CN113863395B - 一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于沉井平台技术领域，尤其是一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法，包括通过螺栓安装在沉井平台上的安装架，安装架的横截面呈L形状，安装架的正面和背面通过螺栓固定安装有放置架，放置架的内侧底部表面固定安装有高度升降机构。该悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法，通过设置高度升降机构、固定机构和淤泥面接触机构，达到了通过高度升降机构先带动弯头和吸泥钢管进行升降，当淤泥面接触机构的吸泥钢管、副吸泥管和触泥杆下端与沉井上的淤泥孔内淤泥面接触时，控制固定机构启动，对淤泥面到水面距离进行检测，整个检测过程操作简单、耗时短、对检测人员劳动强度大的效果。

Description

一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法

技术领域

本发明涉及沉井平台技术领域，尤其涉及一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法。

背景技术

悬索桥，又名吊桥指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁。其缆索几何形状由力的平衡条件决定，一般接近抛物线。从缆索垂下许多吊杆，把桥面吊住，在桥面和吊杆之间常设置加劲梁，同缆索形成组合体系，以减小荷载所引起的挠度变形。

现有在宽阔的水面之间进行施工建筑时，通常都是采用悬索桥模式进行施工，其原因在于：因为悬索桥的两个桥梁之间有大跨度，从而可以方便货船和轮船从桥底下平稳穿过。而跨度太大的话就得在桥梁的上方设置悬索通过绳索将混凝土桥梁吊起来，在吊的过程中其主要受力点在悬索上，因此，就需要将悬索的两端固定在水岸两端的锚碇上，(又称水泥桩、沉井)，而锚碇具体为长度方向70米，高度、宽度各五十米的水泥大墩子，其上表面设置有多个淤泥孔，锚碇在地面修建完成后需要将其沉到地面以下，而将锚碇下沉的方式主要有两种：一是在地面挖一个与锚碇相匹配尺寸的大深坑，再将锚碇直接放置在深坑内，进而直接在淤泥孔内浇筑水泥，但在南方使用此方式是不适合的，因为南方土质较北方土质而言，含水量高，因此，第二方式为锚碇在地面修建完成后，向锚碇的淤泥孔内一边灌入清水，一边通过塔吊下端吊装的吸泥管对淤泥孔内抽出泥水，同时，锚碇在自身重力作用下自动下沉，待淤泥孔内泥抽尽时，锚碇已下沉至预设深度。

而为了了解锚碇的下沉深度，现有检测步骤为由安装在塔吊上的电动葫芦通过钢丝绳和吊钩将与吸泥管连通的弯头吊起，当吸泥管下端与淤泥面接触时，钢丝绳不再受力，此时，通过拉绳传感器控制钢丝绳收紧，开始下沉深度检测计算即水面到淤泥面距离，将吊钩与弯头的距离加上吸泥管长度距离(吸泥管的管长恒定)减去淤泥孔内水面到沉井平台距离，即为水面到淤泥面距离，但此检测方式不仅检测数值不精确、误差大，且整个检测步骤繁琐、耗时长，对检测人员劳动强度大。

因此，本发明提出了一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法。

发明内容

基于现有的检测方式不仅检测数值不精确，且整个检测步骤繁琐、耗时长，对检测人员劳动强度大的技术问题，本发明提出了一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法。

本发明提出的一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法，包括通过螺栓安装在沉井平台上的安装架，所述安装架的横截面呈L形状，所述安装架的正面和背面通过螺栓固定安装有放置架，所述放置架的内侧底部表面固定安装有高度升降机构，且高度升降机构包括驱动电机，所述驱动电机的下表面与放置架的内侧底部表面通过螺栓固定安装，所述高度升降机构通过驱动电机作为驱动源，带动钢丝绳进行收卷和释放，进而对弯头和与弯头连通的吸泥钢管做高度升降；

所述放置架的下表面分别固定安装有固定机构和淤泥面接触机构，所述固定机构位于淤泥面接触机构的上方，所述固定机构包括滑圈，所述滑圈的外表面与吸泥钢管的外表面滑动套接；

