一種手持式智能化巖體結(jié)構(gòu)面粗糙度系數(shù)測(cè)量?jī)x的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種手持式智能化巖體結(jié)構(gòu)面粗趟度系數(shù)測(cè)量?jī)x，屬巖體工程測(cè)量設(shè) 備的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)面是巖體的重要組成部分，對(duì)巖體的穩(wěn)定性起著主要控制作 用，結(jié)構(gòu)面的研究是分析工程巖體性質(zhì)和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，研究表明，巖體結(jié)構(gòu)面的粗趟度對(duì) 結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)有很大影響，故巖體結(jié)構(gòu)面粗趟度系數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量是非常重要的。
[0003] 目前，巖體結(jié)構(gòu)面粗趟度系數(shù)的測(cè)量分為機(jī)械法和光學(xué)法，機(jī)械法的測(cè)量?jī)x器大 都由接觸式探針、機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置和計(jì)算機(jī)組成，該類儀器通常結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重，豎直方向測(cè) 試量程小，測(cè)量速度慢，由于巖體結(jié)構(gòu)面的凹凸不平，探針在運(yùn)行過(guò)程中容易發(fā)生卡殼，而 且測(cè)量結(jié)果需進(jìn)行后期處理才能得到巖體結(jié)構(gòu)面的粗趟度系數(shù)值，因此不適宜野外具各向 異性和非均一性的巖體結(jié)構(gòu)面粗趟度系數(shù)的測(cè)量，光學(xué)測(cè)量?jī)x器大都由激光發(fā)射裝置、接 收器、機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置和光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)組成，光學(xué)方法的儀器雖然克服了機(jī)械測(cè)量存在的卡 殼、測(cè)量速度慢的問(wèn)題，但光學(xué)測(cè)量?jī)x多局限于室內(nèi)測(cè)量，對(duì)樣品要求嚴(yán)格，所測(cè)數(shù)據(jù)也需 后期處理才能給出巖體結(jié)構(gòu)面的粗趟度系數(shù)值，因此不適用于大范圍多樣本的野外巖體結(jié) 構(gòu)面粗趟度系數(shù)的測(cè)量；例如STIMPSON研制的輪廓尺測(cè)量，是由170根等長(zhǎng)的針組成，垂 直置于巖體結(jié)構(gòu)面表面，按升降形成的輪廓進(jìn)行記錄、繪制在圖紙上測(cè)量，工序繁瑣，誤差 較大，而且不能直接給出巖體結(jié)構(gòu)面的粗趟度系數(shù)值；例如杜時(shí)貴研制的輪廓曲線儀，由探 頭、繪圖筆、平衡塊、固定板組成，使用時(shí)移動(dòng)平衡塊，探頭在巖體表面上滾動(dòng)，繪圖筆則在 固定板上連續(xù)繪制巖體表面曲線，需手動(dòng)操作，測(cè)量速度慢，不能直接給出巖體結(jié)構(gòu)面粗趟 度系數(shù)值；例如夏才初研制的巖石表面形貌儀，將機(jī)械控制、測(cè)試、數(shù)據(jù)處理相結(jié)合，但是量 程只有10mm，分辨率只有0. 01mm，儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、觸針測(cè)量易卡住，不適用于起伏度 較大的巖體結(jié)構(gòu)面測(cè)量；例如王建秀等研制的巖石結(jié)構(gòu)面測(cè)量?jī)x，通過(guò)旋轉(zhuǎn)套管、中屯、桿、 連接臂、接觸式距離測(cè)量裝置、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)組成，接觸式測(cè)量，接觸觸頭較尖，巖體 表面凹凸不平，易卡住，測(cè)量精度低；例如張叢林研制的野外記錄硬質(zhì)結(jié)構(gòu)面表面起伏形態(tài) 的儀器，克服了機(jī)械測(cè)量存在的卡殼問(wèn)題，但是所測(cè)結(jié)果需后期手動(dòng)連線處理，工作量大， 誤差大，而且不能直接給出所測(cè)巖體結(jié)構(gòu)面的粗趟度系數(shù)值。
[0004] 總之，目前用于野外直接測(cè)量巖體結(jié)構(gòu)面粗趟度系數(shù)的儀器存在較多弊端，測(cè)量 手段簡(jiǎn)陋、精度低、測(cè)量速度慢、測(cè)量工作繁瑣、不適宜野外攜帶，不能直接測(cè)出巖體結(jié)構(gòu)面 粗趟度系數(shù)值，不適宜大范圍多樣本野外巖體結(jié)構(gòu)面粗趟度系數(shù)的測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的
