[发明专利]可调节变阻式结构面三维形貌测量装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种岩体结构面三维表面形貌测量装置，特别涉及的是一种可调节变阻式结构而三维形貌测量装置。   

背景技术：

结构面的影响是使岩体力学性质不同于完整岩体的根本原因。对结构面的真实形貌进行精确测量是研究岩体变形和强度特征，评价结构面岩体稳定性的必要前提。结构面粗糙程度是硬性结构面的关键力学参数之一，然而结构面表面是粗糙起伏凹凸不平的，其粗糙起伏程度千变万化，对其真实形貌进行精确测量一直是个难题。在实际对结构面测量多为测量其粗糙度剖面曲线，对其三维形貌考虑不足，然而岩体结构面其本身的复杂程度是难以用几组剖面线简单的表示的，必须充分考虑其三维形貌，并对其三维形貌进行精确测量。目前在该领域，对结构面的三维形貌测量方法主要有两大类，即光学法和机械法两种。当前虽然有部分光学仪器可以进行精密测量，但多用于室内测量研究，且光学测量设备对操作环境要求苛刻，需要标准岩石断面试件，不能够很好地在野外应用,有时由于结构面表面风化和地下水渗入、光线不足、粉尘富集等因素会影响测量仪器的使用效果（例如地下硐室施工建设，大坝勘察阶段开挖的平洞、竖井，公路、铁路隧洞建设等实际工程）。从而导致其在生产和研究工作中难以普遍推广运用。常规机械法在野外工作中主要是利用百分表在结构面表面间隔性的插入来测量结构面的起伏参数, 间接获取, 其测量精度和绘制速度均不理想，劳动强度高，且受工作环境的影响较大，在工程实践中实用性较差。

发明内容：

本发明的目的是为了克服目前已有岩体结构面表面形貌测量装置存在的不足，提供一种结构简单，操作方便，工作效率高，造价经济，实用性强，满足工程建设及科学研究的需要的可调节变阻式结构面表面三维形貌测量装置。

本发明的目的是这样来实现的： 

本发明可调节变阻式结构面三维形貌测量装置，该装置中有可调节式基座支架、变阻式测量探针、控制箱，可调节基座支架中有外固定支座、中转动尺座、内移动尺座、探针基座，中转动尺座位于外固定支座中，两水平转轴分别装在外固定尺座两对应边上且分别穿过中转动尺座相应边使中转动尺座绕两水平转轴转动并通过固定件固定，中转动尺座相对两面上分别有平行于两水平转轴轴线的横向滑槽，两分别装在两横向滑槽中的横向滑块的上端分别穿过内移动尺座对应端带动内移动尺座沿横向滑槽滑动并能通过固定件固定，内移动尺座上有与两横向滑槽垂直的纵向滑槽，探针基座装在纵向滑槽上并沿纵向滑槽滑动且能固定，探针基座上有至少一个探针卡座，变阻式测量探针中有由横向装有导电钢珠环且下端有隔板的绝缘套管和上端卡入绝缘管下端的内置绝缘套管组成的绝缘壳体，绝缘壳体沿轴向有探针轴滑道，探针轴位于探针轴滑道中且针尖伸出内置外绝缘套管外，内置绝缘套管中有弹簧腔，位于弹簧腔内的第一弹簧套在探针轴上，绝缘套管中有装在探针轴上部且与探针轴同轴线的绝缘棒，绝缘棒上绕有电阻丝线圈并且穿在导电钢珠环内孔上与导电钢珠接触，在导电钢珠环上部有输出导线，电阻丝线圈顶部有输入导线，电流从电阻丝线圈顶部输入从导电钢珠环输出从而形成闭合回路，内置绝缘套管下部有与探针基座上的探针卡座配合的卡齿。

上述的外固定支座上位于水平转轴的位置装有量角器，中转动支座上相对横向滑槽的位置有横向刻度尺，内移动尺座上相对纵向滑槽的位置有纵向刻度尺。 

上述的绝缘棒上端与绝缘套管顶部间装有第二弹簧。 

上述的探针基座上的探针卡座为三个，变阻式测量探针为三个、分别装在三个探针卡座上。 

上述的探针基座中有底座、位于底座底部的伸入纵向滑槽中的纵向滑块，装在底座上的两滑杆，两滑杆上分别装有压缩弹簧，上座通过分别与两滑杆配合的滑孔装在两滑杆上，卡座位于上座上，在滑杆位于底座和上座间的上、下位置上分别装有吸片、磁铁，电磁铁通过导线受电磁铁控制开关控制，电磁铁通电后与吸片接触、从而压缩滑杆上的压缩弹簧带动探针向下运动，断开电流后、电磁铁与吸片脱离，变阻式探针通过压缩弹簧反弹回原来高度。 

上述的外固定支座四周分别装有水平调节支撑螺杆、与水平调节支撑螺杆配合的调节固定螺母，外固定支座上装有水准仪。