CN114001690B - 墩柱保护层厚度检测调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了墩柱保护层厚度检测调节装置，包括挂接在塔吊吊钩上的检测单元和用于操作检测单元的移动终端，通过检测单元和移动终端的设置可使施工人员在钢筋笼外侧直接实现对墩柱保护层厚度的检测，减小了施工难度，提高了施工效率，同时可保证施工人员的人身安全，通过限位臂、电子水平仪、压力传感器、检测杆、电磁制动器和调节滑台的设置可实现测距传感器的精确定心，保证保护层厚度检测的精确度，激光指示器可提示施工人员对主筋或模板进行针对性调整，进一步降低了施工难度，且检测单元可适配于不同墩柱和不同钢筋笼的检测，大大提高了设备的通用性。

Description

墩柱保护层厚度检测调节装置

技术领域

本发明涉及桥梁施工检测设备技术领域，特别是涉及墩柱保护层厚度检测调节装置。

背景技术

国家标准GB50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》规定，混凝土保护层厚度的允许偏差范围为梁类构件为-7~+10mm，板类构件为-5~+8mm。

根据规定，保护层厚度是“以最外层钢筋（包括箍筋22、构造筋、分布筋等）的外缘计算混凝土的保护层厚度”。

保护层最小厚度的规定是为了使混凝土结构构件满足的耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。

钢筋笼2包括围成圆形的多根主筋21和焊接在多根主筋21外侧的多个箍筋22，在钢筋笼2装好后需要利用塔吊将施工人员吊装至钢筋笼2内部，施工人员利用卷尺测量钢筋笼2的内径，若钢筋笼2的某个主筋21向外有微小凸出的话在钢筋笼2外侧的施工人员需要敲击主筋21，消除凸出部；

接着外侧的施工人员需要在钢筋笼2外侧预装模板4，在内部的施工人员继续使用卷尺测量每一个主筋21与模板4内壁的距离即测量墩柱保护层厚度，若保护层厚度不满足设计值则需要对模板4进行调节，直到所有区域保护层厚度均满足设计值为止。

现有的墩柱保护层厚度测量方式需要将施工人员吊装至钢筋笼内部才可实施，施工难度较大，施工效率较低，施工人员的人身安全无法保证，且由于人工卷尺测量，测量精度不高，无法得到墩柱保护层厚度的准确数值。

发明内容

本发明的目的在于提供墩柱保护层厚度检测调节装置，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：

墩柱保护层厚度检测调节装置，包括挂接在塔吊吊钩上的检测单元和用于操作检测单元的移动终端，所述检测单元包括顶板和设置在顶板上与吊钩挂接的吊环，顶板上设置有限位支撑板，限位支撑板上设置有多个可使检测单元无法沿垂直于钢筋笼中轴线的方向横移的限位臂，所述限位支撑板上设置有控制柜和调节箱，调节箱底部设置有可往复移动的调节滑台和驱动调节滑台运动的第一驱动单元，调节滑台上设置有可转动的定心检测箱和驱动定心检测箱运动的第二驱动单元，定心检测箱上设置有电子水平仪，定心检测箱两侧设置有可同步伸出或收回定心检测箱的检测杆，检测杆末端设置有压力传感器，定心检测箱上驱动检测杆运动的第三驱动单元，定心检测箱底部中心设置有可三百六十度转动的测距传感器和驱动测距传感器运动的第四驱动单元，所述控制柜内设置有电源、控制器、无线通讯模块，所述无线通讯模块、电源、电子水平仪、压力传感器、测距传感器、第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元和第四驱动单元均与控制器电性连接，无线通讯模块与移动终端通讯连接。

所述限位臂包括可拆卸安装在限位支撑板上的滑套，滑套内滑动连接有滑动杆，滑动杆末端设置有连接轴，滑动杆上转动连接有第一夹板和第二夹板，第一夹板和第二夹板之间设置有用于收紧第一夹板和第二夹板的弹簧。

所述第一驱动单元包括可转动的调节丝杆和用于驱动调节丝杆转动的第一伺服电机，调节丝杆设置在调节箱内，调节丝杆上设置有第一丝杆螺母，调节滑台设置在第一丝杆螺母上，调节箱内设置有多根第一光轴，调节滑台与第一光轴滑动连接，第一伺服电机与控制器电性连接。

