CN114001817B - 面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置及其方法。加速度传感器固定装置包括固定盒、承台以及加速度传感器安装系统；加速度传感器安装系统包括加速度传感器固定带、固定带卷收系统、传感器夹紧系统、固定带插座；加速度传感器固定带的数量为四根；固定带插座包括插座本体以及四个固定带插槽；固定带卷收系统针对每一条加速度传感器固定带均配置有一个固定带卷收组件，传感器夹紧系统针对每一条加速度传感器固定带均配置有一个传感器夹紧组件。因此，本发明在不对原结构造成损伤、破坏的前提下，实现了不同类别加速度传感器在桥梁不同部位的牢靠固定，以便测量任意方向的动力响应，为桥梁振动监测提供了有效手段。

Description

面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置及其方法，尤其适用于桥梁结构振动响应的短期监测，属于桥梁工程传感器安装技术领域。

背景技术

桥梁作为交通运输线路的重要组分，对经济社会发展的意义不言而喻。近年来，随着综合国力的大幅提升，也为进一步适应不断迫切的发展需求，我国已建成一大批规模宏大、意义非凡的桥梁。然而，面向现代化的桥梁工程必须面对超大跨度、复杂荷载、长期服役等多项挑战。桥梁跨度的飞跃使得结构进一步轻柔化，荷载的复杂化使得结构动力响应更难以分析与预测，而对结构响应的监测是获得其服役状态的最有效手段。因此，开展桥梁振动响应监测，特别是加速度响应监测已成为桥梁健康监测领域中的一项重要内容。

不同类型的加速度传感器是桥梁振动响应监测的基础，通过将传感器固定于桥梁不同构件以反应结构的振动是普遍采用的手段。随着健康监测手段的普及与意识的加强，结构振动加速度响应的长期监测技术逐步成熟，例如，在钢结构上通过焊接、螺栓连接的方式固定加速度、位移传感器，在混凝土结构中通过预留接头、孔道后灌浆的方式安设传感器等。一方面，传感器的长期固定需采用专门的工艺及器具，这给传感器的安装带来了不便；另一方面，通过焊接、螺栓连接的方式固定传感器不可避免地对钢结构本身产生影响，可能加剧构件锈蚀，影响其服役寿命；预留接头、孔道后灌浆的方式则要求在混凝土结构的施工阶段内完成所有传感器的布置方案设计，且难以进行检修与更换；由于传感器的安装难度大、固定效果差，大跨缆索桥梁中主缆、吊杆、拉索等柔性构件的振动响应监测精度有待进一步提高。此外，针对结构关键部位在服役期间遭受强/台风等极端外荷载的情况，长期监测的传感器测点数量、采集数据精度亦难以精准反应结构受力状态。

相比长期服役的加速度传感器，面向桥梁监测的传感器具有布置灵活、便于更换、不破坏结构等优点，特别在强/台风等极端外荷载下，通过增设短期测点能够更好掌握结构各位置的服役状态，降低了布设大量长期监测的传感器的成本与难度。然而，面向桥梁监测的加速度传感器亦存在一定的限制条件，该技术实现的前提是建立传感器与桥梁各构件（特别是主梁、拉索、吊杆等）有效可靠的连接。因此，亟需一种既不对原结构造成损伤或破坏、又能将加速度传感器紧密固定于桥梁结构的新手段。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种能够将加速度传感器临时固定于桥梁结构的装置，并准确记录测点的振动状态。此外，该装置不仅能固定不同大小的加速度传感器，还能调整加速度传感器的测试方向，同时对桥梁构件的不同外形具有较好的适应性。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置，用于安装固定加速度传感器，包括固定盒以及设置于固定盒内的用于支承加速度传感器的承台；所述固定盒内还设置有加速度传感器安装系统；其中：

所述的加速度传感器安装系统，为可调节捆绑式安装定位结构，能够将所述的加速度传感器捆绑限位安装在承台上方，包括加速度传感器固定带、固定带卷收系统、传感器夹紧系统、固定带插座；

