CN105973130B - 一种层间位移角测量装置 - Google Patents

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    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/24—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes

Abstract

本发明提供了一种层间位移角测量装置，包括：传动杆、第一级同轴圆盘、第二级同轴转盘和转轴式转角传感器；传动杆的上端通过第一固定件与上层梁连接，且可相对第一固定件上下滑动；传动杆的下端与第一级同轴圆盘固定连接；第一级同轴圆盘通过第二固定件与本层梁固定连接，且可绕第二固定件转动；第二级同轴转盘和转轴式转角传感器固定在本层梁上；第一级同轴圆盘的直径大于第二级同轴转盘的直径；第二级同轴圆盘的直径大于轴式转角传感器上的转轴的直径；第一级同轴圆盘、第二级同轴转盘和转轴式转角传感器上的转轴均通过皮带传动或齿轮传动方式连接。应用本发明可以对层间位移角进行高精度的直接测量，提高层间位移角的测量精度。

Description

一种层间位移角测量装置
技术领域
本发明涉及工程测量技术领域，尤其涉及一种层间位移角测量装置。
背景技术
结构层间位移角是衡量结构动力反应的重要指标，是在进行结构振动台试验时，评判结构模型是否符合规范的重要因素。但是，现有技术中缺乏结构振动台模型试验的层间位移角实时测量方法。
目前，实时测量角度的传感器主要是转轴式转角传感器。但是，无论结构整体还是结构模型，层间位移角一般都很小(普遍<2°)，因此，采用转轴式转角传感器无法准确测量层间位移角。因此，在进行结构模型试验时，层间位移角测量一般都是采用间接方法：通过布置在结构层间的位移传感器，测量结构层间位移，进而除以层高计算层间位移角。
由此可知，在现有技术中，通常所使用的角度传感器难以保证对小角度测量的精准性，因此只能通过间接的方式进行测量，而不能对层间位移角进行高精度的直接测量。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种层间位移角测量装置，从而可以对层间位移角进行高精度的直接测量，提高层间位移角的测量精度。
本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种层间位移角测量装置，该层间位移角测量装置包括：传动杆、第一级同轴圆盘、第二级同轴转盘和转轴式转角传感器；
所述传动杆的上端通过第一固定件与上层梁连接，且所述传动杆可相对于第一固定件上下滑动；所述传动杆的下端与所述第一级同轴圆盘固定连接；
所述第一级同轴圆盘通过第二固定件与本层梁固定连接，且所述第一级同轴圆盘可绕所述第二固定件转动；
第二级同轴转盘和转轴式转角传感器固定在所述本层梁上；
所述第一级同轴圆盘的直径大于所述第二级同轴转盘的直径；所述第二级同轴圆盘的直径大于所述轴式转角传感器上的转轴的直径；
所述第一级同轴圆盘与所述第二级同轴转盘通过皮带传动方式或齿轮传动方式连接；
所述第二级同轴圆盘与所述转轴式转角传感器上的转轴通过皮带传动方式或齿轮传动方式连接。
较佳的，所述层间位移角测量装置还进一步包括：N个次级同轴转盘；所述N为大于或等于1的整数；
所述N个次级同轴转盘的直径依次减小，且所述N个次级同轴转盘中直径最大的同轴转盘的直径小于所述第二级同轴转盘的直径，直径最小的次级同轴转盘的直径大于所述轴式转角传感器上的转轴的直径；
所述N个次级同轴转盘按照直径依次减小的顺序依次设置在第二级同轴转盘和转轴式转角传感器之间，且分别与本层粱固定；
所述第二级同轴转盘、N个次级同轴转盘和转轴式转角传感器上的转轴依次通过皮带传动方式或齿轮传动方式连接。
较佳的，所述传动杆的上部设置有沿传动杆延伸方向的滑动槽；
所述第一固定件穿过所述滑动槽将所述固定在所述上层粱上。
较佳的，所述第一固定件和第二固定件均为销钉。
由上述技术方案可见，在本发明的层间位移角测量装置中，由于传动杆的上、下端分别与上层梁和本层粱连接，且传动杆可相对第一固定件上下滑动但传动杆的下端与第一级同轴圆盘固定连接，因此，当结构模型在振动时，上层粱和本层粱之间如果发生层间位移，则层间位移角必然等于第一级同轴圆盘的转角。因为第一级同轴圆盘、所述第二级同轴转盘、N个次级同轴转盘和转轴式转角传感器上的转轴都是依次通过皮带传动方式或齿轮传动方式连接，所以当第一级同轴圆盘进行转动并转过一定角度时，该转动的角度将以位移形式多次放大并最终传递给转轴式转角传感器上的转轴。所以，上述层间位移角相当于采用机械方法经过多次放大后被传递给转轴式转角传感器，从而可以通过该转轴式转角传感器直接对该层间位移角进行高精度实时地测量，提高了层间位移角的测量精度。
附图说明
图1为本发明实施例中的层间位移角测量装置的结构示意图。
图2为本发明实施例中的传动杆与第一级同轴圆盘的连接示意图。
图3为本发明实施例中的传动杆与第一级同轴圆盘的连接侧视图。
图4为本发明实施例中的第一固定件、第二固定件的结构示意图。
图5为本发明实施例中的第二固定件与第一级同轴圆盘的连接示意图。
