CN112050721A - 一种桥梁挠度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁挠度测量装置，包括百分表、顶升机构、滑行机构以及控制机构；所述顶升机构包括底座、转动设置在底座上的的顶升齿轮、用于驱动顶升齿轮转动的顶升电机、与顶升齿轮啮合的齿条、剪叉杆以及于剪叉杆顶部铰接的顶部平台，齿条与底座之间滑动连接且与剪叉杆底部的一端铰接，剪叉杆底部的另一端则与底座之间铰接；滑行机构包括至少两根转动设置在顶部平台上的丝杠、与丝杠构成螺纹运动副的滑动小车以及用于驱动丝杠转动的滑行电机，丝杠之间平行设置，百分表固定在滑动小车上；所述控制机构包括控制器，顶升电机、滑行电机均与控制器电连接。本发明的装置大大方便了桥梁挠度的测量。

Description

一种桥梁挠度测量装置

技术领域

本发明涉及建筑挠度测量技术领域，尤其涉及一种桥梁挠度测量装置。

背景技术

桥梁在竣工验收及使用一定年限后都要对其安全性进行评价，安全性评价时通常都要进行静动载实验，静载试验时的一个重要内容是对结构的变形即挠度进行测量，测量方法一般是使用百分表进行检测。

现有技术中，在检测时一般是将百分表与桥梁底部接触进行测量，但由于桥梁底部的高度较高，所以测量人员需要借助一般使用顶升机构并携带百分表上升至桥梁底部，再进行测量；采用该方法进行测量非常不便，且存在以下的问题：

1、部分桥梁下方不便于搬运能够载人上升的大型顶升设备，导致现有的测量方式局限性很大；

2、现有技术中需要测量人员一并进行上升至桥梁底部，整个测量过程的安全风险较大，而且测量人员的工作强度也较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桥梁挠度测量装置，以解决现有技术中桥梁挠度测量不便的问题。

本发明提供了一种桥梁挠度测量装置，包括百分表、顶升机构、滑行机构以及控制机构；

所述顶升机构包括底座、转动设置在底座上的顶升齿轮、用于驱动顶升齿轮转动的顶升电机、与顶升齿轮啮合的齿条、剪叉杆以及于剪叉杆顶部铰接的顶部平台，剪叉杆包括若干自上而下分布、两两相互交叉且中部铰接的连接杆，上下两相邻的连接杆首尾之间铰接，齿条与底座之间滑动连接且与剪叉杆底部的一端铰接，剪叉杆底部的另一端则与底座之间铰接；

滑行机构包括至少两根转动设置在顶部平台上的丝杠、与丝杠构成螺纹运动副的滑动小车以及用于驱动丝杠转动的滑行电机，丝杠之间平行设置，百分表固定在滑动小车上；

所述控制机构包括控制器，顶升电机、滑行电机均与控制器电连接。

本发明的优点在于：

1、本发明的方案采用顶升机构可将百分表输送至桥梁底部进行挠度测量，大大方便了桥梁挠度测量工作；

2、采用本发明的方案，方便测量人员通过现场操作控制机构或者远程操控控制机构进行测量工作的执行；

3、采用了剪叉杆这种折叠升降的方式，使得整个结构在收折后体积较小，非常容易运输；

4、本发明的方案机械化程度较高，能够适应桥梁底部挠度测量中的复杂环境；

5、采用百分表与丝杠、滑动小车组合的方式，在滑动小车平稳移动过程中实现对桥梁底部挠度的精确测量。

优选的，底座上设置有导向槽，齿条与导向槽之间滑动连接。

这样设置的效果在于，通过设置导向槽，用以实现齿条在底座上平稳滑行，提高了齿条滑行的精准度，也提升了升降机构运行的稳定性。

优选的，滑动小车上设置有与控制器电连接的限位开关。

这样设置的效果在于，通过设置限位开关，能够避免测量过程中发生超过百分表最大测量范围的事情发生，既保护了百分表，也保证了整个装置能够正常运行。

优选的，所述顶升电机与顶升齿轮之间通过蜗轮蜗杆进行传动，其中顶升电机主轴与蜗杆之间固定，蜗轮与顶升齿轮同轴固定。

这样设置的效果在于，蜗轮蜗杆传动比大，结构紧凑，传动平稳，且具有自锁性，即仅能通过蜗杆转动带动蜗轮转动，而不能由蜗轮转动带动蜗杆转动，这就保证了升降机构运行的安全性；而传动比大，结构紧凑也就利于整个装置便于运输。

