CN105547217B - 一种位移发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种位移发生器，包括：吊环螺钉、数字位移传感装置、滑动螺杆、固定螺杆和双头螺套；数字位移传感装置的一端与吊环螺钉固定连接，另一端与滑动螺杆固定连接；滑动螺杆上设置有轴向通孔，滑动螺杆的外壁上设置有定位孔；固定螺杆的一端设置有可伸入滑动螺杆的轴向通孔的伸出部；所述伸出部上设置有滑槽，固定螺杆的另一端通过安装底座与被测结构固定连接；滑动螺杆和固定螺杆分别通过两种旋转方向相反且螺距不相等的螺纹与双头螺套连接；固定螺杆的伸出部插入滑动螺杆上的轴向通孔中，定位螺钉穿过定位孔插入滑槽中并与滑动螺杆固定。通过使用上述位移发生器，可以真实地模拟测点产生的位移并将该模拟的位移的精确值通过显示屏显示。

Description

一种位移发生器

技术领域

本发明涉及工程结构试验技术领域，特别涉及一种位移发生器。

背景技术

大尺寸的空间建构筑物，如核电站安全壳结构，大型场馆及其它大型工业建构筑物，服役期间均需要长期监测或定期检测其在工作荷载或试验荷载作用下的变位及应变响应。目前对于大尺度建筑物多采用张丝法测量测点处位移值，主要思路是先通过张拉丝线把结构内高处、远距离测点的位移传递到地面或者可到达的固定控制位置，进而通过标定测量系统，测得目标测点的绝对位移值。

图1为现有技术中的张丝法测量系统的结构示意图，如图1所示，张丝法测量系统由测点1、张线2、固定点3、位移计4和重锤5等组成。在没有发明位移发生器装置以前，传统的操作方法是，在进行现场测试前，须先在试验室进行联机调试及系统模拟试验，确认测定系统的精度和可靠性；到现场后还需要二次标定验证精度。上述比对法中所使用的两套位移监测装置的本身有可能存在测量误差，因此将所获得的两个测量数据直接进行比对，只能得到一个大致范围内的精度值，而无法精确地判断上述位移监测装置所能达到的测量精度。同时，在实际工程中，由于现场障碍物的存在，拉丝方向有时无法平行于测点位移测定方位，使得测点拉丝方向与测点位移方向形成一个空间角度，故还需要现场确定其空间角度，从而不可避免的会引入新的测量误差。所以，故急需解决这一技术难题。

现有技术中提出了一种用标准位移发生器标定拉丝发位移传感器的方法和装置。图2为现有技术中的位移发生器的结构示意图，如图2所示，标准位移发生器主要由固定杆11、滑动螺杆12和双头螺套13等组成。固定杆与测点端固定连接，固定杆、滑动螺杆分别采用左旋、右旋螺纹与双头螺套连接，正反扣两种螺纹的螺距不等，当滑动螺杆与固定杆经由内部的滑键联系后，扭动双头螺套，滑动螺杆相对固定杆不发生转动，只产生滑动，且双头螺套每转动1周，滑动螺杆移动1个螺距差。通过测量重锤端在位移发生端发生不同位移时的仪表显示值，来标定重锤终端位移值与测点实际发生位移值间的系数，进而修正测量结果。

上述标准位移发生器解决了张丝法现场标定困难的难题，但是，在实际工程应用中发现，由于该标准位移发生器主要是通过机械双头螺套带动滑动螺杆发生位移，若旋转圈数统计错误或者旋转角度不闭合，将不可避免地造成测量误差，亦不能完全满足位移测定的高精度和可靠性要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种位移发生器，从而可以真实地模拟测点产生的位移并将该模拟的位移的精确值通过显示屏显示。

本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种位移发生器，该位移发生器包括：吊环螺钉、数字位移传感装置、滑动螺杆、固定螺杆和双头螺套；

