一种自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置

摘要

本发明涉及岩土工程勘察技术领域，尤其涉及一种自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置，包括机架、绞盘、连接链、测量头和自平衡组件；所述绞盘转动设置在所述机架上，所述绞盘的表面设有盘绕槽；所述自平衡组件包括第一链轮、第二链轮、第三链轮、第一补偿绳、第二补偿绳、第三补偿绳和调平件，所述第一链轮、第二链轮和第三链轮的表面均设有链槽，所述绞盘和所述第一链轮在铅锤方向上呈上下布置，所述第二链轮和所述第三链轮在水平方向上呈左右布置。本发明提供的自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置可保证连接链整体的铅锤度，避免测量头发生摆动或跳动，从提高测量精度。

权利要求

1.一种自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置，其特征在于，包括机架、绞盘、连接链、测量头和自平衡组件；

所述绞盘转动设置在所述机架上，所述绞盘的表面设有盘绕槽；

所述自平衡组件包括第一链轮、第二链轮、第三链轮、第一补偿绳、第二补偿绳、第三补偿绳和调平件，所述第一链轮、第二链轮和第三链轮的表面均设有链槽，所述绞盘和所述第一链轮在铅锤方向上呈上下布置，所述第二链轮和所述第三链轮在水平方向上呈左右布置，所述第一补偿绳的两端分别与所述绞盘的转轴以及所述第一链轮的转轴转动连接，所述第二补偿绳的一端和所述第三补偿绳的一端均与所述第一补偿绳的同一位置连接，所述第二补偿绳的另一端与所述第二链轮的转轴转动连接，所述第三补偿绳的另一端与所述第三链轮的转轴转动连接，所述调平件的两端分别与所述第二链轮的转轴以及所述第三链轮的转轴转动连接，所述连接链的一端紧套在所述绞盘上，所述连接链的另一端紧套在所述第一链轮上，所述测量头与所述连接链连接，所述第二链轮抵靠在位于所述第一补偿绳一侧的所述连接链上，所述第三链轮抵靠在位于所述第一补偿绳的另一侧的所述连接链上。

2.根据权利要求1所述的自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置，其特征在于，所述第一补偿绳、第二补偿绳和第三补偿绳均为刚性绳，所述调平件为弹性件。

3.根据权利要求2所述的自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置，其特征在于，所述第二链轮和所述第三链轮分别位于所述连接链的相对两侧，所述调平件处于压缩状态。

4.根据权利要求1所述的自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置，其特征在于，所述盘绕槽和所述链槽的截面形状均为等腰梯形。

5.根据权利要求1所述的自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置，其特征在于，所述盘绕槽和所述链槽的槽底均设有平衡槽。

6.根据权利要求1所述的自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置，其特征在于，还包括配重块，所述配重块与所述连接链连接。

7.根据权利要求1所述的自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置，其特征在于，还包括电机，所述电机与所述绞盘连接。

8.根据权利要求1所述的自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置，其特征在于，所述连接链上设有刻度线。

9.根据权利要求1所述的自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置，其特征在于，所述机架上设有进绳导向轮和出绳导向轮，所述进绳导向轮和所述出绳导向轮均抵靠在所述连接链上。

10.根据权利要求9所述的自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置，其特征在于，所述进绳导向轮和所述出绳导向轮的表面均设有吸水层。

说明书

一种自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置

技术领域

[0001] 本发明涉及岩土工程勘察技术领域，尤其涉及一种自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置。

背景技术

[0002] 在岩石工程勘探过程中需要对地下水位进行有效检测，从而判断出工程所在位置是否影响地下水的正常运行，通过水位测量仪可以对地下水位进行有效测量，从而满足相应的施工要求。目前市场上的水位测量仪在进行连接链收放时，由于连接链的摆动会导致测量头的测量精度下降。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种有利于提高测量精度的自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置。

