CN111780806A - 一种传感器及其传感器支座 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种传感器支座，包括支座本体，支座本体上端具有用于与被测量件粘接相连的粘接连接面，支座本体上端还设置有储胶结构，储胶结构具有可刺破膜，支座本体上于所述可刺破膜的上侧设置有刺针，刺针上端具有用于与被测量件顶推配合的刺针顶推面，刺针具有使刺针顶推面高于所述粘接连接面的高位和高度低于所述高位的低位，刺针由高位移动至低位过程中，刺针刺破所述可刺破膜而使胶液流向所述粘接连接面。本发明解决了现有技术中人力涂胶费时费力的技术问题。

Description

一种传感器及其传感器支座
技术领域
本发明涉及桥梁性能检测领域中的传感器及其传感器支座。
背景技术
新建桥梁和进行了加固或改建后的桥梁，可通过荷载试验来检验桥梁结构的正常使用状态和承载能力是否符合设计要求。
通常的做法是，使一定载荷的车辆通过桥梁，然后根据桥梁上的相应传感器来测量桥梁的应变、挠度和倾角变形等。比如对于应变测量而言，是在梁的底面上固定表面式传感器，其中传感器与梁的配合如图1所示，传感器包括连个独立布置的固定腿2，应变计3的本体上设置有分别供对应固定腿穿过的固定孔，具体操作时，通过举升机将工作人员举升至梁体1的下侧，工作人员在梁底面上测量好两个固定腿2之间的间距，然后将固定腿粘接固定于梁的底面上，最后将应变计3套于固定腿上，并通过在固定腿的螺杆5上旋拧螺母4将传感器固定于支腿上。在梁因为载荷而发生变形时，两个支腿之间的间距发生变化，传感器测量到该变化量。
当然需要测量桥梁倾角时，在梁体的底部粘接固定倾角传感器。也就是说，各种传感器的固定都需要传感器与梁体底面粘接固定，现有技术中，粘接时，需要人工涂胶，人工涂胶就需要将人员通过举升机构举升至梁体底部，然后人工在梁体底部表面涂胶，再把相应的传感器支座固定粘接于梁体底部上，操作人员高空涂胶的过程，费时费力，且因为有该涂胶步骤的存在，也使得传感器安装的过程必须通过人员操作来实现，对于一些梁体下部是水的使用工况下，由于无法设置人员顶升机构，因此就无法对相应的桥梁进行检测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种传感器支座，以解决现有技术中人力涂胶费时费力的技术问题；本发明的目的还在于提供一种使用该传感器支座的传感器。
为解决上述技术问题，本发明中传感器支座的技术方案如下：
一种传感器支座，包括支座本体，支座本体上端具有用于与被测量件粘接相连的粘接连接面，支座本体上端还设置有储胶结构，储胶结构具有可刺破膜，支座本体上于所述可刺破膜的上侧设置有刺针，刺针上端具有用于与被测量件顶推配合的刺针顶推面，刺针具有使刺针顶推面高于所述粘接连接面的高位和高度低于所述高位的低位，刺针由高位移动至低位过程中，刺针刺破所述可刺破膜而使胶液流向所述粘接连接面。
刺针与所述支座本体之间设置有支撑弹簧。
支座本体上设置有球形安装槽，储胶结构由设置于球形安装槽中的球囊构成，所述壳刺破膜为所述球囊的一部分。
刺针包括安装板和位于安装板下侧的针体，所述刺针顶推面由安装板的上板面构成，粘接连接面上设置有供低位时的刺针的安装板适配装入的安装板装入槽，刺针处于低位时，安装板的上板面与粘接连接面齐平设置。
所述针体内设有用于将储胶结构内的胶液导向所述安装板的上板面上的导胶通道。
