CN113686422B - 一种用于桥梁的实时车辆荷载监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆荷载监测技术领域，具体为一种用于桥梁的实时车辆荷载监测装置，包括底座，底座中设置有控制单元和顶板，顶板的一端贯穿有铰接轴，铰接轴端部固定在底座上，控制单元包括压力座、弹簧片、底板、控制柱、控制管和储油机构，压力座的上端和顶板接触，压力座的下端接触有弹簧片，弹簧片的下端接触有底板，本发明构造设计实现稳定高效的车辆荷载监测效果，车辆通过桥梁上设置的监测装置时，引起监测装置发生形变，从而在监控室中将形变的信息展示出来，实现对车辆荷载的快速检测。

Description

一种用于桥梁的实时车辆荷载监测装置

技术领域

本发明涉及车辆荷载监测技术领域，具体为一种用于桥梁的实时车辆荷载监测装置。

背景技术

车辆载荷是指地面上行驶的汽车、火车、飞机等通过轮压作用在管道上的外压，也是车辆在构筑物（公路、桥梁和隧道等）上静止或运动时对构筑物产生的作用力。通过对实际车辆的轮轴数目、前后轴的间距、轮轴压力等情况的分析、综合和概括，公路桥涵设计规范中规定了桥梁设计采用标准化荷载。

在桥上行驶的车辆种类繁多，有汽车、平板挂车、履带车、压路机等，各类车辆在桥梁上出现的机遇不同。把经常地、大量地出现的汽车队做为汽车荷载；把偶然地个别地出现的履带车和平板挂车做为履带车和平板挂车荷载。计算荷载采用汽车荷载，验算荷载采用履带车、平板挂车荷载。

现有技术中的桥梁上实时车辆荷载监测工作，通过在路上设置检测机构，实现对通过车辆的检测，检测装置在长期的使用中，存在磨损老化的问题，如何确保检测装置的及时润滑，是个需要解决的问题。

如果能够发明一种检测机构，可以实现自动化润滑保障，就能解决问题，为此我们提供了一种用于桥梁的实时车辆荷载监测装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于桥梁的实时车辆荷载监测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于桥梁的实时车辆荷载监测装置，包括底座，所述底座中设置有控制单元和顶板，所述顶板的一端贯穿有铰接轴，所述铰接轴端部固定在底座上，所述控制单元包括压力座、弹簧片、底板、控制柱、控制管和储油机构，所述压力座的上端和顶板接触，压力座的下端接触有弹簧片，所述弹簧片的下端接触有底板，所述压力座的一侧连接有控制柱,压力座的另一侧连接有控制管,控制柱和控制管下端均和底板连接，所述压力座上设置有储油机构，压力座中开设有气管腔、主管腔和支管腔，压力座的顶部设置有滚柱，气管腔和主管腔之间连接有拦截阀,气管腔中设置有动力组件。

优选的，所述控制单元设置在底座上开设的板槽中，所述顶板的下方接触有若干均匀分布的控制单元，所述主管腔的一侧连通有若干均匀分布的支管腔,压力座的顶部为凸出弧面状，且压力座的凸出弧面上开设圆柱槽，压力座的圆柱槽中契合设置有滚柱,滚柱部分凸出到压力座外部，所述支管腔的一端和压力座顶部的圆柱槽连通，所述主管腔的一端延伸到储油机构中，所述压力座整体为凹型块状，压力座的凹槽中设置有波浪板状的弹簧片,所述底板上贯穿有螺栓，螺栓固定在底座上。

优选的，所述储油机构包括波纹管、主块、升降盘、弹簧一和定位筒，所述主块固定在压力座的一侧壁上，主块中开设圆柱槽，且主块的圆柱槽中套接有波纹管、升降盘、弹簧一和定位筒，所述升降盘的上端固定连接有波纹管，升降盘的下端接触有弹簧一,弹簧一的下端接触有定位筒,定位筒固定在主块上的圆柱槽内壁上，波纹管的上端固定在主块上圆柱槽的底面上，所述主块的顶部位置开设有注油管腔，注油管腔中螺接有密封盖,密封盖为T型盘状，且密封盖的柱体外壁上设置螺纹。

