[发明专利]基于激光测距的储罐基础沉降监测装置

权利要求书

1.一种基于激光测距的储罐基础沉降监测装置，包括：步进电机、丝杠、激光测距模块、滑台、光滑导杆、顶盖、下底板、中间板、电路控制板、电源、方形外壳、光电门、碰撞开关；方形外壳、顶盖和下底板构成整体外壳；下底板顶面上设有两个盲孔，分别用以固定丝杠和光滑导杆，丝杠和光滑导杆从下到上依次穿过滑台和中间板，丝杠上端固定在步进电机上，光滑导杆上端固定于中间板；滑台通过螺母与丝杠配合，将丝杠的旋转运动转换为自身的直线运动，滑台通过直线轴承与光滑导杆配合，保证自身平动且减小摩擦，滑台设有支撑板和L形板用以固定激光测距模块；中间板固定在装置三分之二高度处，用以固定步进电机和光滑导杆，中间板上有长方形通孔用以排线穿过，中间板下方3-4cm处放置光电门，光电门发射端和光电门接收端固定在方形外壳对称的两侧，用以提供初始位置的精准信号；电源放置在中间板的上部，电路控制板放置在步进电机上方，电路控制板主要包括主控芯片、无线通信模块以及RTC模块；滑台顶部有一个凸台，碰撞开关放置在中间板底部上的凸台的对应位置处，用以配合光电门实现限位与保护的作用；测量沉降过程：通过激光测距模块从上到下扫描激光标识装置，同时记录激光测距模块位置信息和测量的激光标识装置距离，分析扫描得到的曲线，找到激光标识装置半圆状凸起的圆心位置，即该次扫描后得到的储罐基础的当前状态，下一个扫描周期，同样得到激光标识装置半圆状凸起的圆心位置，与初次扫描结果相比较，即可得到特定时间段内储罐基础的沉降量。

2.根据权利要求1所述的基于激光测距的储罐基础沉降监测装置，其特征在于，方形外壳上每一侧面设有四个沉头孔，其中与底端相邻两个沉头孔与下底板通过螺丝连接，使下底板与方形外壳水平固定；每一侧面上距底端大约三分之二处的两个沉头孔与中间板通过螺丝连接，使中间板与方形外壳水平固定；方形外壳顶部的四个角各有一个螺纹孔，用于与顶盖的四个角上的沉头孔配合连接，使方形外壳与顶盖固定；方形外壳的正面有矩形开口，矩形开口处用胶粘合玻璃，玻璃的透明性便于激光测距模块发射激光进而正常工作。

3.根据权利要求2所述的基于激光测距的储罐基础沉降监测装置，其特征在于，下底板顶面设有两个圆形盲孔，一个较大、一个较小，其中较大盲孔放置滚动轴承，滚动轴承内壁与丝杠配合，较小盲孔固定光滑导杆；下底板侧面各设两个螺纹孔，下底板通过螺丝固定于方形外壳上。

4.根据权利要求3所述的基于激光测距的储罐基础沉降监测装置，其特征在于，丝杠从下到上依次穿过下底板、滑台和中间板，丝杠下端穿过轴承固定于下底板的圆形盲孔，上端穿过中间板后与步进电机连接；丝杠与滑台上的螺母相配合，将丝杠的旋转运动转换为滑台的直线运动；光滑导杆从下到上依次经过下底板、滑台及中间板，上端穿过与中间板固定，下端与下底板通过盲孔固定，通过直线轴承与滑台滑动连接。

5.根据权利要求4所述的基于激光测距的储罐基础沉降监测装置，其特征在于，滑台上部有两个阶梯型圆孔，较大的阶梯圆孔上通过三个螺栓与螺母连接，螺母与丝杠配合，将丝杠的旋转运动转换为直线运动；较小的阶梯圆孔放置直线轴承，并用带有中央孔的橡胶塞夹紧固定，该中央孔与直线轴承的中央孔同轴心，光滑导杆穿过橡胶塞和直线轴承的中央孔；滑台上部有两个螺纹孔，用于与L形板上的两个沉头孔相配合，以固定L形板；滑台底部向侧面延伸出一个支撑板，支撑板结合L形板固定激光测距模块。

6.根据权利要求5所述的基于激光测距的储罐基础沉降监测装置，其特征在于，中间板板面有一较大的圆孔，周边均匀分布四个小通孔；步进电机底部放置在较大圆孔上，通过螺丝与四个小通孔连接固定；中间板旁侧有一较小的圆形通孔，用以固定光滑导杆；中间板上有长方形通孔用以排线穿过；中间板四个侧面各有两个螺纹孔，通过螺丝固定于方形外壳上。

7.根据权利要求6所述的基于激光测距的储罐基础沉降监测装置，其特征在于，电源放置在中间板的上部，电路控制板放置在步进电机上方，电源通过电线给电路控制板提供电能，电路控制板主要包括主控芯片、无线通信模块以及RTC模块，分别实现数据的存储、传输及处理；电路控制板输出脉冲信号，控制步进电机带动丝杠进行旋转运动，电路控制板记录滑台的位置信息和激光测距模块测量的距离信号，并通过无线通信模块发送给系统。