所述的加速度传感器固定带，数量为四根；

所述的固定带插座，包括插座本体以及均布在插座本体四周的四个固定带插槽；

所述的固定带卷收系统，针对每一条加速度传感器固定带均配置有一个固定带卷收组件，各固定带卷收组件呈环形均布，且每一个固定带卷收组件均包括转轴、限位板、螺旋弹簧、棘轮组件；限位板包括两块，对应为第一、第二限位板，棘轮组件包括配合使用的棘轮、棘爪；第一、第二限位板相互平行地间隔设置；转轴通过第一、第二限位板定位支撑，螺旋弹簧与转轴的一端连接并处于第一限位板的外侧，棘轮与转轴的另一端连接并处于第二限位板的外侧，棘爪安装在第二限位板的外侧并与棘轮扣接；

所述的传感器夹紧系统，针对每一条加速度传感器固定带均配置有一个传感器夹紧组件；每一个传感器夹紧组件均包括有滑轨以及能够沿着滑轨相对于加速度传感器的其中一个侧面往复移动的限位器，每一个传感器夹紧组件的限位器均位于相应的固定带卷收组件上方并处于加速度传感器的相应侧面的外侧，且限位器内置有微型电动机；

所述的四根加速度传感器固定带，其中的一根加速度传感器固定带，一端直接与固定带插座上对应的固定带插槽连接，另一端则穿过对应的限位器中的孔道后，卷绕在对应的固定带卷收组件的转轴上；余下的三根加速度传感器固定带，一端设置有固定带插扣，另一端均穿过对应的限位器中的孔道后，卷绕在对应的固定带卷收组件的转轴上；各加速度传感器固定带的固定带插扣，能够与固定带插座上对应的固定带插槽连接；

微型电动机输出的动力，能够带动限位器沿着滑轨朝向加速度传感器的相应侧面移动，直至限位器抵达预设位置，此时限位器的内侧表面能够与加速度传感器的对应侧面贴紧；限位器抵达预设位置后，拉动加速度传感器固定带的固定带插扣，直至加速度传感器固定带的固定带插扣插接至固定带插座上对应的固定带插槽中，棘爪锁定棘轮，进而锁止转轴正向旋转；在拉动加速度传感器固定带的过程中，螺旋弹簧、棘轮随着转轴的转动而转动，螺旋弹簧在转动过程中蓄积有弹性回复力；加速度传感器固定带的固定带插扣与固定带插座上对应的固定带插槽解锁后，转轴在螺旋弹簧的弹性回复力作用下，反向旋转，带动加速度传感器固定带自动释放，直至螺旋弹簧恢复初始状态，棘轮、棘爪复位。

作为本发明的进一步改进，所述固定盒下方设置有加速度传感器固定系统；

所述的加速度传感器固定系统，包括底座、绑带、绑带卡扣、形状记忆合金条；

绑带的数量为2根，每一根绑带的一端均与底座的底部相连，两根绑带的另一端则能够通过绑带卡扣连接成一体；

所述的形状记忆合金条共两根，均外设于绑带的外侧；每一根形状记忆合金条的内侧均贴合有橡胶条，且每一根形状记忆合金条的一端与底座的一端固定，另一端则能够与底座的另一端连接。

作为本发明的进一步改进，所述绑带一端与底座底部相连，另一端固定于绑带卡扣，绑带固定于绑带卡扣中的长度可调节。

作为本发明的进一步改进，所述固定盒包括箱体和盖体；所述箱体内部形成一个上方开口的容纳空间，所述盖体设置于箱体上方并能够启闭所述容纳空间的开口，所述箱体内部设置有能够将箱体的容纳空间分为上、下两个腔体的隔板，下腔体底部设置有大小适宜的孔洞，螺栓穿过孔洞与底座相连；