图6为本发明实施例中的转轴式转角传感器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例中的层间位移角测量装置的结构示意图，图2为本发明实施例中的传动杆与第一级同轴圆盘的连接示意图，图3为本发明实施例中的传动杆与第一级同轴圆盘的连接侧视图，图4为本发明实施例中的第一固定件、第二固定件的结构示意图，图5为本发明实施例中的第二固定件与第一级同轴圆盘的的连接示意图，图6为本发明实施例中的转轴式转角传感器的结构示意图。如图1～图6所示，本发明实施例中的层间位移角测量装置包括：传动杆11、第一级同轴圆盘12、第二级同轴转盘13和转轴式转角传感器14；
所述传动杆11的上端通过第一固定件15与上层梁21连接，且所述传动杆11可相对于第一固定件15上下滑动；所述传动杆11的下端与所述第一级同轴圆盘12固定连接；
所述第一级同轴圆盘12通过第二固定件16与本层梁22固定连接，且所述第一级同轴圆盘12可绕所述第二固定件16转动；
第二级同轴转盘13和转轴式转角传感器14固定在所述本层梁22上；
所述第一级同轴圆盘12的直径大于所述第二级同轴转盘13的直径；所述第二级同轴圆盘13的直径大于所述轴式转角传感器14上的转轴141的直径；
所述第一级同轴圆盘12与所述第二级同轴转盘13通过皮带传动方式或齿轮传动方式连接；
所述第二级同轴圆盘13与所述转轴式转角传感器14上的转轴141通过皮带传动方式或齿轮传动方式连接。
在使用上述层间位移角测量装置时，由于传动杆的上、下端分别与上层梁和本层粱连接，且传动杆可相对第一固定件上下滑动但传动杆的下端与第一级同轴圆盘固定连接，因此，当结构模型在振动时，上层粱和本层粱之间如果发生层间位移，则层间位移角必然等于第一级同轴圆盘的转角。因为第一级同轴圆盘、第二级同轴转盘和转轴式转角传感器上的转轴均是依次通过皮带传动方式或齿轮传动方式连接，当第一级同轴圆盘进行转动并转过一定角度时，由于第一级同轴圆盘与第二级同轴圆盘是通过皮带传动或齿轮传动方式连接，第一级同轴圆盘和第二级同轴圆盘的线速度相等，但第一级同轴圆盘的直径大于第二级同轴圆盘的直径，因此相当于将第一级同轴圆盘转动的角度以位移形式放大传递给第二级同轴转盘；同理，第二级同轴圆盘转动的角度也将以位移形式放大传递给转轴式转角传感器上的转轴。所以，上述层间位移角相当于经过两次放大后被传递给转轴式转角传感器，从而可以通过该转轴式转角传感器直接对该层间位移角进行实时地测量。
另外，在本发明的技术方案中，还可以根据实际应用的需要，在上述层间位移角测量装置中增加相应数量的同轴转盘，从而将上述的层间位移角进行多次放大后，再由转轴式转角传感器直接对该层间位移角进行实时地测量。
例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述层间位移角测量装置还可以进一步包括：N个次级同轴转盘(图中未示出)；所述N为大于或等于1的整数；
所述N个次级同轴转盘的直径依次减小，且所述N个次级同轴转盘中直径最大的同轴转盘的直径小于所述第二级同轴转盘的直径，直径最小的次级同轴转盘的直径大于所述轴式转角传感器上的转轴的直径；
所述N个次级同轴转盘按照直径依次减小的顺序依次设置在第二级同轴转盘和转轴式转角传感器之间，且分别与本层粱固定；
所述第二级同轴转盘、N个次级同轴转盘和转轴式转角传感器上的转轴依次通过皮带传动方式或齿轮传动方式连接。
也就是说，在上述具体实施例中，还可以设置多级同轴转盘，从而将上述的层间位移角进行多次放大后，再由转轴式转角传感器直接对该层间位移角进行实时地测量。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述N的取值可以根据实际应用的需要预先设置。例如，所述N的取值可以是1、2、3……等等。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述第二级同轴转盘、N个次级同轴转盘和转轴式转角传感器均可黏贴在本层梁上。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述传动杆11的上部设置有沿传动杆延伸方向的滑动槽111，所述第一固定件15穿过所述滑动槽111将所述固定在所述上层粱21上。因此，所述传动杆可以通过上述滑动槽相对于第一固定件上下滑动。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述第一固定件和第二固定件均为销钉，如图4所示。
综上所述，在本发明的技术方案中，由于传动杆的上、下端分别与上层梁和本层粱连接，且传动杆可相对第一固定件上下滑动但传动杆的下端与第一级同轴圆盘固定连接，因此，当结构模型在振动时，上层粱和本层粱之间如果发生层间位移，则层间位移角必然等于第一级同轴圆盘的转角。因为第一级同轴圆盘、所述第二级同轴转盘、N个次级同轴转盘和转轴式转角传感器上的转轴都是依次通过皮带传动方式或齿轮传动方式连接，所以当第一级同轴圆盘进行转动并转过一定角度时，该转动的角度将以位移形式多次放大并最终传递给转轴式转角传感器上的转轴。所以，上述层间位移角相当于采用机械方法经过多次放大后被传递给转轴式转角传感器，从而可以通过该转轴式转角传感器直接对该层间位移角进行实时地测量。
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 (4)

