表面變形光學測量照準目標保護裝置和監(jiān)測系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種建筑物表面變形光學測量照準目標保護裝置和監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。本發(fā)明的建筑物表面變形光學測量照準目標保護裝置，包括保護罩和底座；所述保護罩可拆卸的固定安裝在所述底座上；所述底座固定安裝在觀測墩上；所述保護罩為圓筒結構，固定安裝前，可水平旋轉至任意方位。照準目標固定安裝在觀測墩上，并得到有效保護，免受外界擾動和侵蝕，降低了管理維護成本，節(jié)省了儲存空間；省去每次觀測時照準目標安裝調平、調向的步驟，提高了測量觀測效率；消除了拆裝照準目標帶來的人為觀測誤差，提高了觀測精度。
【專利說明】表面變形光學測量照準目標保護裝置和監(jiān)測系統(tǒng)及方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及建筑物表面變形監(jiān)測【技術領域】，尤其涉及一種建筑物表面變形光學測 量照準目標保護裝置和采用所述保護裝置的監(jiān)測系統(tǒng)以及采用所述保護裝置的監(jiān)測方法。

【背景技術】
[0002] 建筑物表面變形監(jiān)測是工程安全監(jiān)測的重要項目之一，隨著監(jiān)測技術的發(fā)展，工 程安全監(jiān)測的自動化是大勢所趨。目前，表面變形自動化監(jiān)測系統(tǒng)的主流是光學測量全站 儀監(jiān)測系統(tǒng)和全球衛(wèi)星定位監(jiān)測系統(tǒng)（GNSS)，后者因環(huán)境條件制約因素較多和建設成本較 高，應用不如前者廣泛。光學測量全站儀自動監(jiān)測系統(tǒng)基于全站儀ATR(目標自動識別）功 能建立，照準目標整平、調向后固定安裝在測點上，觀測效率較傳統(tǒng)光學測量手段得到大幅 提高，尤其是測點數(shù)量眾多的工程；其弊端是照準目標長期暴露在外，得不到有效的保護， 容易損壞及丟失，這令大多數(shù)建設者十分擔憂，甚至成為系統(tǒng)能否被實施的關鍵，一定程度 上阻礙了表面變形監(jiān)測自動化的進程。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種經濟實用、操作簡便的建筑物表面變形光學測量照準 目標保護裝置和監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法，從而解決現(xiàn)有技術中存在的前述問題。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：
[0005] -種建筑物表面變形光學測量照準目標保護裝置，包括保護罩和底座；所述保護 罩可拆卸的固定安裝在所述底座上；所述底座固定安裝在觀測墩上。
[0006] 優(yōu)選的，所述保護罩整體為圓筒式結構；所述保護罩在所述底座上固定之前，可水 平旋轉至任意方位。
[0007] 優(yōu)選的，所述保護罩包括罩體、罩門、頂蓋、合頁、鎖具；所述罩體主體為薄壁瓦片 結構，頂部和底部均設有與所述罩體一體且同軸的連接環(huán)片；所述罩門主體為薄壁瓦片結 構，與所述罩體的直徑相同，所述罩門閉合后與所述罩體形成一完整的薄壁管狀結構；所述 頂蓋為圓形薄板，直徑略大于所述罩體，同軸焊接于所述罩體頂部；所述合頁的兩翼分別焊 接在所述罩體和罩門上，所述罩門可相對于罩體平開；所述鎖具安裝在所述罩體和所述罩 門的閉合處。
