CN106836315A - 一种竖向位移检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种竖向位移检测装置，包括固定支架以及位于固定支架两侧的第一导轨和第二导轨，第一导轨和第二导轨上分别设置有第一滑块和第二滑块，第一滑块上设置有牵拉件，第二滑块上设置有挡片，挡片顶面或底面与位移检测器相接触，位移检测器用以测量挡片的位移量，第二滑块上还设置有位移丝，第一滑块和牵拉件的重量大于第二滑块和挡片的重量；固定支架顶端设置有滑轮以及与滑轮配套使用的牵引丝，牵引丝穿过所述滑轮，牵引丝的一端连接第一滑块，另一端连接第二滑块，通过位移检测器测量挡片位移量，进而实现对待检测物品的竖向位移量的检测。本发明结构简单，精度准确，成本低廉，实现方式简单，有利于大范围的使用。

Description

一种竖向位移检测装置
技术领域
本发明涉及位移检测技术领域，尤其涉及一种竖向位移检测装置。
背景技术
在生产以及工程制造领域，往往需要对零部件和装置的位移量进行测量以通过位移量的变化来表征零部件或装置的特性或者通过结合位移量来推导出零部件或装置的特性。比如说，根据国家关于《建筑地基与桩基工程质量验收规范》的要求，应对基桩试桩和工程桩进行承载力静载检测，以确定和检验其单桩承载力，作为基桩质量验收要求的强制性条款。现在常用的桩基承载特性检测为自平衡法，该法通过预先将荷载箱和焊接好的钢筋笼一起埋入桩内相应位置，然后灌注成桩，当混凝土的强度达到一定的要求时，在地面平台通过加压泵对桩内的荷载箱进行加压加载，荷载箱将同时向上、向下（即竖直方向）产生推力，迫使上下桩身产生位移。通过测量荷载箱上下表面的位移量得到上下桩身位移，并根据位移量判断基桩的承载力特性，通过所测位移量对应的试验加载值可计算确定单桩承载力。然而，国内自平衡法往往采用在荷载箱上下表面连接位移棒的方法进行桩体位移的测量，在某些情况下并不准确，其本身造价较为昂贵，因此该方法并未得到广泛使用。
现有技术中，位移的检测装置比较复杂、方法相对繁琐，如通过激光测位移，虽然能实现较为精确的位移量的测定，但是其配套设施昂贵，难以多点、大范围同时使用，也大大制约了其应用。因此，一种结构简单、测量精确的位移检测装置成为需求。
发明内容
针对以上不足，本发明提供一种结构简单、测量精确的竖向位移检测装置。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种竖向位移检测装置，包括固定支架以及位于所述固定支架两侧的第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和第二导轨上分别设置有第一滑块和第二滑块，所述第一滑块上设置有牵拉件，所述第二滑块上设置有挡片，所述挡片顶面或底面与位移检测器相接触，所述位移检测器用以测量所述挡片的位移量，所述第二滑块上还设置有位移丝，所述第一滑块和牵拉件的重量大于所述第二滑块和挡片的重量；所述固定支架顶端设置有滑轮以及与所述滑轮配套使用的牵引丝，所述牵引丝穿过所述滑轮，所述牵引丝的一端连接所述第一滑块，另一端连接所述第二滑块。
优选的是，所述位移检测器为百分表或位移传感器。百分表或位移传感器结构小巧、质量轻，测量精度高，为优选的位移检测器。
优选的是，所述滑轮为两个，两个所述滑轮分别位于所述第一导轨和第二导轨的上方。滑轮数量对应导轨数量，且滑轮分别位于第一导轨和第二导轨的上方，能够保证第一滑块和第二滑块的滑动。
优选的是，所述固定支架底端设置有卡箍。通过卡箍能够让竖向位移检测装置匹配安装在杆状基准结构上。
优选的是，所述第一导轨和第二导轨上分别设置有滑槽，所述第一滑块和第二滑块上分别设置有与所述滑槽相匹配的防转动凸块。滑槽与滑槽相匹配的防转动凸块的设置能够防止第一滑块和第二滑块相对于第一导轨和第二导轨转动，避免因转动带动牵引丝而造成第二滑块的移动。
优选的是，所述牵引丝为钢丝绳。钢丝绳具有很好的韧性，不易折断，也能够保障牵引丝不会发生轴向形变。
