一种公路路基沉降观测装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及路基沉降观测设备技术领域，尤其涉及一种公路路基沉降观测装置及其使用方法。


背景技术：

2.路基是由填筑或开挖而形成的直接支承轨道的结构，也叫做线路下部结构，路基长期受多元载荷作用，容易发生沉降，为保证道路和行驶车辆安全，需定期检测沉降差，并且受因道路规格不同，所允许的沉降差不同，普通乡村路基允许沉降差较大，而高速路基和轨道路基允许沉降差较小；
3.然而现有的沉降观测设备的防护效果较差，容易受到外界环境所干扰，从而影响观测数据，且需要人为观测，费时费力，降低了观测效率。
4.现有专利技术中的公路路基沉降观测装置中通过设置与路基同步运动的同步升降板实现该升降板的位移传动机构虽然可以有效的进行路基沉降量的监测，但是无法实现沉降变化趋势以及沉降源头方向定位。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种公路路基沉降观测装置及其使用方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种公路路基沉降观测装置，包括固定板，所述固定板的顶部开设有安装孔，安装孔内安装有保护座，保护座的底部开设有固定槽，固定槽内滑动安装有控制板，控制板的底部铰接安装有一横向沉降板，所述控制板的一侧固定安装有齿条，固定槽的两侧内壁上转动安装有同一个转动杆，转动杆上固定套设有齿轮，齿条与齿轮啮合，所述转动杆上固定套设有两个蜗杆，保护座上开设有固定腔，固定腔的底部内壁上开设有两个转动孔，两个转动孔内均转动安装有控制杆，两个控制杆的底端均固定安装有蜗轮，蜗轮与对应的蜗杆啮合，两个控制杆的顶端均延伸至固定腔内并固定安装有第一锥齿轮，所述固定腔内转动安装有两个凸轮，两个凸轮的一侧均固定安装有第二锥齿轮，第二锥齿轮与对应的第一锥齿轮啮合，固定腔内滑动安装有移动板，两个凸轮均与移动板的底部相接触，移动板的顶部设置有一滑槽，该滑槽内滑动支撑安装有两个连接块，两个连接块上均转动连接有转动臂，所述固定腔内固定安装有控制板，控制板的顶部开设有两个移动孔，两个移动孔内均滑动安装有调节杆，转动臂的一端转动连接在对应的调节杆的底端，两个调节杆相互远离的一侧均固定安装有移动杆，两个移动杆相互远离的一侧均固定安装有检测板，固定腔的两侧内壁上均固定安装有红外距离传感器，检测板与对应的红外距离传感器相适配。
8.其中在每个所述连接块中内嵌有第一磁块，在所述控制板板体中开设有两个贯穿通孔，在所述横向沉降板板体上设置有两个圆柱形的竖直辅助杆，两个竖直辅助杆分别从就近的一个所述贯穿通孔中穿过，该竖直辅助杆杆体的顶固定连接有一挠性端头并且该挠
性端头抵接在所述移动板板体的底部，该挠性端头中内嵌有一第二磁块，所述贯穿通孔孔径远大于所述竖直辅助杆杆体的外径。
9.优选的，所述保护座的两侧均固定安装有连接架，两个连接架上固定安装有同一个光伏板。
10.优选的，所述固定槽的两侧内壁上均开设有辅助槽，转动杆的两端分别转动安装在两个辅助槽内。
11.优选的，所述固定腔的内壁上开设有两个转动槽，两个凸轮的一侧均固定安装有转动块，转动块转动安装在对应的转动槽内。
12.优选的，所述滑孔内固定安装有方形杆，调节杆上开设有方形孔，方形杆安装在方形孔内。
13.优选的，所述保护座的两侧均开设有插槽，安装孔的两侧内壁上均开设有凹槽，两个凹槽内均滑动安装有插杆，插杆安装在对应的插槽内，两个插杆相互远离的一端均开设有螺纹槽，两个螺纹槽内均螺纹连接有丝杆，丝杆的一端转动安装在对应的凹槽的内壁上，两个丝杆上均固定套设有第三锥齿轮。
