CN113916145A - 一种建筑钢结构挠度测试系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑钢结构挠度测试系统，包括两个支架板以及两个支架板之间固定设置的钢结构层，两个所述支架板上均开设有第二侧槽，两个所述第二侧槽之间套设有第一外螺纹杆，所述第一外螺纹杆外侧旋合连接有内螺纹套，所述内螺纹套外侧固设有导壳，所述开孔环形胶套内套设有环形胶圈，所述间歇传动齿轮上开设有与第二导杆滑动传动的轮齿槽。本发明中，采用伸缩式激光测点结构，实现了对于钢结构层的弯曲程度进行测量，采用螺旋式弹性检测结构，实现了将钢结构层上端面各点进行精确测量，采用间歇传动摆动机构，实现了激光信号发射器对于钢结构层左右两侧各点最低端进行循环摆动检测，以及减少各处检测时的误差。

Description

一种建筑钢结构挠度测试系统及其方法

技术领域

本发明涉及挠度测试设备技术领域，尤其涉及一种建筑钢结构挠度测试系统及其方法。

背景技术

细长物体的挠度是指在变形时其轴线上各点在该点处轴线法平面内的位移量，薄板或薄壳的挠度是指中面上各点在该点处中面法线上的位移量，物体上各点挠度随位置和时间变化的规律称为挠度函数或位移函数，通过求挠度函数来计算应变和应力是固体力学的研究方法之一。

钢结构本身具有较高的稳定性与强度，其挠度位移量较少，且实际测量时具有较大的重量，使其挠度测试过程中往往会出现以下的一些不足之处，钢结构挠度测试时本身宽度较大，使得两侧的宽度产生不同的挠度变化，从而使得单侧测试过程中往往会得出完全不同的结果，同时其本身的弯曲量在不停的产生细微的上下拨动，使其短时间检测结果容易产生误差，而长时间检测时需要操作时间较长，时间成本较大。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决钢结构两侧挠度不同的问题，而提出的一种建筑钢结构挠度测试系统及其方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种建筑钢结构挠度测试系统，包括两个支架板以及两个支架板之间固定设置的钢结构层，两个所述支架板上均开设有第二侧槽，两个所述第二侧槽之间套设有第一外螺纹杆，所述第一外螺纹杆外侧旋合连接有内螺纹套，所述内螺纹套外侧固设有导壳，所述导壳外侧套设有开孔环形胶套，所述开孔环形胶套内套设有环形胶圈，所述开孔环形胶套外侧开口处套设有至少两个连杆，至少两个所述连杆远离内螺纹套的一端均开设有球形滚槽，至少两个所述球形滚槽内均套设有滚珠，至少两个所述连杆侧壁均固设有激光信号发射器，两个所述支架板中的任一个支架板互相远离的一侧固设有驱动副，所述支架板上转动连接有间歇传动齿轮，所述驱动副输出端固设有偏心转轮，所述偏心转轮侧面偏心固设有与间歇传动齿轮啮合传动的第二导杆，两个所述支架板两侧均设置有旋合螺帽，所述旋合螺帽顶端固设有上板，且底端固设有下板，所述间歇传动齿轮侧面偏心处固设有与下板上开口处滑动连接的第一导杆，所述第一外螺纹杆外侧套设有转套，所述转套底端固设有激光信号接收器，所述间歇传动齿轮上开设有与第二导杆滑动传动的轮齿槽。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述内螺纹套外侧固设有限位转套，所述限位转套外侧转动连接有转环，所述转环与上板之间固设有电动伸缩杆。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述支架板上开设第一侧槽，所述电动伸缩杆与第一侧槽滑动连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

至少两个所述滚珠中最低端的滚珠与钢结构层上端面抵接。

作为上述技术方案的进一步描述：

两个所述旋合螺帽互相靠近的一端均固设有第二外螺纹杆，所述第一外螺纹杆内侧开设有内螺纹孔，所述内螺纹孔与第二外螺纹杆旋合连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

两个所述支架板上均开设有第二侧槽，所述第一外螺纹杆两侧延伸端均分别与两个第二侧槽滑动连接，两个所述旋合螺帽分别与两个支架板互相远离的一侧抵接。

作为上述技术方案的进一步描述：

至少两个所述连杆贯穿开孔环形胶套的一端均固设有抵板，所述抵板一侧与环形胶圈外壁抵接，另一侧与开孔环形胶套内壁抵接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述支架板上固设有控制电路盒，所述控制电路盒输出端分别与电动伸缩杆以及激光信号接收器电连接。