所述的固定带卷收系统设置于所述下腔体中，而所述的传感器夹紧系统则设置于所述上腔体中。

作为本发明的进一步改进，所述承台包括四个承台分体，每一个承台分体均包括有垫块、开关以及微型电源；

每一个承台分体均处于相邻两个传感器夹紧组件之间；

微型电源位于垫块的下方，并通过连接线路与微型电动机电性连接，开关设置于垫块中，并串联在连接线路中；

当加速度传感器置于垫块上方时，开关闭合，连接线路接通，微型电源向微型电动机供电，微型电动机启动，驱动限位器朝向加速度传感器运动直至夹紧加速度传感器；

当加速度传感器离开垫块时，开关断开，连接线路截断，微型电动机断电，微型电动机制停。

作为本发明的进一步改进，每一个传感器夹紧组件中，所述的滑轨均有两条，各限位器均通过各自对应的两条滑轨支承，并与各自对应的两条滑轨可移动连接；

相邻的两个传感器夹紧组件中，处于相邻位置处的两条滑轨能够形成一个延长线相交的角部，承台分体对应地安装在所述的角部内。

作为本发明的进一步改进，所述固定带插座上方设置按钮，按动按钮后，各固定带插扣均能够从固定带插座的相应固定带插槽中拔出，固定带插扣和固定带插槽的截面均大于限位器孔道。

作为本发明的进一步改进，所述箱体与限位器间的空隙填充海绵。

本发明的另一个技术目的是提供一种面向桥梁振动监测的加速度传感器的固定方法，基于上述的面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置而实现，其采用加速度传感器安装系统将加速度传感器绑定在固定盒的中部位置处，具体包括如下步骤：

步骤一、将加速度传感器支承在承台上；

步骤二、同时启动各传感器夹紧系统的微型电动机；

步骤三、在各自对应的微型电动机的动力作动下，各限位器均沿着滑轨朝向加速度传感器的相应侧面移动，直至限位器抵达预设位置，此时限位器的内侧表面贴紧加速度传感器的对应侧面，以夹紧加速度传感器的四个侧面；

步骤四、拉动加速度传感器固定带，直到加速度传感器固定带的固定带插扣插接到固定带插座上对应的固定带插槽中，停止拉动加速度传感器固定带，此时，棘爪锁定棘轮，以锁止转轴正向旋转；在拉动加速度传感器固定带的过程中，螺旋弹簧、棘轮随着转轴的转动而转动，螺旋弹簧在转动过程中蓄积有弹性回复力；

步骤五、通过拉动各加速度传感器固定带来调整固定带插座在加速度传感器上的位置，直至固定带插座的中心位置与加速度传感器的中心位置对应。

优选地，所述加速度传感器的固定方法通过采用特定结构形式的承台，促使步骤二中各传感器夹紧系统的微型电动机，在加速度传感器支承在承台上时，即可被同时启动；

具体地，所述的承台包括四个承台分体，每一个承台分体均包括有垫块、开关以及微型电源；

每一个承台分体均处于相邻两个传感器夹紧组件之间；

微型电源位于垫块的下方，并通过连接线路与微型电动机电性连接，开关设置于垫块中，并串联在连接线路中；

当加速度传感器置于垫块上方时，开关闭合，连接线路接通，微型电源向微型电动机供电，微型电动机启动，驱动限位器朝向加速度传感器运动直至夹紧加速度传感器；

当加速度传感器离开垫块时，开关断开，连接线路截断，微型电动机断电，微型电动机制停。

优选地，所述加速度传感器的固定方法采用加速度传感器固定系统将内部绑定有加速度传感器的固定盒固定在桥梁构件上；

所述的加速度传感器固定系统包括底座、绑带、绑带卡扣、形状记忆合金条；

绑带与底座的底部相连，且绑带的两端通过绑带卡扣连接成一体；

所述的形状记忆合金条共两根，均外设于绑带的外侧；每一根形状记忆合金条的内侧均贴合有橡胶条，且每一根形状记忆合金条的一端与底座的一端固定，另一端则能够与底座的另一端连接。

本发明的有益效果是：

（1）通过将安装系统与固定系统以螺栓的方式连接，便于调节安装系统与固定系统间的相对角度，从而使得加速度传感器的测试方向与固定方向无关，便于测量结构任意方向的动力响应。

