具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1至图3所示，本发明所述的一种纵向距离检测系统，包括基架1和绳索8，所述基架1上安装有放线组件、控制器2、长度检测组件、称重组件、手动驱使组件和自动驱使组件，所述手动驱使组件和自动驱使组件均可以通过传动组件驱使放线组件正反转，所述绳索8卷绕在放线组件上，所述绳索8的一端依次绕过长度检测组件和称重组件后连接有重锤5。

所述长度检测组件包括滚轮B10和旋转编码器11，滚轮B10的外圆面上沿周向加工有V形槽，滚轮B10通过支架B与基架1连接，旋转编码器11安装在支架B上，并与滚轮B10同轴连接，旋转编码器11与控制器2电性连接，基架1上在长度检测组件的两侧均安装有支架A，支架A上活动安装有导线轮9，且导线轮9的高程大于滚轮B10。在使用时，滚轮B10可以自由转动，滚轮B10上的V形槽对绳索8的径向具有限位作用。通过两导线轮9对绳索8进行导向，并增大绳索8在滚轮B10上的包角，避免绳索8相对滚轮B10打滑，以确保旋转编码器11能够准确检测滚轮B10的转动角度。

所述称重组件包括滚轮A6，滚轮A6的外圆面上沿周向加工有V形槽，滚轮A6通过称重传感器7与基架1连接，称重传感器7与控制器2电性连接，基架1上安装有显示屏3和蓄电池4，显示屏3与控制器2电性连接，蓄电池4与控制器2、显示屏3电性连接。在使用时，称重传感器7用于称量重锤5及重锤5与滚轮A6之间的绳索8的重量。

所述自动驱使组件包括步进电机17和主动齿轮A18，步进电机17安装在基架1上，主动齿轮A18套装在步进电机17的输出轴上，且步进电机17与控制器2电性连接，手动驱使组件包括驱动轴20，驱动轴20的中部与基架1活动连接，驱动轴20的一端套装有主动齿轮B19，另一端安装有摇把21。使用步进电机17驱使主动齿轮A18转动，便于控制卷筒12的收放线速度和转动角度，便于精确控制重锤5的升降速度和升降高度，确保孔深检测精度。通过摇把21手动驱使驱动轴20和主动齿轮B19转动，能够快速将重锤5下放至其顶面与孔口端面共面的位置，即测量起始点位置，操作简单、省时，有助于提高孔深检测效率。

所述传动组件包括传动轴15和从动齿轮16，传动轴15活动安装在基架1上，传动轴15的一端套装有同步带轮B22，从动齿轮16活动套装在传动轴15上，并通过连接块14与基架1滑动连接，从动齿轮16可以与主动齿轮A18、主动齿轮B19啮合，基架1上在与连接块14相对应的位置螺纹连接有一排锁紧螺栓，传动轴15的中部加工有花键，从动齿轮16上对应加工有花键槽，放线组件包括中轴、卷筒12和同步带轮A13，中轴活动安装在基架1上，卷筒12套装在中轴上，同步带轮A13套装在中轴的一端，并通过同步带与同步带轮B22连接。在使用时，通过传动组件实现动力传输，从动齿轮16可以与主动齿轮A18、主动齿轮B19啮合，实现手动驱动和自动驱动的切换，切换到位后通过锁紧螺栓锁紧连接块14。

一种纵向距离检测系统的孔深测量方法，包括以下主要步骤：

A、确定测量起始点：手动驱使组件通过传动组件驱使放线组件正转，使重锤5位于孔口适当位置，并通过控制器2记录此时长度检测组件的相关数据，作为测量起始点；

B、下放重锤：自动驱使组件通过传动组件驱使放线组件正转，快速将重锤5下放至孔底；

C、确定测量终止点：自动驱使组件通过传动组件驱使放线组件反转，缓慢回转将重锤5提升至适当位置，并通过控制器2记录此时长度检测组件的相关数据，作为测量终止点；在使用时，重锤5缓慢回转提升的速度为6～60mm/min。

