1.一种基于PSD传感器隧道拱顶沉降的自动化监测装置,其特征在于,包括:传送平台(1),所述的传送平台(1)通过三角钢支架(2)固定在隧道拱顶上,传送平台(1)上布置有轨道(3),轨道(3)上安装有两个伸缩式的电动轨道车(4),两个电动轨道车(4)上分别安装激光测量盒(7)和PSD读数盒(8)用于对隧道拱顶沉降进行监测;传送平台(1)及轨道(3)在每一个监测断面的附近还设置有分岔口,分岔口的终端在监测断面拱顶的正下方;激光测量盒(7)和PSD读数盒(8)上均固定有锁头,隧道拱顶的监测断面处安装与锁头匹配的旋转锁扣(12);
所述的激光测量盒(7)上表面固定旋转锁扣的第一锁头(11),激光测量盒(7)前后两侧面上各设置一组第一对开闸门(14),测量盒内包含激光发射器(9)、第一旋转平台(15)和第一控制盒(16);所述的第一控制盒(16)包括第一控制电路(17)和第一伺服马达(18);激光发射器(9)固定在第一旋转平台(15)上,第一伺服马达(18)通过自带转轴与第一旋转平台(15)相连,第一旋转平台(15)能够调整激光发射器(9)发出的光束的方向,使激光束对准PSD读数盒(8),第一控制电路(17)集成无线传输模块,用于接收和执行指令,以打开闸门或控制第一伺服马达(18)转动第一旋转平台(15);
所述的PSD读数盒(8)上表面固定旋转锁扣的第二锁头(11’),前后两侧面上各设置一组第二对开闸门(14’),PSD读数盒(8)内设置有PSD光电位置传感器(10)和数据采集器(13);数据采集器(13)内置信号解码模块;
所述的旋转锁扣(12)内置触控模块;当锁头伸到锁扣的锁孔内并触碰底部时,旋转锁扣(12)启动旋转锁住锁头,使激光测量盒(7)或者PSD读数盒(8)固定在隧道拱顶处;
在所述的电动轨道车(4)上设置伸缩装置(5),伸缩装置(5)上安装调平装置(6),激光测量盒(7)和PSD读数盒(8)安装在调平装置(6)上。
2.根据权利要求1所述的基于PSD传感器隧道拱顶沉降的自动化监测装置,其特征在于:所述的传送平台(1)是由镀锌钢板铺设在三角钢支架(2)上并通过螺栓连接形成;传送平台(1)的主体部分沿隧道轴线变化;分岔口的终端设置有挡板。
3.根据权利要求1所述的基于PSD传感器隧道拱顶沉降的自动化监测装置,其特征在于:所述的电动轨道车(4)包含一个平板车床,车床下包含控制电路(19)、单片机(20)、和车轮,控制电路(19)接受到指令后通过内置的单片机(20)控制电动轨道车(4)的行进与停止。
4.根据权利要求1所述的基于PSD传感器隧道拱顶沉降的自动化监测装置,其特征在于:所述的伸缩装置(5)采用折叠式伸缩结构,伸缩精度为0~0.01mm。
5.根据权利要求4所述的基于PSD传感器隧道拱顶沉降的自动化监测装置,其特征在于:所述的调平装置(6)下端通过螺栓固定在伸缩装置(5)上,调平装置(6)包含初调平机构和微调平机构。
6.一种如权利要求1至5任意一项所述的基于PSD传感器隧道拱顶沉降的自动化监测装置的自动化监测方法,包括以下步骤:
首先安装PSD读数盒(8)的电动轨道车B车接收启动信号后沿轨道(3)运行,当电动轨道车B运行至第一监测断面附近时进入对应的第一分岔口,并使电动轨道车B停在第一监测断面拱顶的正下方,电动轨道车B停稳后,打开伸缩装置(5),带动调平装置(6)及其上面固定的PSD读数盒(8)上升,直到PSD读数盒(8)上的锁头伸入旋转锁扣(12)的锁孔内,当锁头触碰到锁孔底部时旋转锁扣(12)自动开启锁住并固定锁头,将PSD读数盒(8)固定在第一监测断面下;
同样操作,驱动安装激光测量盒(7)的电动轨道车A将激光测量盒(7)固定在第二测量断面下;控制激光测量盒(7)和PSD读数盒(8)打开其两侧的闸门,位于第二测量断面处激光发射器(9)发出激光束照射到第一监测断面处的PSD光电传感器(10)上,PSD光电传感器(10)接收到光信号并进行转化,采集到第一监测断面的沉降数据;
之后隧道拱顶处的旋转锁扣(12)打开,电动轨道车上的伸缩装置关闭,激光测量盒(7)和PSD读数盒(8)重新回到轨道车(4)上,控制电动轨道车回到传送平台(1);
重复上述操作,电动轨道车A载着激光测量盒(7)进入第三测量断面,电动轨道车B载着PSD读数盒(8)进入第二测量断面,进行第二测量断面的沉降数据监测,如此循环下去,完成全程每个测量断面的沉降测量。