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置，包括机架、绞盘、连接链、测量头和自平衡组件；

[0005] 所述绞盘转动设置在所述机架上，所述绞盘的表面设有盘绕槽；

[0006] 所述自平衡组件包括第一链轮、第二链轮、第三链轮、第一补偿绳、第二补偿绳、第三补偿绳和调平件，所述第一链轮、第二链轮和第三链轮的表面均设有链槽，所述绞盘和所述第一链轮在铅锤方向上呈上下布置，所述第二链轮和所述第三链轮在水平方向上呈左右布置，所述第一补偿绳的两端分别与所述绞盘的转轴以及所述第一链轮的转轴转动连接，所述第二补偿绳的一端和所述第三补偿绳的一端均与所述第一补偿绳的同一位置连接，所述第二补偿绳的另一端与所述第二链轮的转轴转动连接，所述第三补偿绳的另一端与所述第三链轮的转轴转动连接，所述调平件的两端分别与所述第二链轮的转轴以及所述第三链轮的转轴转动连接，所述连接链的一端紧套在所述绞盘上，所述连接链的另一端紧套在所述第一链轮上，所述测量头与所述连接链连接，所述第二链轮抵靠在位于所述第一补偿绳一侧的所述连接链上，所述第三链轮抵靠在位于所述第一补偿绳的另一侧的所述连接链上。

[0007] 在可选实施例中，所述第一补偿绳、第二补偿绳和第三补偿绳均为刚性绳，所述调平件为弹性件。

[0008] 在可选实施例中，所述第二链轮和所述第三链轮分别位于所述连接链的相对两侧，所述调平件处于压缩状态。

[0009] 在可选实施例中，所述盘绕槽和所述链槽的截面形状均为等腰梯形。

[0010] 在可选实施例中，所述盘绕槽和所述链槽的槽底均设有平衡槽。

[0011] 在可选实施例中，还包括配重块，所述配重块与所述连接链连接。

[0012] 在可选实施例中，还包括电机，所述电机与所述绞盘连接。

[0013] 在可选实施例中，所述连接链上设有刻度线。

[0014] 在可选实施例中，所述机架上设有进绳导向轮和出绳导向轮，所述进绳导向轮和所述出绳导向轮均抵靠在所述连接链上。

[0015] 在可选实施例中，所述进绳导向轮和所述出绳导向轮的表面均设有吸水层。

[0016] 本发明的有益效果在于：提供一种自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置，将绞盘与机架转动连接，在机架固定好以后即可转动绞盘以通过连接链控制测量头升降，在连接链上分别设置第一链轮、第二链轮和第三链轮，通过悬挂在连接链底部的第一链轮配合第一补偿绳保证连接链在铅垂方向上的稳定性，通过第二链轮、第三链轮、第二补偿绳、第三补偿绳和调平件的配合，实现对连接链的水平约束效果，当处于下降状态或上升状态中的一边的连接链发生摆动时，处于下降状态或上升状态中的另一边的连接链即能通过上述部件的配合实现对该边连接链的约束，从而保证连接链整体的铅锤度，避免测量头发生摆动或跳动，提高测量精度，相较于传统的平衡仪更具成本优势，也无需考虑连接链转速太快造成连接链的磨损和设备的磕碰损伤的问题。

附图说明

[0017] 图1为本发明实施例的自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置的结构示意图；

[0018] 标号说明：

[0019] 1、机架；

[0020] 2、绞盘； 21、盘绕槽；

[0021] 3、连接链；

[0022] 4、测量头；

[0023] 5、自平衡组件； 51、第一链轮； 511、链槽； 52、第二链轮； 53、第三链轮； 54、第一补偿绳； 55、第二补偿绳； 56、第三补偿绳； 57、调平件；

[0024] 6、配重块。

具体实施方式

[0025] 为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

[0026] 请参照图1，一种自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置，包括机架、绞盘、连接链、测量头和自平衡组件；

[0027] 所述绞盘转动设置在所述机架上，所述绞盘的表面设有盘绕槽；

[0028] 所述自平衡组件包括第一链轮、第二链轮、第三链轮、第一补偿绳、第二补偿绳、第三补偿绳和调平件，所述第一链轮、第二链轮和第三链轮的表面均设有链槽，所述绞盘和所述第一链轮在铅锤方向上呈上下布置，所述第二链轮和所述第三链轮在水平方向上呈左右布置，所述第一补偿绳的两端分别与所述绞盘的转轴以及所述第一链轮的转轴转动连接，所述第二补偿绳的一端和所述第三补偿绳的一端均与所述第一补偿绳的同一位置连接，所述第二补偿绳的另一端与所述第二链轮的转轴转动连接，所述第三补偿绳的另一端与所述第三链轮的转轴转动连接，所述调平件的两端分别与所述第二链轮的转轴以及所述第三链轮的转轴转动连接，所述连接链的一端紧套在所述绞盘上，所述连接链的另一端紧套在所述第一链轮上，所述测量头与所述连接链连接，所述第二链轮抵靠在位于所述第一补偿绳一侧的所述连接链上，所述第三链轮抵靠在位于所述第一补偿绳的另一侧的所述连接链上。