[0008] 優(yōu)選的，所述罩體和所述罩門上各對應焊接一個外凸的水平插銷孔，并配備一個 配套插銷，所述罩門敞開后，兩個所述插銷孔能夠處于重疊位置，且所述配套插銷能夠同時 插入處于重疊位置的兩個所述插銷孔內。
[0009] 優(yōu)選的，所述罩門上焊接有拉手和/或所述鎖具采用小型三角鎖芯，并配套有專 用統(tǒng)開鑰匙。
[0010] 優(yōu)選的，所述底座包括底盤、四個錨栓和四個螺桿，并配置有四套與所述螺桿配套 的壓塊、彈墊和螺母；所述底盤為圓形薄板，所述底盤的中心區(qū)域開有圓孔或方孔；所述錨 栓共圓，且各相鄰的所述錨栓均間隔90度布置，所述錨栓均垂直焊接在所述底盤下部；所 述螺桿共圓，且各相鄰的所述螺桿均間隔90度布置，所述螺桿均垂直焊接在所述底盤上 部；所述配套的壓塊、彈墊和螺母在每個所述螺桿上安裝一套，用于從所述保護罩內部壓制 所述罩體底部的連接環(huán)片，將所述保護罩固定鎖死在所述底座上；所述錨栓用于將所述底 座固定在所述觀測墩上。
[0011] 優(yōu)選的，所述底座的底盤直徑、所述底盤中心的孔的形狀和所述四個錨栓的公共 圓直徑均與安裝有通用式強制對中基座的觀測墩相匹配；
[0012] 或者
[0013] 所述底座的底盤直徑、所述底盤中心的孔的形狀和所述四個錯栓的公共圓直徑均 與安裝有鋼管標基座的觀測墩相匹配。
[0014] 優(yōu)選的，所述保護罩中的所述合頁和所述鎖具的三角鎖芯和鎖片均為不銹鋼材 質，所述保護罩中的其他部件均采用型鋼或碳鋼加工制作而成且表面噴塑；和/或所述底 座中的壓塊、彈墊和螺母均為不銹鋼材質，所述底座中的其他部件均采用型鋼或碳鋼加工 制作而成且表面噴塑。
[0015] -種建筑物表面變形光學測量監(jiān)測系統(tǒng)，包括所述的照準目標保護裝置、照準目 標和全站儀監(jiān)測系統(tǒng)，所述照準目標安裝在所述觀測墩上的通用式強制對中基座上或鋼 管標基座上且位于所述照準目標保護裝置內，所述照準目標采用單層棱鏡或雙層支架棱鏡 組，所述全站儀監(jiān)測系統(tǒng)為包含一臺或一臺以上全站儀的自動監(jiān)測系統(tǒng)。
[0016] 一種應用所述的建筑物表面變形光學測量監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，包括以下步驟：
[0017] 在非觀測狀態(tài)下，保護裝置的罩門鎖閉，保護內部的照準目標；
[0018] 當需要觀測時，將所述罩門打開，并使所述罩門保持開放狀態(tài)；
[0019] 啟動全站儀監(jiān)測系統(tǒng)進行觀測；
[0020] 觀測結束后關閉所述罩門并鎖閉。
[0021] 本發(fā)明的有益效果是：
[0022] (1)照準目標固定安裝在觀測墩上，并得到有效保護，免受外界擾動和侵蝕，降低 了管理維護成本，節(jié)省了儲存空間；(2)省去每次觀測時照準目標安裝調平、調向的步驟， 提高了測量觀測效率；（3)消除了拆裝照準目標帶來的人為觀測誤差，提高了觀測精度； (4)消除了現(xiàn)有技術的弊端，有利于促進表面變形監(jiān)測自動化進程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明的照準目標保護裝置（適配于安裝有通用強制對中基座的觀測墩） 的部件分解結構示意圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明的照準目標保護裝置（適配于安裝有鋼管標基座的觀測墩）的部件 分解結構示意圖；
[0025] 圖3是本發(fā)明的照準目標保護裝置安裝之后處于觀測狀態(tài)中的結構示意圖；
