CN107478369B - 多点智能升降定位索力检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多点智能升降定位索力检测仪，包括框体，框体套设于斜拉桥的斜拉索上；至少两个传感器推送机构，包括有刷直流电机、丝杆、一号伸缩推杆、二号伸缩推杆、可旋转式连接端、竖直调节杆和传感器固定支座，有刷直流电机带动丝杆转动，通过一号伸缩推杆的内螺纹与丝杆啮合传动实现其伸缩功能；一号伸缩推杆带动二号伸缩推杆转动实现伸缩功能，传感器固定支座固定安装于竖直调节杆的末端，传感器固定支座上安装传感器芯片；驱动机构，包括驱动电机和主动轮，驱动电机驱动主动轮转动以沿斜拉索上下滚动。本发明框体上安装至少两个传感器推送机构，配合框体上安装的传感器芯片，可以同时实现多点测量，提高索力检测数据的准确性。

Description

多点智能升降定位索力检测仪

技术领域

本发明涉及交通运输技术领域，具体涉及一种用于斜拉索索力检测的多点智能升降定位索力检测仪。

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斜拉索内力进行测量，以确保斜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，这些装置都在爬升至一定位置后，装置上的传感器可进行测量并传输结果，但是受桥上风力与拉索本身性质的影响，装置在高处往往会处于不稳定状态，因此单个传感器测量的数据会产生较大误差，严重降低实验的准确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种多点智能升降定位索力检测仪，它在完成数据检测的同时尽量提高检测精度，最大限度的节省了人力物力，降低了生产成本。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种多点智能升降定位索力检测仪，包括：

框体，所述框体套设于斜拉桥的斜拉索上；

传感器推送机构，所述传感器推送机构安装于所述框体的外表面，所述传感器推送机构的数量至少为两个，每一个传感器推送机构均包括有刷直流电机、丝杆、一号伸缩推杆、二号伸缩推杆、可旋转式连接端、竖直调节杆和传感器固定支座；所述有刷直流电机带动所述丝杆转动，所述丝杆带动所述一号伸缩推杆旋转伸缩，所述一号伸缩推杆带动所述二号伸缩推杆旋转伸缩，所述可旋转式连接端固定安装于所述二号伸缩推杆的末端，所述竖直调节杆与所述可旋转式连接端固定连接且轴向垂直，所述传感器固定支座固定安装于所述竖直调节杆的末端；

驱动机构，包括驱动电机和主动轮，所述主动轮安装于所述框体内部，所述驱动电机驱动所述主动轮转动以沿斜拉索上下滚动。

上述方案中，所述一号伸缩推杆设有内螺纹，一号伸缩推杆套设于丝杆上，通过一号伸缩推杆的内螺纹与所述丝杆啮合传动实现一号伸缩推杆的伸缩功能；所述一号伸缩推杆的端部设有外螺纹，所述二号伸缩推杆设有相应的内螺纹，二号伸缩推杆套设于一号伸缩推杆上，当所述一号伸缩推杆伸长至最远时通过槽位固定产生自锁并与所述丝杆同步转动，随之带动所述二号伸缩推杆转动实现其伸缩功能。

上述方案中，所述有刷直流电机与丝杆之间通过齿轮啮合传动。

上述方案中，所述传感器推送机构还包括电动推杆固定节，所述电动推杆固定节套设于所述丝杆、一号伸缩推杆、二号伸缩推杆之外，保护内部结构。

上述方案中，还包括检测模块，所述检测模块包括安装于所述框体面板上的传感器芯片以及安装于所述传感器固定支座的传感器芯片。

上述方案中，还包括无线控制模块，所述无线控制模块安装于所述框体的外表面，所述驱动电机、有刷直流电机均与所述无线控制模块电连接。

上述方案中，还包括制动机构，所述制动机构安装于所述框体的侧面，包括抱瓦装置、中间调整连杆、外部支撑托架、伸缩架、齿条、齿轮、传动电机，所述抱瓦装置与外部支撑托架之间通过所述中间调整连杆铰接，所述抱瓦装置与伸缩架铰接，所述伸缩架与齿条构成一整体结构，所述齿条与齿轮之间相互啮合，所述传动电机与齿轮连接，通过所述传动电机带动齿轮转动。

