一种浅圆仓滑模平台垂直度与水平度检测装置及方法与流程

本发明涉及浅圆仓滑模施工检测，具体是一种浅圆仓滑模平台垂直度与水平度检测装置及方法。

背景技术：

1、浅圆仓作为粮食、建材等物资存储的核心设施，其施工质量直接影响存储安全和使用寿命。滑模施工技术因施工效率高、结构整体性好，广泛应用于浅圆仓仓体施工中，而滑模平台作为滑模施工的核心承载与作业载体，其水平度直接决定仓体混凝土浇筑厚度均匀性、钢筋安装精度，仓体垂直度则直接影响仓体结构稳定性，二者均是滑模施工质量控制的核心指标，浅圆仓仓体高度与直径比严格控制在1.5以内，采用平底结构设计，仓壁为250-300mm厚钢筋混凝土浇筑而成。典型仓体直径25-30米，檐高16-40米，单仓储粮深度可达12-40米，容量范围5600-30000吨。按建造形式可分为落地式与架空式，其中架空式因基础处理复杂，多用于地质条件特殊区域。

2、目前，浅圆仓滑模施工中，水平度与垂直度检测多采用分离式检测方式，水平度检测多依赖水平仪、经纬仪等人工操作仪器，垂直度检测多采用吊线锤、激光铅垂仪等设备，存在以下技术缺陷：一是检测精度低，人工读数易产生误差，且受施工现场强光、粉尘、振动等环境因素干扰较大；二是自动化程度低，需要专人现场操作、记录数据，劳动强度大，且无法实现滑模平台动态上升过程中的实时监测；三是检测效率低，分离式检测无法同步获取水平度与垂直度数据，数据处理滞后，难以快速指导现场调平、纠偏操作，易导致施工偏差累积，影响施工质量；四是数据可追溯性差，人工记录的数据易丢失、篡改，难以实现施工全周期质量追溯，现有技术中，虽有部分激光检测设备应用于滑模施工检测，但多仅能实现单一指标检测，且未结合视觉识别技术进行偏差校准，检测精度和可靠性难以满足浅圆仓滑模施工的高精度要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种浅圆仓滑模平台垂直度与水平度检测装置及方法，旨在解决现有技术中现阶段分离式检测方式，精度低以及效率低，虽然也有采用激光检测，但仅能实现单一指标检测，且未结合视觉识别技术进行偏差校准，检测精度和可靠性难以满足浅圆仓滑模施工要求的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：所述一种浅圆仓滑模平台垂直度与水平度检测装置，包括浅圆仓和滑模平台，还包括安装在滑模平台上的测量机构；

3、所述测量机构包括一个伞状桁架、若干个伸缩标杆、若干组测距传感器、若干个测量轮组件和控制器；

4、所述伞状桁架的中心通过球铰接座固定连接在滑模平台的中心立柱顶部，所述伸缩标杆固定安装在浅圆仓的仓底，所述伸缩标杆的顶部设有正交十字标靶，所述正交十字标靶位于伞状桁架的中心正下方，所述伞状桁架上固定有若干个且圆周阵列间隔分布的径向臂，每个所述测距传感器均安装在对应的径向臂上；

5、若干组所述测量轮组件分别安装在径向臂的端部，若干组所述测量轮组件通过弹性预压机构紧贴与滑模平台的主梁上翼缘，所述测量轮组件内设置有内置编码器和倾角传感器；

6、所述控制器分别与测距传感器、内置编码器和倾角传感器信号连接，所述控制器根据垂直距离数据解算滑模平台的倾斜角和整体平移量，并将解算结果与测量轮组件获取的局部倾角和滚动位移数据进行融合对比。

