CN111439650B - 一种可实时监测轴力的连接杆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可实时监测轴力的连接杆，其特征在于，所述连接杆包括2个主杆、1个套杆和1个销轴传感器。所述主杆包括外连杆、内连杆和螺杆；内连杆的一端与外连杆的端部固定连接，另一端设置有第一连接头；两个主杆同轴心，且第一连接头通过销轴传感器铰接；所述套杆包括两个半套管；所述内连杆上至少在上下两个方向上设置有沿长度方向的滑槽，所述套杆内侧与滑槽对应位置上内嵌有滚珠，所述滚珠外露部分卡扣在滑槽中，所述主杆与所述套杆可沿轴向方向相对滑动。所述连接杆通过销轴传感器直接承受全部轴力，可实时准确地监测杆件的轴向拉力和压力，且通过设置滚珠和滑槽，可提高销轴传感器测量结果的准确性。

Description

一种可实时监测轴力的连接杆

技术领域

本发明涉及一种可实时监测轴力的连接杆，属于建筑物连接件技术领域。

背景技术

土木工程施工中常用的垂直运输机械设备，如施工电梯、施工升降平台等，采用导轨架作为导向系统附着在主体结构上进行爬升，导轨架则通过定距设定一定数量的由型钢杆件组成的附墙装置与结构墙体相连接，这些附墙装置的受力情况至关重要，一旦失效会导致导架系统坍塌或倾倒，造成严重的安全事故。但传统附墙装置没配备相关力学传感器，施工人员或操作人员不能掌握附墙装置服役时的受力情况，导致无法及时发现和排除安全隐患，并且现阶段建筑物高度越来越高，施工现场中每套导轨架上常常需要设置数十个附墙装置，若采用逐个安装外置应力应变计的方法去监测附墙装置的受力，工作量大、效率低下。

这种导轨架与墙体的附墙装置一般只承担水平方向的载荷，不承受竖向荷载，因此其型钢杆件则大多采用两端铰接的二力杆的形式，即每个杆件只承受轴向的压力或者拉力。因此，提出了一种可实时精确监测轴力的连接杆，作为附墙装置的杆件，可为设计和使用人员实时提供附墙装置在垂直运输设备运行情况下的受力状态数据信息，保障设备的安全运行。

发明内容

针对现有技术中附墙装置等连接件的轴力监测工作量大、效率低的问题，本发明提供了一种可实时监测轴力的连接杆，实现轴力的实时监测。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

所述主杆包括外连杆，分别设置于所述外连杆两端的内连杆和螺杆；内连杆的一端与外连杆的端部固定连接，另一端设置一个连接头；螺杆的一端与外连杆螺纹连接，另一端设置一个连接头；两个主杆同轴心，且内连杆端部的连接头通过销轴传感器铰接；

所述套杆包括两个半套管，两个所述半套管的一端通过铰链铰接，另一端设置有耳板，所述耳板上设置连接孔，两个所述半套管的耳板可拆卸固定；所述套杆的两端分别套在两个主杆的内连杆上；所述套杆上位于销轴传感器部位设置有外接孔，所述外接孔用于销轴传感器外接线使用；

所述内连杆上至少在上下两个方向上设置有沿长度方向的滑槽，所述套杆内侧与滑槽对应位置上内嵌有滚珠，所述滚珠外露部分卡扣在滑槽中，所述主杆与所述套杆可沿轴向方向相对滑动。

进一步，所述套杆上设置有安装孔，滚珠设置于安装孔中，安装孔中设置有弹簧，使滚珠的一部分伸出套杆并抵在内连杆的滑槽中。

进一步，滚珠设置于滚珠套筒中，滚珠套筒的内径与滚珠直径相匹配，滚珠套筒的一端设置有洞口，洞口的内径小于滚珠的直径，滚珠套筒嵌入套杆内侧的安装孔中，在滚珠套筒内设置有弹簧，在弹簧的弹力作用下，滚珠的一部分伸出洞口，伸出洞口部分的高度小于滚珠的半径，内连杆上的滑槽的深度满足滚珠能够始终抵在滑槽内的内连杆上。