所述第二驱动单元包括设置在调节滑台上可转动的转动臂和驱动转动臂转动的第二伺服电机，定心检测箱设置在转动臂上，第二伺服电机与控制器电性连接。

所述第三驱动单元包括设置在定心检测箱内部可转动的双向丝杆和驱动双向丝杆转动的第三伺服电机，双向丝杆上设置有两段旋向相反的螺纹，两段螺纹上均设置有第二丝杆螺母，第二丝杆螺母上设置有检测杆，定心检测箱内设置有多根第二光轴，第二丝杆螺母与第二光轴滑动连接，第三伺服电机与控制器电性连接。

所述第四驱动单元包括设置在测距检测箱底部中心且可三百六十度转动的转台和驱动转台转动的第四伺服电机，测距传感器设置在转台底部中心，第四伺服电机与控制器电性连接。

所述转台上设置有转动支架，转动支架外侧设置有第三从动锥齿轮，第四伺服电机的输出端设置有第三主动锥齿轮，第三主动锥齿轮与第三从动锥齿轮啮合，所述测距检测箱内还设置有用于实现第四伺服电机输出端制动的电磁制动器，电磁制动器与控制器电性连接。

所述定心检测箱上还设置有用于指示测距传感器检测方向的激光指示器，激光指示器与控制器电性连接。

本发明的有益效果是：

1、通过检测单元和移动终端的设置可使施工人员在钢筋笼外侧直接实现对墩柱保护层厚度的检测，减小了施工难度，提高了施工效率，同时可保证施工人员的人身安全。

2、通过限位臂、电子水平仪、压力传感器、检测杆、电磁制动器和调节滑台的设置可实现测距传感器的精确定心，保证保护层厚度检测的精确度。

3、激光指示器可提示施工人员对主筋或模板进行针对性调整，进一步降低了施工难度。

4、且检测单元可适配于不同墩柱和不同钢筋笼的检测，大大提高了设备的通用性。

附图说明

图1为本发明适用场景示意图；

图2为本发明图1中A处的局部放大示意图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为本发明中限位臂的分布示意图；

图5为本发明图4中B处的局部放大示意图；

图6为本发明图3中C处的局部放大示意图；

图7为本发明图3中D处的局部放大示意图；

图8为本发明图3中E处的局部放大示意图。

图中: 1、桩基；2、钢筋笼；21、主筋；22、箍筋；3、墩柱；4、模板；5、变幅小车；6、吊钩；7、检测单元；

71、顶板；72、吊环；73、限位支撑板；74、限位臂；741、滑套；742、滑动杆；743、连接轴；744、第一夹板；745、弹簧；746、第二夹板；

75、控制柜；76、调节箱；77、第一主动锥齿轮；78、第一从动锥齿轮；79、调节丝杆；710、第一光轴；711、第一丝杆螺母；712、调节滑台；713、转动臂；714、定心检测箱；715、第二丝杆螺母；716、检测杆；717、压力传感器；718、第二光轴；719、第二主动锥齿轮；720、第二从动锥齿轮；721、双向丝杆；722、测距检测箱；723、第三从动锥齿轮；724、第三主动锥齿轮；725、第四伺服电机；726、转台；727、转动支架；728、导电滑环；729、电子水平仪；730、测距传感器；731、电磁制动器；732、激光指示器；

8、移动终端。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

请参阅图1～图8，本发明实施例中提供墩柱保护层厚度检测调节装置，其适用于测量钢筋笼2中主筋21与墩柱3外层（模板4内侧）的距离称为保护层厚度。

在浇筑现场的塔吊上的变幅小车5上设置有可升降的吊钩6，检测调节装置挂接在吊钩6上，由于变幅小车5可沿塔吊的起重臂移动，进而检测调节装置可升降也可移动，可适用于不同墩柱的保护层厚度的检测，塔吊如何带动检测调节装置升降或移动为现有技术在此不赘述。