14.优选的，两个凹槽的顶部内壁上均开设有固定孔，两个固定孔内均转动安装有固定杆，两个固定杆的一端均固定安装有第四锥齿轮，第四锥齿轮与对应的第三锥齿轮啮合，两个固定杆的另一端均固定安装有转动板，两个转动板上均滑动套设有转动座。
15.优选的，所述转动座的底部开设有连接槽，转动板安装在连接槽内，转动板的顶部固定安装有弹簧，弹簧的顶端固定连接在连接槽的内壁上，转动座的底部固定安装有卡块，固定板的顶部开设有多个卡槽，卡块安装在其中一个卡槽内。
16.本发明还提供一种公路路基沉降观测装置的使用方法，包括以下步骤：
17.s1：将固定板固定安装在公路路面上，在保护座安装在安装孔内，使得沉降板贴设至在路基中，拉动两个转动座，转动座带动对应的卡块移动，卡块滑出卡槽，卡块拉动对应的弹簧，弹簧发生弹性形变，便可取消转动板的转动限制，转动两个转动座，转动座带动对应的转动板转动，转动板带动对应的固定杆转动，固定杆带动对应的第四锥齿轮转动，第四锥齿轮带动对应的第三锥齿轮转动；
18.s2：第三锥齿轮带动对应的丝杆转动，丝杆带动对应的插杆移动，插杆插入对应的插槽内，便可固定保护座的使用位置，松开两个转动座，即可限制转动板的转动，将观测结构设置在保护座内，可以提升防护效果，当地基发生沉淀时，地基带动沉降板同时移动，沉降板带动控制板移动，控制板带动齿条移动，齿条可带动齿轮转动；
19.s3：齿轮带动转动杆转动，转动杆带动两个蜗杆转动，蜗杆带动对应的蜗轮转动，蜗轮带动对应的控制杆转动，控制杆带动对应的第一锥齿轮转动，第一锥齿轮带动对应的第二锥齿轮转动，第二锥齿轮带动对应的凸轮转动，两个凸轮可将移动板顶起，移动板移动的同时带动连接块移动；
20.s4：连接块带动对应的转动臂移动并转动，使得转动臂带动对应的调节杆移动，调节杆带动对应的移动杆移动，移动杆带动对应的检测板移动，红外距离传感器可对检测板移动后的位置进行检测和计算，即可快速获得地基沉降数据，光伏板可收集太阳能并转化为电能供给红外距离传感器使用。
21.s5：在地基沉降时，所述沉降板带动控制板移动下降的同时由于在沉降板的横向
延伸方向上地基的下降程度不同，因此使得所述沉降板发生倾斜，该倾斜使得两个辅助竖直杆杆体发生朝向同一侧的移动，从而带动其上的两个挠性端头在移动板底部发生朝向同一侧的滑动，从而使得所述连接块带动对应的转动臂移动并转动，由于两个连接块移动方向相同，因此使得两个检测板与就近的红外距离传感器之间的距离差增大，从而通过该距离差以及距离较大侧可以判定沉降板的倾斜方向，即获知沉降的发生源头位置朝向。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
23.1、因此本发明中通过两个辅助竖直杆以及底部铰接挂载的沉降板4设计、挠性端头的挠性材质设使得在能够进行沉降量监测的基础上还能够实现倾斜方向的监测，从而实现沉降变化趋势以及沉降源头方向定位。
24.2、本发明结构合理，操作方便，该沉降观测设备的防护效果较好，不会受到外界环境所干扰，保证观测数据的准确性，且可以自动观测，省时省力，提高了观测效率。
附图说明
25.图1为本发明提出的主视结构示意图；
26.图2为本发明提出的保护座、控制板、齿条、转动杆和齿轮的结构示意图；
27.图3为本发明提出的a部分结构示意图；
28.图4为本发明提出的b部分结构示意图；
29.图5为本发明提出的c部分结构示意图。