优选的，所述拦截阀包括控制架、密封球、密封筒、压力柱和硬质管，所述密封筒的一侧固定连接有控制架,控制架中设置有密封球，所述密封筒中部贯穿有压力柱,压力柱的一端固定在密封球上，压力柱的另一端连接有硬质管,压力柱活动套接在硬质管中，硬质管嵌入在压力座中，且硬质管的一端延伸到气管腔中，所述密封筒固定在气管腔的内腔壁上，所述控制架为门型框架状。

优选的，所述动力组件包括气阀、活塞柱和弹簧二，所述活塞柱贯穿压力座上开设的通孔，活塞柱两侧的气管腔中均设置有气阀，所述气阀为圆柱状且柱体一端为半球体状，气阀的半球体端顶在控制柱上，控制柱活动套接在压力座上开设的棱柱槽中，控制柱的一侧壁上开设有若干均匀分布的弧面槽，活塞柱的半球体端凸出到控制柱上的弧面槽中，所述活塞柱的另一端开设有圆柱槽，且活塞柱的圆柱槽中设置有弹簧二,弹簧二一端顶在气管腔的内腔壁上。

优选的，所述气阀包括T型架、密封盘和隔板，所述隔板固定在气管腔 的内腔壁上，隔板的上方设置有密封盘,密封盘中部贯穿有T型架,T型架下端固定嵌入到隔板中，T型架的中部杆活动套接在密封盘上开设的通孔中，所述隔板形状为圆板且板体的中部位置环设有若干均匀分布的粗孔，且板体的边缘位置环设有若干均匀分布的细孔。

优选的，所述控制管为方形管状，控制管活动套接在压力座上开设的方形孔中，控制管的一侧设置有接线单元,接线单元固定在压力座上，接线单元一侧的控制管的壳体上设置有若干均匀分布的触发单元。

优选的，所述接线单元设置在压力座上的方形孔内壁上开设的滑槽中，所述接线单元包括定位板和金属弹片，所述定位板上开设T型槽，且定位板的性槽中设置有金属弹片，所述金属弹片为弧形板状且板体的端部向两侧翻折，金属弹片的腰部凸出到定位板外部。

优选的，所述触发单元包括两个金属柱、金属柱一端连接的导线和导线上连接的导线束缚件，金属柱贯穿控制管的壳体，导线和导线束缚件设置在控制管的内腔中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明构造设计实现稳定高效的车辆荷载监测效果，车辆通过桥梁上设置的监测装置时，引起监测装置发生形变，从而在监控室中将形变的信息展示出来，实现对车辆荷载的快速检测；

2.本发明在通过控制单元的形变在反馈车辆荷载的信息，此外控制单元和顶板的对接位置设置润滑机制，控制单元形变过程中，自动触发润滑油供给机制，这样实现自动化控制，有效避免润滑油的浪费。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为顶板结构示意图；

图3为控制单元结构示意图；

图4为储油机构结构示意图；

图5为拦截阀结构示意图；

图6为动力组件结构示意图；

图7为气阀结构示意图；

图8为图3中A处结构示意图；

图9为图3中B处结构示意图。

图中：底座1、控制单元2、顶板3、压力座4、弹簧片5、底板6、控制柱7、控制管8、储油机构9、气管腔10、主管腔11、支管腔12、滚柱13、拦截阀14、动力组件15、波纹管16、主块17、升降盘18、弹簧一19、定位筒20、注油管腔21、密封盖22、控制架23、密封球24、密封筒25、压力柱26、硬质管27、气阀28、活塞柱29、弹簧二30、T型架31、密封盘32、隔板33、定位板34、金属弹片35、接线单元36、触发单元37、铰接轴38。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的技术方案，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。

请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：一种用于桥梁的实时车辆荷载监测装置，包括底座1，底座1中设置有控制单元2和顶板3，顶板3的一端贯穿有铰接轴38，铰接轴38端部固定在底座1上，控制单元2包括压力座4、弹簧片5、底板6、控制柱7、控制管8和储油机构9，压力座4的上端和顶板3接触，压力座4的下端接触有弹簧片5，弹簧片5的下端接触有底板6，压力座4的一侧连接有控制柱7,压力座4的另一侧连接有控制管8,控制柱7和控制管8下端均和底板6连接，压力座4上设置有储油机构9，压力座4中开设有气管腔10、主管腔11和支管腔12，压力座4的顶部设置有滚柱13，气管腔10和主管腔11之间连接有拦截阀14,气管腔10中设置有动力组件15。