优选的是，所述位移丝为钢丝或铁丝。钢丝或铁丝具有很好的韧性，不易折断，也能够保障位移丝不会发生轴向形变。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过牵拉件与第一滑块的重力来牵拉住第二滑块，位移丝一端连接第二滑块，另一端连接待检测位移量的物品，因此第二滑块处于一个暂时静止的状态，而第二滑块上的挡片也同样处于暂时静止的状态；当进行位移量检测时，待检测物品在自身内力或者在外力作用下发生形变或位移，连接待检测物品的位移丝也会发生相应的运动继而带动第二滑块以及第二滑块上的挡片，当挡片运动时，与挡片接触的位移检测器可以测量出挡片的竖向的位移量，继而检测出待检测物品的竖向位移量。本发明结构简单，精度准确，成本低廉，实现方式简单，有利于大范围的使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为竖向位移检测装置的结构示意图；
图2为第一导轨和第一滑块的横向截面示意图；
图3为竖向位移检测装置的安装示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1、图2和图3，本发明提供一种竖向位移检测装置。竖向位移检测装置包括固定支架1以及位于固定支架1两侧的第一导轨2和第二导轨3，第一导轨2和第二导轨3上分别设置有第一滑块4和第二滑块5，第一滑块4上设置有牵拉件6，第二滑块5上设置有挡片7，挡片7的顶面与位移检测器相接触，位移检测器为百分表11，百分表11通过外部支撑架15固定；第二滑块5上还设置有位移丝8，位移丝8为钢丝，一端连接于第二滑块5的底部，另一端连接待检测物品的位移预留测量位置，第一滑块4和牵拉件6的重量大于第二滑块5和挡片7的重量；固定支架1顶端设置有两个滑轮9以及与滑轮9配套使用的牵引丝10，滑轮9分别位于第一导轨2和第二导轨3的上方，牵引丝10为钢丝绳，牵引丝10穿过两个滑轮9，牵引丝10的一端连接第一滑块4，另一端连接第二滑块5；第一导轨2和第二导轨3上分别设置有滑槽13，第一滑块4和第二滑块5上分别设置有与滑槽13相匹配的防转动凸块14，防转动凸块14与第一滑块4或第二滑块5一体成型，滑槽13与滑槽13相匹配的防转动凸块14的设置能够防止第一滑块4和第二滑块5相对于第一导轨2和第二导轨3转动，避免因转动带动牵引丝10而造成第二滑块5的移动；图2为第一导轨2和第一滑块4的横向截面示意图，第二导轨3和第二滑块5的横向截面示意图未给出，但第二导轨3和第二滑块5上的滑槽13和与滑槽13相匹配的防转动凸块14的位置、结构和形状与图2所示的滑槽13和与滑槽13相匹配的防转动凸块14在第一导轨2和第一滑块4上的的位置、结构和形状相一致；固定支架1底端设置有卡箍12以将固定支架1安装固定在竖向位移检测装置外部的杆状支撑架上。
固定支架1与第一导轨2、第二导轨3和滑轮9可以是一体成型，也可以是通过焊接、插接或螺纹连接等方式相互固定。第一滑块4与牵拉件6之间以及第二滑块5与挡片7之间可以是一体成型，也可以通过焊接、插接或螺纹连接等方式相互固定。本实施例中固定支架1与第一导轨2、第二导轨3和滑轮9的连接方式均为焊接，第一滑块4与牵拉件6之间以及第二滑块5与挡片7之间的连接方式同样为焊接。本实施例中卡箍12通过焊接固定于固定支架1的底端。当然卡箍12也可以通过插接或螺纹连接等方式与固定支架1相连接。
请参照图3，在具体的实施方式中，支撑架15为外部结构，非本发明的构件。百分表11通过支撑架15固定，除了与挡片7接触外，并不与本发明公开的竖向位移检测装置中的其他零部件相接触，以避免百分表11与其他零部件的互相干扰。固定支架1安装、固定在外部结构（比如固定平台或杆状支撑架）上（图3中未给出），固定支架1可以直接安装、固定在外部结构上，也可以通过卡箍12安装、固定在杆状支撑架上。
在测试中，我们往往需要对待检测物品的多个位置进行测试。当需要对待检测物品的多个位置进行测试时，我们只需要使用多个竖向位移检测装置即可。值得注意的是，位移检测器与挡片7的接触位置并不固定，位移检测器可以与挡片7的顶面接触也可以与挡片7的底面接触，且并不受挡片7的位移方向影响，但需要对位移检测器进行调零基准。