优选的，滑行电机主轴一端设有主动齿轮，丝杠两端均与顶部平台转动连接且其中一段设置有与主动齿轮啮合传动的从动齿轮。

这样设置的效果在于，通过齿轮传动实现滑行电机与丝杠之间的动力传递，使得丝杠运行稳定，确保了百分表读数的精确性。

优选的，所述剪叉杆为两组且平行设置。

这样设置的效果在于，通过平行设置两组剪叉杆，两组剪叉杆共用顶升电机等动力部分，进行实现对顶部平台、滑动小车、百分表的平稳升降，提高整个装置的测量精度。

优选的，所述滑动小车上还设置有保护罩。

这样设置的效果在于，通过设置保护罩，利于在整个装置移动或者运输过程中，避免百分表等精密仪器受损。

优选的，所述顶部平台一侧设置有挂钩。

这样设置的效果在于，通过设置挂钩，可进行卷尺等的悬挂，利于在升降机构进行升降时及时对百分表上升、下降的距离进行判断。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种桥梁挠度测量装置的结构示意图；

图2为图1中滑行机构的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为图2中滑行小车的结构示意图；

图5为图1中顶升电机的结构示意图；

图6为图1中齿条部分的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

说明书附图标记说明：底座1、剪叉杆2、行走轮3、导向槽4、顶部平台5、滑行小车6、百分表7、行程开关8、车体9、主动齿轮10、从动齿轮11、顶升齿轮12、齿条13、滚珠14、顶升电机15、蜗杆16、蜗轮17、丝杠18。

实施例具体如下：

如图1-6所示，一种桥梁挠度测量装置，包括百分表7、顶升机构、滑行机构以及控制机构；

具体如图1所示，顶升机构包括底座1、转动设置在底座1上的顶升齿轮12、用于驱动顶升齿轮12转动的顶升电机15、与顶升齿轮12啮合的齿条13、剪叉杆2以及于剪叉杆2 顶部铰接的顶部平台5，剪叉杆2包括若干自上而下分布、两两相互交叉且中部铰接的连接杆(说明书附图中展示的为4根，是一种简略表达方式，而非仅限于4根)，上下两相邻的连接杆首尾之间铰接，齿条13与底座1之间滑动连接且与剪叉杆2底部的一端铰接，剪叉杆2 底部的另一端则与底座1之间铰接；

如图2所示，滑行机构包括至少两根转动设置在顶部平台5上的丝杠18、与丝杠18构成螺纹运动副的滑动小车以及用于驱动丝杠18转动的滑行电机，丝杠18之间平行设置，百分表7固定在滑动小车上；

控制机构包括控制器，顶升电机15、滑行电机均与控制器电连接，具体的控制器可以采用PLC控制器。

具体工作时，将底座1固定在桥梁下方并保持滑行小车6的水平度，可以借助水平仪等实现，然后启动顶升电机15，顶升电机15运转即可将滑行小车6在内的整个滑行机构顶升并最终保持在测量位置，此时通过控制滑行电机带动丝杠18转动，从而将装载有百分表7的滑行小车6再桥梁底部待测位置处进行移动、测量；通过在桥面放置静载前后的两次测量结果，即可得出桥梁挠度的数据。

百分表7可以采用顺丰金电子数显百分表7，百分表7的读数可以通过接RS232+USB接口数据线连电脑的方式导出等，也可以直接连接显示盒，显示盒则可与控制器进行电连接，以便进行统计。

在至少一个实施例中，如图1所示，底座1可安装在车体9上，车体9可设置行走轮3，从而利于将整个装置进行运输，当然也可以将底座1部分整个的安装在桥梁下方的桥墩上，比如通过使用卡扣等连接件即可将底座1与桥墩进行固定，当然安装过程中可以通过水平仪等调整整个装置尤其是滑行小车6的水平度，以确保测得的桥梁挠度数据真实可靠。

在至少一个实施例中，如图1、6所示，底座1上设置有导向槽4，齿条13与导向槽4之间滑动连接；导向槽4内嵌设若干滚珠14，滚珠14沿着齿条13行进轨迹进行布置，齿条 13背面也设有用于配合滚珠14的凹槽，从而减小齿条13与导向槽4之间的摩擦阻力，使得齿条13的移动更加稳定且灵敏，通过设置导向槽4，用以实现齿条13在底座1上平稳滑行，提高了齿条13滑行的精准度，也提升了升降机构运行的稳定性。