控制单元2设置在底座1上开设的板槽中，顶板3的下方接触有若干均匀分布的控制单元2，主管腔11的一侧连通有若干均匀分布的支管腔12,压力座4的顶部为凸出弧面状，且压力座4的凸出弧面上开设圆柱槽，压力座4的圆柱槽中契合设置有滚柱13,滚柱13部分凸出到压力座4外部，支管腔12的一端和压力座4顶部的圆柱槽连通，主管腔11的一端延伸到储油机构9中，压力座4整体为凹型块状，压力座4的凹槽中设置有波浪板状的弹簧片5,底板6上贯穿有螺栓，螺栓固定在底座1上。

储油机构9包括波纹管16、主块17、升降盘18、弹簧一19和定位筒20，主块17固定在压力座4的一侧壁上，主块17中开设圆柱槽，且主块17的圆柱槽中套接有波纹管16、升降盘18、弹簧一19和定位筒20，升降盘18的上端固定连接有波纹管16，升降盘18的下端接触有弹簧一19,弹簧一19的下端接触有定位筒20,定位筒20固定在主块17上的圆柱槽内壁上，波纹管16的上端固定在主块17上圆柱槽的底面上，主块17的顶部位置开设有注油管腔21，注油管腔21中螺接有密封盖22,密封盖22为T型盘状，且密封盖22的柱体外壁上设置螺纹。

拦截阀14包括控制架23、密封球24、密封筒25、压力柱26和硬质管27，密封筒25的一侧固定连接有控制架23,控制架23中设置有密封球24，密封筒25中部贯穿有压力柱26,压力柱26的一端固定在密封球24上，压力柱26的另一端连接有硬质管27,压力柱26活动套接在硬质管27中，硬质管27嵌入在压力座4中，且硬质管27的一端延伸到气管腔10中，密封筒25固定在气管腔10的内腔壁上，控制架23为门型框架状，参考图4和图5理解，密封球24在控制架23中具有一定的活动空间，压力柱26轴向移动控制密封球24,密封球24在一定范围内运动。

动力组件15包括气阀28、活塞柱29和弹簧二30，活塞柱29贯穿压力座4上开设的通孔，活塞柱29两侧的气管腔10中均设置有气阀28，气阀28为圆柱状且柱体一端为半球体状，气阀28的半球体端顶在控制柱7上，控制柱7活动套接在压力座4上开设的棱柱槽中，控制柱7的一侧壁上开设有若干均匀分布的弧面槽，活塞柱29的半球体端凸出到控制柱7上的弧面槽中，活塞柱29的另一端开设有圆柱槽，且活塞柱29的圆柱槽中设置有弹簧二30,弹簧二30一端顶在气管腔10的内腔壁上。

气阀28包括T型架31、密封盘32和隔板33，隔板33固定在气管腔10 的内腔壁上，隔板33的上方设置有密封盘32,密封盘32中部贯穿有T型架31,T型架31下端固定嵌入到隔板33中，T型架31的中部杆活动套接在密封盘32上开设的通孔中，隔板33形状为圆板且板体的中部位置环设有若干均匀分布的粗孔，且板体的边缘位置环设有若干均匀分布的细孔，参考图3、图6和图7理解各个零件的位置关系，活塞柱29左右摆动会引起两个气阀28之间的气流变化，隔板33上开设的粗孔起到主要的疏通效果，活塞柱29插入到气管腔10中过程，两个气阀28之间的气体会上升，因为气流通过顶起密封盘32，进而快速通过隔板33上的粗孔，气流通过后，密封盘32下落及时封堵隔板33，避免气流的回流，如果整个动力组件15静止一定的时间，就会出现回流情况，气流通过隔板33上的细孔流动。

控制管8为方形管状，控制管8活动套接在压力座4上开设的方形孔中，控制管8的一侧设置有接线单元36,接线单元36固定在压力座4上，接线单元36一侧的控制管8的壳体上设置有若干均匀分布的触发单元37。