检测调节装置包括挂接在塔吊吊钩6上的检测单元7和用于操作检测单元7的移动终端8。

检测单元7包括顶板71和设置在顶板71上与吊钩6挂接的吊环72，吊环72可与顶板71通过铰链铰接。

顶板71上设置有限位支撑板73，限位支撑板73通过中间连接件的焊接安装在顶板71上，限位支撑板73上设置有多个可使检测单元7无法沿垂直于钢筋笼2中轴线的方向横移的限位臂74。

限位臂74包括可拆卸安装在限位支撑板73上的滑套741，滑套741通过螺栓固定在限位支撑板73上，滑套741内滑动连接有滑动杆742，滑动杆742末端固定安装有连接轴743，滑动杆742上转动连接有第一夹板744和第二夹板746，第一夹板744和第二夹板746之间设置有用于收紧第一夹板744和第二夹板746的弹簧745。

限位臂74可通过滑动杆742在滑套741内的滑动整体伸长或收缩，进而可适配于对不同内径钢筋笼2的主筋21的夹持，收缩的第一夹板744和第二夹板746可夹持在钢筋笼2的主筋21上，四个限位臂74夹持完成后，限位支撑板73则无法横向移动，其纵向靠塔吊的吊钩6提供支撑力，则限位支撑板73纵向和横向均无法移动可为检测提供基础定位环境。

限位支撑板73上设置有控制柜75和调节箱76，调节箱76底部设置有可往复移动的调节滑台712和驱动调节滑台712运动的第一驱动单元，第一驱动单元包括可转动的调节丝杆79和用于驱动调节丝杆79转动的第一伺服电机，调节丝杆79设置在调节箱76内，调节丝杆79上设置有第一丝杆螺母711，调节滑台712设置在第一丝杆螺母711上，调节箱76内设置有多根第一光轴710，调节滑台712与第一光轴710滑动连接，第一伺服电机与控制器电性连接。

调节丝杆79上设置有第一从动锥齿轮78，第一伺服电机的输出轴上设置有第一主动锥齿轮77，第一主动锥齿轮77与第一从动锥齿轮78啮合，启动第一伺服电机在第主动锥齿轮77和第一从动锥齿轮78的传动下带动调节丝杆79转动，进而带动第一丝杆螺母711沿调节丝杆79横向往复移动，进而调节滑台712可往复移动。

调节滑台712上设置有可转动的定心检测箱714和驱动定心检测箱714运动的第二驱动单元，第二驱动单元包括设置在调节滑台712上可转动的转动臂713和驱动转动臂713转动的第二伺服电机，定心检测箱714设置在转动臂713上，第二伺服电机与控制器电性连接。

启动第二伺服电机可带动转动臂713转动，进而带动定心检测箱714转动，根据经验可在第二伺服电机与转动臂713中串联减速箱来增大输出扭矩，且此为本领域技术人员公知的在此不赘述；定心检测箱714上设置有电子水平仪729，通过转动臂713可调节定心检测箱714的位置，直到电子水平仪729反馈定心检测箱714处于水平位置为止。

定心检测箱714两侧设置有可同步伸出或收回定心检测箱714的检测杆716，检测杆716末端设置有压力传感器717，定心检测箱714上驱动检测杆716运动的第三驱动单元。

第三驱动单元包括设置在定心检测箱714内部可转动的双向丝杆721和驱动双向丝杆721转动的第三伺服电机，双向丝杆721上设置有两段旋向相反的螺纹，两段螺纹上均设置有第二丝杆螺母715，第二丝杆螺母715上设置有检测杆716，定心检测箱714内设置有多根第二光轴718，第二丝杆螺母715与第二光轴718滑动连接，第三伺服电机与控制器电性连接。

双向丝杆721上设置有第二从动锥齿轮720，第三伺服电机的输出轴上设置有第二主动锥齿轮719，第二主动锥齿轮719与第二从动锥齿轮720啮合，启动第三伺服电机在第二主动锥齿轮719和第二从动锥齿轮720的传动下带动双向丝杆721转动，进而带动两个第二丝杆螺母715同向或反向转动，进而使得检测杆716伸出或收回。