支座本体上转动装配有顶推偏心轮，支座本体还设置有驱动顶推偏心轮转动的驱动电机，顶推偏心轮具有用于与被测量件顶推配合以使得粘接连接面与所述被测量件分离的顶推面，顶推偏心轮在转动过程中具有位置低于所述粘接连接面的低位和位置高于所述粘接连接面而实现顶推面与被测量件顶推配合的高位。
本发明中传感器的技术方案为：
传感器，包括传感器支座，传感器支座包括支座本体，支座本体上端具有用于与被测量件粘接相连的粘接连接面，支座本体上端还设置有储胶结构，储胶结构具有可刺破膜，支座本体上于所述可刺破膜的上侧设置有刺针，刺针上端具有用于与被测量件顶推配合的刺针顶推面，刺针具有使刺针顶推面高于所述粘接连接面的高位和高度低于所述高位的低位，刺针由高位移动至低位过程中，刺针刺破所述可刺破膜而使胶液流向所述粘接连接面。
刺针与所述支座本体之间设置有支撑弹簧。
支座本体上设置有球形安装槽，储胶结构由设置于球形安装槽中的球囊构成，所述壳刺破膜为所述球囊的一部分。
刺针包括安装板和位于安装板下侧的针体，所述刺针顶推面由安装板的上板面构成，粘接连接面上设置有供低位时的刺针的安装板适配装入的安装板装入槽，刺针处于低位时，安装板的上板面与粘接连接面齐平设置。
所述针体内设有用于将储胶结构内的胶液导向所述安装板的上板面上的导胶通道。
支座本体上转动装配有顶推偏心轮，支座本体还设置有驱动顶推偏心轮转动的驱动电机，顶推偏心轮具有用于与被测量件顶推配合以使得粘接连接面与所述被测量件分离的顶推面，顶推偏心轮在转动过程中具有位置低于所述粘接连接面的低位和位置高于所述粘接连接面而实现顶推面与被测量件顶推配合的高位。
本发明的有益效果为：在传感器支座接近被测量件的过程中，当刺针未于被测量件接触时，刺针处于高位，此时储胶结构的可刺破膜没有被刺破，胶液被储存于储胶结构内，当刺针上的刺针顶推面与被测量件接触后，受被测量件的顶推作用，刺针由高位向低位移动，刺针刺破可刺破膜，胶液由储胶结构流出至粘接连接面，粘接连接面与被测量件接触粘接，也就是说不需要再进行人工涂胶，省时省力。
附图说明
图1是本发明背景技术中应变计与梁体的配合示意图；
图2是本发明中传感器的一个实施例的结构示意图；
图3是图2中的A处放大图；
图4是本发明中传感器与无人机的配合示意图；
图5是本发明中传感器与梁体的配合示意图；
图6是本发明中刺针与储胶囊的配合示意图。
具体实施方式
传感器的实施例如图2~6所示：
传感器包括传感器支座，传感器支座包括支座本体，支座本体包括左右布置的第一支腿部分1和第二支腿部分2，第一支腿部分1沿左右方向与第二支腿部分2导向移动配合，具体的第二支腿部分上开设有导向方向沿左右方向延伸的导向孔14，第一支腿部分具有伸入所述导向孔的与所述导向孔导向滑动配合的导向杆13。第一支腿部分的右端面构成用于与第二支腿部分顶抵配合的顶抵定位面20，导向孔中设置有定位弹簧15，定位弹簧15为一个拉簧，定位弹簧的右端与导向孔的孔底固定连接，定位弹簧的左端与导向杆13固定连接，这样定位弹簧15对第一支腿部分1施加一个朝右的拉力，保证在自由状态时，第一支腿部分1上的顶抵定位面20顶抵在第二支腿部分2上。第一支腿部分1、第二支腿部分2之间设置有用于测量第一支腿部分、第二支腿部分相对位移变化的位移测量机构，本实施例中，位移测量机构为一个拉绳位移传感器3，位移测量机构包括柔性测量件4，柔性测量件4的一端固定于第一支腿部分上，第二支腿部分上设置有供柔性测量件另外一端缠绕的测量件卷筒5，位移测量机构还包括检测所述测量件卷筒转动的卷筒编码器，测量件卷筒上连接有用于张紧所述柔性测量件的卷筒弹簧。