[0026] 圖4是本發(fā)明的照準目標保護裝置安裝之后處于非觀測狀態(tài)中的結構示意圖；
[0027] 其中：1 保護罩；2 底座；3 通用強制對中基座；4 鋼管標基座； 5--觀測墩；6--罩體；7--罩門；8--頂蓋；9--合頁；10--鎖具；11--連接環(huán) 片；12--插銷孔；13--拉手；14--底盤；15--錨栓；16--螺桿；17--壓塊、彈墊、 螺母。

【具體實施方式】
[0028] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖，對本發(fā)明進 行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0029] 如圖1-4所示，本發(fā)明公開了一種經濟實用、操作簡便的建筑物表面變形光學測 量照準目標保護裝置和監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。本發(fā)明的建筑物表面變形光學測量照準目標 保護裝置，包括保護罩和底座；所述保護罩可拆卸的固定安裝在所述底座上；所述底座固 定安裝在觀測墩上；所述保護罩為圓筒結構，固定安裝前，可水平旋轉至任意方位。
[0030] 所述保護罩包括罩體、罩門、頂蓋、合頁、鎖具，所述罩體主體為薄壁瓦片結構，頂 部和底部為與之一體且同軸的連接環(huán)片，所述罩門主體為薄壁瓦片結構，與所述罩體的直 徑相同，所述罩門閉合后與所述罩體形成一完整的薄壁管狀結構，所述頂蓋為圓形薄板，直 徑略大于所述罩體，方便搬運及擋雨，同軸焊接于所述罩體頂部，所述合頁兩翼分別焊接在 所述罩體和罩門外壁，使得所述罩門可相對于罩體平開，所述鎖具安裝在所述罩體和罩門 閉合處；所述罩體和所述罩門上各對應焊接一個外凸的水平插銷孔，并配備一個配套插銷， 所述罩門敞開后，插銷孔重疊，將配套插銷插入孔內，所述罩門可定位在敞開位置；所述罩 門外焊接一個拉手，方便罩門開啟；所述鎖具采用小型三角鎖芯，采用常規(guī)工具難以開啟， 配套專用統(tǒng)開鑰匙，一把鑰匙即可開啟所有保護罩，方便快捷。
[0031] 所述底座包括底盤、四個錨栓和四個螺桿，并配置四套與所述螺桿配套的壓塊、彈 墊、螺母；所述底盤為圓形薄板，中心區(qū)域開圓孔或正方孔；所述錨栓共圓，間隔90度垂直 焊接在底盤下部；所述螺桿共圓，間隔90度垂直焊接在底盤上部；所述配套的壓塊、彈墊、 螺母在每個螺桿上安裝一套，從保護罩內部壓制所述罩體底部的連接環(huán)片，將所述保護罩 固定鎖死在所述底座上。所述底座有兩種型式，分別匹配于安裝有通用強制對中基座和鋼 管標基座的觀測墩；所述底座的兩種型式，區(qū)別在于：①所述底盤直徑不同，②所述底盤中 心區(qū)域開孔形狀不同，③所述四個錨栓的公共圓直徑不同。
[0032] 所述合頁、鎖具的三角鎖芯和鎖片、壓塊、彈墊、螺母均為不銹鋼材質；所述保護罩 和底座的其他部件均采用型鋼或碳鋼加工制作，表面噴塑。
[0033] 本發(fā)明的采用所述保護裝置的監(jiān)測系統(tǒng)，包括所述的照準目標保護裝置、照準目 標、全站儀監(jiān)測系統(tǒng)，所述照準目標采用單層棱鏡或雙層支架棱鏡組，所述全站儀監(jiān)測系統(tǒng) 為包含一臺及以上全站儀的自動監(jiān)測系統(tǒng)；所述照準目標永久固定安裝在強制對中基座 上，利用所述照準目標保護裝置進行保護；觀測時打開罩門，觀測結束后將罩門鎖閉。