7、优选的，所述径向臂包括内杆段、中杆段和外杆段；

8、所述内杆段与球铰接座固定连接，所述中杆段导向套设在内杆段的外侧，所述外杆段导向套设在中杆端的外侧，所述外杆段远离球铰接座的一端与测量轮组件固定连接；

9、所述内杆段和中杆段之间设置有锁止机构，所述中杆段和外杆段之间设置有双向调整机构；

10、相邻的两个所述外杆段之间固定有预紧拉索；

11、所述测距传感器安装在内杆段远离球铰接座的一端。

12、优选的，所述伸缩标杆为多级嵌套筒结构，各级之间设有纵向导向键；

13、所述伸缩标杆内部穿设有钢丝绳，所述伞状桁架的中心设置有定滑轮，所述钢丝绳的下端与伸缩标杆最上级内壁固定连接，所述钢丝绳的上端绕过定滑轮后连接配重块。

14、优选的，所述正交十字标靶包括不锈钢基板和粘贴在不锈钢基板表面的高反射率反光膜；

15、所述不锈钢基板表面刻有正交十字细线，所述正交十字标靶外包裹设有透明防尘罩。

16、优选的，所述测量轮组件包括万向轮、轮架和碟弹簧组；

17、所述碟弹簧组设置在轮架与径向臂的外杆段之间，所述编码器安装在万向轮的轮轴上，所述倾角传感器安装在轮架旁侧。

18、一种浅圆仓滑模平台垂直度与水平度检测装置的检测方法，包括以下步骤：

19、s1，通过安装在伞状桁架径向臂内段的测距传感器，以短距垂直照射在伸缩标杆顶端的正交十字标靶，实时获取各监测点到正交十字标靶的垂直距离数据；

20、s2，径向臂外端的测量轮组件，实时获取各监测点处的局部倾角和滚动位移数据；

21、s3，控制器接收步骤s1和步骤s2获取的数据，对垂直距离数据进行刚体平面拟合，解算出滑模平台的倾斜角和整体平移量；

22、s4，将步骤s3解算的倾斜角与步骤s2获取的局部倾角进行比对，当两者偏差大于设定阈值时判定传感器异常并发出报警信号，当两者偏差在设定阈值内时，以步骤s3解算的倾斜角作为调平依据；

23、s5，根据步骤s3解算的整体平移量，结合步骤s2获取的滚动位移数据，综合评估滑模平台的垂直度偏移量。

24、优选的，步骤s3中，所述刚体平面拟合采用以下公式：

25、

26、其中，为第i个监测点的垂直距离实测值，为平台中心高程，为径向臂长度，为平台绕x轴的倾斜角，为平台绕y轴的倾斜角，为第i个监测点的方位角，通过最小二乘法求解和。

27、优选的，步骤s3中，所述整体平移量的解算方法为：将各监测点的垂直距离实测值与初始标定值进行比较，当所有监测点的垂直距离实测值相对于初始标定值呈现同向等量变化时，判定滑模平台发生了整体平移，所述整体平移量的大小等于各监测点垂直距离变化量的平均值。

28、优选的，还包括步骤s6：将滑模平台的56个液压千斤顶按圆周方向均分为8组，每组对应一个监测区域，根据步骤s3解算的倾斜角计算各监测区域所需的竖向补偿量，当最大补偿量大于阈值时，将对应分组的液压千斤顶的比例流量阀开度增大以执行抬升动作，相邻分组的开度按插值递减，单次最大调节量不超过3毫米，相邻分组调节量之差不超过2毫米。

29、优选的，还包括步骤s7：将步骤s3至步骤s5的解算结果和融合比对结果发送至bs端显示终端，所述显示终端以三维桁架视图、水平度仪表、垂直度轨迹图、测量轮对比柱状图的形式进行可视化展示，并在传感器离线、标靶遮挡、测量轮数据冲突或液压压力异常时发出分级报警信号。

30、有益效果是：1.通过伞状桁架、伸缩标杆、测距传感器和测量轮组件的协同配合，利用同一套装置同时获取滑模平台的倾斜角和整体平移量，改变了传统施工中需要分别用水准仪测量水平度、铅垂仪或经纬仪测量垂直度的做法，减少了设备的投入和设备的调试时间，避免了设备与设备之间的数据割裂和坐标系不统一的问题。

31、2. 实现全自动化实时监测，无需专人现场操作、记录数据，降低了人工劳动强度，避免了人工读数误差；检测频率≥10hz，能够实现滑模平台动态上升过程中的实时监测，数据处理及时，可快速指导现场调平纠偏，避免施工偏差累积，保障施工质量。