为了适应与桥梁的梁体底面连接，第一支腿部分、第二支腿部分的上端面为用于与被测量件粘接相连的粘接连接面11。第一支腿部分、第二支腿部分的上端均设置有储胶结构，各支腿部分上设置有多个沿左右方向间隔布置的球形安装槽30，储胶结构由设置于球形安装槽中的球囊10构成，储胶结构的上端部分构成了可刺破膜37。支座本体上于对应可刺破膜的上侧设置有刺针8，刺针包括安装板35和位于安装板下侧的针体36，刺针的安装板35与支座本体之间设置有支撑弹簧32，支撑弹簧32可以保证在安装板35未与被测量件接触时，刺针36也不与可刺破膜37接触，避免误将可刺破膜刺破。安装板的上板面构成用于与被测量件顶推配合的刺针顶推面34，刺针36具有使刺针顶推面34高于粘接连接面11的高位和高度低于所述高位的低位，刺针由高位移动至低位过程中，针体36刺破可刺破膜而使胶液流向粘接连接面11。本实施例中，粘接连接面11上设置有供低位时的刺针的安装板35适配装入的安装板装入槽31，刺针处于低位时，安装板的上板面与粘接连接面11齐平设置。针体内设有用于将储胶结构内的胶液导向所述安装板的上板面上的导胶通道33，本实施例中的导胶通道33为沿上下方向贯穿刺针的竖向通道。
第一支腿部分上的左肩部和第二支腿部分的右肩部设置有安装槽7， 第一支腿部分、第二支腿部分的安装槽7中还转动安装有顶推偏心轮6，顶推偏心轮由电机驱动，顶推偏心轮具有用于与被测量件顶推配合以使得粘接连接面与被测量件分离的顶推面21，顶推偏心轮在转动过程中具有位置低于所述粘接连接面的低位和位置高于所述粘接连接面而实现顶推面与被测量件顶推配合的高位。图3所示角度，第一支腿部分上的顶推偏心轮6顺时针转动、第二支腿部分上的顶推偏心轮逆时针转动可以实现将传感器由梁体下侧顶推脱离。球形安装槽为上小下大的大肚孔结构，这样一当胶液固化后，固化的胶液即粘接结构充满球形安装槽和粘结连接面上，固化的胶液与支腿部分之间除了粘接力之外还有上小下大结构的挡止力，传感器由梁体底部脱离时，粘接结构随传感器一起由梁底脱离，避免梁底表面有粘接结构残余而需要再次高空作业清理的问题。
本发明中的传感器未被固定于梁体底部时如图2所示，在定位弹簧的作用下，第一支腿部分1右侧的顶抵定位面20顶抵于第二支腿部分2的左端，此时就是位移测量机构的测量零点，定位弹簧也将第一支腿部分和第二支腿部分连接成了一个整体。
实际的桥梁中，有很多桥梁的下侧都是水，无法设置升降机构，无法将工作人员送至桥梁的底部，有些地方即使能够设置升降机构，高空作业也是对工作人员心理的一种挑战。本发明中为了彻底解放工作人员，将传感器的涂胶固定和拆除均设置成自动模式，这样就可以借助一些顶升机构来完成传感器的安装。比如说通过无人机17来将传感器固定于梁体19的底部，如图4所示，在无人机的壳体18顶部放置一个支撑架16，支撑架的顶部有定位凹槽22，将传感器置于定位凹槽22中，无人机带着整个传感器向上飞，直至粘接连接面与梁体的底面接触，此过程中，刺针由高位移动至低位，刺针的针体刺破可刺破膜，刺针进入到可储胶结构中将胶液挤出，大部分胶液经刺针与粘接连接面之间的间隙四向流到粘接连接面上，小部分胶液经导胶通道流向安装板的上板面上，当安装板完全没于安装板装入槽中时，安装板的上板面与粘接连接面平齐且均充满胶液，保证了传感器与梁体底部的接触面积足够大，保证了传感器支座与梁体的粘接强度。
胶液优先选用快干胶，对于胶液而言，只需无人机顶推5~30秒，胶液就可以达到固化强度的85%，随后无人机可以撤离，静置一天后，可以达到胶液固化强度的100%。桥梁上侧施加载荷后，梁体出现变形，第一支腿部分、第二支腿部分克服定位弹簧的作用力而产生相对位移，拉绳位移传感器测量到该位移值从而获得梁体的应变量。当检测结束后，电机驱动顶推偏心轮转动，顶推偏心轮顶推梁体从而实现第一支腿部分、第二支腿部分与梁体的分离，传感器掉落，可以通过网兜接住传感器，防止传感器摔坏，或者先用无人机承接住传感器，顶推偏心轮再动作，将传感器由梁体上顶脱。
