一種用于測試巖體應(yīng)力的三向應(yīng)力計(jì)的定向系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于測試巖體應(yīng)力的三向應(yīng)力計(jì)的定向系統(tǒng)，本發(fā)明專利技術(shù)的定位系統(tǒng)是在三向應(yīng)力計(jì)的后端固定一定向儀，定向儀的第一三維電子羅盤用于監(jiān)測三向應(yīng)力計(jì)的方位。并且，為保證定向儀中的三維電子羅盤始終的中心與三向應(yīng)力計(jì)處于同一軸線上，本系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了扶正裝置，由位于扶正裝置上的第二三維電子羅盤監(jiān)測扶正裝置的方位，通過控制裝置對第一三維電子羅盤與第二三維電子羅盤所采集的參數(shù)進(jìn)行對比，調(diào)整扶正裝置的位置。本系統(tǒng)提高了定向儀的檢測精度，且實(shí)時(shí)性較好。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及巖體應(yīng)力測量領(lǐng)域，尤其涉及一種用于測試巖體應(yīng)力的三向應(yīng)力計(jì)的定向系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
在各種地下工程如巷道圍巖加固、金屬礦山或隧道工程中，都需要準(zhǔn)確了解圍巖體的內(nèi)部應(yīng)力的大小和方向，以及地下工程中圍巖體內(nèi)部相對應(yīng)力的變化量的大小和方向。三向應(yīng)力計(jì)主要用于測量巖石和混凝土中的三向應(yīng)力。三向應(yīng)力計(jì)是由12個(gè)應(yīng)變計(jì)組成，應(yīng)變計(jì)封裝在彈性模量已知的空心管壁上。應(yīng)用中，首先利用環(huán)氧樹脂把三向應(yīng)力計(jì)固定在鉆孔中，然后監(jiān)測在鉆孔套芯應(yīng)力解除過程中的應(yīng)變響應(yīng)，或者把應(yīng)力計(jì)永久地留放在原地，用于監(jiān)測相對應(yīng)力隨時(shí)間的變化。三向應(yīng)力計(jì)一次測量就可獲得全部的3維應(yīng)力張量，即3個(gè)應(yīng)力的大小和方向。三向應(yīng)力計(jì)在應(yīng)力測量過程中，需要準(zhǔn)確的知道12個(gè)應(yīng)變計(jì)的方位，主要是方向、傾角和滾動角。目前常用的方法是，把三向應(yīng)力計(jì)安裝到已有的鉆孔中后，再在三向應(yīng)力計(jì)的后面安裝一個(gè)滾動角傳感器，利用滾動角傳感器測量三向應(yīng)力計(jì)的滾動角，然后再使用地質(zhì)羅盤，測量位于三向應(yīng)力計(jì)的后方的接桿的傾角和方向。接桿的傾角和方向等同于三向應(yīng)力計(jì)的傾角和方向。上述方法的不足在于，不能直接測量三向應(yīng)力計(jì)的方向和傾角。當(dāng)三向應(yīng)力計(jì)的安裝深度較大時(shí)，所測得的方向和傾角的誤差也較大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對上述技術(shù)問題，設(shè)計(jì)開發(fā)了一種用于測試巖體應(yīng)力的三向應(yīng)力計(jì)的定向系統(tǒng)。本專利技術(shù)的定位系統(tǒng)是在三向應(yīng)力計(jì)的后端固定一定向儀，定向儀的第一三維電子羅盤用于監(jiān)測三向應(yīng)力計(jì)的方位。并且，為保證定向儀中的三維電子羅盤始終的中心與三向應(yīng)力計(jì)處于同一軸線上，本系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了扶正裝置，由位于扶正裝置上的第二三維電子羅盤監(jiān)測扶正裝置的方位，通過控制裝置對第一三維電子羅盤與第二三維電子羅盤所采集的參數(shù)進(jìn)行對比，調(diào)整扶正裝置的位置。本系統(tǒng)提高了定向儀的檢測精度，且實(shí)時(shí)性較好。