1.一种层间位移角测量装置，其特征在于，该层间位移角测量装置包括：传动杆、第一级同轴圆盘、第二级同轴转盘和转轴式转角传感器；
所述传动杆的上端通过第一固定件与上层梁连接，且所述传动杆可相对于第一固定件上下滑动；所述传动杆的下端与所述第一级同轴圆盘固定连接；
所述第一级同轴圆盘通过第二固定件与本层梁固定连接，且所述第一级同轴圆盘可绕所述第二固定件转动；
第二级同轴转盘和转轴式转角传感器固定在所述本层梁上；
所述第一级同轴圆盘的直径大于所述第二级同轴转盘的直径；所述第二级同轴转盘的直径大于所述转轴式转角传感器上的转轴的直径；
所述第一级同轴圆盘与所述第二级同轴转盘通过皮带传动方式或齿轮传动方式连接；
所述第二级同轴转盘与所述转轴式转角传感器上的转轴通过皮带传动方式或齿轮传动方式连接。
2.根据权利要求1所述的层间位移角测量装置，其特征在于，所述层间位移角测量装置还进一步包括：N个次级同轴转盘；所述N为大于或等于1的整数；
所述N个次级同轴转盘的直径依次减小，且所述N个次级同轴转盘中直径最大的同轴转盘的直径小于所述第二级同轴转盘的直径，直径最小的次级同轴转盘的直径大于所述轴式转角传感器上的转轴的直径；
所述N个次级同轴转盘按照直径依次减小的顺序依次设置在第二级同轴转盘和转轴式转角传感器之间，且分别与本层粱固定；
所述第二级同轴转盘、N个次级同轴转盘和转轴式转角传感器上的转轴依次通过皮带传动方式或齿轮传动方式连接。
3.根据权利要求1所述的层间位移角测量装置，其特征在于：所述传动杆的上部设置有沿传动杆延伸方向的滑动槽；
所述第一固定件穿过所述滑动槽将所述传动杆固定在所述上层梁上。
4.根据权利要求1或2或3所述的层间位移角测量装置，其特征在于：所述第一固定件和第二固定件均为销钉。
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