[发明专利]一种自动调整棱镜的监测桩及方法

权利要求书

1.一种自动调整棱镜的监测桩，其特征在于：包括监测棱镜(1)、微型定位芯片(2)、转动装置、微型陀螺仪(4)、基底座(5)、限位固定装置、混凝土桩(9)、装置放置箱(10)、天线(11)，监测棱镜(1)设置在装置放置箱(10)上，微型定位芯片(2)安装在监测棱镜(1)的内部，监测棱镜(1)的底部安装有微型陀螺仪(4)，监测棱镜(1)底部设置在转动装置上，微型陀螺仪(4)安装在转动装置内部，转动装置固定在基底座(5)上，装置放置箱(10)放置在混凝土桩(9)上，并用限位固定装置进行固定，天线(11)设置在装置放置箱(10)上，微型定位芯片(2)，可以自动定位当前监测棱镜的中心坐标值，并可将坐标值通过天线(11)发送至监测系统后端进行处理，转动装置用于控制监测棱镜(1)的水平转动角度，实现不同角度的智能化转动，微型陀螺仪(4)用于控制监测棱镜(1)的仰角转动，监测棱镜(1)的不同仰角方向转动。

2.根据权利要求1所述的一种自动调整棱镜的监测桩，其特征在于：转动装置包括转动控制器(3)和转动动力机构，转动控制器(3)与转动动力机构连接，微型陀螺仪(4)与安装在转动控制器(3)连接。

3.根据权利要求3所述的一种自动调整棱镜的监测桩，其特征在于：限位固定装置为卡扣式螺栓(8)或者固定螺栓。

4.根据权利要求3所述的一种自动调整棱镜的监测桩，其特征在于：还包括微型蓄电池(6)和柔性太阳能板(7)，微型蓄电池(6)安装在基底座(5)内部，柔性太阳能板(7)安装在装置放置箱(10)外部，柔性太阳能板(7)与微型蓄电池(6)连接。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种自动调整棱镜的监测桩的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：将多个混凝土桩(9)现浇预埋在各点监测位置处；

步骤2：将装置放置箱(10)通过卡扣式螺栓(8)固定在混凝土桩(9)顶部；

步骤3：接通微型定位芯片(2)、转动控制器(3)、微型陀螺仪(4)的电源；

步骤4：微型定位芯片(2)自动定位监测棱镜(1)的三维坐标值xi，yi，zi，i＝1,2……n，同时微型陀螺仪(4)测量监测棱镜(1)所处的角度值φi，i＝1,2……n；

步骤5：天线(11)分别将微型定位芯片(2)和微型陀螺仪(4)测量的三维坐标值,xi，yi，zi，i＝1,2……n及角度值φii＝1,2……n发送至监测系统后端；

步骤6：监测系统后端接收有基准监测墩的原始三维坐标值x0，y0，z0，将天线(11)发送的三维坐标值xi，yi，zi，i＝1,2……n与基准监测墩的原始三维坐标值x0，y0，z0进行比较计算，计算所得差值坐标为△xi＝xi-x0，△yi＝yi-y0，△zi＝zi-z0，i＝1,2……n，将天线(11)发送的角度值φi，i＝1,2……n与基准监测墩的角度值φ0进行比较计算，计算所得差值角度为△φi＝φi-φ0i＝1,2……n；

步骤7：监测系统后端将计算所得的差值坐标△xi，△yi，△zi，i＝1,2……n和差值角度△φi，i＝1,2……n发送给天线(11)，天线(11)将数据反馈给转动控制器(3)和微型陀螺仪(4)；

步骤8：转动控制器(3)和微型陀螺仪(4)通过接收到的数据进行自动旋转调整，保证监测棱镜(1)的中心十字线与基准监测墩的中心线在同一位置，实现监测棱镜(1)的自动旋转调整。

步骤9：当监测棱镜(1)中心十字线与基准监测墩在同一位置时，就可以进行下一步的边坡监测。

6.根据权利要求5所述的一种自动调整棱镜的监测桩的方法，其特征在于，当边坡安装有n个监测棱镜1时，此时的差值坐标可以用下面公式进行表示：

差值角度可以用下面公式进行表示：

{φ_i}＝{φ₁,φ₂,…φ_n}-{φ₀}，i＝1,2……n

当遇到不可抗力因素，后期的基准监测墩发生沉降、破坏时，或者由于施工需要另外挪动基准监测墩位置时，只需要重新安装一根监测基准桩，重新测量基准监测墩的初始坐标值x0，y0，z0，并传送到监测系统后端平台进行更正即可，同时各个监测点根据更正后的基准监测墩初始坐标值进行自动重新计算并做调整，实现由于不同基准监测墩初始坐标值变化而导致的监测点来回调整的难题。