本发明的工作原理是：固定支架1安装固定在外部结构上，并尽量保持第一导轨2和第二导轨3垂直于地面以减少摩擦等带来的误差，滑轮9上配套有牵引丝10，牵引丝10两端分别连接第一滑块4和第二滑块5，由于第一滑块4和牵拉件6的重量大于第二滑块5和挡片7的重量，因此第一滑块4和牵拉件6会给第二滑块5一个向上的拉力，但是第二滑块5通过位移丝8连接于待检测物品，因此位移丝8会给第二滑块5一个向下的拉力，使得第二滑块5暂时处于一个静止的状态，当对待检测物品进行测试时，待检测物品在内力或者外力作用下发生竖直方向的位移，带动位移丝8位移，第二滑块5随之发生竖向位移，位于第二滑块5上的挡片 7也会随之发生竖向位移，此时通过位于挡片7上面（或者下面）的位移检测器（本实施例中为百分表11）来测量挡片7的竖向位移量，继而检测出待检测物品的竖向位移量。
以自平衡法检测单桩承载力为例来进一步说明本发明的实现方式，具体为：固定支架1安装固定在基桩以外的外部结构（比如固定平台或杆状支撑架）上，并尽量保持第一导轨2和第二导轨3垂直于地面以减少摩擦等带来的误差，滑轮9上配套有牵引件10，牵引件10两端分别连接第一滑块4和第二滑块5，由于第一滑块4和牵拉件6的重量大于第二滑块5和挡片7的重量，因此第一滑块4和牵拉件6会给第二滑块5一个向上的拉力，但是第二滑块5通过位移丝8连接于荷载箱的顶部（或底部），因此位移丝8会给第二滑块5一个向下的拉力，使得第二滑块5暂时处于一个静止的状态，当对荷载箱进行加载测试时，由于受力，荷载箱会发生位移（形变），荷载箱的顶部会上移，荷载箱的底部会下移，因此带动位移丝8上移（位移丝8连接荷载箱的底部时为下移），第二滑块5随之上移（位移丝8连接荷载箱的底部时为下移），位于第二滑块5上的挡片7也会随之上移（位移丝8连接荷载箱的底部时为下移），通过位于挡片7上面的百分表11来测量挡片7的竖向位移量，此时可获得挡片7在测试时的竖向位移量，即可获得荷载箱的竖向位移量。当需要进一步地获得荷载箱的性能参数时，可将挡片7的位移量与其他参数（常规通过荷载箱测试单桩承载力时的所需参数，为现有技术）结合起来，就可以完成对单桩承载力的测试。在荷载箱的测试中，我们可能需要对荷载箱的多个位置进行测试，当需要对荷载箱的多个位置进行测试时，我们只需要独立、同时使用多个竖向位移检测装置即可。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种竖向位移检测装置，包括固定支架（1）以及位于所述固定支架（1）两侧的第一导轨（2）和第二导轨（3），所述第一导轨（2）和第二导轨（3）上分别设置有第一滑块（4）和第二滑块（5），其特征在于：所述第一滑块（4）上设置有牵拉件（6），所述第二滑块（5）上设置有挡片（7），所述挡片（7）顶面或底面与位移检测器相接触，所述位移检测器用以测量所述挡片（7）的位移量，所述第二滑块（5）上还设置有位移丝（8），所述第一滑块（4）和牵拉件（6）的重量大于所述第二滑块（5）和挡片（7）的重量；所述固定支架（1）顶端设置有滑轮（9）以及与所述滑轮（9）配套使用的牵引丝（10），所述牵引丝（10）穿过所述滑轮（9），所述牵引丝（10）的一端连接所述第一滑块（4），另一端连接所述第二滑块（5）。
2.根据权利要求1所述的竖向位移检测装置，其特征在于：所述位移检测器为百分表（11）或位移传感器。
3.根据权利要求1所述的竖向位移检测装置，其特征在于：所述滑轮（9）为两个，两个所述滑轮（9）分别位于所述第一导轨（2）和第二导轨（3）的上方。
4.根据权利要求1所述的竖向位移检测装置，其特征在于：所述固定支架（1）底端设置有卡箍（12）。
5.根据权利要求1所述的竖向位移检测装置，其特征在于：所述第一导轨（2）和第二导轨（3）上分别设置有滑槽（13），所述第一滑块（4）和第二滑块（5）上分别设置有与所述滑槽（13）相匹配的防转动凸块（14）。
6.根据权利要求1所述的竖向位移检测装置，其特征在于：所述牵引丝（10）为钢丝绳。
7.根据权利要求1所述的竖向位移检测装置，其特征在于：所述位移丝（8）为钢丝或铁丝。
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