[0034] 下面以采用了本發(fā)明技術方案的某大型水庫工程為例結合附圖進一步說明： [0035] 某大型水庫水工建筑物，原有的表面變形測點一部分被損毀，一部分變得不便利 用，且原表面變形采用人工觀測，觀測工作量較大，觀測周期較長，效率不高，難以滿足工程 安全運行管理的要求，需要建立全站儀表面變形自動監(jiān)測系統(tǒng)。該工程表面變形自動監(jiān)測 系統(tǒng)基于2臺全站儀建立，共70多個測點，壩上游30多個，壩下游40多個，壩上游和壩下 游測點均利用兩個工作基點進行觀測，觀測方法包括極坐標和交會法，照準目標相應采用 單層棱鏡和雙層支架棱鏡組；測點包括常用的兩種觀測墩型式，墩頂分別安裝通用式強制 對中基座和鋼管標基座。該工程壩頂有縣級公路通過，工程區(qū)有24小時安保人員值班及監(jiān) 控，考慮防盜及人為損毀，管理者要求對測點照準目標加強保護。為了實現(xiàn)對測點照準目標 的保護，又能夠滿足自動觀測條件，在該工程應用了本發(fā)明所述的建筑物表面變形光學測 量照準目標保護裝置和監(jiān)測系統(tǒng)以及監(jiān)測方法，具體實現(xiàn)過程如下：
[0036] 先在觀測墩上對應安裝所述照準目標保護裝置的底座，底座采用在觀測墩頂打孔 注膠的方式安裝固定，安裝時注意調整底座使之水平，底盤與觀測墩頂面之間的間隙采用 環(huán)氧砂漿填充密封，待底座安裝完成，填膠及砂漿固化后，將保護罩放置在底座上，調整開 門方向朝向相應的工作基點，以不影響觀測為準，然后上緊壓片螺母，將保護罩固定牢靠； 打開罩門，在強制對中基座或鋼管標基座上安裝照準目標，注意調整照準目標基座水平度 滿足要求，并調整照準目標朝向，極坐標法觀測的朝向一個工作基點，交會法觀測的同時朝 向兩個工作基點，調整完成后鎖閉保護罩。
[0037] 當需要觀測時，在自動化系統(tǒng)進行觀測準備工作的同時，派人將保護罩全部打開， 并插上插銷定位，防止罩門被風吹閉；準備工作完成，觀測人員在監(jiān)測控制室發(fā)送指令，全 站儀即按預先設定的模式或實時指令對測點進行自動觀測，觀測數(shù)據通過無線信號實時傳 回控制室，并由軟件進行實時自動分析處理；觀測完成后，將保護罩全部鎖閉即可。
[0038] 通過采用本發(fā)明公開的上述技術方案，得到了如下有益的效果：
[0039] (1)照準目標固定安裝在觀測墩上，并得到有效保護，免受外界擾動和侵蝕，降低 了管理維護成本，節(jié)省了儲存空間；(2)省去每次觀測時照準目標安裝調平、調向的步驟， 提高了測量觀測效率；（3)消除了拆裝照準目標帶來的人為觀測誤差，提高了觀測精度； (4)消除了現(xiàn)有技術的弊端，有利于促進表面變形監(jiān)測自動化進程。
[0040] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應 視本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種建筑物表面變形光學測量照準目標保護裝置，其特征在于，包括保護罩和底座； 所述保護罩可拆卸的固定安裝在所述底座上；所述底座固定安裝在觀測墩上。
2. 根據權利要求1所述的建筑物表面變形光學測量照準目標保護裝置，其特征在于， 所述保護罩整體為圓筒式結構；所述保護罩在所述底座上固定之前，可水平旋轉至任意方 位。
3. 根據權利要求1所述的建筑物表面變形光學測量照準目標保護裝置，其特征在于， 所述保護罩包括罩體、罩門、頂蓋、合頁、鎖具；所述罩體主體為薄壁瓦片結構，頂部和底部 均設有與所述罩體一體且同軸的連接環(huán)片；所述罩門主體為薄壁瓦片結構，與所述罩體的 直徑相同，所述罩門閉合后與所述罩體形成一完整的薄壁管狀結構；所述頂蓋為圓形薄板， 直徑大于所述罩體，同軸焊接于所述罩體頂部；所述合頁的兩翼分別焊接在所述罩體和罩 門上，所述罩門可相對于罩體平開；所述鎖具安裝在所述罩體和所述罩門的閉合處。