在两个检测杆716伸出过程中，若其中一个检测杆716（在此设为检测杆a）上的压力传感器717（在此设为压力传感器a）检测到信号即碰到钢筋笼2，但另一个检测杆716（在此设为检测杆b）上的压力传感器717在此（设为压力传感器b）没有检测到信号即还没碰到钢筋笼2；此时，启动第一伺服电机带动调节滑台712向检测杆b方向移动，同时检测杆a和检测杆b继续伸长，直到压力传感器a和压力传感器b同时检测到预定压力信号时，第一伺服电机停止工作，第三伺服电机也停止工作，此时定心检测箱714正好位于钢筋笼2正中心，即测距传感器730正好位于钢筋笼2正中心，可实现测距传感器730的精确定心，保证检测精度。

定心检测箱714底部中心设置有可三百六十度转动的测距传感器730和驱动测距传感器730运动的第四驱动单元，第四驱动单元包括设置在测距检测箱722底部中心且可三百六十度转动的转台726和驱动转台726转动的第四伺服电机725，测距传感器730设置在转台726底部中心，第四伺服电机725与控制器电性连接。

定心检测箱714上还设置有用于指示测距传感器730检测方向的激光指示器732，激光指示器732与控制器电性连接。

转台726上设置有转动支架727，转动支架727外侧设置有第三从动锥齿轮723，第四伺服电机725的输出端设置有第三主动锥齿轮724，第三主动锥齿轮724与第三从动锥齿轮723啮合，测距检测箱722内还设置有用于实现第四伺服电机725输出端制动的电磁制动器731，电磁制动器731与控制器电性连接。

测距检测箱722内还固定安装有固定支架，固定支架上安装有导电滑环728，测距传感器730和激光指示器732均通过导电滑环728与控制器电性连接，可保证在测距传感器730和激光指示器732转动过程中依然保持电连通，导电滑环728的安装与实现电性连接的方式均为本领域技术人员公知的，在此不赘述。

一、在模板4预装前，塔吊将检测调节装置伸入钢筋笼2内部且定心完成后，开始检测，测距传感器730会测得钢筋笼2中心轴线c-l距钢筋笼2主筋21之间的距离dz，测距传感器730转动测量收集数据，此时若测得的dz大于设计值，说明主筋21向外有微小突出，此时电磁制动器731抱紧输出端，同时第四伺服电机停止工作，激光指示器732射出激光指示向外突出的主筋21，工人可向内敲击主筋21，保证dz全部在设计区间内，之后开始预装模板4。

二、在模板4预装后，测距传感器730 会从相邻主筋21的间隙中检测到钢筋笼2中心轴线c-l距模板4之间的距离dy，墩柱保护层厚度dx=dy-dz-d0，d0的值为主筋21直径加上箍筋直径22为已知数据，可提前输入至移动终端8内，dz为钢筋笼2内径为已知数据且已经过上述调整，也可提前输入至移动终端8内，则测得的dy可直接反馈为待测保护层厚度dx；检测时启动第四伺服电机725使得测距传感器730转动，边转动边检测，当测得的dy值小于设计值时，即保护层厚度过于薄，电磁制动器731抱紧输出端，同时第四伺服电机停止工作，激光指示器732射出激光指示模板4相应位置，工人可通过模板4上的条形孔调节模板4的位置，进而可保证墩柱保护层厚度dx满足设计值。

控制柜75内设置有电源、控制器、无线通讯模块，无线通讯模块、电源、电子水平仪729、压力传感器717和测距传感器730均与控制器电性连接，无线通讯模块与移动终端8通讯连接，如何实现电性连接以及通讯连接为现有技术不赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.墩柱保护层厚度检测调节装置，包括挂接在塔吊吊钩（6）上的检测单元（7）和用于操作检测单元（7）的移动终端（8），其特征在于，所述检测单元（7）包括顶板（71）和设置在顶板（71）上与吊钩（6）挂接的吊环（72），顶板（71）上设置有限位支撑板（73），限位支撑板（73）上设置有多个可使检测单元（7）无法沿垂直于钢筋笼（2）中轴线的方向横移的限位臂（74），所述限位支撑板（73）上设置有控制柜（75）和调节箱（76），调节箱（76）底部设置有可往复移动的调节滑台（712）和驱动调节滑台（712）运动的第一驱动单元，调节滑台（712）上设置有可转动的定心检测箱（714）和驱动定心检测箱（714）运动的第二驱动单元，定心检测箱（714）上设置有电子水平仪（729），定心检测箱（714）两侧设置有可同步伸出或收回定心检测箱（714）的检测杆（716），检测杆（716）末端设置有压力传感器（717），定心检测箱（714）上驱动检测杆（716）运动的第三驱动单元，定心检测箱（714）底部中心设置有可三百六十度转动的测距传感器（730）和驱动测距传感器（730）运动的第四驱动单元，所述控制柜（75）内设置有电源、控制器、无线通讯模块，所述无线通讯模块、电源、电子水平仪（729）、压力传感器（717）、测距传感器（730）、第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元和第四驱动单元均与控制器电性连接，无线通讯模块与移动终端（8）通讯连接；