在至少一个实施例中，如图2-4所示，滑动小车上设置有与控制器电连接的限位开关。众所周知，百分表7是有自身量程的，一旦测量现场桥梁挠度变化较大且超出百分表7行程，容易造成百分表7的损坏甚至安全事故，通过设置限位开关，通过设定限位开关的触发高度，进而在达到百分表7最大量程前，触发限位开关，进而通过控制器控制顶升电机15或者滑行电机停止，从而能够避免测量过程中发生超过百分表7最大测量范围的事情发生，既保护了百分表7，也保证了整个装置能够正常运行。

在至少一个实施例中，如图1、图5所示，所述顶升电机15与顶升齿轮12之间通过蜗轮17蜗杆16进行传动，其中顶升电机15主轴与蜗杆16之间固定，例如通过联轴器或者花键连接、型面连接等方式，蜗轮17与顶升齿轮12同轴固定。蜗轮17蜗杆16传动比大，结构紧凑，传动平稳，且具有自锁性，即仅能通过蜗杆16转动带动蜗轮17转动，而不能由蜗轮17转动带动蜗杆16转动，这就保证了升降机构运行的安全性，当顶升电机15在顶部平台5上升或者下降过程中停滞在某个高度时，此时顶升电机15停止转动，可利用蜗轮17蜗杆16自锁性，避免因滑行机构整体重力作用导致整个滑行机构下降；而传动比大，结构紧凑也就利于整个装置便于运输。

在至少一个实施例中，滑行电机主轴一端设有主动齿轮10，丝杠18两端均与顶部平台 5转动连接且其中一段设置有与主动齿轮10啮合传动的从动齿轮11。通过齿轮传动实现滑行电机与丝杠18之间的动力传递，使得丝杠18运行稳定，确保了百分表7读数的精确性。

在至少一个实施例中，所述剪叉杆2为两组且平行设置。通过平行设置两组剪叉杆2，两组剪叉杆2共用顶升电机15等动力部分，进行实现对顶部平台5、滑动小车、百分表7 的平稳升降，提高整个装置的测量精度。

在至少一个实施例中，所述滑动小车上还设置有保护罩。通过设置保护罩，利于在整个装置移动或者运输过程中，避免百分表7等精密仪器受损。

在至少一个实施例中，所述顶部平台5一侧设置有挂钩。通过设置挂钩，可进行卷尺等的悬挂，一旦发生桥梁挠度在测试过程中变化较大，超出百分表7既定量程时，需要控制顶升电机15进行高度调整，此时可通过悬挂卷尺进行读数，利于在升降机构进行升降时及时对百分表7上升、下降的距离进行判断。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种桥梁挠度测量装置，其特征在于：包括百分表、顶升机构、滑行机构以及控制机构；

所述顶升机构包括底座、转动设置在底座上的顶升齿轮、用于驱动顶升齿轮转动的顶升电机、与顶升齿轮啮合的齿条、剪叉杆以及于剪叉杆顶部铰接的顶部平台，剪叉杆包括若干自上而下分布、两两相互交叉且中部铰接的连接杆，上下两相邻的连接杆首尾之间铰接，齿条与底座之间滑动连接且与剪叉杆底部的一端铰接，剪叉杆底部的另一端则与底座之间铰接；

滑行机构包括至少两根转动设置在顶部平台上的丝杠、与丝杠构成螺纹运动副的滑动小车以及用于驱动丝杠转动的滑行电机，丝杠之间平行设置，百分表固定在滑动小车上；

所述控制机构包括控制器，顶升电机、滑行电机均与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁挠度测量装置，其特征在于：所述底座上设置有导向槽，齿条与导向槽之间滑动连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种桥梁挠度测量装置，其特征在于：所述滑动小车上设置有与控制器电连接的限位开关。

4.根据权利要求3所述的一种桥梁挠度测量装置，其特征在于：所述顶升电机与顶升齿轮之间通过蜗轮蜗杆进行传动，其中顶升电机主轴与蜗杆之间固定，蜗轮与顶升齿轮同轴固定。

5.根据权利要求1、2或4任一项所述的一种桥梁挠度测量装置，其特征在于：滑行电机主轴一端设有主动齿轮，丝杠两端均与顶部平台转动连接且其中一段设置有与主动齿轮啮合传动的从动齿轮。

6.根据权利要求1、2或4任一项所述的一种桥梁挠度测量装置，其特征在于：所述剪叉杆为两组且平行设置。

7.根据权利要求1、2或4任一项所述的一种桥梁挠度测量装置，其特征在于：所述滑动小车上还设置有保护罩。

8.根据权利要求1、2或4任一项所述的一种桥梁挠度测量装置，其特征在于：所述顶部平台一侧设置有可用于悬挂卷尺的挂钩。

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