本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案為一種用于測試巖體應(yīng)力的三向應(yīng)力計(jì)的定向系統(tǒng)，包括定向儀，其包括有用于采集三向應(yīng)力計(jì)的第一姿態(tài)參數(shù)的第一三維電子羅盤，所述第一三維電子羅盤固定于一封閉的殼體內(nèi)，所述殼體的外部、在所述殼體的兩端具有環(huán)狀第一連接部和環(huán)狀第二連接部，且所述環(huán)狀第一連接部的圓心、所述環(huán)狀第二連接部的圓心以及所述三維電子羅盤的中心在一條直線上，所述第一連接部與三向應(yīng)力計(jì)固定連接；扶正裝置，其包括有一個(gè)環(huán)狀支撐體和三個(gè)回轉(zhuǎn)體，所述回轉(zhuǎn)體以可相對于所述環(huán)狀支撐體轉(zhuǎn)動的方式與所述環(huán)狀支撐體連接，并且，所述回轉(zhuǎn)體還以可沿所述環(huán)狀支撐體的半徑方向運(yùn)動的方式與所述環(huán)狀支撐體連接，所述三個(gè)回轉(zhuǎn)體中的任一回轉(zhuǎn)體均對應(yīng)設(shè)置有動力機(jī)構(gòu)，所述環(huán)狀支撐體在其圓心位置設(shè)置有貫穿所述環(huán)狀支撐體的、垂直所述環(huán)狀支撐體的圓環(huán)表面的固定軸，所述固定軸的一端與所述第二連接部可拆卸連接，且所述扶正裝置在所述環(huán)狀支撐體的中心軸線位置上也固定設(shè)置有用于采集所述環(huán)狀支撐體的第二姿態(tài)參數(shù)的第二三維電子羅盤，所述第二三維電子羅盤的中心與所述環(huán)狀支撐體的中心軸線重合；控制裝置，其包括有數(shù)據(jù)處理模塊，所述控制裝置與所述動力機(jī)構(gòu)連接，所述數(shù)據(jù)處理模塊與所述第一三維電子羅盤以及所述第二三維電子羅盤通訊連接，所述數(shù)據(jù)處理模塊接收由所述第一三維電子羅盤采集的第一姿態(tài)參數(shù)以及由所述第二三維電子羅盤采集的第二姿態(tài)參數(shù)，并將第一姿態(tài)參數(shù)和第二姿態(tài)參數(shù)對比，如所述第一姿態(tài)參數(shù)與所述第二姿態(tài)參數(shù)不一致，則所述控制裝置控制所述三個(gè)動力機(jī)構(gòu)中的一個(gè)或兩個(gè)或三個(gè)動力機(jī)構(gòu)驅(qū)動與所述受控工作的動力機(jī)構(gòu)對應(yīng)連接的回轉(zhuǎn)體沿所述環(huán)狀支撐體的半徑方向運(yùn)動， 并且在所述回轉(zhuǎn)體沿所述環(huán)狀支撐體的半徑方向運(yùn)動的過程中，動態(tài)檢測和比對所述第一姿態(tài)參數(shù)與所述第二姿態(tài)參數(shù)，直到所述第一姿態(tài)參數(shù)與所述第二姿態(tài)參數(shù)達(dá)成一致，所述控制裝置停止驅(qū)動所述回轉(zhuǎn)體運(yùn)動。優(yōu)選的是，所述的用于測試巖體應(yīng)力的三向應(yīng)力計(jì)的定向系統(tǒng)中，所述控制裝置還包括有顯示模塊，所述顯示模塊與所述第一三維電子羅盤通訊連接。優(yōu)選的是，所述的用于測試巖體應(yīng)力的三向應(yīng)力計(jì)的定向系統(tǒng)中，所述扶正裝置的固定軸的一端具有外螺紋，所述第二連接部具有與所述外螺紋匹配的內(nèi)螺紋。優(yōu)選的是，所述的用于測試巖體應(yīng)力的三向應(yīng)力計(jì)的定向系統(tǒng)中，所述回轉(zhuǎn)體以可相對于所述環(huán)狀支撐體轉(zhuǎn)動的方式與所述環(huán)狀支撐體連接，并且，所述回轉(zhuǎn)體還以可沿所述環(huán)狀支撐體的半徑方向運(yùn)動的方式與所述環(huán)狀支撐體連接，是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的，所述回轉(zhuǎn)體為輪體，所述環(huán)狀支撐體上設(shè)置有與所述回轉(zhuǎn)體對應(yīng)設(shè)置的支架以及供所述支架可相對所述環(huán)狀支撐體沿所述環(huán)狀支撐體的半徑方向運(yùn)動的軌道，所述支架包括有兩塊相對設(shè)置的翼板，所述輪體設(shè)置于固定于所述兩塊翼板之間的轉(zhuǎn)軸上，可相對所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所述支架連接于動力機(jī)構(gòu)。