[发明专利]一种基坑深层水平位移监测用机器人系统及自动监测方法

权利要求书

1.一种基坑深层水平位移监测用机器人系统，其特征在于，包括：带齿导轨及电机驱动的机器人，所述带齿导轨安装在测斜管内导槽内；所述机器人设有电机、齿轮组合、动态倾角传感器、齿数计数器、数据采集及储存模块、数据传输模块；所述齿轮组合，与带齿导轨相配套，通过电机带动齿轮组合运转，供机器人在测斜管内升降移动，且齿轮组合与机器人通过活动弹簧相连；所述动态倾角传感器记录机器人在不同位置处的角度值；所述齿数计数器定位和记录机器人上下爬行距离；角度值和齿数计数保持时间同步，并将数据存储在存储模块中；待机器人爬出测斜管时，数据传输模块自动将角度值、齿数计数及对应时间传输至手持移动设备终端，并可在移动端设备查看监测数据。

2.根据权利要求1所述的一种基坑深层水平位移监测用机器人系统，其特征在于，所述带齿导轨共设有四条，两两对称分布于测斜管内，同时齿轮组合设有4个，与带齿导轨一一对应。

3.根据权利要求1所述的一种基坑深层水平位移监测用机器人系统，其特征在于，所述带齿导轨底部设置有限位装置，机器人下降至所述测斜管底部时，齿轮组合感应到限位装置时，电机反转，机器人转为向上爬行模式。

4.根据权利要求1所述的一种基坑深层水平位移监测用机器人系统，其特征在于，所述机器人还带有供电模块，供电模块为电机、动态倾角传感器、齿数计数器、数据采集及储存模块、数据传输模块等进行供电。

5.根据权利要求1所述的一种基坑深层水平位移监测用机器人系统，其特征在于，所述机器人还设置有防水外壳。

6.根据权利要求1所述的一种基坑深层水平位移监测用机器人系统，其特征在于，所述的动态倾角传感器可记录两个方向的角度值。

7.根据权利要求1所述的一种基坑深层水平位移监测用机器人系统，其特征在于，所述的数据传输模块为蓝牙模块，可与手持移动设备终端自动连接，传递相关数据。

8.根据权利要求1所述的一种基坑深层水平位移监测用机器人系统，其特征在于，所述的手持移动设备终端上安装有数据分析App应用软件，用以查看和分析所采集到的数据。

9.一种利用权利要求1-7之一机器人系统的基坑深层水平位移自动化监测方法，其特征在于，包括：

将机器人放置在测斜管的管口，所述机器人的齿轮组合安装在测斜管的齿形导轨上；

开启电源，电池给电机供电，电机带动齿轮运转，机器人沿着测斜管的齿形导轨下降并开启数据采集，动态倾角传感器和齿数计数器采集实时倾角和齿数数据，机器人下降模式以管口为不动基准点获取深层水平位移曲线；

当下降至测斜管底部时，齿轮组合感应到限位装置，电机反转，机器人转为向上爬行模式并采集数据，机器人上爬模式以管底为不动基准点获取深层水平位移曲线；

所述机器人在两两对称带齿导轨内运行时同时采集四个方向的数据，两两相对方向数据相互验证，最终可获取垂直于基坑和平行于基坑两个方向的深层水平位移；

所述数据采集模块与手持移动设备终端自动连接，自动采集数据，将获取的数据通过蓝牙传输至手持移动设备终端，所述数据采集模块为蓝牙模块。

10.根据权利要求8所述的基坑深层水平位移自动化监测方法，其特征在于，

所述方法还得出侧壁饶度曲线：

其中齿形轨道中一齿的高度为L，齿数计数器记录的随时间变化的齿数为n(t)，动态倾角传感器记录的实时倾角为θ(t)，一次测量总时间即从开始测量数据到机器人爬出管口时间为T。