上述方案中，所述传动电机与所述无线控制模块电连接。

上述方案中，还包括索径自适应机构，所述索径自适应机构安装于所述框体内部，包括轮轴、从动轮和弹性件，所述框体的相对两侧设有索径适应轨迹槽，所述轮轴的两端穿设于所述索径适应轨迹槽内并可在其中滑动，所述从动轮转动安装于所述轮轴上，所述从动轮与所述主动轮轴向平行，中间形成用于拉索穿过的空间，所述弹性件的一端与所述主动轮固定连接，弹性件的另一端为钩状，能够与所述从动轮钩连。

上述方案中，所述弹性件为拉簧。

本发明的有益效果在于：

本发明的多点智能升降定位索力检测仪上安装至少两个传感器推送机构，配合框体上安装的传感器芯片，可以同时实现多点测量，提高索力检测数据的准确性；索径自适应机构在升降过程中能够自动适应索径的微小变化，到达测量位置通过制动装置抱紧拉索，保证装置的稳定运行；整个装置通过无线控制模块进行控制，通过地面测量人员的操作即可实现各部分构件无线控制，解放了人力，适用于市场推广。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的多点智能升降定位索力检测仪的整体装置立体图；

图2是图1的主视图；

图3是图1的侧视图；

图4是图1所示的多点智能升降定位索力检测仪的传感器推送机构伸长状态的立体图；

图5是图1所示的多点智能升降定位索力检测仪的传感器推送机构收缩状态的立体图；

图6是图1所示的多点智能升降定位索力检测仪的传感器推送机构的部分结构示意图；

图7是图1所示的多点智能升降定位索力检测仪的制动机构的立体图。

图中：10、框体；20、传感器推送机构；21、有刷直流电机；22、电动推杆固定节；23、丝杆；24、一号伸缩推杆；25、二号伸缩推杆；26、可旋转式连接端；27、竖直调节杆；28、传感器固定支座；30、驱动机构；31、驱动电机；32、联轴器；33、主动轮；41、从动轮；42、弹性件；43、索径适应轨迹槽；44、轮轴；50、制动机构；51、抱瓦装置；52、中间调整连杆；53、外部支撑托架；54、伸缩架；55、齿条；56、齿轮；57、传动电机。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-5所示，为本发明一较佳实施例的多点智能升降定位索力检测仪，包括：

框体10，框体10由不锈钢管及不锈钢板焊接而成，包括上下两部分，中间通过扣件连接，可实现框体10的开合从而将框体10套设于斜拉桥的斜拉索上。

传感器推送机构20，传感器推送机构20安装于框体10的外表面，传感器推送机构20的数量至少为两个，每一个传感器推送机构20均包括有刷直流电机21、电动推杆固定节22、丝杆23、一号伸缩推杆24、二号伸缩推杆25、可旋转式连接端26、竖直调节杆27和传感器固定支座28，传感器固定支座28上安装有传感器芯片。有刷直流电机21通过齿轮啮合带动丝杆23转动，一号伸缩推杆24设有内螺纹，一号伸缩推杆24套设于丝杆23上，通过一号伸缩推杆24的内螺纹与丝杆23啮合传动实现一号伸缩推杆24的伸缩功能；一号伸缩推杆24的端部设有外螺纹，二号伸缩推杆25设有相应的内螺纹，二号伸缩推杆25套设于一号伸缩推杆24上，当一号伸缩推杆24伸长至最远位置时通过槽位固定产生自锁之后与丝杆23同步转动，随之带动二号伸缩推杆25实现其伸缩功能。电动推杆固定节22套设于丝杆23、一号伸缩推杆24、二号伸缩推杆25之外，起到保护内部结构的作用。电动推杆固定节22、一号伸缩推杆24、二号伸缩推杆25同轴并与拉索轴向平行。可旋转式连接端26固定安装于二号伸缩推杆25的末端，竖直调节杆27与可旋转式连接端26固定连接且轴向垂直，竖直调节杆27的长度略大于伸缩杆轴线至拉索表面的距离。传感器固定支座28固定安装于竖直调节杆27的末端。当二号伸缩推杆25伸长至最远位置时同样产生自锁，然后带动可旋转式连接端26绕拉索轴线旋转，直至传感器固定支座28与拉索表面产生接触关闭有刷直流电机21完成传感器推送过程。