所述数字位移传感装置的一端与所述吊环螺钉固定连接；所述数字位移传感装置的另一端与所述滑动螺杆固定连接；

所述滑动螺杆上设置有轴向通孔，所述滑动螺杆的外壁上设置有定位孔；

所述固定螺杆的一端设置有可伸入所述滑动螺杆的轴向通孔的伸出部；所述伸出部上设置有滑槽，所述固定螺杆的另一端通过安装底座与被测结构固定连接；

所述滑动螺杆和固定螺杆分别通过两种旋转方向相反且螺距不相等的螺纹与双头螺套连接；所述固定螺杆的伸出部插入所述滑动螺杆上的轴向通孔中，定位螺钉穿过所述定位孔插入所述滑槽中并与所述滑动螺杆固定。

较佳的，所述数字位移传感装置包括：安装舱、数字位移传感器和卡具；

所述安装舱的一端开设有第一安装通孔；所述第一安装通孔的内部设置有螺纹；

所述固定螺杆的伸出部的末端设置有轴向的探测孔；

所述位移传感器通过所述卡具固定在所述安装舱内，且所述位移传感器的探测端从所述第一安装通孔中伸出所述安装舱并插入所述固定螺杆的伸出部上的探测孔中；

所述滑动螺杆与所述安装舱连接的一端的外表面设置有外螺纹，所述滑动螺杆通过所述外螺纹和所述第一安装通孔中的内螺纹与所述安装舱连接。

较佳的，所述位移传感器包括：传感器和数字显示装置；

所述传感器的探测端从所述第一安装通孔中伸出所述安装舱并插入所述固定螺杆的伸出部上的探测孔中；所述传感器用于探测所述滑动螺杆与所述固定螺杆之间的位移；

所述数字显示装置，用于数字显示所述传感器探测到的位移。

较佳的，所述安装舱与所述吊环螺钉连接的一端开设有第二安装通孔；

所述吊环螺钉通过安装端盖和所述安装舱的第二安装通孔与所述安装舱固定连接。

较佳的，所述安装底座上设置有轴向通孔，所述轴向通孔内设置有内螺纹；所述安装底座通过安装螺柱固定在待测结构上；

所述固定螺杆与所述安装底座连接的一端的外表面设置有外螺纹。

较佳的，所述固定螺杆的与所述双头螺套的连接端的外表面上设置有左旋螺纹；

所述滑动螺杆的与所述双头螺套的连接端的外表面上设置有右旋螺纹；

所述双头螺套的两端的内壁上则分别设置有相应的左旋螺纹和右旋螺纹。

较佳的，所述固定螺杆的与所述双头螺套的连接端的外表面上设置有右旋螺纹；

所述滑动螺杆的与所述双头螺套的连接端的外表面上设置有左旋螺纹；

所述双头螺套的两端的内壁上则分别设置有相应的右旋螺纹和左旋螺纹。

较佳的，所述双头螺套一端或两端的圆周上刻有n格的等分刻度。

较佳的，所述安装舱包括：舱体和舱盖；

所述舱盖通过螺丝固定在所述舱体上。

如上可见，在本发明中的位移发生器中，由于使用了滑动螺杆、固定螺杆和双头螺套，因此可以通过旋转双头螺套来真实地模拟测点产生的位移，并可通过双头螺套旋转的周数获知该模拟位移的值；而且，由于还使用了数字位移传感装置，因此可以将该模拟的位移的精确值通过显示屏显示，克服了现有技术中的位移发生器装置不能数显位移发生量的弊端，从而可以大大提高测量的精度和可靠性，而且也使得测量人员可以更方便、直接地获知该模拟位移的精确值，减少了现场操作难度和调试时间。

