīng)上述兩步，水平軸17就能自動保持水平且豎向位移保持恒定。
[0079] 計算機控制系統(tǒng)在進行水平軸17的水平度和豎向位移調(diào)節(jié)時，總是先保持氣泡居 中后調(diào)節(jié)豎向位移。
[0080] 2)使第二激光發(fā)射器2的后端與水平剛性設(shè)置在待測建筑沉降結(jié)構(gòu)10中的剛性探 針11相接觸，當(dāng)待測建筑沉降結(jié)構(gòu)10發(fā)生沉降或者上浮時，第二激光發(fā)射器2就會發(fā)生轉(zhuǎn) 動，此時打在激光接收屏7上的光點位置就會發(fā)生變化，待測建筑沉降結(jié)構(gòu)10的豎向位移由 計算機9自行實時求得；
[0081] 當(dāng)剛性探針11隨待測建筑沉降結(jié)構(gòu)10下降位移為Y0時，第二激光發(fā)射器2發(fā)就會 繞水平軸17發(fā)生逆時針轉(zhuǎn)動，同時第二激光發(fā)射器17左端就會在剛性探針11的作用下下降 位移為Y0;
[0082]若剛性探針11右端到水平軸17中心線的水平距離為M，水平軸17中心線到激光接 收屏7的水平距離為N;當(dāng)?shù)诙す獍l(fā)射器發(fā)射口 21水平和轉(zhuǎn)動后在激光接收屏7上的光斑 位置分別為01和02,01和02之間的刻度之差為Y2,第二激光發(fā)射器2軸心在與剛性探針11接 觸點處下降Y1，由三角形相似原理可得式1和式2;若Η為第二激光發(fā)射器2高度，a角值為第 二激光發(fā)射器2逆時針偏角，則待測建筑沉降結(jié)構(gòu)10實際的沉降值即位移Y0可由式3獲得；
[0086] 3)待測建筑沉降結(jié)構(gòu)10位移求得以后，若位移的絕對值大于0.5mm，計算機控制系 統(tǒng)就會給豎向液壓控制系統(tǒng)發(fā)送指令以補償建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的豎向位移。
[0087] 若結(jié)構(gòu)發(fā)生上浮時，第二激光發(fā)射器2就會在彈簧14的作用下發(fā)生順時針轉(zhuǎn)動，上 浮的位移計算方式和沉降的計算方式相同，不再贅述。
[0088] 上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新 型保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng) 域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范 圍以內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，包括上下設(shè)置的第一激光 發(fā)射器和第二激光發(fā)射器，第一激光發(fā)射器上設(shè)置有氣泡水平儀，第一激光發(fā)射器下部通 過第一豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸與第一豎向位移調(diào)節(jié)電機相連;第一激光發(fā)射器上部設(shè)置有與氣 泡水平儀相對應(yīng)的攝像頭;第一激光發(fā)射器上部一側(cè)設(shè)置有與第二激光發(fā)射器相連的豎向 調(diào)節(jié)裝置;與第一、第二激光發(fā)射器相對應(yīng)地設(shè)有垂直安裝于地面上的激光接收屏； 所述攝像頭與設(shè)置于激光接收屏底部的數(shù)字信號發(fā)射器通訊，數(shù)字信號發(fā)射器與計算 機通訊;第二激光發(fā)射器的后端與設(shè)置在待測建筑沉降結(jié)構(gòu)中的剛性探針相接觸。2. 如權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述待測建 筑沉降結(jié)構(gòu)底部設(shè)置有豎向液壓控制系統(tǒng)。3. 如權(quán)利要求2所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述豎向液 壓控制系統(tǒng)中設(shè)有與計算機通訊的無線信號接收器。4. 如權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述第二激 光發(fā)射器后半部分通過傾斜設(shè)置的彈簧與待測建筑沉降結(jié)構(gòu)相連。5. 如權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述豎向調(diào) 節(jié)裝置包括設(shè)置于第一激光發(fā)射器上部一側(cè)的第二豎向位移調(diào)節(jié)電機，第二豎向位移調(diào)節(jié) 電機與第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸一端相連，第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸另一端與設(shè)置于第二激光 發(fā)射器中心位置的水平軸相連，第二激光發(fā)射器能以水平軸為中心轉(zhuǎn)動。6. 如權(quán)利要求5所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述第一、 第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸均與第一激光發(fā)射器保持垂直。7. 如權(quán)利要求5所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述氣泡水 平儀分別與氣泡居中粗調(diào)旋鈕和氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機相連，粗調(diào)旋鈕通過手動調(diào)節(jié)， 微調(diào)旋鈕由電機控制調(diào)節(jié)。8. 如權(quán)利要求7所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述第一、 第二豎向位移調(diào)節(jié)電機、氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機均與無線信號接收器相連。9. 如權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述激光接 收屏上設(shè)置有刻度，激光接收屏為光電信號轉(zhuǎn)化屏，光電信號轉(zhuǎn)化屏與數(shù)字信號發(fā)射器實 現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。10. 如權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述剛性 探針水平設(shè)置，其一端剛性設(shè)置于待測建筑沉降結(jié)構(gòu)中，剛性探針和待測建筑沉降結(jié)構(gòu)的 沉降時刻保持一致。
【文檔編號】E02D35/00GK205712232SQ201620627307
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】趙聯(lián)楨, 陳生水, 米占寬, 鐘啟明, 胡俊, 孫高霞, 胡偉, 路平, 曹博, 廖陳暢
【申請人】海南大學(xué)