【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及位移監測，特別是涉及一種適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統。
技術介紹
1、隨著礦山開采以及隧道、地鐵等地下工程的不斷發展，地下空間的監測日益重要。在礦山開采領域，采空區的存在對生產安全和人民生活安全構成重大隱患。采空區具有隱蔽性強、規整性差、空間形態變異性大等特點，其大量賦存打破了天然巖體原有的平衡狀態，易產生各種地壓現象，對周圍設備與工作人員造成危害。目前，對于人員無法進入的采空區及類似地下空間的監測方法極少。
2、現有技術中，常采用三維激光掃描儀通過導桿定時放入采空區或無人機定時飛入采空區進行掃描，以獲得位移量，但這種方法無法實時獲得監測數據，且設備價格昂貴，在不確定因素較多的采空區應用極易受損造成經濟損失。可見，人員無法進入的地下空間圍巖體變形實時監測技術存在缺陷，急需一種新的監測系統及方法來解決這一問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統，以解決上述現有技術存在的問題，實現人員無法進入地下空間的實時位移監測。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了如下方案：
3、本專利技術提供一種適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統，包括：
4、穿過鉆孔的安裝管，所述鉆孔將所述地下空間與外部空間連通，所述安裝管伸入所述地下空間的一端固設有固定架；所述安裝管上套設有第一軸承和第二軸承，所述第一軸承的外圈和所述第二軸承的外圈分別與所述鉆孔的內壁過盈配合；>
5、俯仰角調節機構，所述俯仰角調節機構包括第一驅動電機、第一帶輪、第二帶輪、第一轉軸、第三帶輪、第二轉軸、第四帶輪及安裝架，所述第一驅動電機與所述安裝管固連且位于所述安裝管外，所述第一驅動電機的輸出軸伸入所述安裝管內，所述第一帶輪與所述第一驅動電機的輸出軸固連，所述第一轉軸與所述安裝管轉動配合，所述第二帶輪和所述第三帶輪分別固設在所述第一轉軸上，所述第二轉軸與所述固定架轉動配合，所述第四帶輪固設在所述第二轉軸上，所述安裝架與所述第二轉軸固連，所述安裝架上固設有第一卡接頭；所述第一帶輪通過第一皮帶與所述第二帶輪傳動連接，所述第三帶輪通過第二皮帶與所述第四帶輪傳動連接；
6、激光測距儀，所述激光測距儀能夠通過第二卡接頭與所述第一卡接頭卡接；
7、轉動調節機構，所述轉動調節機構包括第二驅動電機和傳動機構，所述第二驅動電機能夠通過所述傳動機構驅動所述安裝管相對所述鉆孔轉動。
8、優選的，還包括推動機構，所述推動機構包括推桿和安裝板，所述推桿上固設有一凸塊，所述安裝管的側壁上對應所述凸塊設置有一軸向滑槽，所述推桿伸入所述安裝管時，所述凸塊部分位于所述安裝管外，且所述凸塊與所述軸向滑槽滑動配合；所述激光測距儀固設在所述安裝板上，所述安裝板上對應所述凸塊設置有一凹槽，所述凸塊能夠部分嵌入所述凹槽中；凸塊部分嵌入凹槽中時，能夠通過移動所述推桿帶動所述安裝板和所述激光測距儀移動；
9、所述第二轉軸位于所述安裝管靠近所述軸向滑槽的一側。
10、優選的，所述第一軸承的外圈連接有第一繩索，所述第二軸承的外圈連接有第二繩索，所述第一繩索和所述第二繩索都穿過所述鉆孔并部分位于所述外部空間，所述第二繩索部分位于所述第一軸承的外圈與所述鉆孔的內壁之間。
11、優選的，所述外部空間為人員能夠進入的空間。
12、優選的，所述第一驅動電機的輸出軸的軸向、所述第一帶輪的軸向、所述第二帶輪的軸向、所述第三帶輪的軸向、所述第四帶輪的軸向、所述第一轉軸的軸向及所述第二轉軸的軸向都與所述安裝管的軸向垂直。
13、優選的，所述第一卡接頭為一矩形管；
14、所述第二卡接頭包括矩形桿和分別固設在所述矩形桿兩側的彈性卡塊，所述矩形管的側壁對應兩個所述彈性卡塊分別設置有缺口，所述矩形桿能夠伸入所述矩形管內，且所述彈性卡塊能夠卡設在對應的所述缺口處。
15、優選的，所述彈性卡塊呈楔形。
16、優選的，所述第二卡接頭還包括一限位環，所述限位環通過彈簧與所述激光測距儀連接，且所述矩形桿穿過所述限位環，所述限位環用于在所述彈簧的彈力作用下與所述矩形管遠離所述安裝架的一端抵接。
17、優選的，所述傳動機構采用帶傳動機構或齒輪傳動機構；所述第二驅動電機固定設置。
18、優選的，所述安裝管遠離所述地下空間的一端的端面上設置有角度刻度線；所述第一帶輪未被所述第一皮帶覆蓋的周向側壁上設置有角度刻度線。
19、本專利技術相對于現有技術取得了以下技術效果：
20、本專利技術的適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統，通過安裝管、固定架、俯仰角調節機構、激光測距儀和轉動調節機構的配合，能夠對地下空間內的關鍵位置進行實時測距，從而為計算位移提供數據基礎，滿足了對人員無法進入的地下空間進行實時監測的需求。
21、進一步的，俯仰角調節機構能夠精確調整激光測距儀的俯仰角度，使得激光測距儀可以對準不同高度的監測靶點，提高了監測的靈活性和準確性。
22、進一步的，轉動調節機構可以驅動安裝管相對鉆孔轉動，從而帶動激光測距儀轉動，實現對不同方向的監測靶點進行測距，進一步提高了監測的全面性。
23、進一步的，激光測距儀能夠通過第二卡接頭與安裝架上的第一卡接頭卡接，實現快速安裝和拆卸，便于設備的維護和重復使用。
24、進一步的，推動機構的設置可以方便地將激光測距儀推出或收回，進一步提高了安裝和拆卸的便利性。
25、進一步的，第一軸承和第二軸承的外圈分別與鉆孔的內壁過盈配合，保證了安裝管在鉆孔內的穩定性。同時，第一繩索和第二繩索的設置可以在需要時對第一軸承和第二軸承進行回收，適應不同的鉆孔條件。