在两个检测杆（716）伸出过程中，若其中一个检测杆（716）上的压力传感器（717）检测到信号即碰到钢筋笼（2），但另一个检测杆（716）上的压力传感器（717）在此没有检测到信号即还没碰到钢筋笼（2）；此时，启动第一伺服电机带动调节滑台（712）向未检测到信号的检测杆方向移动，同时两根检测杆继续伸长，直到两个压力传感器同时检测到预定压力信号时，第一伺服电机停止工作，第三伺服电机也停止工作，此时定心检测箱（714）正好位于钢筋笼（2）正中心；所述限位臂（74）包括可拆卸安装在限位支撑板（73）上的滑套（741），滑套（741）内滑动连接有滑动杆（742），滑动杆（742）末端设置有连接轴（743），滑动杆（742）上转动连接有第一夹板（744）和第二夹板（746），第一夹板（744）和第二夹板（746）之间设置有用于收紧第一夹板（744）和第二夹板（746）的弹簧（745）。

2.根据权利要求1所述的墩柱保护层厚度检测调节装置，其特征在于，所述第一驱动单元包括可转动的调节丝杆（79）和用于驱动调节丝杆（79）转动的第一伺服电机，调节丝杆（79）设置在调节箱（76）内，调节丝杆（79）上设置有第一丝杆螺母（711），调节滑台（712）设置在第一丝杆螺母（711）上，调节箱（76）内设置有多根第一光轴（710），调节滑台（712）与第一光轴（710）滑动连接，第一伺服电机与控制器电性连接。

3.根据权利要求1所述的墩柱保护层厚度检测调节装置，其特征在于，所述第二驱动单元包括设置在调节滑台（712）上可转动的转动臂（713）和驱动转动臂（713）转动的第二伺服电机，定心检测箱（714）设置在转动臂（713）上，第二伺服电机与控制器电性连接。

4.根据权利要求1所述的墩柱保护层厚度检测调节装置，其特征在于，所述第三驱动单元包括设置在定心检测箱（714）内部可转动的双向丝杆（721）和驱动双向丝杆（721）转动的第三伺服电机，双向丝杆（721）上设置有两段旋向相反的螺纹，两段螺纹上均设置有第二丝杆螺母（715），第二丝杆螺母（715）上设置有检测杆（716），定心检测箱（714）内设置有多根第二光轴（718），第二丝杆螺母（715）与第二光轴（718）滑动连接，第三伺服电机与控制器电性连接。

5.根据权利要求1所述的墩柱保护层厚度检测调节装置，其特征在于，所述第四驱动单元包括设置在测距检测箱（722）底部中心且可三百六十度转动的转台（726）和驱动转台（726）转动的第四伺服电机（725），测距传感器（730）设置在转台（726）底部中心，第四伺服电机（725）与控制器电性连接。

6.根据权利要求5所述的墩柱保护层厚度检测调节装置，其特征在于，所述转台（726）上设置有转动支架（727），转动支架（727）外侧设置有第三从动锥齿轮（723），第四伺服电机（725）的输出端设置有第三主动锥齿轮（724），第三主动锥齿轮（724）与第三从动锥齿轮（723）啮合，所述测距检测箱（722）内还设置有用于实现第四伺服电机（725）输出端制动的电磁制动器（731），电磁制动器（731）与控制器电性连接。

7.根据权利要求1所述的墩柱保护层厚度检测调节装置，其特征在于，所述定心检测箱（714）上还设置有用于指示测距传感器（730）检测方向的激光指示器（732），激光指示器（732）与控制器电性连接。