一种钢结构挠度测试方法，包括以下步骤：

S1、弯曲幅度测量：电动伸缩杆带动转环左右移动，推动内螺纹套在第一外螺纹杆上螺旋转动，基于连杆上设置的激光信号发射器，获取钢结构层的弯曲幅度A1；

S2、各面弯曲测量：驱动副通过偏心转轮带动间歇传动齿轮间歇转动，推动内螺纹套在第二侧槽内左右摆动，获取钢结构层上各面处弯曲幅度A1、A2、A3……An，取其中最大值Amax；

S3、最大挠度计算：设钢结构层两侧水平距离为B，其最大挠度C，得到C=Amax/B

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，采用伸缩式激光测点结构，由于采用了转环与上板之间固定安装的电动伸缩杆，以及限位转套与转环之间的转动连接，又由于采用了第一外螺纹杆与内螺纹套之间的旋合连接，实现了电动伸缩杆伸缩时带动内螺纹套在第一外螺纹杆上转动，又由于采用了导壳外侧套设的开孔环形胶套，以及开孔环形胶套上贯穿套设的连杆，同时由于采用了球形滚槽内套设的滚珠，实现了连杆上的激光信号发射器向激光信号接收器发射激光信号，从而实现了对于钢结构层的弯曲程度进行测量。

2、本发明中，采用螺旋式弹性检测结构，由于采用了开孔环形胶套内套设的环形胶圈，以及连杆上固设的抵板，又由于采用了抵板与环形胶圈之间的抵接，以及连杆贯穿开孔环形胶套外侧开口处，实现了内螺纹套转动过程中带动连杆以及滚珠绕第一外螺纹杆转动，从而实现了将钢结构层上端面各点进行精确测量。

3、本发明中，采用间歇传动摆动机构，由于采用了第一外螺纹杆与第二侧槽之间的滑动连接，以及旋合螺帽上固设的上板以及下板，又由于采用了驱动副输出端固设的偏心转轮，以及第二导杆与轮齿槽之间的滑动连接，同时由于采用了下板上开口处与第一导杆之间滑动连接，实现了驱动副带动间歇传动齿轮间歇转动，同时实现了旋合螺帽以及第一外螺纹杆在内螺纹套上间歇左右摆动，从而实现了激光信号发射器对于钢结构层左右两侧各点最低端进行循环摆动检测，以及减少各处检测时的误差。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例提供的主视图结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例提供的俯视图结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例提供的侧视图结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例提供的A-A截面处结构示意图；