30.图中：1、固定板；2、保护座；3、控制板；4、沉降板；5、齿条；6、转动杆；7、齿轮；8、蜗杆；9、固定腔；10、控制杆；11、蜗轮；12、第一锥齿轮；13、凸轮；14、第二锥齿轮；15、移动板；16、连接块；17、转动臂；18、控制板；19、调节杆；20、移动杆；21、检测板；22、红外距离传感器；23、光伏板；24、插槽；25、插杆；26、丝杆；27、第三锥齿轮；28、固定杆；29、第四锥齿轮；30、转动板；31、弹簧；32、转动座；33、卡块。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
32.除非别作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。
33.参照图1-5，一种公路路基沉降观测装置，包括固定板1，固定板1的顶部开设有安装孔，安装孔内安装有保护座2，保护座2的底部开设有固定槽，固定槽内滑动安装有控制板3，控制板3的底部铰接安装有一横向沉降板4，控制板3的一侧固定安装有齿条5，固定槽的两侧内壁上转动安装有同一个转动杆6，转动杆6上固定套设有齿轮7，齿条5与齿轮7啮合，转动杆6上固定套设有两个蜗杆8，保护座2上开设有固定腔9，固定腔9的底部内壁上开设有两个转动孔，两个转动孔内均转动安装有控制杆10，两个控制杆10的底端均固定安装有蜗轮11，蜗轮11与对应的蜗杆8啮合，两个控制杆10的顶端均延伸至固定腔9内并固定安装有第一锥齿轮12，固定腔9内转动安装有两个凸轮13，两个凸轮13的一侧均固定安装有第二锥
齿轮14，第二锥齿轮14与对应的第一锥齿轮12啮合，固定腔9内滑动安装有移动板15，两个凸轮13均与移动板15的底部相接触，移动板15的顶部设置有一滑槽，该滑槽内滑动支撑安装有两个连接块16，两个连接块16上均转动连接有转动臂17，固定腔9内固定安装有控制板18，控制板18的顶部开设有两个移动孔，两个移动孔内均滑动安装有调节杆19，转动臂17的一端转动连接在对应的调节杆19的底端，两个调节杆19相互远离的一侧均固定安装有移动杆20，两个移动杆20相互远离的一侧均固定安装有检测板21，固定腔9的两侧内壁上均固定安装有红外距离传感器22，检测板21与对应的红外距离传感器22相适配。
34.其中在每个所述连接块16中内嵌有第一磁块，在所述控制板3板体中开设有两个贯穿通孔，在所述横向沉降板4板体上设置有两个圆柱形的竖直辅助杆，两个竖直辅助杆分别从就近的一个所述贯穿通孔中穿过，该竖直辅助杆杆体的顶固定连接有一挠性端头并且该挠性端头抵接在所述移动板15板体的底部，该挠性端头中内嵌有一第二磁块，所述贯穿通孔孔径远大于所述竖直辅助杆杆体的外径。
35.本实施例中，保护座2的两侧均固定安装有连接架，两个连接架上固定安装有同一个光伏板23。
36.本实施例中，固定槽的两侧内壁上均开设有辅助槽，转动杆6的两端分别转动安装在两个辅助槽内。
37.本实施例中，固定腔9的内壁上开设有两个转动槽，两个凸轮13的一侧均固定安装有转动块，转动块转动安装在对应的转动槽内，凸轮13转动时可带动转动块在转动槽内转动，提升了凸轮13转动时的位置。
38.本实施例中，滑孔内固定安装有方形杆，调节杆19上开设有方形孔，方形杆安装在方形孔内。
39.本实施例中，保护座2的两侧均开设有插槽24，安装孔的两侧内壁上均开设有凹槽，两个凹槽内均滑动安装有插杆25，插杆25安装在对应的插槽24内，两个插杆25相互远离的一端均开设有螺纹槽，两个螺纹槽内均螺纹连接有丝杆26，丝杆26的一端转动安装在对应的凹槽的内壁上，两个丝杆26上均固定套设有第三锥齿轮27。