（2）通过在底座两侧安装柔性的绑带使得该装置可适应桥梁结构上不同构件的几何外形，在底座两侧设置两对形状记忆合金条使得装置的固定效果更好，同时在底部、绑带卡扣内部设置橡胶垫使其二者贴合更为紧密，提升了传感器测量结果的可靠度。

（3）通过夹紧系统、卷收系统、固定带、插槽与插扣的协同工作，该装置对于不同大小的加速度传感器均能获得较好的固定效果，从而保证加速度传感器与装置的运动同步，使得监测结果更可信。

（4）通过将固定带两端分别与卷收系统、插扣（插槽）相连，使得加速度传感器的安装与释放十分便捷，为加速度传感器的检修、更换提供了便利。

该设计在不对结构本身造成损伤、破坏的前提下，实现了加速度传感器在桥梁不同部位的固定，为桥梁振动的监测提供了新的手段，对于描绘构件在不利荷载环境中的运动状态，研究桥梁关键部位力学性能，指导桥梁结构的设计与施工实践，有着极为重大的意义，因而具有广泛的工程应用前景。

附图说明

图1为本发明所述加速度传感器固定装置的整体结构示意图；

图2a为图1中固定盒的俯视图，图2b为固定盒的A-A截面的剖视图；图2c为固定盒的B-B截面的剖视图；

图3a为图1中底座与螺栓的示意图，图3b为图3a中底座的A-A截面剖视图；

图4为图1中传感器夹紧系统的布置示意图；

图5a为图4中限位器的主视图，图5b是限位器的左视图；图5c是限位器的右视图；

图6a为图4中滑轨的俯视图，图6b是滑轨的主视图；图6c是滑轨的左视图；

图7a为本发明所述承台分体的立体结构示意图（未工作状态）；图7b为本发明所述承台分体的立体结构示意图（工作状态）；

图8为图1中固定带卷收系统的结构示意图；

图9a为图8中固定带卷收组件的左视图；图9b为图8中固定带卷收组件的正视图；图9c为图8中固定带卷收组件的右视图；

图10为本发明所述加速度传感器固定带及固定带插扣（插槽）示意图。

附图标记列表：

1. 固定盒；2. 箱体；3. 盖体；4. 底座；5. 绑带；6. 绑带卡扣；7. 螺栓；8. 隔板；9. 加速度传感器固定带；10. 转轴；11. 限位板；12. 螺旋弹簧；13. 棘轮；14. 限位器；15. 滑轨；16. 垫块；17. 开关；18. 微型电源；19. 微型电动机；20. 固定带插扣；21.固定带插座；22. 箱体底部孔洞；23. 形状记忆合金条。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1至10所示，本发明所述的面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置，用于安装固定加速度传感器，包括固定盒以及设置于固定盒内的用于支承加速度传感器的承台；所述固定盒内还设置有加速度传感器安装系统；其中：

所述的加速度传感器安装系统，为可调节捆绑式安装定位结构，能够将所述的加速度传感器捆绑限位安装在承台上方，包括加速度传感器固定带、固定带卷收系统、传感器夹紧系统、固定带插座；

所述的加速度传感器固定带，数量为四根；

所述的固定带插座，包括插座本体以及均布在插座本体四周的四个固定带插槽；

所述的固定带卷收系统，针对每一条加速度传感器固定带均配置有一个固定带卷收组件，各固定带卷收组件呈环形均布，且每一个固定带卷收组件均包括转轴、限位板、螺旋弹簧、棘轮组件；限位板包括两块，对应为第一、第二限位板，棘轮组件包括配合使用的棘轮、棘爪；第一、第二限位板相互平行地间隔设置；转轴通过第一、第二限位板定位支撑，螺旋弹簧与转轴的一端连接并处于第一限位板的外侧，棘轮与转轴的另一端连接并处于第二限位板的外侧，棘爪安装在第二限位板的外侧并与棘轮扣接；