所述淤泥面接触机构包括固定块，所述固定块的外表面呈圆弧形状，所述固定块的一侧表面与吸泥钢管下端外表面固定连接。

优选地，所述驱动电机的输出轴通过联轴器固定连接有传动轴，所述传动轴的一端表面固定连接有减速箱，所述减速箱的输出轴一端表面固定套接有卷盘，所述钢丝绳缠绕在卷盘的外表面，所述放置架的内侧底部表面固定安装有限位板，所述限位板位于驱动电机的前方，所述卷盘位于限位板的内侧，所述减速箱的输出轴一端表面通过轴承均限位板的轴心处固定定位后延伸至限位板的正面，所述限位板的内侧左侧表面开设有呈对称分布的第一安装槽，所述限位板的内侧左侧表面中心处开设有第二安装槽，两个所述第一安装槽的一侧内壁均固定连接有第一弹簧，所述第二安装槽的一侧内壁固定安装有第一限位开关；

通过上述技术方案，减速箱对驱动电机的输出轴输出转速起到减速的效果，从而使减速箱的输出轴低速转动，设置第一限位开关与驱动电机配合使用，当卷盘表面缠绕的钢丝绳完全收卷完成时，触发第一限位开关开始工作，控制驱动电机停止工作，避免驱动电机超行程工作。

优选地，两个所述弹簧的自由端均固定连接有压板，所述压板的左侧表面中心处固定连接有第一触发杆，所述第一触发杆的一端表面与第一限位开关的触发端接触，所述第一限位开关与驱动电机电性连接，所述放置架的内侧底部表面中心处开设有穿线孔，所述穿线孔的内壁与钢丝绳的一端外表面接触，所述钢丝绳的一端外表面缠绕有连接板，所述连接板的上表面固定安装有第二限位开关，所述连接板的下表面中心处固定连接有吊钩，所述吊钩的内侧底部圆弧表面开设有限位槽，所述限位槽的内壁通过钢丝绳对弯头吊装；

通过上述技术方案，钢丝绳在收卷过程中，当钢丝绳对压板挤压，带动压板左侧表面连接的第一触发杆与第一限位开关的触发端接触，进而控制驱动电机停止工作，第二限位开关与驱动电机配合使用，当连接板在做上升过程中，位于连接板上表面设置的第二限位开关与放置架的下表面接触，控制驱动电机停止工作，从而对连接板的上升高度进行限制，设置限位槽与吊钩配合使用，使得吊钩通过钢丝绳对弯头吊装过程中，钢丝绳只能在限位槽内运动，避免滑出吊钩。

优选地，所述固定机构还包括安装块，所述安装块固定安装在弯头的吸泥端外表面，所述安装块的下表面和弯头的吸泥端、吸泥钢管的出泥端均处在同一水平面上，所述安装块的下表面固定安装有激光测距传感器，所述激光测距传感器的下表面与安装块的下表面处在同一水平面上，所述吸泥钢管的外表面固定安装有呈环形阵列分布的磁力吸片，所述滑圈的内圈固定安装有呈环形阵列分布的电磁铁，所述磁力吸片与电磁铁一一对应，所述滑圈的下表面固定连接有用于漂浮在水面的气囊；

通过上述技术方案，激光测距传感器：先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离；

将激光测距传感器安装在弯头的吸泥端外表面，且弯头的吸泥端下表面与激光测距传感器平齐，从而使得当气囊浮在水面，且淤泥面接触机构与淤泥面接触开始工作时，磁力吸片与电磁铁配合使用，将滑圈在通过气囊浮在水面的同时，并将滑圈固定在吸泥钢管的外表面；

若吸泥钢管总长为A、激光测距传感器安装高度为B,气囊漂浮点位置C，滑圈厚度为F,气囊厚度为G；

那么通过磁力吸片与电磁铁，滑圈被固定在D，且C低于D，此时，通过激光测距传感器测得吸泥钢管上端出泥端外表面到滑圈上表面距离，其中B到D的距离为E；

进而得出淤泥面与水面距离为：A-E-F-G＝淤泥面与水面。

优选地，所述吸泥钢管的下表面开设有压力腔，所述吸泥钢管的上端外表面固定连接有用于检测压力腔内部水压的水压传感器，所述水压传感器位于滑圈的上方；

通过上述技术方案，压力腔与淤泥面接触，水漫入压力腔内产生水压，设置水压传感器对压力腔内水压进行检测，其中现有的1bar近似一个标准大气压,等于0.1MPa,在25C情况下可以托起10米的水柱,水的高度与温度有关系,所以在各个温度下水的高度是不一样的,但是差值不是很大,可以近似一下1Mpa的压力约等于100米的水深的压力，也就是说水深10米，水压增加0.1MPa，大约相当于一个大气压；

