CN106959183A - 一种缆索受力检测设备 - Google Patents

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肖祥
赵璐
乔思瑶
杨帆
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Abstract

本发明涉及交通运输设备技术领域，特别指一种缆索受力检测设备，包括主体，安装于主体上的爬升装置、检测装置和控制装置，所述控制装置用于控制所述爬升装置和检测装置，还包括遥控装置，所述遥控装置与所述控制装置通过无线通讯进行双向信号传输，用于发送控制指令给所述控制装置，以及显示从所述控制装置接收到的爬升装置的状态和检测装置检测到的缆索受力信息；所述检测装置包括安装于主体上的拾振器和激光测距传感器。本发明可以根据时刻变化的条件状态对检测程序进行调整和干预，使检测结果更加精确，同时还可以减少检测时间提高检测效率。

Description

一种缆索受力检测设备
技术领域
本发明涉及交通运输设备技术领域，特别指一种缆索受力检测设备。
背景技术
斜拉桥是一种重要的桥型，斜拉索作为其主要受力构件之一，它的工作状态是斜拉桥能否安全运营的决定性因素，因此，有必要对处于工作状态的拉索内力进行测量，以确保拉索处于正常的受力状态。目前，在工程应用中，已经出现了可自动爬升并检测索力的装置，如中国专利公开号为CN205741908U所到的缆索爬升装置，可以作为缆索检测、维护等设备的运动载体，解决人工作业存在劳动强度大、安全性不高以及现有缆索爬升装置适应性差等问题。目前，在工程应用中测量索力主要采用频率法，通过爬升装置上的拾振器来获取频率数据，根据索力与自振频率的关系得到拉索索力，但是由于多数斜拉桥的拉索端部安装有锚拉板及阻尼器，导致缆索的计算长度和边界条件等发生变化，使索力的计算会出现一些偏差；同时，由于爬升装置和拾振器均只能按既定程序执行检测步骤，不能根据时刻变化的条件状态对检测程序进行调整，使得最终的检测结果精度不高，甚至得到错误的检测结果，这样便需要等待爬升装置下降到地面后操作人员对检测程序进行调整，然后再次重复检测过程，检测起来也比较费时，效率低下。
发明内容
本发明的目的是提出一种缆索受力检测设备，可以根据时刻变化的条件状态对检测程序进行调整和干预，使检测结果更加精确，同时还可以减少检测时间提高检测效率。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种缆索受力检测设备,包括主体，安装于主体上的爬升装置、检测装置和控制装置，所述控制装置用于控制所述爬升装置和检测装置，其特征在于，还包括遥控装置，所述遥控装置与所述控制装置通过无线通讯进行双向信号传输，用于发送控制指令给所述控制装置，以及显示从所述控制装置接收到的爬升装置的状态和检测装置检测到的缆索受力信息；所述检测装置包括安装于主体上的拾振器和激光测距传感器。
根据以上方案，所述遥控装置包括信号传输模块、输入模块、处理模块和输出模块，所述信号传输模块、输入模块和输出模块分别与所述处理模块相连接。
根据以上方案，所述爬升装置包括驱动器、主动轮和从动轮，所述驱动器用于驱使所述主动轮转动，并且所述主动轮和从动轮用于夹持在缆索上进行爬升动作。
根据以上方案，所述主动轮和从动轮上与缆索接触的位置均采用内凹弧形面。
根据以上方案，所述主动轮和从动轮在沿缆索的轴向方向上错位设置。
根据以上方案，所述主体上设有导槽，所述从动轮安装于所述导槽内，所述从动轮在所述导槽内可沿所述导槽滑动以改变所述从动轮与主动轮之间的间距；所述从动轮上具有锁定装置，所述锁定装置可以将所述从动轮锁定在所述导槽内的任意位置。
根据以上方案，所述导槽的开设方向与所述从动轮和主动轮之间的连线交叉设置。
根据以上方案，所述爬升装置包括安装于主体上的二个并排设置的主动轮、二个并排设置的从动轮，以及分别驱动一个主动轮和二个驱动器；所述主体上具有二个对称设置的导槽，二个从动轮分别位于一个导槽内，并且二个所述导槽的延长线交叉设置。
根据以上方案，所述二个从动轮之间连接有平衡架，所述平衡架用于限定所述二个从动轮分别在二个导槽内同步移动。