所述的传感器夹紧系统，针对每一条加速度传感器固定带均配置有一个传感器夹紧组件；每一个传感器夹紧组件均包括有滑轨以及能够沿着滑轨相对于加速度传感器的其中一个侧面往复移动的限位器，每一个传感器夹紧组件的限位器均位于相应的固定带卷收组件上方并处于加速度传感器的相应侧面的外侧，且限位器内置有微型电动机；

所述的四根加速度传感器固定带，其中的一根加速度传感器固定带，一端直接与固定带插座上对应的固定带插槽连接，另一端则穿过对应的限位器中的孔道后，卷绕在对应的固定带卷收组件的转轴上；余下的三根加速度传感器固定带，一端设置有固定带插扣，另一端均穿过对应的限位器中的孔道后，卷绕在对应的固定带卷收组件的转轴上；各加速度传感器固定带的固定带插扣，能够与固定带插座上对应的固定带插槽连接；

微型电动机输出的动力，能够带动限位器沿着滑轨朝向加速度传感器的相应侧面移动，直至限位器抵达预设位置，此时限位器的内侧表面能够与加速度传感器的对应侧面贴紧；限位器抵达预设位置后，拉动加速度传感器固定带的固定带插扣，直至加速度传感器固定带的固定带插扣插接至固定带插座上对应的固定带插槽中，棘爪锁定棘轮，进而锁止转轴正向旋转；在拉动加速度传感器固定带的过程中，螺旋弹簧、棘轮随着转轴的转动而转动，螺旋弹簧在转动过程中蓄积有弹性回复力；加速度传感器固定带的固定带插扣与固定带插座上对应的固定带插槽解锁后，转轴在螺旋弹簧的弹性回复力作用下，反向旋转，带动加速度传感器固定带自动释放，直至螺旋弹簧恢复初始状态，棘轮、棘爪复位。

以下将结合附图详细地说明本发明的一个优选实施例。

结合图1、2a-2c、3a-3b、4、8、10所示，一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置，它包括加速度传感器安装系统、加速度传感器固定系统，加速度传感器安装系统包括固定盒1、螺栓7、固定盒中的加速度传感器固定带9、固定带卷收系统、传感器夹紧系统、固定带插扣20、固定带插座21；加速度传感器固定系统包括底座4、与底座4底部两侧相连的绑带5、绑带卡扣6。固定盒1包括箱体2和盖体3，箱体2内部形成一个上方开口的容纳空间，盖体3设置于箱体2上方，可打开、关闭容纳空间的开口，加速度传感器被安置于箱体2中，通过箱体2中的卷收系统、夹紧系统等实现固定，盖体3为内部加速度传感器提供了密闭空间，保障极端天气等恶劣条件下加速度传感器的正常工作。

如图1、2a-2c、3a-3b所示，箱体2内部设置四块隔板8将箱体2容纳空间分为上、下两个腔体，下腔体底部设置孔洞22，螺栓7穿过孔洞22与底座4相连，孔洞22直径小于螺栓7直径，底座4顶部设置适配于螺栓7的螺栓孔。固定盒1中箱体2通过螺栓7紧密贴合固定于底座4，在拧松螺栓7后，固定盒1和底座4在平面内的相对角度可在0~360°内自由调节，根据实际工程中待测加速度方向与装置固定方向的角度进行调节，方向调节完成后拧紧螺栓7，并可通过在箱体2底面、底座顶面设置花纹等手段增大固定盒1与底座4间的摩擦力，防止监测过程中二者发生相对转动，确保监测方向的准确与稳定。

如图1所示，绑带5共两根，一端与底座4底部铰连，即使得绑带5可绕底座4底部以一定角度旋转，两根绑带5的另一端插入绑带卡扣6，绑带5插入固定于绑带卡扣6中的长度可调节，从而使得底座4、绑带5、绑带卡扣6形成的闭环大小、形状可改变，在实际桥梁结构中，主梁上的附属设施（栏杆、路灯等）、斜拉桥拉索、悬索桥主缆等均为圆截面杆状构件，因而底座4底面和绑带卡扣6顶面均为圆弧面，且设置橡胶垫，使该固定装置与桥梁构件间的贴合更为紧密。

