【CN109855544A】一种基于激光测距的地表裂缝监测装置及方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910235773.0
(22)申请日 2019.03.27
(71)申请人 中铁第四勘察设计院集团有限公司
地址 430063 湖北省武汉市武昌杨园和平
大道745号
(72)发明人 宋许根　王志勇　王哲　陈海波　
柏威伟　谢书萌　
(74)专利代理机构 北京汇泽知识产权代理有限
公司 11228
代理人 张涛
(51)Int.Cl.
G01B 11/02(2006.01)
(54)发明名称
一种基于激光测距的地表裂缝监测装置及
方法
(57)摘要
本发明提供了一种基于激光测距的地表裂
缝监测装置，包括固定桩、激光测距仪、调节底
座、基座和对准板，固定桩有两个，分别设置在裂
缝内外两侧，对准板设置在裂缝内侧的固定桩
上，基座固定设置在裂缝外侧的固定桩上，调节
底座安装在基座上，激光测距仪安装在调节底座
上，激光测距仪与对准板相对布置。

该发明只需
一个激光测距仪，无需埋设传感器，价格低廉，且
相对传感器监测来说测点不易被破坏，同时其测
量精度高，体积小、质量轻，便于携带；而且在测
量时，只需调整调节底座，使激光点刚好落在对
准板中心区域，同时测量人员在离裂缝较远处即
可完成测量，不需要进入裂缝内侧，保障了测量
人员的人身安全。

权利要求书2页 说明书5页 附图2页CN 109855544 A 2019.06.07
C N 109855544
A
权　利　要　求　书1/2页CN 109855544 A
1.一种基于激光测距的地表裂缝监测装置，其特征在于：包括固定桩、激光测距仪、调节底座、基座和对准板，所述固定桩有两个，分别设置在裂缝内外两侧，所述对准板设置在裂缝内侧的固定桩上，所述基座固定设置在裂缝外侧的固定桩上，所述调节底座安装在所述基座上，所述激光测距仪安装在所述调节底座上，所述激光测距仪与所述对准板相对布置，通过调节底座调节激光测距仪的激光光路位置，使得激光点落在对准板中心。

2.如权利要求1所述的基于激光测距的地表裂缝监测装置，其特征在于：所述调节底座包括用于与激光测距仪连接的第一连接端部，用于与基座连接的第二连接端部，以及连接第一连接端部和第二连接端部的转动轴；
所述第一连接端部与转动轴同轴布置，且两者之间通过可转动固定螺栓转动连接，所述可转动固定螺栓垂直于第一连接端部的轴线，所述第二连接端部上远离基座的一端设有活动凹槽，所述活动凹槽内设有供转动轴轴向转动的滚珠。

3.如权利要求2所述的基于激光测距的地表裂缝监测装置，其特征在于：所述转动轴包括与可转动固定螺栓转动连接的矩形段，与活动凹槽转动连接的圆柱段，以及连接矩形段和圆柱段的过渡段。

4.如权利要求1所述的基于激光测距的地表裂缝监测装置，其特征在于：所述固定桩的高度为0.3m～1.0m，地面部分横截面为20cm×20cm～30cm×30cm，埋入地下深度不小于0.5m，埋入地下部分横截面为50cm×50cm～70cm×70cm，且裂缝内侧的固定桩与裂缝的距离为0.6m～1.0m，裂缝外侧的固定桩与裂缝的距离为5m～20m。

5.如权利要求1所述的基于激光测距的地表裂缝监测装置，其特征在于：所述对准板为直径10cm～15cm的圆形钢板，厚度为0.5cm～1cm，对准板中间设有对准中心圆圈，对准中心圆圈的直径0.5cm～1cm。

6.如权利要求1所述的基于激光测距的地表裂缝监测装置，其特征在于：所述对准板的正上方设有挡板，所述挡板一端部嵌入固定桩固定，且挡板嵌入固定桩的深度为5cm～8cm，出露长度为8cm～10cm。

7.如权利要求1所述的基于激光测距的地表裂缝监测装置，其特征在于：裂缝外侧的固定桩上设有凹槽，所述基座固定在凹槽内。

8.如权利要求1所述的基于激光测距的地表裂缝监测装置，其特征在于：所述基座包括基座连接端、基座固定端和带孔钢板，所述基座连接端与所述基座固定端为一体结构，且基座固定端贯穿所述带孔钢板，所述基座连接端与所述调节底座连接，所述基座固定端嵌入固定桩固定，所述带孔钢板固定在所述固定桩的侧壁上。

9.一种基于激光测距的地表裂缝监测方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)在裂缝两侧分别浇筑固定桩，并在裂缝内侧的固定桩上安装对准板，在裂缝外侧的固定桩上设置凹槽，同时在凹槽位置埋设基座，并在基座上通过调节底座安装激光测距仪；
2)调整调节底座，使得激光测距仪发射的激光点落在对准板的中心区域；
3)激光与对准板对准，按下激光测距仪的测量开关按钮，记录测量距离，测量三次，当三次的数值差小于1mm时，取平均值作为本次测量的初始距离；
4)根据设计时间段按步骤3)进行测量距离，通过此测量距离和初始距离相减，即得裂缝的位移变化情况。

10.如权利要求9所述的基于激光测距的地表裂缝监测方法，其特征在于：所述步骤1)
2。