进一步，在套杆上位于滚珠两侧各设置一个固定槽，在固定槽内设置有滑移圈，套杆闭合时，滑移圈贴在内连杆，用于主杆与套管之间自由滑动。

进一步，主杆的外连杆的外径大于内连杆的外径，外连杆的端部与套杆的端部间隔设置，紧贴在外连杆的端部设置有橡胶垫圈，橡胶垫圈套设在内连杆上

进一步，销轴传感器包括无线传输模块，与数据接收终端之间通过无线信号进行数据传递。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：所述连接杆的两个主杆的第一连接头通过销轴传感器销接，并且在内连杆外套设一个套杆，使两个主杆同轴心，且主杆只能沿轴线方向移动，通过销轴传感器直接承受全部轴力，可实时准确地监测杆件的轴向拉力和压力。同时，通过在套杆内侧设置滚珠和内连杆上对应设置滑槽，可使主杆沿轴向移动，减少套杆对主杆在轴向的作用力，提高销轴传感器测量结果的准确性。所述连接杆为模块化二力杆件，应用范围广，不仅能很好地替代现有导轨架附墙装置杆件，还可用于各种两端铰接的受力杆件。

附图说明

图1为本发明中的可实时监测轴力的连接杆的结构示意图；

图2为本发明中的可实时监测轴力的连接杆的侧视图；

图3为端连杆的结构示意图；

图4为套杆的结构示意图；

图5为图1的A-A截面示意图；

图6为图1的B-B截面示意图；

图7为图1的C-C截面示意图；

图8为图6的D-D截面示意图；

图9为图8的局部放大示意图。

图中标号如下：

1-主杆，2-套杆，3-销轴传感器，11-外连杆，12-内连杆，13-螺杆，14-连接头，15-滑槽，16-橡胶垫圈，

21-半套管，22-铰链，23-耳板，24-滚珠，25-滑移圈。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的可实时监测轴力的连接杆作进一步详细说明。结合下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如图1和图2所示，本实施例提供的可实时监测轴力的连接杆包含2个主杆1、1个套杆2和1个销轴传感器3。两个主杆1的轴心位于同一条直线上，且一端通过销轴传感器3铰接，套杆2套设于主杆1销接部外侧，并覆盖两个主杆1的铰接端。

如图3所示，主杆1包括1个外连杆11、1个内连杆12、1个螺杆13和两个连接头14。内连杆12的一端与外连杆11的端部固定连接，另一端设置有一个连接头14，两个主杆1的内连杆12端部的连接头14通过销轴传感器3铰接。外连杆11另一端与螺杆13的一端螺纹连接，螺杆13的另一端设置有一个连接头14，螺杆端部的连接头14用于与其它装置或结构铰接。作为举例，螺杆13上设置有外螺纹，外连杆11与螺杆13连接的一端设置有内螺纹，螺杆13通过旋转伸入或伸出外连杆11内部，从而实现主杆1的伸缩。

结合图4至图7所示，所述套杆2包括两个半套管21，两个半套管21的一端通过铰链22铰接，另一端设置有耳板23，所述耳板23上设置连接孔，两个半套管21的耳板23可拆卸固定，比如，可通过螺栓将两个所述半套管21固定成内径为圆筒状的整体结构，从而形成可开合的套杆2。所述套杆2套在两个主杆1的内连杆12的外侧，所述套杆2上位于销轴传感器3部位设置有外接孔，所述外接孔用于销轴传感器3外接线使用。套杆2主要起限位作用，使销轴传感器3处的主杆1的铰接端不能发生转动。

结合图5、图8和图9所示，所述套杆2内侧内嵌有滚珠24，所述内连杆12上设置有沿长度方向的滑槽15，所述滚珠24外露部分卡扣在滑槽15中，所述主杆1与所述套杆2可沿轴向方向相对滑动。

本实施例可实时监测轴力的连接杆，两个主杆1的第一连接头14通过销轴传感器3销接，并且在内连杆12外套设一个套杆2，使两个主杆1的轴心处于同一直线上，且主杆1只能沿轴线方向移动，通过销轴传感器3直接承受全部轴力，可实时准确地监测连接杆的轴向拉力和压力。同时，通过在套杆2内侧设置滚珠24和内连杆12上对应设置滑槽15，可使主杆1沿轴向移动，减少套杆2对主杆1在轴向的作用力，提高销轴传感器3测量结果的准确性。所述连接杆为模块化二力杆件，应用范围广，不仅能很好地替代现有导轨架附墙装置杆件，还可用于各种两端铰接的受力杆件。

优选的实施方式为，结合图3和图9所示，主杆1的外连杆11的外径大于内连杆12的外径，外连杆11的端部与套杆2的端部间隔设置，紧贴在外连杆11的端部设置有橡胶垫圈16，橡胶垫圈16套设在内连杆12上。橡胶垫圈16用于防止轴力变化过大时，套杆2与外连杆11之间硬碰撞，也避免销轴传感器3因变形过大而造成破坏。