根据以上方案，所述爬升装置还包括制动装置，所述制动装置包括叉形支架、二个抱瓦和驱动电机，所述叉形支架和驱动电机分别固定于主体上，所述二个抱瓦的中部位置分别铰接于所述叉形支架的二个叉部，所述二个抱瓦的尾端之间铰接有连杆，所述连杆上连接有齿条，所述齿条与所述驱动电机的输出轴相啮合。
本发明的缆索受力检测设备，通过主体上的爬升装置和检测装置相配合，可以在缆索上完成自动爬升动作和检测过程，在检测时通过激光测距传感器检测缆索的实际长度和边界，使得检测装置可以根据缆索的长度和边界对索力检测结果进行自动的修正与优化计算，提高了索力测量的精度和检测效率。同时，还可以通过遥控装置对主体上的爬升装置和检测装置进行远程遥控，根据现场的环境对爬升状态和检测状态进行对应地调整，使检测装置可以更容易地获得准确的检测结果，使得本发明可以经过一次爬升过程便可以完成检测，进一步地保证了检测的效率和准确性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的侧面结构示意图；
图3是本发明的制动装置结构示意图。
图中：10、主体；20、爬升装置；30、检测装置；40、制动装置；21、驱动器；22、主动轮；23、从动轮；24、导槽；25、平衡架；41、支架；42、抱瓦；43、驱动电机；44、连杆；45、齿条。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1所示，本发明所述的一种缆索受力检测设备，包括主体10，安装于主体10上的爬升装置20、检测装置30和控制装置，所述控制装置用于控制所述爬升装置20和检测装置30，还包括遥控装置，所述遥控装置与所述控制装置通过无线通讯进行双向信号传输，用于发送控制指令给所述控制装置，以及显示从所述控制装置接收到的爬升装置20的状态和检测装置30检测到的缆索受力信息；所述检测装置30包括安装于主体10上的拾振器和激光测距传感器。主体10由多块钢板焊接成箱形，检测装置30安装在主体10的顶板上，爬升装置20安装在主体10的相对的两个侧板上。控制装置可以接收控制操作人员通过遥控装置发送的控制指令，用于控制爬升装置20和检测装置30的工作状态，使爬升装置20在缆索上爬升或下落，到达指定检测位置，检测装置30便可以开始对缆索状态进行检测。激光测距传感器可以获取到检测设备当前所处的位置，拾振器获取缆索的振动频率，利用多点检测提高计算精度，将多个检测参数传回控制装置便可以计算出索力状态，同时发送给遥控装置进行显示，让操作人员获知具体情况。本发明的缆索受力检测设备，通过主体10上的爬升装置20和检测装置30相配合，可以在缆索上完成自动爬升动作和检测过程，在检测时通过激光测距传感器检测缆索的实际长度和边界，使得检测装置30可以根据缆索的长度和边界对索力检测结果进行自动的修正与优化计算，提高了索力测量的精度和检测效率。同时，还可以通过遥控装置对主体10上的爬升装置20和检测装置30进行远程遥控，根据现场的环境对爬升状态和检测状态进行对应地调整，使检测装置30可以更容易地获得准确的检测结果，使得本发明可以经过一次爬升过程便可以完成检测，进一步地保证了检测的效率和准确性。
所述遥控装置包括信号传输模块、输入模块、处理模块和输出模块，所述信号传输模块、输入模块和输出模块分别与所述处理模块相连接，信号传输模块用于与控制装置进行通讯接收和传递信号，输入模块用于让操作人员可以输入控制指令，处理模块用于计算处理各种信息或指令，输出模块用于输出或显示状态信息，上述四个模块组成遥控装置，方便操作人员直接在地面便可以远程遥控检测设备的爬升和检测动作，同时还可以显示检测设备的当前状态，让操作人员可以根据不同的环境条件对检测设备的状态进行调整，使检测设备可以适应当前条件，更好地完全检测过程，提高检测精度和检测效率。