驱动机构30，包括驱动电机31和主动轮33，驱动电机31框体10上，主动轮33安装于框体10内部，驱动电机31的输出轴与主动轮33的轮轴通过联轴器32连接，驱动电机31驱动主动轮33转动以沿斜拉索上下滚动，实现整个装置的升降功能。

进一步优化，本实施例中，多点智能升降定位索力检测仪还包括检测模块，检测模块包括安装于框体10面板上的传感器芯片以及安装于传感器固定支座28的传感器芯片。优选地，传感器推送机构20的数量为两个，两个传感器推送机构20对称安装。此时两个传感器固定支座28上分别带有传感器芯片，且仪器本身携带一个传感器芯片，最终实现三点同步测量。同时获得三个不同点的数据，完成检测后将测得数据传入计算机分析系统，基于扩展卡尔曼滤波多点索力检测识别和有限元模型修正进行数据拟合分析，最终产生一个更为准确的拉索索力值。

进一步优化，本实施例中，多点智能升降定位索力检测仪还包括无线控制模块(图未示)，无线控制模块安装于框体10的外表面，驱动电机31、有刷直流电机21均与无线控制模块电连接。

进一步优化，本实施例中，多点智能升降定位索力检测仪还包括制动机构50，如图6所示，制动机构50安装于框体10的侧面，包括抱瓦装置51、中间调整连杆52、外部支撑托架53、伸缩架54、齿条55、齿轮56、传动电机57，抱瓦装置51与外部支撑托架53之间通过中间调整连杆52铰接，抱瓦装置51与伸缩架54铰接。伸缩架54与齿条55构成一整体结构，齿条55与齿轮56之间相互啮合，传动电机57与齿轮56连接，通过传动电机57带动齿轮56转动。

进一步优化，本实施例中，多点智能升降定位索力检测仪还包括索径自适应机构，索径自适应机构安装于框体10内部，包括轮轴44、从动轮41和弹性件42，框体10的相对两侧设有索径适应轨迹槽43，轮轴44的两端穿设于索径适应轨迹槽43内并可在其中滑动，从动轮41转动安装于轮轴44上，从动轮41与主动轮33轴向平行，弹性件42的一端与主动轮33固定连接，弹性件42的另一端为钩状，能够与从动轮41钩连，从动轮41与主动轮33之间形成用于斜拉索穿过的空间，由主动轮33带动从动轮41滚动。

进一步优化，本实施例中，弹性件42为拉簧。

本发明的多点智能升降定位索力检测仪的工作原理如下：

第一步，检测仪的安装，首先打开检测仪框体10中部的扣件，由检测人员将检测仪安装于拉索上，然后检测人员将索径自适应机构的弹性件42通过挂钩与从动轮41连接，此时弹性件42处于拉伸状态，不仅实现了索径自适应还使主动轮33和从动轮41均与拉索产生压力，对于装置的平稳驱动起到了极大的作用，完成仪器安装。

第二步，检测仪的爬升及固定，通过无线模块控制检测仪的爬升，待检测仪爬至指定位置后停止运动，同时启动制动机构50使传动电机57带动齿轮56正转，齿条55在齿轮56的作用下向下移动，并带动伸缩架54回缩，由伸缩架54的回缩，通过外部支撑托架53、中间调整连杆52、伸缩架54、抱瓦装置51组成的连杆机构产生响应动作，使抱瓦装置51自动抱紧拉索，借助抱瓦装置51与拉索的高摩擦力，实现整个装置的制动。其中在检测仪爬升时，传动电机57处于关闭状态，伸缩架54远离外部支撑托架53，抱瓦装置51张开，与拉索无任何接触，此时制动机构50对检测仪的运动无阻碍作用，索力检测仪器正常运行爬升。

第三步，检测拉索索力，完成制动过程后，传感器推送机构20开始工作，首先在有刷直流电机21的作用下带动一号伸缩推杆24、二号伸缩推杆25完成其伸长工作，随之控制可旋转式连接端26旋转至传感器固定支座28与拉索表面接触，完成传感器芯片的安放；待数据采集完成后控制有刷直流电机21反转，使传感器芯片脱离拉索表面，并将可旋转式连接端26旋转至初始位置，最终使一号伸缩推杆24、二号伸缩推杆25回缩至初始位置，传感器推送机构20完成索力检测任务。