因此，水压传感器对压力腔内水压数值对激光测距传感器检测的距离数值提供辅助参考，从而增加激光测距传感器检测的精确性。

优选地，所述固定块的内壁滑动套接有触泥杆，所述触泥杆的上端外表面固定套接有限位环，所述吸泥钢管的下端外表面固定连接有安装箱，所述安装箱的外表面呈圆弧形状，所述安装箱的内部设置有腔体，所述腔体的内壁滑动套接有密封塞，所述密封塞的下表面与触泥杆的顶部表面固定连接；

通过上述技术方案，密封塞与触泥杆配合使用，对腔体的上端内壁进行密封防水措施，触泥杆与限位环配合使用，因此在触泥杆没有与淤泥面接触时，在重力作用下，触泥杆呈下坠状态，设置限位环起到对其的下坠高度进行限制，避免触泥杆滑出固定块内壁。

优选地，所述密封塞的上表面固定连接有第二弹簧，所述密封塞的顶部表面固定连接有第二触发杆，所述第二弹簧的自由端与腔体的内顶壁固定连接，所述腔体的内顶壁中心处固定安装有第三限位开关；

通过上述技术方案，第二弹簧与密封塞配合使用，当密封塞没有受到触泥杆的施加力时，密封塞位于腔体下端内壁，只有在受到触泥杆的施加力时，才在腔体内壁由下向上移动，一旦失去施加力，密封塞恢复至初始状态，具有自复位功能。

优选地，所述第三限位开关的触发端与第二触发杆的一端表面接触，所述吸泥钢管的下端表面固定连通有呈环形阵列状分布的连接管，所述连接管的外表面呈L形状；

通过上述技术方案，第三限位开关与第二触发杆接触时，说明此时的吸泥钢管的下端表面与淤泥面刚发生接触，进而开始对淤泥面到水面距离进行检测。

优选地，所述连接管的一端内壁固定连通有副吸泥管，所述副吸泥管的横截面呈喇叭形状，所述副吸泥管的下表面与吸泥钢管的下表面处在同一水平面上，所述驱动电机和电磁铁、激光测距传感器均与第三限位开关电性连接；

通过上述技术方案，副吸泥管与吸泥钢管配合使用，对沉井的淤泥孔内的泥水进行均匀抽出。

优选地，提供一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构的测量方法，具体测量方法为：步骤一、沉井下沉深度检测，控制驱动电机启动，驱动电机带动传动轴做旋转运动，减速箱内部齿轮组对传动轴减速，经减速后的减速箱输出轴带动卷盘低速转动，卷盘转动带动钢丝绳做释放，钢丝绳一端连接的连接板沿安装架的纵向水平方向做下降，连接板下表面连接的吊钩通过钢丝绳带动弯头和弯头连通的吸泥钢管下降，在吊钩的内侧底部圆弧表面设置限位槽，对钢丝绳的运动空间进行限制，避免钢丝绳滑出吊钩；

步骤二、吸泥钢管下降过程中，因气囊内填充有空气，使得当气囊下表面与水面接触，通过水的浮力使气囊带动滑圈和电磁铁漂浮在水面上，当吸泥钢管、副吸泥管和触泥杆下端与沉井上的淤泥孔内淤泥面接触时，此时，触泥杆在固定块内壁向上滑动，触泥杆带动密封塞在腔体的内壁向上滑动，带动第二触发杆与第三限位开关的触发端接触，控制驱动电机停止工作，同时控制电磁铁通电与磁力吸片磁性吸紧，控制激光测距传感器通电工作，激光测距传感器对吸泥钢管上表面与滑圈上表面之间的距离进行检测，进而将吸泥钢管的长度减去激光测距传感器检测的长度减去气囊厚度和滑圈厚度，等于淤泥面到水面距离，设置水压传感器对压力腔内水压检测，进而对激光测距传感器检测的距离数值提供辅助参考，增强其检测精确性，设置吸泥钢管和三个副吸泥管配合使用，便于对淤泥孔内的泥水进行均匀抽出，提高抽泥水效率。

本发明中的有益效果为：

1、通过设置高度升降机构，达到了通过驱动电机作为驱动源，带动钢丝绳进行收卷和释放，进而对弯头和与弯头连通的吸泥钢管做高度升降，设置减速箱对驱动电机带动的传动轴的旋转速度进行减速，避免弯头和与弯头连通的吸泥钢管下降速度过快，使其下降速度保持匀速，从而便于对沉井的淤泥孔内进行抽泥水工作的效果。