在本发明的其它实施例中：定位弹簧也可以是一个压簧，压簧向第一支腿部分施加朝右方向作用力，使得自然状态下，第一支腿部分的顶抵定位面顶抵于第二支腿部分上；位移测量机构也可以不是拉线位移传感器，比如说位移测量机构为设置于第一支腿部分与第二支腿部分之间的激光位移传感器；传感器也可以通过其它顶升机构，来顶升至梁体底部，比如说通过升降车将传感器顶推至梁体的底部；当然定位弹簧也可以被磁性结构代替，比如说磁性机构包括设置于第一支腿部分上的第一磁性体和设置于第二支腿部分上的第二磁性体，第一磁性体、第二磁性体相互吸引，使得在没固定之前，第一支腿部分的顶抵定位面始终顶抵于第二支腿部分上；顶推偏心轮也可以不设置于安装槽中，比如将顶推偏心轮设置于支座本体的侧面；传感器也可以不是应变传感器，比如说倾角传感器、位移传感器等其它类型的传感器；支撑弹簧也可以不设，此时刺针的针体可以粘连到储胶囊上，或刺针沿上下方向导向移动装配于支座本体上；储胶结构也可以不是一个储胶囊结构，比如说储胶囊结构包括开设于支座本体上的储胶槽，可刺破膜固定于储胶槽的槽口位置；刺针的针体也可以不伸入到，此时储胶囊可以是一个弹性囊，储胶囊内的胶液有一定压力，当储胶囊被刺破后，胶液由储胶囊喷出至四周的粘接连接面上；安装板的上板面上板面高度也可以不与粘接连接面平齐，比如说高于粘接连接面或低于粘接连接面。
传感器支座的实施例如图2~6所示，传感器支座的具体结构与上述各传感器实施例中所述的传感器支座相同，在此不再详述。

Claims (7)

1.一种传感器支座，包括支座本体，支座本体上端具有用于与被测量件粘接相连的粘接连接面，其特征在于：支座本体上端还设置有储胶结构，储胶结构具有可刺破膜，支座本体上于所述可刺破膜的上侧设置有刺针，刺针上端具有用于与被测量件顶推配合的刺针顶推面，刺针具有使刺针顶推面高于所述粘接连接面的高位和高度低于所述高位的低位，刺针由高位移动至低位过程中，刺针刺破所述可刺破膜而使胶液流向所述粘接连接面。
2.根据权利要求1所述的传感器支座，其特征在于：刺针与所述支座本体之间设置有支撑弹簧。
3.根据权利要求1所述的传感器支座，其特征在于：支座本体上设置有球形安装槽，储胶结构由设置于球形安装槽中的球囊构成，所述壳刺破膜为所述球囊的一部分。
4.根据权利要求1所述的传感器支座，其特征在于：刺针包括安装板和位于安装板下侧的针体，所述刺针顶推面由安装板的上板面构成，粘接连接面上设置有供低位时的刺针的安装板适配装入的安装板装入槽，刺针处于低位时，安装板的上板面与粘接连接面齐平设置。
5.根据权利要求4所述的传感器支座，其特征在于：所述针体内设有用于将储胶结构内的胶液导向所述安装板的上板面上的导胶通道。
6.根据权利要求1~5任意一项所述的传感器支座，其特征在于：支座本体上转动装配有顶推偏心轮，支座本体还设置有驱动顶推偏心轮转动的驱动电机，顶推偏心轮具有用于与被测量件顶推配合以使得粘接连接面与所述被测量件分离的顶推面，顶推偏心轮在转动过程中具有位置低于所述粘接连接面的低位和位置高于所述粘接连接面而实现顶推面与被测量件顶推配合的高位。
7.一种传感器，其特征在于：包括如权利要求1~6任意一项所述的传感器支座。
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