附图说明

图1为现有技术中的张丝法测量系统的结构示意图。

图2为现有技术中的位移发生器的结构示意图。

图3为本发明实施例中的位移发生器的结构示意图。

图4为本发明实施例中的位移发生器的俯视图。

图5为本发明实施例中的位移发生器的A-A剖面图。

图6为本发明实施例中的数字位移传感装置的结构示意图。

图7为本发明实施例中的数字位移传感装置的B-B剖面图。

图8为本发明实施例中的数字位移传感装置的剖面图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本实施例提供了一种位移发生器。

图3为本发明实施例中的位移发生器的结构示意图。图4为本发明实施例中的位移发生器的俯视图。图5为本发明实施例中的位移发生器的A-A剖面图。如图3～5所示，本发明实施例中的位移发生器包括：吊环螺钉31、数字位移传感装置32、滑动螺杆33、固定螺杆34和双头螺套35；

所述数字位移传感装置32的一端与所述吊环螺钉31固定连接(例如，可通过焊接、螺栓、螺纹或螺丝杆等固定方式进行固定)；所述数字位移传感装置32的另一端与所述滑动螺杆33固定连接(例如，可通过螺栓、螺纹或螺丝杆等固定方式进行固定)；

所述滑动螺杆33上设置有轴向通孔，所述滑动螺杆33的外壁上设置有定位孔；

所述固定螺杆34的一端设置有可伸入所述滑动螺杆33的轴向通孔的伸出部341；所述伸出部341上设置有滑槽342，所述固定螺杆34的另一端通过安装底座36与被测结构30固定连接；

所述滑动螺杆33和固定螺杆34分别通过两种旋转方向相反且螺距不相等的螺纹(即正、反扣螺纹)与双头螺套35连接；所述固定螺杆34的伸出部341插入所述滑动螺杆33上的轴向通孔中，定位螺钉37穿过所述定位孔插入所述滑槽342中并与所述滑动螺杆33固定。

根据上述结构可知，在本发明的技术方案中，上述位移发生器中设置有数字位移传感装置，该数字位移传感装置的两端分别与所述滑动螺杆和吊环螺钉连接，所述吊环螺钉的另一端则可以与测点和/或张线连接；而且，所述滑动螺杆和固定螺杆通过正、反扣螺纹与双头螺套连接，且正、反扣两种螺纹的螺距不等；另外，所述定位螺钉穿过所述滑动螺杆的外壁插入所述固定螺杆的滑槽中，且可沿所述滑槽移动，因此，当转动所述双头螺套时，所述滑动螺杆将相对于所述固定螺杆发生平动，而不会发生转动；而且，双头螺套每旋转一周，则所述滑动螺杆将相对于所述固定螺杆移动1个螺距差。所以，可将上述位移发生器安装在待检测的结构上；在进行检测时，该待测结构并不需要产生位移，只需通过旋转上述位移发生器中的双头螺套，即可较真实地模拟上述待测结构的位移，并可通过双头螺套旋转的周数获知该模拟位移的值。而且，此时还可通过数字位移传感装置读取该模拟位移的精确值。由于数字位移传感装置对于模拟位移的测量更为精确，而且可以将该模拟位移的精确值通过显示屏显示，从而可以大大提高测量的精度和可靠性，而且也使得测量人员可以更方便、直接地获知该模拟位移的精确值。

另外，图6为本发明实施例中的数字位移传感装置的结构示意图。图7为本发明实施例中的数字位移传感装置的B-B剖面图。图8为本发明实施例中的数字位移传感装置的剖面图。

因此，如图6～图8所示，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述数字位移传感装置32可以包括：安装舱321、数字位移传感器322和卡具323；

其中，所述安装舱321的一端开设有第一安装通孔41；所述第一安装通孔41的内部设置有螺纹；

所述固定螺杆34的伸出部341的末端设置有轴向的探测孔343；

所述数字位移传感器322通过所述卡具323固定在所述安装舱321内，且所述数字位移传感器322的探测端324从所述第一安装通孔41中伸出所述安装舱321并插入所述固定螺杆34的伸出部341上的探测孔343中；