2、通过设置固定机构，达到了设置磁力吸片与电磁铁配合使用，使气囊漂浮在水面过程中，滑圈与吸泥钢管之间吸紧，避免滑圈不断在吸泥钢管表面上下浮动，保证了激光测距传感器测量的数值准确性，从而通过本机构设置的激光测距传感器对吸泥钢管上表面与滑圈上表面之间的距离进行精准检测，具有测量数值精确、误差小的效果。

3、通过设置淤泥面接触机构，达到了当吸泥钢管、副吸泥管和触泥杆下端与沉井上的淤泥孔内淤泥面接触时，此时，触泥杆在固定块内壁向上滑动，触泥杆带动密封塞在腔体的内壁向上滑动，带动第二触发杆与第三限位开关的触发端接触，控制驱动电机停止工作，控制固定机构开始工作，对淤泥面到水面距离进行精确测量的效果。

4、通过设置高度升降机构、固定机构和淤泥面接触机构，达到了通过高度升降机构先带动弯头和吸泥钢管进行升降，当淤泥面接触机构的吸泥钢管、副吸泥管和触泥杆下端与沉井上的淤泥孔内淤泥面接触时，控制固定机构启动，对淤泥面到水面距离进行检测，整个检测过程操作简单、耗时短、对检测人员劳动强度大的效果。

附图说明

图1为一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法的示意图；

图2为一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法的放置架结构爆炸图；

图3为一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法的限位板结构爆炸图；

图4为一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法的气囊结构立体图；

图5为一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法的卷盘结构立体图；

图6为一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法的弯头结构立体图；

图7为一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法的吸泥钢管结构立体图；

图8为一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法的固定块结构立体图；

图9为一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法的压力腔结构立体图；

图10为一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法的弯头结构剖视图；

图11为一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法的安装箱结构剖视图。

图中：1、安装架；2、放置架；3、驱动电机；31、卷盘；32、限位板；33、第一弹簧；34、第一限位开关；35、压板；36、第一触发杆；37、连接板；38、第二限位开关；39、吊钩；310、限位槽；4、滑圈；41、安装块；42、激光测距传感器；43、磁力吸片；44、电磁铁；45、气囊；46、压力腔；47、水压传感器；5、固定块；51、触泥杆；52、限位环；53、安装箱；54、密封塞；55、腔体；56、第二弹簧；57、第二触发杆；58、第三限位开关；59、连接管；510、副吸泥管；6、弯头；7、吸泥钢管。

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。

参照图1-11，一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构及测量方法，为了实现对淤泥面到水面距离进行精准测量，包括通过螺栓安装在沉井平台上的安装架1，安装架1的横截面呈L形状，安装架1的正面和背面通过螺栓固定安装有放置架2，放置架2的内侧底部表面固定安装有高度升降机构，且高度升降机构包括驱动电机3，驱动电机3的下表面与放置架2的内侧底部表面通过螺栓固定安装，高度升降机构通过驱动电机3作为驱动源，带动钢丝绳进行收卷和释放，进而对弯头6和与弯头6连通的吸泥钢管7做高度升降；

放置架2的下表面分别固定安装有固定机构和淤泥面接触机构，固定机构位于淤泥面接触机构的上方，固定机构包括滑圈4，滑圈4的外表面与吸泥钢管7的外表面滑动套接；

淤泥面接触机构包括固定块5，固定块5的外表面呈圆弧形状，固定块5的一侧表面与吸泥钢管7下端外表面固定连接。

进一步地，为了实现对钢丝绳进行释放和收卷，驱动电机3的输出轴通过联轴器固定连接有传动轴，传动轴的一端表面固定连接有减速箱，减速箱的输出轴一端表面固定套接有卷盘31，钢丝绳缠绕在卷盘31的外表面，放置架2的内侧底部表面固定安装有限位板32，限位板32位于驱动电机3的前方，卷盘31位于限位板32的内侧，减速箱的输出轴一端表面通过轴承均限位板32的轴心处固定定位后延伸至限位板32的正面，限位板32的内侧左侧表面开设有呈对称分布的第一安装槽，限位板32的内侧左侧表面中心处开设有第二安装槽，两个第一安装槽的一侧内壁均固定连接有第一弹簧33，第二安装槽的一侧内壁固定安装有第一限位开关34；减速箱对驱动电机3的输出轴输出转速起到减速的效果，从而使减速箱的输出轴低速转动，设置第一限位开关34与驱动电机3配合使用，当卷盘31表面缠绕的钢丝绳完全收卷完成时，触发第一限位开关34开始工作，控制驱动电机3停止工作，避免驱动电机3超行程工作。