如图1和图2所示，所述爬升装置20包括驱动器21、主动轮22和从动轮23，主动轮22和从动轮23分别横跨地安装在主体10的相对的两个侧板之间，所述驱动器21用于驱使所述主动轮22转动，并且所述主动轮22和从动轮23用于夹持在缆索上进行爬升动作，驱动器21驱使主动轮22主动转动，当主动轮22转动时便可以带动检测设备在缆索上移动，使检测设备可以到达缆索上任意的指定位置，同时由于主动轮22与从动轮23夹在缆索上，使主动轮22和从动轮23与缆索之间的摩擦力增大，保证检测设备在缆索上的稳定性。进一步地，所述主动轮22和从动轮23上与缆索接触的位置均采用内凹弧形面，使主动轮22和从动轮23可以匹配缆索的圆形表面，这样主动轮22和从动轮23与缆索的接触面积更大，进一步提高它们之间的摩擦力。而且，所述主动轮22和从动轮23在沿缆索的轴向方向上错位设置，使主动轮22和从动轮23沿缆索轴向上压紧在缆索上不同的位置，能起到提高检测设备在缆索上的稳定性。
如图2所示，所述主体10上设有导槽24，导槽24具体地开设在主体10的相对的两个侧板上，所述从动轮23安装于所述导槽24内，所述从动轮23在所述导槽24内可沿所述导槽24滑动以改变所述从动轮23与主动轮22之间的间距；所述从动轮23上具有锁定装置，所述锁定装置可以将所述从动轮23锁定在所述导槽24内的任意位置。通过从动轮23的位置可调节结构，主动轮22与从动轮23之间的间距便可以根据需要进行调整，当主动轮22和从动轮23夹持在缆索上时，可以适应不同直径的缆索，使检测设备可以适用于各种缆索的受力检测，提高检测设备的通用性能。进一步地，所述导槽24的开设方向与所述从动轮23和主动轮22之间的连线交叉设置，既可以实现主动轮22和从动轮23之间的间距可调，同时当主动轮22和从动轮23夹在缆索上时，缆索对从动轮23的反作用力沿缆索径向的方向，这样便与导槽24的开设方向交叉，使这个反作用力针对导槽24的内壁，那么导槽24的内壁便会对从动轮23提供一定的支撑力，结合锁定装置的锁定力度，可以使从动轮23更容易保持在当前位置而不会发生滑动。锁定装置可以采用螺栓等类似的松紧调节元件，或者其他可以起到类似效果的结构。导槽24的形状，可以采用直线槽，也可以采用弧线槽，采用弧线槽时对从动轮23的支撑效果更好。
所述爬升装置20包括安装于主体10上的二个并排设置的主动轮22、二个并排设置的从动轮23，以及分别驱动一个主动轮22和二个驱动器21；所述主体10上具有二个对称设置的导槽24，二个从动轮23分别位于一个导槽24内，并且二个所述导槽24的延长线交叉设置。二对配合的主动轮22和从动轮23，可以提供更大的支撑力和爬升驱动力，使检测设备能更稳定地在缆索上移动。所述二个从动轮23之间连接有平衡架25，所述平衡架25用于限定所述二个从动轮23分别在二个导槽24内同步移动，当需要调节从动轮23的位置时，松开锁定装置移动从动轮23，由于平衡架25的限制作用，二个从动轮23只能一起移动，使从动轮23与主动轮22的间距保持一致，每对主动轮22和从动轮23之间的夹持支撑力和驱动力能保持平衡。
如图2所示，为了使检测设备在到达指定位置时可以更稳定地停留在当前位置，给检测设备提供稳定的检测条件，所述爬升装置20还包括制动装置40，制动装置40安装在主体10的前端面或后端面，具体地如图3所示，所述制动装置40包括叉形支架41、二个抱瓦42和驱动电机43，所述叉形支架41和驱动电机43分别固定于主体10上，所述二个抱瓦42的中部位置分别铰接于所述叉形支架41的二个叉部，所述二个抱瓦42的尾端之间铰接有连杆44，所述连杆44上连接有齿条45，所述齿条45与所述驱动电机43的输出轴相啮合。驱动电机43转动，可以带动齿条45上下移动，当齿条45向上移动时可以推动连杆44向上移动，这样二个抱瓦42的尾端向上且互相靠近地移动，使二个抱瓦42的头端互相远离，抱瓦42便变换成松开状态；当齿条45向下移动时可以拉动连杆44向下移动，这样二个抱瓦42的尾端向下且互相远离地移动，使二个抱瓦42的头端互相靠近，抱瓦42便变换成抱紧状态。二个抱瓦42呈抱围在缆索上，当松开时抱瓦42与缆索不接触，使检测设备可以在缆索上自由移动，当抱紧时抱瓦42与缆索紧密接触且抱箍在缆索上，抱瓦42与缆索被固定成一体，将检测设备牢固地固定在缆索上的某个位置，对检测设备提供强大的支撑和固定力。