第四步，检测仪的回降，再次启动制动机构50的传动电机57使齿轮56反向运转，齿条55在齿轮56啮合作用下向上运动，并使伸缩架54位置上移，通过外部支撑托架53、中间调整连杆52、伸缩架54、抱瓦装置51组成的连杆机构产生响应动作，使抱瓦装置51脱离拉索表面。然后利用无线模块控制驱动电机31反转，检测仪器回降至安装初始位置，关闭驱动电机31，打开扣件，取下仪器，完成拉索索力的检测工作。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种多点智能升降定位索力检测仪，其特征在于，包括：

框体，所述框体套设于斜拉桥的斜拉索上；

传感器推送机构，所述传感器推送机构安装于所述框体的外表面，所述传感器推送机构的数量至少为两个，每一个传感器推送机构均包括有刷直流电机、丝杆、一号伸缩推杆、二号伸缩推杆、可旋转式连接端、竖直调节杆和传感器固定支座；所述有刷直流电机带动所述丝杆转动，所述丝杆带动所述一号伸缩推杆旋转伸缩，所述一号伸缩推杆带动所述二号伸缩推杆旋转伸缩，所述可旋转式连接端固定安装于所述二号伸缩推杆的末端，所述竖直调节杆与所述可旋转式连接端固定连接且轴向垂直，所述传感器固定支座固定安装于所述竖直调节杆的末端；

驱动机构，包括驱动电机和主动轮，所述主动轮安装于所述框体内部，所述驱动电机驱动所述主动轮转动以沿斜拉索上下滚动；

检测模块，所述检测模块包括安装于所述框体面板上的传感器芯片以及安装于所述传感器固定支座的传感器芯片。

2.根据权利要求1所述的多点智能升降定位索力检测仪，其特征在于，所述一号伸缩推杆设有内螺纹，一号伸缩推杆套设于丝杆上，通过一号伸缩推杆的内螺纹与所述丝杆啮合传动实现一号伸缩推杆的伸缩功能；所述一号伸缩推杆的端部设有外螺纹，所述二号伸缩推杆设有相应的内螺纹，二号伸缩推杆套设于一号伸缩推杆上，当所述一号伸缩推杆伸长至最远时通过槽位固定产生自锁并与所述丝杆同步转动，随之带动所述二号伸缩推杆转动实现其伸缩功能。

3.根据权利要求1所述的多点智能升降定位索力检测仪，其特征在于，所述有刷直流电机与丝杆之间通过齿轮啮合传动。

4.根据权利要求1所述的多点智能升降定位索力检测仪，其特征在于，所述传感器推送机构还包括电动推杆固定节，所述电动推杆固定节套设于所述丝杆、一号伸缩推杆、二号伸缩推杆之外，保护内部结构。

5.根据权利要求1所述的多点智能升降定位索力检测仪，其特征在于，还包括无线控制模块，所述无线控制模块安装于所述框体的外表面，所述驱动电机、有刷直流电机均与所述无线控制模块电连接。

6.根据权利要求5所述的多点智能升降定位索力检测仪，其特征在于，还包括制动机构，所述制动机构安装于所述框体的侧面，包括抱瓦装置、中间调整连杆、外部支撑托架、伸缩架、齿条、齿轮、传动电机，所述抱瓦装置与外部支撑托架之间通过所述中间调整连杆铰接，所述抱瓦装置与伸缩架铰接，所述伸缩架与齿条构成一整体结构，所述齿条与齿轮之间相互啮合，所述传动电机与齿轮连接，通过所述传动电机带动齿轮转动。

7.根据权利要求6所述的多点智能升降定位索力检测仪，其特征在于，所述传动电机与所述无线控制模块电连接。

8.根据权利要求1所述的多点智能升降定位索力检测仪，其特征在于，还包括索径自适应机构，所述索径自适应机构安装于所述框体内部，包括轮轴、从动轮和弹性件，所述框体的相对两侧设有索径适应轨迹槽，所述轮轴的两端穿设于所述索径适应轨迹槽内并可在其中滑动，所述从动轮转动安装于所述轮轴上，所述从动轮与所述主动轮轴向平行，中间形成用于拉索穿过的空间，所述弹性件的一端与所述主动轮固定连接，弹性件的另一端为钩状，能够与所述从动轮钩连。

9.根据权利要求8所述的多点智能升降定位索力检测仪，其特征在于，所述弹性件为拉簧。