进一步地，为了实现通过卷盘31对钢丝绳进行收卷，两个弹簧的自由端均固定连接有压板35，压板35的左侧表面中心处固定连接有第一触发杆36，第一触发杆36的一端表面与第一限位开关34的触发端接触，第一限位开关34与驱动电机3电性连接，放置架2的内侧底部表面中心处开设有穿线孔，穿线孔的内壁与钢丝绳的一端外表面接触，钢丝绳的一端外表面缠绕有连接板37，连接板37的上表面固定安装有第二限位开关38，连接板37的下表面中心处固定连接有吊钩39，吊钩39的内侧底部圆弧表面开设有限位槽310，限位槽310的内壁通过钢丝绳对弯头6吊装；钢丝绳在收卷过程中，当钢丝绳对压板35挤压，带动压板35左侧表面连接的第一触发杆36与第一限位开关34的触发端接触，进而控制驱动电机3停止工作，第二限位开关38与驱动电机3配合使用，当连接板37在做上升过程中，位于连接板37上表面设置的第二限位开关38与放置架2的下表面接触，控制驱动电机3停止工作，从而对连接板37的上升高度进行限制，设置限位槽310与吊钩39配合使用，使得吊钩39通过钢丝绳对弯头6吊装过程中，钢丝绳只能在限位槽310内运动，避免滑出吊钩39。

通过设置高度升降机构，达到了通过驱动电机3作为驱动源，带动钢丝绳进行收卷和释放，进而对弯头6和与弯头6连通的吸泥钢管7做高度升降，设置减速箱对驱动电机3带动的传动轴的旋转速度进行减速，避免弯头6和与弯头6连通的吸泥钢管7下降速度过快，使其下降速度保持匀速，从而便于对沉井的淤泥孔内进行抽泥水工作的效果。

进一步地，为了实现将固定机构漂浮在水面，固定机构还包括安装块41，安装块41固定安装在弯头6的吸泥端外表面，安装块41的下表面和弯头6的吸泥端、吸泥钢管7的出泥端均处在同一水平面上，安装块41的下表面固定安装有激光测距传感器42，激光测距传感器42的下表面与安装块41的下表面处在同一水平面上，吸泥钢管7的外表面固定安装有呈环形阵列分布的磁力吸片43，滑圈4的内圈固定安装有呈环形阵列分布的电磁铁44，磁力吸片43与电磁铁44一一对应，滑圈4的下表面固定连接有用于漂浮在水面的气囊45；激光测距传感器42：先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离；

将激光测距传感器42安装在弯头6的吸泥端外表面，且弯头6的吸泥端下表面与激光测距传感器42平齐，从而使得当气囊45浮在水面，且淤泥面接触机构与淤泥面接触开始工作时，磁力吸片43与电磁铁44配合使用，将滑圈4在通过气囊45浮在水面的同时，并将滑圈4固定在吸泥钢管7的外表面；

若吸泥钢管7总长为A、激光测距传感器42安装高度为B,气囊45漂浮点位置C，滑圈4厚度为F,气囊45厚度为G；

那么通过磁力吸片43与电磁铁44，滑圈4被固定在D，且C低于D，此时，通过激光测距传感器42测得吸泥钢管7上端出泥端外表面到滑圈4上表面距离，其中B到D的距离为E；

进而得出淤泥面与水面距离为：A-E-F-G＝淤泥面与水面。

进一步地，为了实现对水压进行测量，吸泥钢管7的下表面开设有压力腔46，吸泥钢管7的上端外表面固定连接有用于检测压力腔46内部水压的水压传感器47，水压传感器47位于滑圈4的上方；压力腔46与淤泥面接触，水漫入压力腔46内产生水压，设置水压传感器47对压力腔46内水压进行检测，其中现有的1bar近似一个标准大气压,等于0.1MPa,在25C情况下可以托起10米的水柱,水的高度与温度有关系,所以在各个温度下水的高度是不一样的,但是差值不是很大,可以近似一下1Mpa的压力约等于100米的水深的压力，也就是说水深10米，水压增加0.1MPa，大约相当于一个大气压；