[0029] 从上述描述可知，本发明的有益效果在于：提供一种自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置，将绞盘与机架转动连接，在机架固定好以后即可转动绞盘以通过连接链控制测量头升降，在连接链上分别设置第一链轮、第二链轮和第三链轮，通过悬挂在连接链底部的第一链轮配合第一补偿绳保证连接链在铅垂方向上的稳定性，通过第二链轮、第三链轮、第二补偿绳、第三补偿绳和调平件的配合，实现对连接链的水平约束效果，当处于下降状态或上升状态中的一边的连接链发生摆动时，处于下降状态或上升状态中的另一边的连接链即能通过上述部件的配合实现对该边连接链的约束，从而保证连接链整体的铅锤度，避免测量头发生摆动或跳动，提高测量精度，相较于传统的平衡仪更具成本优势，也无需考虑连接链转速太快造成连接链的磨损和设备的磕碰损伤的问题。

[0030] 进一步的，所述第一补偿绳、第二补偿绳和第三补偿绳均为刚性绳，所述调平件为弹性件。

[0031] 由上述描述可知，为刚性的补偿绳起到拉伸定位的作用，为柔性的补偿绳为利用自身的弹性势能抵消链轮的自重，从而保持在一个平衡的状态，当连接链发生摆动时，通过链轮的自重变化和柔性补偿绳的弹性势能变化可以最快速度使连接链趋于铅锤方向，达到高效自平衡的目的，以保证测量精度。

[0032] 进一步的，所述第二链轮和所述第三链轮分别位于所述连接链的相对两侧，所述调平件处于压缩状态。

[0033] 由上述描述可知，第二链轮和第三链轮从外侧抵靠在连接链上，第二链轮和第三链轮通过调平件的弹性力平衡自身的重力，从而维持连接链整体的稳定状态。

[0034] 进一步的，所述盘绕槽和所述链槽的截面形状均为等腰梯形。

[0035] 由上述描述可知，盘绕槽和链槽采用等腰梯形截面设计在对连接链限位导向的同时，也能适应并快速消除连接链轻微的水平摆动，从而控制连接链快速平衡。

[0036] 进一步的，所述盘绕槽和所述链槽的槽底均设有平衡槽。

[0037] 由上述描述可知，平衡槽改善了连接链在经过时的平衡性，提升了绞盘和链轮在铅锤方向上的稳定性，避免连接链发生摆动、跳跃。

[0038] 进一步的，还包括配重块，所述配重块与所述连接链连接。

[0039] 由上述描述可知，配重块的重量与连接链和测量头的重量有关，目的是减少测量头升降过程中克服重力所做的功，配重块也提升了连接链整体的稳定性，提升了测定装置整体的自平衡能力。

[0040] 进一步的，还包括电机，所述电机与所述绞盘连接。

[0041] 由上述描述可知，电机用以控制绞盘的转速，以保证测定装置运行的稳定性。

[0042] 进一步的，所述连接链上设有刻度线。

[0043] 由上述描述可知，刻度线起到方便观察连接链转动位置的作用。

[0044] 进一步的，所述机架上设有进绳导向轮和出绳导向轮，所述进绳导向轮和所述出绳导向轮均抵靠在所述连接链上。

[0045] 由上述描述可知，进绳导向轮和出绳导向轮对连接链起到导向支撑的作用，有利于提高测定装置整体的稳定性以及对连接链的张力控制。

[0046] 进一步的，所述进绳导向轮和所述出绳导向轮的表面均设有吸水层。

[0047] 由上述描述可知，吸水层起到去除连接链表面尘土、水液的作用。

[0048] 请参照图1，本发明的实施例一为：一种自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置，包括机架1、绞盘2、连接链3、测量头4和自平衡组件5；

