[发明专利]一种支持单轴测斜仪全圆测回的纯机械自动转向装置

说明书

本发明公开一种支持单轴测斜仪全圆测回的纯机械自动转向装置，包括：外筒、内筒、旋转结构及若干连接零件。该转头分为2个拼接结构，能满足不同的测斜环境。其功能实现主要是通过测斜仪和旋转结构核心体的弹簧提供动力，带动管旋导轴运动。由于管旋导轴受导向槽筒的限制，使核心体下部结构产生旋转，进而带动内筒和测斜仪旋转或复位。本发明能配合自动测斜装置，实现测斜全测回的自动化监测。

技术领域

本发明涉及工程测量领域，属于深部位移智能监测技术的配套装置，尤其涉及一种支持单轴测斜仪全圆测回的纯机械自动转向装置。

背景技术

位移是评价边坡和基坑稳定性最为直接的参量，可以有效地确认土层的变形、滑移等动态变化的情况，为基坑、边坡等工程的设计提供更全面、更可靠的依据。

常用的深部位移监测方法主要基于便携式测斜仪定期获取测斜管的变形数据。便携式测斜仪是将电缆与探头相连，并通过绞线盘和测量仪表相接的测量仪器，其中探头通过倾角传感器等反应土层深部水平位移；电缆负责通信、连接并估读探头深度。其具体测斜过程需要两个人配合操作，一个人负责把测斜仪下放至管底，每隔500mm测量一次数据直到孔口，再将测斜仪转动180度下放至管底，重复测量一次，另一个人负责采集数据，将二次结果取平均即为较为精准的测量结果，但传统测斜方法存在周期长、人为误差大、且受天气变化影响大等问题。为解决以上问题，许多学者和厂家研发了不同的自动测斜装置。

自动测斜装置，主要通过驱动电机代替人工下放和提拉电缆，改善了一定的问题，但其在工程现场的应用中仍存在以下问题：

1.自动测斜装置只能测量半个测回的数据，无法实现测斜仪自动转向，不满足监测规范；

2.为满足监测要求，仍需人工/第二电机辅助监测，所消耗人力物力极大，并存在安全隐患；

3.监测过程仅为半自动，过程繁琐性大。

因此，实现测斜仪的自动转向，完善自动测斜装置的现有缺陷是一个值得关注的方向。

发明内容

本发明旨在提供一种转头机构，其通过精妙的纯机械结构设计，在探头自动提升下放过程中，实现测斜仪的自动转向与复位，实现全测回自动测斜。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种支持单轴测斜仪全圆测回的纯机械自动转向装置，包括外筒、内筒、旋转结构，内筒位于外筒内，旋转结构安装于外筒上端，所述外筒安装于测斜管内，外筒与测斜管相互固定，测斜仪位于内筒内，测斜仪于内筒内轴向移动，测斜仪和内筒同步转动，内筒上端定位于外筒上端，可相对外筒旋转；

旋转结构包括导向槽筒、管旋导轴、核心体、换向结构；

导向槽筒包括外层槽筒和内层槽筒，内层槽筒与外筒连接，外层槽筒为环形结构，外层槽筒和内层槽筒上均设有径向的锯齿线通道，外层槽筒和内层槽筒的锯齿线通道部分重叠；外层槽筒和内层槽筒通过换向结构连接；换向结构由换向拨片、换向拨环和换向连杆组成，换向拨环套于内层槽筒，位于外层槽筒上部，换向拨片为框形结构，安装于换向拨环上，换向拨片上具有限位口一，限位口一位于换向拨片内，外层槽筒上开设有供限位口一嵌入的V形缺口，V形缺口底部为限位口二，外层槽筒下方的内层槽筒上安装有定位销，定位销位于换向拨片内，V形缺口处的内层槽筒具有换向连杆，换向连杆位于换向拨片内，换向连杆的两端分别限位于限位口一和限位口二中，中间部分具有连接于内层槽筒的转动销，转动销上方的换向连杆处通过弹簧连接定位销，换向连杆通过转动销进行旋转，带动换向拨环和外层槽筒相反方向转动，外层槽筒转动后，外层槽筒的锯齿线通道与内层槽筒的锯齿线通道交错，内层槽筒锯齿线通道露出另一侧的反向引导边缘，对侧的正向引导边缘被外层槽筒的锯齿线通道覆盖，管旋导轴穿过两个锯齿线通道进行正反向移动；