[0006] 本發(fā)明的目的是針對(duì)【背景技術(shù)】的不足，采用機(jī)械結(jié)構(gòu)、電子控制、計(jì)算機(jī)程序相結(jié) 合的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)一種手持式智能化巖體結(jié)構(gòu)面粗趟度系數(shù)的測(cè)量?jī)x器，W克服現(xiàn)有巖體結(jié) 構(gòu)面測(cè)量裝置和技術(shù)的不足，能夠?qū)r體結(jié)構(gòu)面粗趟度系數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)智能化快速測(cè)量，w 大幅度提高測(cè)量速度和精度。
[0007] 技術(shù)方案
[000引本發(fā)明主要結(jié)構(gòu)包括：架體、傳動(dòng)電機(jī)、支腳、傳動(dòng)絲杠、絲杠架、絲母架、絲杠軸 套、測(cè)量傳感器、傾角儀、手柄、電控盒、顯示屏、接插孔、指示燈、調(diào)控器、導(dǎo)線、背帶、電路 板、蓄電器、螺栓；
[0009] 測(cè)量?jī)x主體為架體，在架體的前部設(shè)有第一支腳、第二支腳、第=支腳；架體為長(zhǎng) 矩形體，在架體的左部設(shè)有第一絲杠架、右部設(shè)有第二絲杠架，第一絲杠架右部連接第一絲 杠軸套，第二絲杠架內(nèi)設(shè)有第二絲杠軸套；在架體的上部中間位置設(shè)有絲母架，在第一絲杠 架與第二絲杠架之間設(shè)有傳動(dòng)絲杠，傳動(dòng)絲杠與絲母架旋合連接，傳動(dòng)絲杠左部由第一絲 杠軸套固定，傳動(dòng)絲杠穿過(guò)絲母架，由右部的第二絲杠軸套固定；在第一絲杠架的左部設(shè) 有傳動(dòng)電機(jī)；在絲母架上部設(shè)有測(cè)量傳感器；在架體的后部設(shè)有手柄；在架體的左后部設(shè) 有傾角儀；在架體的左部設(shè)有電控盒，在電控盒上部設(shè)有顯示屏、接插孔、指示燈、調(diào)控器； 電控盒前部設(shè)有第一導(dǎo)線、第二導(dǎo)線，第一導(dǎo)線與傳動(dòng)電機(jī)連接，第二導(dǎo)線與測(cè)量傳感器連 接；在電控盒的下部設(shè)有背帶；在電控盒的內(nèi)部并排設(shè)有電路板、蓄電器，并由螺栓固定， 電路板上為控制電路。
[0010] 所述的控制電路由：電源穩(wěn)壓電路IC1、下載程序接口電路IC2、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電 路IC3、測(cè)量傳感器接口電路IC4、SD存儲(chǔ)卡接口電路IC5、液晶顯示屏接口電路IC6、調(diào)控 器電路IC7、振蕩晶體電路IC8、指示燈電路IC9、基準(zhǔn)電壓電路IC10、上電復(fù)位電路IC11、微 計(jì)算機(jī)處理器電路IC12組成整體電路，各分電路由導(dǎo)線互相連接。
[0011] 有益效果
[0012] 本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比具有明顯的先進(jìn)性，是針對(duì)現(xiàn)有巖體結(jié)構(gòu)面粗趟度系數(shù)測(cè) 量設(shè)備和方法存在的弊端，采用機(jī)械結(jié)構(gòu)、電子線路、計(jì)算機(jī)程序相結(jié)合的設(shè)計(jì)，用于野外 巖體結(jié)構(gòu)面粗趟度系數(shù)測(cè)量，此測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)先進(jìn)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，便于攜帶，安裝使用方 便，便于使用者對(duì)巖體結(jié)構(gòu)面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)多樣本、多方位、多角度測(cè)量，測(cè)量的數(shù)據(jù)可即時(shí)顯 示，也可采集數(shù)據(jù)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行全面分析，測(cè)量精度高，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確翔實(shí)，是十分理想的手持 式智能化巖體結(jié)構(gòu)面粗趟度系數(shù)測(cè)量?jī)x。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1測(cè)量?jī)x整體結(jié)構(gòu)圖
[0014] 圖2圖1的主視圖 [001引 圖3圖1的俯視圖
[0016] 圖4圖1的B-B剖面圖
[0017] 圖5電路板電路圖
[001引圖中所示，附圖標(biāo)記如下：
[0019] 1、架體，2、傳動(dòng)電機(jī)，3、第一支腳，4、第二支腳，5、第S支腳，6、傳動(dòng)絲杠，7、第一 絲杠架，8、第二絲杠架，9、第一絲杠軸套，10、第二絲杠軸套，11、絲母架，12、測(cè)量傳感器， 13、傾角儀，14、手柄，15、電控盒，16、顯不屏，17、接插孔，18、指不燈，19、調(diào)控器,20、束一導(dǎo) 線，21、第二導(dǎo)線，22、背帶