操作人员需要对某个缆索进行检测时，可以在缆索的底部靠近地面位置，将检测设备安装到缆索的底部。具体地，通过将锁定装置松开使从动轮23滑到导槽24内滑动，以使从动轮23与主动轮22之间的间距变大，让缆索可以方便地穿插到从动轮23和主动轮22之间，同时制动装置40的二个抱瓦42也处于松开状态，使缆索同时也穿挺在二个抱瓦42之间，然后在导槽24内滑动从动轮23使从动轮23与主动轮22夹紧缆索，此时再将锁定装置锁紧，使从动轮23固定在当前位置，这样便完成了检测设备在缆索上的安装过程。通过遥控装置，可以控制检测设备的爬升装置20，启动驱动器21带动主动轮22转动，爬升装置20便可以带着检测设备在缆索上爬升，当爬升到指定位置时停止驱动器21，同时控制驱动电机43工作，使齿条45向下移动，这样二个抱瓦42便抱紧缆索，使制动装置40进入到制动状态，检测设备便被牢固地固定在缆索的指定位置。操作人员在地面通过遥控装置控制检测装置30检测缆索参数，拾振器获取缆索的振动频率，激光测距传感器获取到检测设备当前所处的位置信息。完成该次检测过程后，控制制动装置40松开制动，爬升装置20继续爬升到另一个指定位置，制动装置40再次制动，然后检测装置30重新检测，完成第二次检测过程。按检测需求，可以实现多次检测过程以提高计算精度。当全部的多次检测均已完成后，操作人员便可以通过遥控装置控制检测设备从缆索上移动至缆索的最底部，操作人员便可以将检测设备从缆索上拆卸下来。本发明采用这样的结构设置，从实际情况出发，针对不同直径、不同倾角的缆索设计了可调节式检测设备，该设备能完成自动爬升与检测，并能够自动进行索力计算的修正与优化，大幅度减少缆索的修护时间，节省人力物力，保障检测人员安全，提高了索力测量的精度，并且相对于现有技术，检测没有更多的复杂步骤，优化原理较为简单，易于实现，适用于市场推广。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种缆索受力检测设备，包括主体，安装于主体上的爬升装置、检测装置和控制装置，所述控制装置用于控制所述爬升装置和检测装置，其特征在于，还包括遥控装置，所述遥控装置与所述控制装置通过无线通讯进行双向信号传输，用于发送控制指令给所述控制装置，以及显示从所述控制装置接收到的爬升装置的状态和检测装置检测到的缆索受力信息；所述检测装置包括安装于主体上的拾振器和激光测距传感器。
2.根据权利要求1所述的缆索受力检测设备，其特征在于，所述遥控装置包括信号传输模块、输入模块、处理模块和输出模块，所述信号传输模块、输入模块和输出模块分别与所述处理模块相连接。
3.根据权利要求1所述的缆索受力检测设备，其特征在于，所述爬升装置包括驱动器、主动轮和从动轮，所述驱动器用于驱使所述主动轮转动，并且所述主动轮和从动轮用于夹持在缆索上进行爬升动作。
4.根据权利要求3所述的缆索受力检测设备，其特征在于，所述主动轮和从动轮上与缆索接触的位置均采用内凹弧形面。
5.根据权利要求3所述的缆索受力检测设备，其特征在于，所述主动轮和从动轮在沿缆索的轴向方向上错位设置。
6.根据权利要求3所述的缆索受力检测设备，其特征在于，所述主体上设有导槽，所述从动轮安装于所述导槽内，所述从动轮在所述导槽内可沿所述导槽滑动以改变所述从动轮与主动轮之间的间距；所述从动轮上具有锁定装置，所述锁定装置可以将所述从动轮锁定在所述导槽内的任意位置。
7.根据权利要求6所述的缆索受力检测设备，其特征在于，所述导槽的开设方向与所述从动轮和主动轮之间的连线交叉设置。
8.根据权利要求6所述的缆索受力检测设备，其特征在于，所述爬升装置包括安装于主体上的二个并排设置的主动轮、二个并排设置的从动轮，以及分别驱动一个主动轮和二个驱动器；所述主体上具有二个对称设置的导槽，二个从动轮分别位于一个导槽内，并且二个所述导槽的延长线交叉设置。
9.根据权利要求8所述的缆索受力检测设备，其特征在于，所述二个从动轮之间连接有平衡架，所述平衡架用于限定所述二个从动轮分别在二个导槽内同步移动。
10.根据权利要求1～9任一项所述的缆索受力检测设备，其特征在于，所述爬升装置还包括制动装置，所述制动装置包括叉形支架、二个抱瓦和驱动电机，所述叉形支架和驱动电机分别固定于主体上，所述二个抱瓦的中部位置分别铰接于所述叉形支架的二个叉部，所述二个抱瓦的尾端之间铰接有连杆，所述连杆上连接有齿条，所述齿条与所述驱动电机的输出轴相啮合。
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