本專利技術(shù)所述的用于測試巖體應(yīng)力的三向應(yīng)力計(jì)的定向系統(tǒng)是在三向應(yīng)力計(jì)的后端固定一定向儀，定向儀的第一三維電子羅盤用于監(jiān)測三向應(yīng)力計(jì)的方位。并且，為保證定向儀中的三維電子羅盤始終的中心與三向應(yīng)力計(jì)處于同一軸線上，本系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了扶正裝置，由位于扶正裝置上的第二三維電子羅盤監(jiān)測扶正裝置的方位，通過控制裝置對第一三維電子羅盤與第二三維電子羅盤所采集的參數(shù)進(jìn)行對比，調(diào)整扶正裝置的位置。本系統(tǒng)提高了定向儀的檢測精度，且實(shí)時(shí)性較好。附圖說明圖I為本專利技術(shù)所述的用于測試巖體應(yīng)力的三向應(yīng)力計(jì)的定向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本專利技術(shù)所述的用于測試巖體應(yīng)力的三向應(yīng)力計(jì)的定向系統(tǒng)的環(huán)狀支撐體的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。如圖I所示，本專利技術(shù)提供一種用于測試巖體應(yīng)力的三向應(yīng)力計(jì)的定向系統(tǒng)，包括 定向儀3，其包括有用于采集三向應(yīng)力計(jì)的第一姿態(tài)參數(shù)的第一三維電子羅盤31，所述第一三維電子羅盤31固定于一封閉的殼體32內(nèi)，所述殼體32的外部、在所述殼體的兩端具有環(huán)狀第一連接部321和環(huán)狀第二連接部322，且所述環(huán)狀第一連接部321的圓心、所述環(huán)狀第二連接部322的圓心以及所述第一三維電子羅盤31的中心在一條直線上，所述第一連接部321與三向應(yīng)力計(jì)I固定連接；扶正裝置4，其包括有一個(gè)環(huán)狀支撐體41和三個(gè)回轉(zhuǎn)體 43，所述回轉(zhuǎn)體以可相對于所述環(huán)狀支撐體轉(zhuǎn)動的方式與所述環(huán)狀支撐體連接，并且，所述回轉(zhuǎn)體還以可沿所述環(huán)狀支撐體的半徑方向運(yùn)動的方式與所述環(huán)狀支撐體連接，所述三個(gè)回轉(zhuǎn)體中的任一回轉(zhuǎn)體均對應(yīng)設(shè)置有動力機(jī)構(gòu)，所述環(huán)狀支撐體在其圓心位置設(shè)置有貫穿所述環(huán)狀支撐體的、垂直所述環(huán)狀支撐體的圓環(huán)表面的固定軸42，所述固定軸42的一端與所述第二連接部322可拆卸連接，且所述扶正裝置4在所述環(huán)狀支撐體的中心軸線位置上也固定設(shè)置有用于采集所述環(huán)狀支撐體的第二姿態(tài)參數(shù)的第二三維電子羅盤，所述第二三維電子羅盤的中心與所述環(huán)狀支撐體的中心軸線重合；控制裝置6，其包括有數(shù)據(jù)處理模塊，所述控制裝置與所述動力機(jī)構(gòu)連接，所述數(shù)據(jù)處理模塊與所述第一三維電子羅盤以及所述第二三維電子羅盤通訊連接，所述數(shù)據(jù)處理模塊接收由所述第一三維電子羅盤采集的第一姿態(tài)參數(shù)以及由所述第二三維電子羅盤采集的第二姿態(tài)參數(shù)，并將第一姿態(tài)參數(shù)和第二姿態(tài)參數(shù)對比，如所述第一姿態(tài)參數(shù)與所述第二姿態(tài)參數(shù)不一致，則所述控制裝置控制所述三個(gè)動力機(jī)構(gòu)中的一個(gè)或兩個(gè)或三個(gè)動力機(jī)構(gòu)驅(qū)動與所述受控工作的動力機(jī)構(gòu)對應(yīng)連接的回轉(zhuǎn)體沿所述環(huán)狀支撐體的半徑方向運(yùn)動本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：康紅普，吳志剛，
申請(專利權(quán))人：天地科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：