所述滑动螺杆33与所述安装舱321连接的一端的外表面设置有外螺纹，所述滑动螺杆33通过所述外螺纹和所述第一安装通孔41中的内螺纹与所述安装舱321连接。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述数字位移传感器322可以通过内六角螺钉51和弹簧垫圈固定在所述安装舱内，所述数字位移传感器322通过安装套筒52和紧定螺钉53固定在所述卡具323上。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述数字位移传感器322可以包括：传感器71和数字显示装置72；

所述传感器71的探测端324从所述第一安装通孔41中伸出所述安装舱321并插入所述固定螺杆34的伸出部341上的探测孔343中；所述传感器71用于探测所述滑动螺杆33与所述固定螺杆34之间的位移；

所述数字显示装置72，用于数字显示所述传感器71探测到的位移。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述安装舱321可以包括：舱体和舱盖62；所述舱盖62通过螺丝63固定在所述舱体上。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述安装舱321与所述吊环螺钉31连接的一端开设有第二安装通孔42；

所述吊环螺钉31通过安装端盖311和所述安装舱321的第二安装通孔42与所述安装舱321固定连接。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述安装底座36上设置有轴向通孔361，所述轴向通孔361内设置有内螺纹；所述安装底座36通过安装螺柱362固定在待测结构30上；

所述固定螺杆34与所述安装底座36连接的一端的外表面设置有外螺纹。因此，所述固定螺杆34可以通过上述外螺纹和所述安装底座36的轴向通孔361内的内螺纹固定连接。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述固定螺杆的与所述双头螺套的连接端的外表面上设置有左旋螺纹，所述滑动螺杆的与所述双头螺套的连接端的外表面上设置有右旋螺纹，所述双头螺套的两端的内壁上则分别设置有相应的左旋螺纹和右旋螺纹，从而使得固定螺杆和滑动螺杆可以分别通过上升的螺纹与双头螺套连接。上述两种旋转方向相反的螺纹(即左旋螺纹与右旋螺纹)的螺距不相等，因此存在螺距差。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述固定螺杆的与所述双头螺套的连接端的外表面上设置有右旋螺纹，所述滑动螺杆的与所述双头螺套的连接端的外表面上设置有左旋螺纹，所述双头螺套的两端的内壁上则分别设置有相应的右旋螺纹和左旋螺纹，从而使得固定螺杆和滑动螺杆可以分别通过上升的螺纹与双头螺套连接。

另外，在本发明的技术方案中，由于双头螺套每旋转一周，则所述滑动螺杆将相对于所述固定螺杆移动1个螺距差，因此，较佳的，在本发明的具体实施例中，可以在所述双头螺套一端或两端的圆周上刻上n格的等分刻度(图中未示出)，则每两个刻度之间的间距代表1/n的螺距差。例如，如果刻上100格的等分刻度，则每两个刻度之间的间距代表1/100的螺距差。

此外，在本发明的较佳实施例中，还可以在所述滑动螺杆的外表面上设置一个标尺(图中未示出)，该标尺用于测度双头螺套的转动圈数，因此该标尺的刻度间距等于滑动螺杆外表面上的一个螺距，该螺距等于滑动螺杆与双头螺套之间用于连接的螺纹的螺距。该标尺可以刻在滑动螺杆的外表面上，或通过其它方式固定在滑动螺杆的外表面上。

另外，在本发明的技术方案中，所述位移发生器中除传感器之外的其它部件的材料可以选择温度线膨胀系数小、滑动性好的材料，例如，铟钢、62黄铜或钢材。铝材则因膨胀系数大，不宜采用。