接线单元36设置在压力座4上的方形孔内壁上开设的滑槽中，接线单元36包括定位板34和金属弹片35，定位板34上开设T型槽，且定位板34的性槽中设置有金属弹片35，金属弹片35为弧形板状且板体的端部向两侧翻折，金属弹片35的腰部凸出到定位板34外部。

触发单元37包括两个金属柱、金属柱一端连接的导线和导线上连接的导线束缚件，金属柱贯穿控制管8的壳体，导线和导线束缚件设置在控制管8的内腔中，参考图8理解，导线通过控制管8外接到底座1的内腔中，随后延伸到底座1外部，和桥梁监控室中的显示仪器连接，在控制管8上设置若干个触发单元37，每个触发单元37在监控室中具有独立的对应灯，和供电的电源，即任何一个触发单元37和接线单元36连接，原本供电线路在两个金属柱处中断，两个金属柱和金属弹片35接触后，实现供电线路连通，信号灯通电发亮，提醒监控室的工作人员，即车辆通过监测装置时，控制单元2的形变信息会在监控室中被展示出来。

工作原理：车辆经过桥梁时，从监测装置上方压过，测量压在顶板3上时，顶板3下降压迫若干控制单元2，若干控制单元2配合共同支撑顶板3，如果需要整个监测装置测量高吨位的测量，在组装监测装置时，在监测装置中设置更多的控制单元2，确保顶板3具有足够的抗车辆压力能力，顶板3转动下落带动控制单元2，且控制单元2和顶板3之间发生一定的错位滑动，通过滚柱13垫在压力座4和顶板3之间，滚柱13转动辅助压力座4和顶板3之间的错位，滚柱13转动过程中会有润滑机制保障，具体为在波纹管16的内腔中存贮有润滑油，弹簧一19弹性支撑升降盘18,升降盘18具有上升的趋势，这样弹簧一19中的润滑油通过主管腔11外排，润滑油会在拦截阀14处被拦截，只有压力座4发生升降运动时，润滑油再回继续在主管腔11中外排，最终保障到滚柱13,压力座4静止不动时，润滑油不再外排，这样避免浪费，实现自动化供给的效果，具体为压力座4升降运动过程，控制柱7和控制管8相对压力座4运动，控制柱7和压力座4之间错位滑动，动力组件15相对控制柱7进行升降运动，运动过程中，活塞柱29被反复拨动，活塞柱29发生往复运动，这样引起气管腔10中的气流边缘，外界气体被吸进气管腔10中，随后流动聚集在气管腔10的内腔顶部，气流注入到硬质管27中，气压推进压力柱26,压力柱26移动带动密封球24,密封球24移动远离密封筒25，这样主管腔11中的润滑油可以继续外排，润滑油扩散到若干支管腔12中，随后注入到滚柱13所处的空隙中，实现辅助润滑的效果，一旦压力座4静止，气管腔10中的气体可以通过隔板33回流，气管腔10中气压恢复正常，主管腔11中润滑油流动带动密封球24,密封球24移动封堵密封筒25，这样自动断流，此外控制管8相对压力座4运动时，接线单元36和控制管8上不同位置高度的触发单元37连接，就会触发外界监控室中不同的信号灯，即顶板3转动下降的高度控制压力座4,压力座4下降不同的高度，均会在监控室中以不同的信号灯亮来展示。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于桥梁的实时车辆荷载监测装置，包括底座，其特征在于：所述底座中设置有控制单元和顶板，所述顶板的一端贯穿有铰接轴，所述铰接轴端部固定在底座上，所述控制单元包括压力座、弹簧片、底板、控制柱、控制管和储油机构，所述压力座的上端和顶板接触，压力座的下端接触有弹簧片，所述弹簧片的下端接触有底板，所述压力座的一侧连接有控制柱,压力座的另一侧连接有控制管,控制柱和控制管下端均和底板连接，所述压力座上设置有储油机构，压力座中开设有气管腔、主管腔和支管腔，压力座的顶部设置有滚柱，气管腔和主管腔之间连接有拦截阀,气管腔中设置有动力组件。