D、确定孔深并收回绳索：控制器2自动计算孔深，同时控制自动驱使组件驱使放线组件反转，快速收回绳索8和重锤5。

所述步骤A中当重锤5顶面与孔口端面平齐时，旋转编码器11记录下滚轮B10的正转角度，并传输给控制器2作为测量起始值。

所述步骤B中当称重传感器7检测到的重量值小于重锤5的重力时，说明重锤5已到达孔底。在使用时，称重传感器7用于称量重锤5及重锤5与滚轮A6之间的绳索8的重量，在重锤5下放过程中，随着重锤5与滚轮A6之间的绳索8长度逐渐增大，称重传感器7的检测值是逐渐递增且大于重锤5重力的，所以当称重传感器7的检测值小于重锤5重力时，就说明重锤5已到达孔底。

所述步骤C中当称重传感器7所检测到的重力值由逐渐增大变为减小的瞬间，旋转编码器11记录下此时滚轮B10的正转角度，并传输给控制器2作为测量终止值。在卷筒12缓慢回转提升重锤5的过程中，称重传感器7的检测值是逐渐增大的，当重锤5完全脱离孔底，并进一步上升时，重锤5与滚轮A6之间的绳索8长度会逐渐减小，称重传感器7的检测值相应地逐渐减小，因此称重传感器7检测值由逐渐增大变为减小的瞬间，即为重锤5刚好脱离孔底的临界点，亦为测量终止点。

所述步骤D中控制器2根据公式L＝(θ_终-θ_始)÷360×C_轮+H_锤计算孔深，其中L为孔深，θ_终为终止点滚轮B10的正转角度，θ_始为起始点滚轮B10的正转角度，C轮为滚轮B10上V形槽底部外圆面的周长，H_锤为重锤5的高度，并在显示屏3上显示孔深L的值。在使用时，C_轮和H_锤为已知量，θ_始和θ_终通过旋转编码器11进行检测，并传输给控制器2。

具体的，绳索8为凯夫拉绳。

本发明所述的纵向距离检测系统，其工作原理或使用过程如下：

松开锁紧螺栓，推移从动齿轮16使其与主动齿轮B19啮合，并拧紧相应的锁紧螺栓，使连接块14固定。转动摇把21，通过驱动轴20、主动齿轮B19、从动齿轮16、传动轴15、同步带轮B22、同步带、同步带轮A13和中轴驱使卷筒12正转，从而使重锤5逐渐下放至测量起始点位置。

待控制器2记录下重锤5到达测量起始点位置时滚轮B10的正转角度后，将从动齿轮16推移至与主动齿轮A18相啮合的位置，并拧紧锁紧螺栓使连接块14固定。然后通过控制器2控制步进电机17动作，将扭矩通过主动齿轮A18、从动齿轮16、传动轴15、同步带轮B22、同步带、同步带轮A13和中轴传输给卷筒12，使卷筒12正转或反转，实现重锤15快速下放至孔底，缓慢回转提升至测量终止点位置，及快速收回等过程。

本发明提供的纵向距离检测系统及其孔深测量方法，其有益效果如下：

1、采用重锤5先触孔底，再缓慢回升一定距离的方式确定测量终止点，解决了绳索会在重锤5惯性作用下多释放一段长度的问题，消除了重锤5的惯性影响，大大提高了孔深检测精度。

2、采用手动方式能够快速将重锤5下放至其顶面与孔口端面共面的位置，即测量起始点位置，操作简单、省时，有助于提高孔深检测效率。

3、通过控制器2控制步进电机17，自动实现重锤5快速下放、缓慢回转提升和快速上升收回过程，明显提高了孔深检测效率，大大降低了劳动强度，且能够实现重锤5位置精确控制。

4、称重传感器7直接安装在基架1上，干扰少，其检测值稳定、可靠，确保了孔深检测精度。