4. 根據權利要求3所述的建筑物表面變形光學測量照準目標保護裝置，其特征在于， 所述罩體和所述罩門上各對應焊接一個外凸的水平插銷孔，并配備一個配套插銷，所述罩 門敞開后，兩個所述插銷孔能夠處于重疊位置，且所述配套插銷能夠同時插入處于重疊位 置的兩個所述插銷孔內。
5. 根據權利要求3所述的建筑物表面變形光學測量照準目標保護裝置，其特征在于， 所述罩門上焊接有拉手和/或所述鎖具采用小型三角鎖芯，并配套有專用統(tǒng)開鑰匙。
6. 根據權利要求3所述的建筑物表面變形光學測量照準目標保護裝置，其特征在于， 所述底座包括底盤、四個錨栓和四個螺桿，并配置有四套與所述螺桿配套的壓塊、彈墊和螺 母；所述底盤為圓形薄板，所述底盤的中心區(qū)域開有圓孔或方孔；所述錨栓共圓，且各相鄰 的所述錨栓均間隔90度布置，所述錨栓均垂直焊接在所述底盤下部；所述螺桿共圓，且各 相鄰的所述螺桿均間隔90度布置，所述螺桿均垂直焊接在所述底盤上部；所述配套的壓 塊、彈墊和螺母在每個所述螺桿上安裝一套，用于從所述保護罩內部壓制所述罩體底部的 連接環(huán)片，將所述保護罩固定鎖死在所述底座上；所述錨栓用于將所述底座固定在所述觀 測墩上。
7. 根據權利要求6所述的建筑物表面變形光學測量照準目標保護裝置，其特征在于， 所述底座的底盤直徑、所述底盤中心的孔的形狀和所述四個錨栓的公共圓直徑均與安裝有 通用式強制對中基座的觀測墩相匹配； 或者 所述底座的底盤直徑、所述底盤中心的孔的形狀和所述四個錯栓的公共圓直徑均與安 裝有鋼管標基座的觀測墩相匹配。
8. 根據權利要求3-7任一所述的建筑物表面變形光學測量照準目標保護裝置，其特征 在于，所述保護罩中的所述合頁和所述鎖具的三角鎖芯和鎖片均為不銹鋼材質，所述保護 罩中的其他部件均采用型鋼或碳鋼加工制作而成且表面噴塑；和/或所述底座中的壓塊、 彈墊和螺母均為不銹鋼材質，所述底座中的其他部件均采用型鋼或碳鋼加工制作而成且表 面噴塑。
9. 一種建筑物表面變形光學測量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括權利要求1-8任一所述 的照準目標保護裝置、照準目標和全站儀監(jiān)測系統(tǒng)，所述照準目標安裝在所述觀測墩上的 通用式強制對中基座上或鋼管標基座上且位于所述照準目標保護裝置內，所述照準目標采 用單層棱鏡或雙層支架棱鏡組，所述全站儀監(jiān)測系統(tǒng)為包含一臺或一臺以上全站儀的自動 監(jiān)測系統(tǒng)。
10. -種應用權利要求9所述的建筑物表面變形光學測量監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其特 征在于，包括以下步驟： 在非觀測狀態(tài)下，保護裝置的罩門鎖閉，保護內部的照準目標； 當需要觀測時，將所述罩門打開，并使所述罩門保持開放狀態(tài)； 啟動全站儀監(jiān)測系統(tǒng)進行觀測； 觀測結束后關閉所述罩門并鎖閉。
【文檔編號】G01B11/16GK104111031SQ201410350483
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權日:2014年7月22日
【發(fā)明者】王永暉, 耿貴彪, 彭爍君, 張晨亮, 季祥, 郭會平, 谷宏海, 王佳林, 林易澍 申請人:中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司