2.根据权利要求1所述的一种用于桥梁的实时车辆荷载监测装置，其特征在于：所述控制单元设置在底座上开设的板槽中，所述顶板的下方接触有若干均匀分布的控制单元，所述主管腔的一侧连通有若干均匀分布的支管腔,压力座的顶部为凸出弧面状，且压力座的凸出弧面上开设圆柱槽，压力座的圆柱槽中契合设置有滚柱,滚柱部分凸出到压力座外部，所述支管腔的一端和压力座顶部的圆柱槽连通，所述主管腔的一端延伸到储油机构中，所述压力座整体为凹型块状，压力座的凹槽中设置有波浪板状的弹簧片,所述底板上贯穿有螺栓，螺栓固定在底座上。

3.根据权利要求1所述的一种用于桥梁的实时车辆荷载监测装置，其特征在于：所述储油机构包括波纹管、主块、升降盘、弹簧一和定位筒，所述主块固定在压力座的一侧壁上，主块中开设圆柱槽，且主块的圆柱槽中套接有波纹管、升降盘、弹簧一和定位筒，所述升降盘的上端固定连接有波纹管，升降盘的下端接触有弹簧一,弹簧一的下端接触有定位筒,定位筒固定在主块上的圆柱槽内壁上，波纹管的上端固定在主块上圆柱槽的底面上，所述主块的顶部位置开设有注油管腔，注油管腔中螺接有密封盖,密封盖为T型盘状，且密封盖的柱体外壁上设置螺纹。

4.根据权利要求1所述的一种用于桥梁的实时车辆荷载监测装置，其特征在于：所述拦截阀包括控制架、密封球、密封筒、压力柱和硬质管，所述密封筒的一侧固定连接有控制架,控制架中设置有密封球，所述密封筒中部贯穿有压力柱,压力柱的一端固定在密封球上，压力柱的另一端连接有硬质管,压力柱活动套接在硬质管中，硬质管嵌入在压力座中，且硬质管的一端延伸到气管腔中，所述密封筒固定在气管腔的内腔壁上，所述控制架为门型框架状。

5.根据权利要求1所述的一种用于桥梁的实时车辆荷载监测装置，其特征在于：所述动力组件包括气阀、活塞柱和弹簧二，所述活塞柱贯穿压力座上开设的通孔，活塞柱两侧的气管腔中均设置有气阀，所述气阀为圆柱状且柱体一端为半球体状，气阀的半球体端顶在控制柱上，控制柱活动套接在压力座上开设的棱柱槽中，控制柱的一侧壁上开设有若干均匀分布的弧面槽，活塞柱的半球体端凸出到控制柱上的弧面槽中，所述活塞柱的另一端开设有圆柱槽，且活塞柱的圆柱槽中设置有弹簧二,弹簧二一端顶在气管腔的内腔壁上。

6.根据权利要求5所述的一种用于桥梁的实时车辆荷载监测装置，其特征在于：所述气阀包括T型架、密封盘和隔板，所述隔板固定在气管腔 的内腔壁上，隔板的上方设置有密封盘,密封盘中部贯穿有T型架,T型架下端固定嵌入到隔板中，T型架的中部杆活动套接在密封盘上开设的通孔中，所述隔板形状为圆板且板体的中部位置环设有若干均匀分布的粗孔，且板体的边缘位置环设有若干均匀分布的细孔。

7.根据权利要求1所述的一种用于桥梁的实时车辆荷载监测装置，其特征在于：所述控制管为方形管状，控制管活动套接在压力座上开设的方形孔中，控制管的一侧设置有接线单元,接线单元固定在压力座上，接线单元一侧的控制管的壳体上设置有若干均匀分布的触发单元。

8.根据权利要求7所述的一种用于桥梁的实时车辆荷载监测装置，其特征在于：所述接线单元设置在压力座上的方形孔内壁上开设的滑槽中，所述接线单元包括定位板和金属弹片，所述定位板上开设T型槽，且定位板的性槽中设置有金属弹片，所述金属弹片为弧形板状且板体的端部向两侧翻折，金属弹片的腰部凸出到定位板外部。

9.根据权利要求7所述的一种用于桥梁的实时车辆荷载监测装置，其特征在于：所述触发单元包括两个金属柱、金属柱一端连接的导线和导线上连接的导线束缚件，金属柱贯穿控制管的壳体，导线和导线束缚件设置在控制管的内腔中。

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