因此，水压传感器47对压力腔46内水压数值对激光测距传感器42检测的距离数值提供辅助参考，从而增加激光测距传感器42检测的精确性。

通过设置固定机构，达到了设置磁力吸片43与电磁铁44配合使用，使气囊45漂浮在水面过程中，滑圈4与吸泥钢管7之间吸紧，避免滑圈4不断在吸泥钢管7表面上下浮动，保证了激光测距传感器42测量的数值准确性，从而通过本机构设置的激光测距传感器42对吸泥钢管7上表面与滑圈4上表面之间的距离进行精准检测，具有测量数值精确、误差小的效果。

进一步地，为了实现当触泥杆51与淤泥面接触时，控制高度升降机构停止工作，固定块5的内壁滑动套接有触泥杆51，触泥杆51的上端外表面固定套接有限位环52，吸泥钢管7的下端外表面固定连接有安装箱53，安装箱53的外表面呈圆弧形状，安装箱53的内部设置有腔体55，腔体55的内壁滑动套接有密封塞54，密封塞54的下表面与触泥杆51的顶部表面固定连接；密封塞54与触泥杆51配合使用，对腔体55的上端内壁进行密封防水措施，触泥杆51与限位环52配合使用，因此在触泥杆51没有与淤泥面接触时，在重力作用下，触泥杆51呈下坠状态，设置限位环52起到对其的下坠高度进行限制，避免触泥杆51滑出固定块5内壁。

进一步地，为了实现对安装箱53内进行防水密封，密封塞54的上表面固定连接有第二弹簧56，密封塞54的顶部表面固定连接有第二触发杆57，第二弹簧56的自由端与腔体55的内顶壁固定连接，腔体55的内顶壁中心处固定安装有第三限位开关58；第二弹簧56与密封塞54配合使用，当密封塞54没有受到触泥杆51的施加力时，密封塞54位于腔体55下端内壁，只有在受到触泥杆51的施加力时，才在腔体55内壁由下向上移动，一旦失去施加力，密封塞54恢复至初始状态，具有自复位功能。

进一步地，为了实现方便对淤泥面到水面距离的检测，第三限位开关58的触发端与第二触发杆57的一端表面接触，吸泥钢管7的下端表面固定连通有呈环形阵列状分布的连接管59，连接管59的外表面呈L形状；第三限位开关58与第二触发杆57接触时，说明此时的吸泥钢管7的下端表面与淤泥面刚发生接触，进而开始对淤泥面到水面距离进行检测。

进一步地，为了实现对沉井淤泥孔内的泥水进行均匀抽出，连接管59的一端内壁固定连通有副吸泥管510，副吸泥管510的横截面呈喇叭形状，副吸泥管510的下表面与吸泥钢管7的下表面处在同一水平面上，驱动电机3和电磁铁44、激光测距传感器42均与第三限位开关58电性连接；副吸泥管510与吸泥钢管7配合使用，对沉井的淤泥孔内的泥水进行均匀抽出。

通过设置淤泥面接触机构，达到了当吸泥钢管7、副吸泥管510和触泥杆51下端与沉井上的淤泥孔内淤泥面接触时，此时，触泥杆51在固定块5内壁向上滑动，触泥杆51带动密封塞54在腔体55的内壁向上滑动，带动第二触发杆57与第三限位开关58的触发端接触，控制驱动电机3停止工作，控制固定机构开始工作，对淤泥面到水面距离进行精确测量的效果。

通过设置高度升降机构、固定机构和淤泥面接触机构，达到了通过高度升降机构先带动弯头6和吸泥钢管7进行升降，当淤泥面接触机构的吸泥钢管7、副吸泥管510和触泥杆51下端与沉井上的淤泥孔内淤泥面接触时，控制固定机构启动，对淤泥面到水面距离进行检测，整个检测过程操作简单、耗时短、对检测人员劳动强度大的效果。

上述电气部件例如驱动电机3、第一限位开关34、第二限位开关38、激光测距传感器42、水压传感器47、第三限位开关58、电磁铁44可以由PLC控制器进行控制；

工作原理：步骤一、沉井下沉深度检测，控制驱动电机3启动，驱动电机3带动传动轴做旋转运动，减速箱内部齿轮组对传动轴减速，经减速后的减速箱输出轴带动卷盘31低速转动，卷盘31转动带动钢丝绳做释放，钢丝绳一端连接的连接板37沿安装架1的纵向水平方向做下降，连接板37下表面连接的吊钩39通过钢丝绳带动弯头6和弯头6连通的吸泥钢管7下降，在吊钩39的内侧底部圆弧表面设置限位槽310，对钢丝绳的运动空间进行限制，避免钢丝绳滑出吊钩39；