26、進一步的，第一卡接頭和第二卡接頭的特定結構設計，如矩形管和帶有彈性卡塊的矩形桿配合，以及限位環和彈簧的設置，提高了激光測距儀安裝的精度和可靠性，確保在監測過程中激光測距儀的位置穩定。
27、進一步的，安裝管遠離地下空間一端的端面上和第一帶輪的周向側壁上設置角度刻度線，方便操作人員讀取俯仰角和轉動角度，便于進行精確調整。
28、進一步的，本專利技術相比現有技術中采用昂貴的三維激光掃描儀或攜帶三維激光掃描裝置的無人機，該監測系統的成本較低，有利于大規模推廣應用。
29、進一步的，激光測距儀采用分體式安裝，且安裝時后置，在安裝過程中可以有效避免鉆孔通道輕微塌孔或有碎石時對設備造成損壞，提高了設備的抗損壞能力。
30、進一步的，設備使用完畢后，可以方便地取出并重復使用，降低了使用成本。
31、進一步的，本專利技術不僅適用于礦山采空區的監測，還可用于隧道、地鐵等其他地下硐室開挖巖體位移的實時監測，具有廣泛的適用范圍。
32、進一步的，本專利技術能夠實時監測地下空間關鍵位置的位移，及時發現潛在的安全隱患，為采取相應的措施提供及時準確的信息。
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【技術保護點】
1.一種適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統，其特征在于：還包括推動機構，所述推動機構包括推桿和安裝板，所述推桿上固設有一凸塊，所述安裝管的側壁上對應所述凸塊設置有一軸向滑槽，所述推桿伸入所述安裝管時，所述凸塊部分位于所述安裝管外，且所述凸塊與所述軸向滑槽滑動配合；所述激光測距儀固設在所述安裝板上，所述安裝板上對應所述凸塊設置有一凹槽，所述凸塊能夠部分嵌入所述凹槽中；凸塊部分嵌入凹槽中時，能夠通過移動所述推桿帶動所述安裝板和所述激光測距儀移動；
3.根據權利要求1所述的適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統，其特征在于：所述第一軸承的外圈連接有第一繩索，所述第二軸承的外圈連接有第二繩索，所述第一繩索和所述第二繩索都穿過所述鉆孔并部分位于所述外部空間，所述第二繩索部分位于所述第一軸承的外圈與所述鉆孔的內壁之間。
4.根據權利要求1所述的適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統，其特征在于：所述外部空間為人員能夠進入的空間。
5.
6.根據權利要求1所述的適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統，其特征在于：所述第一卡接頭為一矩形管；
7.根據權利要求6所述的適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統，其特征在于：所述彈性卡塊呈楔形。
8.根據權利要求6所述的適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統，其特征在于：所述第二卡接頭還包括一限位環，所述限位環通過彈簧與所述激光測距儀連接，且所述矩形桿穿過所述限位環，所述限位環用于在所述彈簧的彈力作用下與所述矩形管遠離所述安裝架的一端抵接。
9.根據權利要求1所述的適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統，其特征在于：所述傳動機構采用帶傳動機構或齒輪傳動機構；所述第二驅動電機固定設置。
10.根據權利要求1所述的適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統，其特征在于：所述安裝管遠離所述地下空間的一端的端面上設置有角度刻度線；所述第一帶輪未被所述第一皮帶覆蓋的周向側壁上設置有角度刻度線。
...【技術特征摘要】
1.一種適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統，其特征在于：還包括推動機構，所述推動機構包括推桿和安裝板，所述推桿上固設有一凸塊，所述安裝管的側壁上對應所述凸塊設置有一軸向滑槽，所述推桿伸入所述安裝管時，所述凸塊部分位于所述安裝管外，且所述凸塊與所述軸向滑槽滑動配合；所述激光測距儀固設在所述安裝板上，所述安裝板上對應所述凸塊設置有一凹槽，所述凸塊能夠部分嵌入所述凹槽中；凸塊部分嵌入凹槽中時，能夠通過移動所述推桿帶動所述安裝板和所述激光測距儀移動；
3.根據權利要求1所述的適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統，其特征在于：所述第一軸承的外圈連接有第一繩索，所述第二軸承的外圈連接有第二繩索，所述第一繩索和所述第二繩索都穿過所述鉆孔并部分位于所述外部空間，所述第二繩索部分位于所述第一軸承的外圈與所述鉆孔的內壁之間。
4.根據權利要求1所述的適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統，其特征在于：所述外部空間為人員能夠進入的空間。
5.根據權利要求1所述的適用于人員無法進入地下空間的實時位移監測系統，其特征在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：聞磊，馮文杰，苗長偉，張宇，于俊紅，張飛，曹培旺，戎密仁，龐銀萍，王俊卿，劉琳，陳曉飛，
申請(專利權)人：石家莊鐵道大學，
類型：發明
國別省市：
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