[0049] 所述绞盘2转动设置在所述机架1上，所述绞盘2的表面设有U形的盘绕槽21；

[0050] 所述自平衡组件5包括第一链轮51、第二链轮52、第三链轮53、第一补偿绳54、第二补偿绳55、第三补偿绳56和调平件57，所述第一链轮51、第二链轮52和第三链轮53的表面均设有U形的链槽511，所述绞盘2和所述第一链轮51在铅锤方向上呈上下布置，所述第二链轮52和所述第三链轮53在水平方向上呈左右布置，所述第一补偿绳54的两端分别与所述绞盘
2的转轴以及所述第一链轮51的转轴转动连接，所述第二补偿绳55的一端和所述第三补偿绳56的一端均通过绳扣与所述第一补偿绳54的同一位置连接，所述第二补偿绳55的另一端与所述第二链轮52的转轴转动连接，所述第三补偿绳56的另一端与所述第三链轮53的转轴转动连接，所述调平件57的两端分别与所述第二链轮52的转轴以及所述第三链轮53的转轴转动连接，所述连接链3的一端紧套在所述绞盘2上，所述连接链3的另一端紧套在所述第一链轮51上，所述测量头4与所述连接链3连接，所述第二链轮52抵靠在位于所述第一补偿绳
54一侧的所述连接链3上，所述第三链轮53抵靠在位于所述第一补偿绳54的另一侧的所述连接链3上。

[0051] 所述第一补偿绳54、第二补偿绳55和第三补偿绳56均为刚性绳，所述调平件57为弹簧。所述第二链轮52和所述第三链轮53分别位于所述连接链3的相对两侧，所述弹簧处于压缩状态。所述盘绕槽21和所述链槽511的截面形状均为等腰梯形。所述盘绕槽21和所述链槽511的槽底均设有平衡槽，平衡槽沿螺旋方向呈正弦波形设置。还包括配重块6，所述配重块6与所述连接链3连接。还包括电机，所述电机通过齿轮组件与所述绞盘2连接。所述连接链3上设有刻度线。所述机架1上设有进绳导向轮和出绳导向轮，所述进绳导向轮和所述出绳导向轮均抵靠在所述连接链3上，进绳导向轮和出绳导向轮上均设有链槽511。所述进绳导向轮和所述出绳导向轮的表面均设有活性炭吸水层。

[0052] 综上所述，本发明提供一种自平衡岩土工程勘察用地下水位测定装置，将绞盘与机架转动连接，在机架固定好以后即可转动绞盘以通过连接链控制测量头升降，在连接链上分别设置第一链轮、第二链轮和第三链轮，通过悬挂在连接链底部的第一链轮配合第一补偿绳保证连接链在铅垂方向上的稳定性，通过第二链轮、第三链轮、第二补偿绳、第三补偿绳和调平件的配合，实现对连接链的水平约束效果，当处于下降状态或上升状态中的一边的连接链发生摆动时，处于下降状态或上升状态中的另一边的连接链即能通过上述部件的配合实现对该边连接链的约束，从而保证连接链整体的铅锤度，避免测量头发生摆动或跳动，提高测量精度，相较于传统的平衡仪更具成本优势，也无需考虑连接链转速太快造成连接链的磨损和设备的磕碰损伤的问题。为刚性的补偿绳起到拉伸定位的作用，为柔性的补偿绳为利用自身的弹性势能抵消链轮的自重，从而保持在一个平衡的状态，当连接链发生摆动时，通过链轮的自重变化和柔性补偿绳的弹性势能变化可以最快速度使连接链趋于铅锤方向，达到高效自平衡的目的，以保证测量精度。第二链轮和第三链轮从外侧抵靠在连接链上，第二链轮和第三链轮通过调平件的弹性力平衡自身的重力，从而维持连接链整体的稳定状态。盘绕槽和链槽采用等腰梯形截面设计在对连接链限位导向的同时，也能适应并快速消除连接链轻微的水平摆动，从而控制连接链快速平衡。平衡槽改善了连接链在经过时的平衡性，提升了绞盘和链轮在铅锤方向上的稳定性，避免连接链发生摆动、跳跃。配重块的重量与连接链和测量头的重量有关，目的是减少测量头升降过程中克服重力所做的功，配重块也提升了连接链整体的稳定性，提升了测定装置整体的自平衡能力。电机用以控制绞盘的转速，以保证测定装置运行的稳定性。刻度线起到方便观察连接链转动位置的作用。进绳导向轮和出绳导向轮对连接链起到导向支撑的作用，有利于提高测定装置整体的稳定性以及对连接链的张力控制。吸水层起到去除连接链表面尘土、水液的作用。

[0053] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。