[发明专利]一种测量边坡土体位移的装置

说明书

本发明提供一种测量边坡土体位移的装置，包括机体，机体的上端设置工作台，工作台的上端开设凹槽，凹槽内放置光纤传感器和挡块，工作台的上端安装机械臂、摄像头和太阳能薄膜板，机械臂用以抓取挡块并将挡块放置在边坡测量位置，摄像头用以摄取边坡图像，机体的下端设置底板，底板的下方安装驱动机体运行的前置车轮和后置车轮，机体的内部放置蓄电池和储存器，蓄电池与太阳能薄膜板连接，太阳能薄膜板将太阳能转化为电能后给蓄电池充电，蓄电池储存电能并为储存器和光纤传感器供电，储存器连接层叠滤波器，储存器用以储存光纤传感器测得的边坡测量位置的应力变化信息，层叠滤波器用以对应力变化进行叠加计算得到边坡土体的位移。本发明操作简便。

技术领域

本发明涉及位移测量装置，尤其涉及一种测量边坡土体位移的装置。

背景技术

边坡指的是为保证路基稳定，在路基两侧做成的具有一定坡度的坡面，边坡按成因分类：可分为人工边坡和自然边坡；按地层岩性分类：可分为土质边坡和岩质边坡；按岩层结构分为：层状结构边坡、块状结构边坡、网状结构边坡；按岩层倾向与坡向的关系分为：顺向边坡、反向边坡、直立边坡；按使用年限分类：可分为永久性边坡和临时性边坡。边坡的稳定性评价和演化预测常常需要对边坡土体的位移做出测量，以便实时了解边坡状态是否异常。

常用的测量边坡土体位移的仪器为传统的机械式或电测式的钻孔测斜仪、多点位移计，但是钻孔测斜仪和多点位移计存在操作繁琐、怕潮湿、寿命短、成本高、信号传输距离短、可靠性差的缺点，不适合边坡的长期在线监测，难以满足现阶段边坡工程安全监测的需要。光纤光栅传感器采用光纤作为传感和传输介质，具有抗电磁干扰、动态范围宽、灵敏度高、便于组网、远距离和长期性要求，可实现分布式测量等优点，能够很好地满足边坡长期安全监测的要求，但是利用光纤光栅传感器测量边坡土体位移时，往往需要操作人员将传感器放置到边坡裂缝中，操作难度大、比较危险、劳动成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种能够有效降低劳动成本、操作简单的测量边坡土体位移的装置。

本发明提供一种测量边坡土体位移的装置，包括机体，所述机体的内部为中空结构，所述机体的上端设置工作台，所述工作台的上端开设凹槽，所述凹槽内放置光纤传感器和挡块，所述挡块与光纤传感器连接，所述工作台的上端安装机械臂、摄像头和太阳能薄膜板，所述摄像头用以摄取边坡图像，所述机械臂抓取挡块，并根据摄像头获取的边坡图像将挡块放置在边坡的测量位置，所述挡块会随着边坡移动，使所述挡块移动的应力传递给光纤传感器，所述光纤传感器测量应力的变化，所述机体的下端设置底板，所述底板的下方安装驱动机体运行的前置车轮和后置车轮，所述机体的内部放置蓄电池和储存器，所述蓄电池与所述太阳能薄膜板连接，所述太阳能薄膜板将太阳能转化为电能后给蓄电池充电，所述蓄电池储存电能并为储存器和光纤传感器供电，所述储存器连接层叠滤波器，所述储存器储存光纤传感器测得的边坡测量位置的应力变化信息并将该应力变化信息传递给层叠滤波器，所述层叠滤波器接收到前后两次的应力变化信息后对边坡测量位置的应力变化进行叠加计算得到边坡土体的位移。

进一步地，所述前置车轮为左右对称设置的一组，所述前置车轮通过主动轴连接在底板上，所述主动轴上连接一齿轮，所述机体的内部还放置第二控制装置和第二伺服电机，所述第二控制装置用以控制第二伺服电机转动，所述第二伺服电机转动带动所述齿轮转动，所述齿轮转动带动前置车轮转动。

进一步地，所述后置车轮为左右对称设置的一组，所述后置车轮通过传动轴连接有从动链轮，位于右侧的从动链轮通过第一传动链连接第一主动链轮，位于左侧的从动链轮通过第二传动链连接第二主动链轮，所述第一主动链轮和第二主动链轮通过转轴连接第一伺服电机，所述第一伺服电机位于机体的内部，所述第一伺服电机的转动通过第二控制装置控制，所述第一伺服电机转动后带动第一主动链轮和第二主动链轮转动，所述第一主动链轮、第二主动链轮转动带动两个从动链轮转动，两个所述从动链轮转动后带动后置车轮转动。

进一步地，所述机械臂的下端连接第一控制装置，所述第一控制装置用以控制机械臂抓取挡块。