步骤二、吸泥钢管7下降过程中，因气囊45内填充有空气，使得当气囊45下表面与水面接触，通过水的浮力使气囊45带动滑圈4和电磁铁44漂浮在水面上，当吸泥钢管7、副吸泥管510和触泥杆51下端与沉井上的淤泥孔内淤泥面接触时，此时，触泥杆51在固定块5内壁向上滑动，触泥杆51带动密封塞54在腔体55的内壁向上滑动，带动第二触发杆57与第三限位开关58的触发端接触，控制驱动电机3停止工作，同时控制电磁铁44通电与磁力吸片43磁性吸紧，控制激光测距传感器42通电工作，激光测距传感器42对吸泥钢管7上表面与滑圈4上表面之间的距离进行检测，进而将吸泥钢管7的长度减去激光测距传感器42检测的长度减去气囊45厚度和滑圈4厚度，等于淤泥面到水面距离，设置水压传感器47对压力腔46内水压检测，进而对激光测距传感器42检测的距离数值提供辅助参考，增强其检测精确性，设置吸泥钢管7和三个副吸泥管510配合使用，便于对淤泥孔内的泥水进行均匀抽出，提高抽泥水效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构，包括通过螺栓安装在沉井平台上的安装架（1），其特征在于：所述安装架（1）的横截面呈L形状，所述安装架（1）的正面和背面通过螺栓固定安装有放置架（2），所述放置架（2）的内侧底部表面固定安装有高度升降机构，且高度升降机构包括驱动电机（3），所述驱动电机（3）的下表面与放置架（2）的内侧底部表面通过螺栓固定安装，所述高度升降机构通过驱动电机（3）作为驱动源，带动钢丝绳进行收卷和释放，进而对弯头（6）和与弯头（6）连通的吸泥钢管（7）做高度升降；

所述放置架（2）的下表面分别固定安装有固定机构和淤泥面接触机构，所述固定机构位于淤泥面接触机构的上方，所述固定机构包括滑圈（4），所述滑圈（4）的外表面与吸泥钢管（7）的外表面滑动套接；所述固定机构还包括安装块（41），所述安装块（41）固定安装在弯头（6）的吸泥端外表面，所述安装块（41）的下表面和弯头（6）的吸泥端、吸泥钢管（7）的出泥端均处在同一水平面上，所述安装块（41）的下表面固定安装有激光测距传感器（42），所述激光测距传感器（42）的下表面与安装块（41）的下表面处在同一水平面上，所述吸泥钢管（7）的外表面固定安装有呈环形阵列分布的磁力吸片（43），所述滑圈（4）的内圈固定安装有呈环形阵列分布的电磁铁（44），所述磁力吸片（43）与电磁铁（44）一一对应，所述滑圈（4）的下表面固定连接有用于漂浮在水面的气囊（45）；

所述淤泥面接触机构包括固定块（5），所述固定块（5）的外表面呈圆弧形状，所述固定块（5）的一侧表面与吸泥钢管（7）下端外表面固定连接；所述固定块（5）的内壁滑动套接有触泥杆（51），所述触泥杆（51）的上端外表面固定套接有限位环（52），所述吸泥钢管（7）的下端外表面固定连接有安装箱（53），所述安装箱（53）的外表面呈圆弧形状，所述安装箱（53）的内部设置有腔体（55），所述腔体（55）的内壁滑动套接有密封塞（54），所述密封塞（54）的下表面与触泥杆（51）的顶部表面固定连接；

所述密封塞（54）的上表面固定连接有第二弹簧（56），所述密封塞（54）的顶部表面固定连接有第二触发杆（57），所述第二弹簧（56）的自由端与腔体（55）的内顶壁固定连接，所述腔体（55）的内顶壁中心处固定安装有第三限位开关（58）；