优选的实施方式为，如图9所示，套杆2的内侧设置有安装孔，滚珠24设置于安装孔中，安装孔中设置有弹簧，使滚珠24的一部分伸出套杆2并抵在内连杆12的滑槽15中，比如在套杆2的两端上下对称位置各设置一个安装孔，每一端通过两个滚珠24保证套杆2与主杆1之间的自由移动，提高销轴传感器3测量结果的准确性，当然每一端也可以在内连杆的四个或多个方向上设置滚珠。作为举例，如图9所示，滚珠24设置于滚珠套筒中，滚珠套筒的内径与滚珠24直径相匹配，滚珠套筒的一端设置有洞口，洞口的内径小于滚珠24的直径，滚珠套筒嵌入套杆2内侧的安装孔中，在滚珠套筒内设置有弹簧，在弹簧的弹力作用下，滚珠24的一部分伸出洞口，伸出洞口部分的高度小于滚珠24的半径。内连杆12上的滑槽15的深度满足滚珠24能够始终抵在滑槽15内的内连杆12上，保证内连杆12与套杆2之间主要存在滚珠24的滚动摩擦力。比如，套杆内径比与内连杆外径大1mm(单侧缝隙为0.5mm)，滚珠的直径为5mm，滚珠外露部分的高度为2.2mm，则滑槽的深度要小于1.7mm。

更优选的实施方式为，结合图7至图9所示，在套杆2上位于滚珠24两侧各设置一个固定槽，在固定槽内设置有滑移圈25，滑移圈25可采用聚四氟乙烯塑料制成，主要是保证主杆1和套杆2之间可以沿轴向自由滑动。作为举例，滑移圈25嵌入固定槽中，并且突出半套管21内壁表面1mm以上，套杆2闭合时，滑移圈25可紧贴内连杆12沿杆轴方向进行滑动，滑移圈25主要功能是减少套杆2与内连杆12的摩擦力，从而保证销轴传感器3测量的精确度。

优选的实施方式为，两个主杆1铰接的连接头14分别采用单耳板、双耳板嵌套连接。

优选的，销轴传感器3包括无线传输模块，与数据接收终端之间通过无线信号进行数据传递，减少施工现场数据线布置工作量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种可实时监测轴力的连接杆，其特征在于，所述连接杆包括2个主杆、1个套杆和1个销轴传感器；

所述主杆包括外连杆，分别设置于所述外连杆两端的内连杆和螺杆；内连杆的一端与外连杆的端部固定连接，另一端设置一个连接头；螺杆的一端与外连杆螺纹连接，另一端设置一个连接头；两个主杆同轴心，且内连杆端部的连接头通过销轴传感器铰接；

所述套杆包括两个半套管，两个所述半套管的一端通过铰链铰接，另一端设置有耳板，所述耳板上设置连接孔，两个所述半套管的耳板可拆卸固定；所述套杆的两端分别套在两个主杆的内连杆上；所述套杆上位于销轴传感器部位设置有外接孔，所述外接孔用于销轴传感器外接线使用；

所述内连杆上至少在上下两个方向上设置有沿长度方向的滑槽，所述套杆内侧与滑槽对应位置上内嵌有滚珠，所述滚珠外露部分卡扣在滑槽中，所述主杆与所述套杆可沿轴向方向相对滑动。

2.如权利要求1所述的连接杆，其特征在于，所述套杆上设置有安装孔，滚珠设置于安装孔中，安装孔中设置有弹簧，使滚珠的一部分伸出套杆并抵在内连杆的滑槽中。

3.如权利要求2所述的连接杆，其特征在于，滚珠设置于滚珠套筒中，滚珠套筒的内径与滚珠直径相匹配，滚珠套筒的一端设置有洞口，洞口的内径小于滚珠的直径，滚珠套筒嵌入套杆内侧的安装孔中，在滚珠套筒内设置有弹簧，在弹簧的弹力作用下，滚珠的一部分伸出洞口，伸出洞口部分的高度小于滚珠的半径，内连杆上的滑槽的深度满足滚珠能够始终抵在滑槽内的内连杆上。

4.如权利要求2所述的连接杆，其特征在于，在套杆上位于滚珠两侧各设置一个固定槽，在固定槽内设置有滑移圈，套杆闭合时，滑移圈贴在内连杆，用于主杆与套杆之间自由滑动。

5.如权利要求1所述的连接杆，其特征在于，主杆的外连杆的外径大于内连杆的外径，外连杆的端部与套杆的端部间隔设置，紧贴在外连杆的端部设置有橡胶垫圈，橡胶垫圈套设在内连杆上。

6.如权利要求1所述的连接杆，其特征在于，销轴传感器包括无线传输模块，与数据接收终端之间通过无线信号进行数据传递。

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