40.本实施例中，两个凹槽的顶部内壁上均开设有固定孔，两个固定孔内均转动安装有固定杆28，两个固定杆28的一端均固定安装有第四锥齿轮29，第四锥齿轮29与对应的第三锥齿轮27啮合，两个固定杆28的另一端均固定安装有转动板30，两个转动板30上均滑动套设有转动座32。
41.本实施例中，转动座32的底部开设有连接槽，转动板30安装在连接槽内，转动板30的顶部固定安装有弹簧31，弹簧31的顶端固定连接在连接槽的内壁上，转动座32的底部固定安装有卡块33，固定板1的顶部开设有多个卡槽，卡块33安装在其中一个卡槽内。
42.本实施例还提供一种公路路基沉降观测装置的使用方法，包括以下步骤：
43.s1：将固定板1固定安装在公路路面上，将保护座2安装在安装孔内，使得沉降板4贴设至在路基中，拉动两个转动座32，转动座32带动对应的卡块33移动，卡块33滑出卡槽，卡块33拉动对应的弹簧31，弹簧31发生弹性形变，便可取消转动板30的转动限制，转动两个转动座32，转动座32带动对应的转动板30转动，转动板30带动对应的固定杆28转动，固定杆28带动对应的第四锥齿轮29转动，第四锥齿轮29带动对应的第三锥齿轮27转动；
44.s2：第三锥齿轮27带动对应的丝杆26转动，丝杆26带动对应的插杆25移动，插杆25
插入对应的插槽24内，便可固定保护座2的使用位置，松开两个转动座32，即可限制转动板30的转动，将观测结构设置在保护座2内，可以提升防护效果，当地基发生沉淀时，地基带动沉降板4同时移动，沉降板4带动控制板3移动，控制板3带动齿条5移动，齿条5可带动齿轮7转动；
45.s3：齿轮7带动转动杆6转动，转动杆6带动两个蜗杆8转动，蜗杆8带动对应的蜗轮11转动，蜗轮11带动对应的控制杆10转动，控制杆10带动对应的第一锥齿轮12转动，第一锥齿轮12带动对应的第二锥齿轮14转动，第二锥齿轮14带动对应的凸轮13转动，两个凸轮13可将移动板15顶起，移动板15移动的同时带动连接块16移动；
46.s4：连接块16带动对应的转动臂17移动并转动，使得转动臂17带动对应的调节杆19移动，调节杆19带动对应的移动杆20移动，移动杆20带动对应的检测板21移动，红外距离传感器22可对检测板21移动后的位置进行检测和计算，即可快速获得地基沉降数据，光伏板23可收集太阳能并转化为电能供给红外距离传感器22使用。
47.s5：在地基沉降时，所述沉降板4带动控制板3移动下降的同时由于在沉降板4的横向延伸方向上地基的下降程度不同，因此使得所述沉降板4发生倾斜，该倾斜使得两个辅助竖直杆杆体发生朝向同一侧的移动，从而带动其上的两个挠性端头在移动板15底部发生朝向同一侧的滑动，从而使得所述连接块16被磁性吸附在滑槽内同向运动，连接块16带动对应的转动臂17移动并转动，由于两个连接块16移动方向相同，因此使得两个检测板21与就近的红外距离传感器22之间的距离差增大，从而通过该距离差以及距离较大侧可以判定沉降板4的倾斜方向，即获知沉降的发生源头位置朝向，如果是均匀沉降，则两个检测板21与就近的红外距离传感器22之间的距离差为零且两个红外距离传感器22的输出值相同，其中辅助竖直杆杆体顶部的挠性端头设计使得两个辅助竖直杆能够在沉降板4倾斜时依然能够同时抵接移动板15底部，在所述挠性端头上还可以选择增加滚轮使得在移动板15底部运动更加顺畅。
48.因此本发明中通过两个辅助竖直杆以及底部铰接挂载的沉降板4设计、挠性端头的挠性材质设使得在能够进行沉降量监测的基础上还能够实现倾斜方向的监测，从而实现沉降变化趋势以及沉降源头方向定位。
49.本发明相对现有技术获得的技术进步是：本发明结构合理，操作方便，该沉降观测设备的防护效果较好，不会受到外界环境所干扰，保证观测数据的准确性，且可以自动观测，省时省力，提高了观测效率。