图5示出了根据本发明实施例提供的B-B截面处结构示意图；

图6示出了根据本发明实施例提供的C-C截面处结构示意图。

图例说明：

1、第一外螺纹杆；2、内螺纹套；3、连杆；4、球形滚槽；5、转环；6、电动伸缩杆；7、支架板；8、转套；9、上板；10、激光信号接收器；11、第一导杆；12、间歇传动齿轮；13、下板；14、第二导杆；15、偏心转轮；16、驱动副；17、钢结构层；18、激光信号发射器；19、滚珠；20、旋合螺帽；21、控制电路盒；22、开孔环形胶套；23、第一侧槽；24、第二侧槽；25、环形胶圈；26、限位转套；27、第二外螺纹杆；28、抵板；29、轮齿槽；30、导壳；31、内螺纹孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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1-6，本发明提供一种技术方案：一种建筑钢结构挠度测试系统，包括两个支架板7以及两个支架板7之间固定设置的钢结构层17，两个支架板7上均开设有第二侧槽24，两个第二侧槽24之间套设有第一外螺纹杆1，第一外螺纹杆1外侧旋合连接有内螺纹套2，内螺纹套2外侧固设有导壳30，导壳30外侧套设有开孔环形胶套22，开孔环形胶套22内套设有环形胶圈25，开孔环形胶套22外侧开口处套设有至少两个连杆3，至少两个连杆3远离内螺纹套2的一端均开设有球形滚槽4，至少两个球形滚槽4内均套设有滚珠19，至少两个连杆3侧壁均固设有激光信号发射器18，两个支架板7中的任一个支架板7互相远离的一侧固设有驱动副16，支架板7上转动连接有间歇传动齿轮12，驱动副16输出端固设有偏心转轮15，偏心转轮15侧面偏心固设有与间歇传动齿轮12啮合传动的第二导杆14，两个支架板7两侧均设置有旋合螺帽20，旋合螺帽20顶端固设有上板9，且底端固设有下板13，间歇传动齿轮12侧面偏心处固设有与下板13上开口处滑动连接的第一导杆11，第一外螺纹杆1外侧套设有转套8，转套8底端固设有激光信号接收器10，间歇传动齿轮12上开设有与第二导杆14滑动传动的轮齿槽29，内螺纹套2外侧固设有限位转套26，限位转套26外侧转动连接有转环5，转环5与上板9之间固设有电动伸缩杆6，支架板7上开设第一侧槽23，电动伸缩杆6与第一侧槽23滑动连接，至少两个滚珠19中最低端的滚珠19与钢结构层17上端面抵接，两个旋合螺帽20互相靠近的一端均固设有第二外螺纹杆27，第一外螺纹杆1内侧开设有内螺纹孔31，内螺纹孔31与第二外螺纹杆27旋合连接，两个支架板7上均开设有第二侧槽24，第一外螺纹杆1两侧延伸端均分别与两个第二侧槽24滑动连接，两个旋合螺帽20分别与两个支架板7互相远离的一侧抵接，至少两个连杆3贯穿开孔环形胶套22的一端均固设有抵板28，抵板28一侧与环形胶圈25外壁抵接，另一侧与开孔环形胶套22内壁抵接，支架板7上固设有控制电路盒21，控制电路盒21输出端分别与电动伸缩杆6以及激光信号接收器10电连接，其中，第一外螺纹杆1上螺纹齿与竖直方式上的夹角大于60°,使得电动伸缩杆6带动内螺旋套2左右移动时进行转动使用，从而便于螺旋转动时进行钢结构层17的弯曲距离测试。

本发明提供一种技术方案：一种钢结构挠度测试方法，包括以下步骤：

S1、弯曲幅度测量：电动伸缩杆6带动转环5左右移动，推动内螺纹套2在第一外螺纹杆1上螺旋转动，基于连杆3上设置的激光信号发射器18，获取钢结构层17的弯曲幅度A1；

S2、各面弯曲测量：驱动副16通过偏心转轮15带动间歇传动齿轮12间歇转动，推动内螺纹套2在第二侧槽24内左右摆动，获取钢结构层17上各面处弯曲幅度A1、A2、A3……An，取其中最大值Amax；

S3、最大挠度计算：设钢结构层17两侧水平距离为B，其最大挠度C，得到C=Amax/B

工作原理：使用时，首先，通过转环5与上板9之间固定安装的电动伸缩杆6，以及限位转套26与转环5之间的转动连接，再通过第一外螺纹杆1与内螺纹套2之间的旋合连接，使得电动伸缩杆6伸缩时带动内螺纹套2在第一外螺纹杆1上转动，再通过导壳30外侧套设的开孔环形胶套22，以及开孔环形胶套22上贯穿套设的连杆3，同时通过球形滚槽4内套设的滚珠19，使得连杆3上的激光信号发射器18向激光信号接收器10发射激光信号，从而便于对于钢结构层17的弯曲程度进行测量；其次，通过开孔环形胶套22内套设的环形胶圈25，以及连杆3上固设的抵板28，再通过抵板28与环形胶圈25之间的抵接，以及连杆3贯穿开孔环形胶套22外侧开口处，使得内螺纹套2转动过程中带动连杆3以及滚珠19绕第一外螺纹杆1转动，从而便于将钢结构层17上端面各点进行精确测量；最后，通过第一外螺纹杆1与第二侧槽24之间的滑动连接，以及旋合螺帽20上固设的上板9以及下板13，再通过驱动副16输出端固设的偏心转轮15，以及第二导杆14与轮齿槽29之间的滑动连接，同时通过下板13上开口处与第一导杆11之间滑动连接，使得驱动副16带动间歇传动齿轮12间歇转动，同时使得旋合螺帽20以及第一外螺纹杆1在内螺纹套2上间歇左右摆动，从而使得激光信号发射器18对于钢结构层17左右两侧各点最低端进行循环摆动检测，从而减少各处检测时的误差。

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 (9)