所述第三限位开关（58）的触发端在工作中与第二触发杆（57）的一端表面接触，所述驱动电机（3）和电磁铁（44）、激光测距传感器（42）均与第三限位开关（58）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构，其特征在于：所述驱动电机（3）的输出轴通过联轴器固定连接有传动轴，所述传动轴的一端表面固定连接有减速箱，所述减速箱的输出轴一端表面固定套接有卷盘（31），所述钢丝绳缠绕在卷盘（31）的外表面，所述放置架（2）的内侧底部表面固定安装有限位板（32），所述限位板（32）位于驱动电机（3）的前方，所述卷盘（31）位于限位板（32）的内侧，所述减速箱的输出轴一端表面通过轴承均限位板（32）的轴心处固定定位后延伸至限位板（32）的正面，所述限位板（32）的内侧左侧表面开设有呈对称分布的第一安装槽，所述限位板（32）的内侧左侧表面中心处开设有第二安装槽，两个所述第一安装槽的一侧内壁均固定连接有第一弹簧（33），所述第二安装槽的一侧内壁固定安装有第一限位开关（34）。

3.根据权利要求2所述的一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构，其特征在于：两个所述弹簧的自由端均固定连接有压板（35），所述压板（35）的左侧表面中心处固定连接有第一触发杆（36），所述第一触发杆（36）的一端表面与第一限位开关（34）的触发端接触，所述第一限位开关（34）与驱动电机（3）电性连接，所述放置架（2）的内侧底部表面中心处开设有穿线孔，所述穿线孔的内壁与钢丝绳的一端外表面接触，所述钢丝绳的一端外表面缠绕有连接板（37），所述连接板（37）的上表面固定安装有第二限位开关（38），所述连接板（37）的下表面中心处固定连接有吊钩（39），所述吊钩（39）的内侧底部圆弧表面开设有限位槽（310），所述限位槽（310）的内壁通过钢丝绳对弯头（6）吊装。

4.根据权利要求3所述的一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构，其特征在于：所述吸泥钢管（7）的下表面开设有压力腔（46），所述吸泥钢管（7）的上端外表面固定连接有用于检测压力腔（46）内部水压的水压传感器（47），所述水压传感器（47）位于滑圈（4）的上方。

5.根据权利要求4所述的一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构，其特征在于：所述吸泥钢管（7）的下端表面固定连通有呈环形阵列状分布的连接管（59），所述连接管（59）的外表面呈L形状。

6.根据权利要求5所述的一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构，其特征在于：所述连接管（59）的一端内壁固定连通有副吸泥管（510），所述副吸泥管（510）的横截面呈喇叭形状，所述副吸泥管（510）的下表面与吸泥钢管（7）的下表面处在同一水平面上。

7.根据权利要求6所述一种悬索桥用沉井下沉深度测量机构的测量方法，其测量方法为：步骤一、沉井下沉深度检测，控制驱动电机（3）启动，驱动电机（3）带动传动轴做旋转运动，减速箱内部齿轮组对传动轴减速，经减速后的减速箱输出轴带动卷盘（31）低速转动，卷盘（31）转动带动钢丝绳做释放，钢丝绳一端连接的连接板（37）沿安装架（1）的纵向水平方向做下降，连接板（37）下表面连接的吊钩（39）通过钢丝绳带动弯头（6）和弯头（6）连通的吸泥钢管（7）下降，在吊钩（39）的内侧底部圆弧表面设置限位槽（310），对钢丝绳的运动空间进行限制，避免钢丝绳滑出吊钩（39）；

步骤二、吸泥钢管（7）下降过程中，因气囊（45）内填充有空气，使得当气囊（45）下表面与水面接触，通过水的浮力使气囊（45）带动滑圈（4）和电磁铁（44）漂浮在水面上，当吸泥钢管（7）、副吸泥管（510）和触泥杆（51）下端与沉井上的淤泥孔内淤泥面接触时，此时，触泥杆（51）在固定块（5）内壁向上滑动，触泥杆（51）带动密封塞（54）在腔体（55）的内壁向上滑动，带动第二触发杆（57）与第三限位开关（58）的触发端接触，控制驱动电机（3）停止工作，同时控制电磁铁（44）通电与磁力吸片（43）磁性吸紧，控制激光测距传感器（42）通电工作，激光测距传感器（42）对吸泥钢管（7）上表面与滑圈（4）上表面之间的距离进行检测，进而将吸泥钢管（7）的长度减去激光测距传感器（42）检测的长度减去气囊（45）厚度和滑圈（4）厚度，等于淤泥面到水面距离，设置水压传感器（47）对压力腔（46）内水压检测，进而对激光测距传感器（42）检测的距离数值提供辅助参考，增强其检测精确性，设置吸泥钢管（7）和三个副吸泥管（510）配合使用，便于对淤泥孔内的泥水进行均匀抽出，提高抽泥水效率。