综上可知，在本发明中的位移发生器中，由于使用了滑动螺杆、固定螺杆和双头螺套，因此可以通过旋转双头螺套来真实地模拟测点产生的位移，并可通过双头螺套旋转的周数获知该模拟位移的值；而且，由于还使用了数字位移传感装置，因此可以将该模拟的位移的精确值通过显示屏显示，克服了现有技术中的位移发生器装置不能数显位移发生量的弊端，从而可以大大提高测量的精度和可靠性，而且也使得测量人员可以更方便、直接地获知该模拟位移的精确值，减少了现场操作难度和调试时间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种位移发生器，其特征在于，该位移发生器包括：吊环螺钉、数字位移传感装置、滑动螺杆、固定螺杆和双头螺套；

所述数字位移传感装置的一端与所述吊环螺钉固定连接；所述数字位移传感装置的另一端与所述滑动螺杆固定连接；

所述滑动螺杆上设置有轴向通孔，所述滑动螺杆的外壁上设置有定位孔；

所述固定螺杆的一端设置有可伸入所述滑动螺杆的轴向通孔的伸出部；所述伸出部上设置有滑槽，所述固定螺杆的另一端通过安装底座与被测结构固定连接；

所述滑动螺杆和固定螺杆分别通过两种旋转方向相反且螺距不相等的螺纹与双头螺套连接；所述固定螺杆的伸出部插入所述滑动螺杆上的轴向通孔中，定位螺钉穿过所述定位孔插入所述滑槽中并与所述滑动螺杆固定；

其中，所述数字位移传感装置包括：安装舱、数字位移传感器和卡具；

所述安装舱的一端开设有第一安装通孔；所述第一安装通孔的内部设置有螺纹；

所述固定螺杆的伸出部的末端设置有轴向的探测孔；

所述位移传感器通过所述卡具固定在所述安装舱内，且所述位移传感器的探测端从所述第一安装通孔中伸出所述安装舱并插入所述固定螺杆的伸出部上的探测孔中；

所述滑动螺杆与所述安装舱连接的一端的外表面设置有外螺纹，所述滑动螺杆通过所述外螺纹和所述第一安装通孔中的内螺纹与所述安装舱连接。

2.根据权利要求1所述的位移发生器，其特征在于，所述位移传感器包括：传感器和数字显示装置；

所述传感器的探测端从所述第一安装通孔中伸出所述安装舱并插入所述固定螺杆的伸出部上的探测孔中；所述传感器用于探测所述滑动螺杆与所述固定螺杆之间的位移；

所述数字显示装置，用于数字显示所述传感器探测到的位移。

3.根据权利要求2所述的位移发生器，其特征在于：

所述安装舱与所述吊环螺钉连接的一端开设有第二安装通孔；

所述吊环螺钉通过安装端盖和所述安装舱的第二安装通孔与所述安装舱固定连接。

4.根据权利要求3所述的位移发生器，其特征在于：

所述安装底座上设置有轴向通孔，所述轴向通孔内设置有内螺纹；所述安装底座通过安装螺柱固定在待测结构上；

所述固定螺杆与所述安装底座连接的一端的外表面设置有外螺纹。

5.根据权利要求4所述的位移发生器，其特征在于：

所述固定螺杆的与所述双头螺套的连接端的外表面上设置有左旋螺纹；

所述滑动螺杆的与所述双头螺套的连接端的外表面上设置有右旋螺纹；

所述双头螺套的两端的内壁上则分别设置有相应的左旋螺纹和右旋螺纹。

6.根据权利要求4所述的位移发生器，其特征在于：

所述固定螺杆的与所述双头螺套的连接端的外表面上设置有右旋螺纹；

所述滑动螺杆的与所述双头螺套的连接端的外表面上设置有左旋螺纹；

所述双头螺套的两端的内壁上则分别设置有相应的右旋螺纹和左旋螺纹。

7.根据权利要求6所述的位移发生器，其特征在于：

所述双头螺套一端或两端的圆周上刻有n格的等分刻度。

8.根据权利要求1所述的位移发生器，其特征在于，所述安装舱包括：舱体和舱盖；

所述舱盖通过螺丝固定在所述舱体上。