1.一种建筑钢结构挠度测试系统，包括两个支架板（7）以及两个支架板（7）之间固定设置的钢结构层（17），其特征在于，两个所述支架板（7）上均开设有第二侧槽（24），两个所述第二侧槽（24）之间套设有第一外螺纹杆（1），所述第一外螺纹杆（1）外侧旋合连接有内螺纹套（2），所述内螺纹套（2）外侧固设有导壳（30），所述导壳（30）外侧套设有开孔环形胶套（22），所述开孔环形胶套（22）内套设有环形胶圈（25），所述开孔环形胶套（22）外侧开口处套设有至少两个连杆（3），至少两个所述连杆（3）远离内螺纹套（2）的一端均开设有球形滚槽（4），至少两个所述球形滚槽（4）内均套设有滚珠（19），至少两个所述连杆（3）侧壁均固设有激光信号发射器（18），两个所述支架板（7）中的任一个支架板（7）互相远离的一侧固设有驱动副（16），所述支架板（7）上转动连接有间歇传动齿轮（12），所述驱动副（16）输出端固设有偏心转轮（15），所述偏心转轮（15）侧面偏心固设有与间歇传动齿轮（12）啮合传动的第二导杆（14），两个所述支架板（7）两侧均设置有旋合螺帽（20），所述旋合螺帽（20）顶端固设有上板（9），所述旋合螺帽（20）底端固设有下板（13），所述间歇传动齿轮（12）侧面偏心处固设有与下板（13）上开口处滑动连接的第一导杆（11），所述第一外螺纹杆（1）外侧套设有转套（8），所述转套（8）底端固设有激光信号接收器（10），所述间歇传动齿轮（12）上开设有与第二导杆（14）滑动传动的轮齿槽（29）。

2.根据权利要求1所述的一种建筑钢结构挠度测试系统，其特征在于，所述内螺纹套（2）外侧固设有限位转套（26），所述限位转套（26）外侧转动连接有转环（5），所述转环（5）与上板（9）之间固设有电动伸缩杆（6）。

3.根据权利要求2所述的一种建筑钢结构挠度测试系统，其特征在于，所述支架板（7）上开设第一侧槽（23），所述电动伸缩杆（6）与第一侧槽（23）滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种建筑钢结构挠度测试系统，其特征在于，至少两个所述滚珠（19）中最低端的滚珠（19）与钢结构层（17）上端面抵接。

5.根据权利要求1所述的一种建筑钢结构挠度测试系统，其特征在于，两个所述旋合螺帽（20）互相靠近的一端均固设有第二外螺纹杆（27），所述第一外螺纹杆（1）内侧开设有内螺纹孔（31），所述内螺纹孔（31）与第二外螺纹杆（27）旋合连接。

6.根据权利要求5所述的一种建筑钢结构挠度测试系统，其特征在于，两个所述支架板（7）上均开设有第二侧槽（24），所述第一外螺纹杆（1）两侧延伸端均分别与两个第二侧槽（24）滑动连接，两个所述旋合螺帽（20）分别与两个支架板（7）互相远离的一侧抵接。

7.根据权利要求1所述的一种建筑钢结构挠度测试系统，其特征在于，至少两个所述连杆（3）贯穿开孔环形胶套（22）的一端均固设有抵板（28），所述抵板（28）一侧与环形胶圈（25）外壁抵接，另一侧与开孔环形胶套（22）内壁抵接。

8.根据权利要求1所述的一种建筑钢结构挠度测试系统，其特征在于，所述支架板（7）上固设有控制电路盒（21），所述控制电路盒（21）输出端分别与电动伸缩杆（6）以及激光信号接收器（10）电连接。

9.一种建筑钢结构挠度测试方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S1、弯曲幅度测量：电动伸缩杆（6）带动转环（5）左右移动，推动内螺纹套（2）在第一外螺纹杆（1）上螺旋转动，基于连杆（3）上设置的激光信号发射器（18），获取钢结构层（17）的弯曲幅度A1；

S2、各面弯曲测量：驱动副（16）通过偏心转轮（15）带动间歇传动齿轮（12）间歇转动，推动内螺纹套（2）在第二侧槽（24）内左右摆动，获取钢结构层（17）上各面处弯曲幅度A1、A2、A3……An，取其中最大值Amax；

S3、最大挠度计算：设钢结构层（17）两侧水平距离为B，其最大挠度C，得到C=Amax/B。

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