如图1所示，形状记忆合金条23共两根，分别位于绑带5的前后侧，一端固定于底座4右侧面，在利用绑带5将装置初步固定于桥梁结构上后，为使得装置与桥梁构件的固定效果更好，通过改变形状记忆合金23的形状使其贴合构件表面，再将其另一端扣连于底座（4）左侧面，形状记忆合金条23形成闭环，内部张力使装置与构件连接性更强，从而保证监测过程中该加速度传感器固定装置不会与桥梁构件发生相对运动，从而进一步确保了加速度传感器能够准确记录测点的振动情况。

如图2a-2c、4、5a-5c、6a-6c、7a-7b所示，传感器夹紧系统设置于箱体2的上腔体中，包括前、后、左、右四个方向的限位器14、滑轨15，限位器14内侧设置橡胶垫，传感器夹紧系统的四个角点位置设置有垫块16，垫块16中设置开关17与微型电源18，所述开关17、微型电源18与固定于限位器中的微型电动机19相连。在放置加速度传感器前，限位器14可沿着滑轨15滑动，将四个方向的限位器向外拨开，即可根据加速度传感器调整限位器内部空间的大小，且限位器内表面的橡胶垫也可使限位器与加速度传感器间的连接更为紧密，当加速度传感器置于垫块16上方，垫块16中开关17闭合，内部电路连通，传感器夹紧系统进入工作状态，垫块16中的微型电源18向固定于限位器中的微型电动机19供电，驱动限位器14向内运动并夹紧加速度传感器；待监测工作完成或有特殊情况需拿出加速度传感器时，抬起加速度传感器一角使得电路断开便可向外移动限位器14从而取出加速度传感器。

如图8、9a-9c所示，固定带卷收系统共四个，分别设置于箱体2下腔体的前、后、左、右四个方向，每个卷收系统中包括转轴10、限位板11、限位板11两侧的螺旋弹簧12、棘轮13。转轴10一侧穿过限位板11与螺旋弹簧12内侧端部相连，另一侧穿过限位板11与棘轮13相连，螺旋弹簧12外侧端部固定于限位板11，棘轮13组件棘爪固定于限位板。转轴10转动时可带动螺旋弹簧12内端、棘轮13共同转动。

如图4、5a-5c、8、9a-9c、10所示，加速度传感器固定带9共四根，四根固定带9下端均缠绕于固定带卷收系统中的转轴11，其中一根固定带9的上端穿过限位器14中孔道与所述固定带插槽相连，另外三根固定带9的上端穿过限位器14中孔道并设置固定带插扣20，固定带插扣20可插入固定带插槽，所述固定带插座21上方设置按钮，按动按钮后固定带插扣20可拔出固定带插槽，固定带插扣20和固定带插槽截面均大于限位器14孔道，保证传感器固定带9上端始终在限位器14上方。当放置加速度传感器并利用夹紧系统初步固定后，拉动四根固定带9上端至加速度传感器上方，并将固定带插扣20插入固定带插槽；在拉动固定带9时，固定带9下端同时带动转轴11两端的螺旋弹簧12内端、棘轮13共同转动，此时，螺旋弹簧12由于变形储存弹性势能；在固定带插扣20插入固定带插槽后，转轴11、螺旋弹簧12内端、棘轮13停止转动，棘轮13上方棘爪放下，从而锁定转轴11与固定带9下端；待监测工作完成或有特殊情况需拿出加速度传感器时，按动固定带插座21上方按钮，固定带9上端被释放，棘轮13解锁，螺旋弹簧12释放弹性势能并恢复初始状态，带动转轴11使固定带9自动向外侧释放。

本实施方式还需注意以下几个方面：

一、考虑到主梁上的附属设施（栏杆、路灯等）、斜拉桥拉索、悬索桥主缆等均为圆截面杆状构件，因而该装置底座、绑带、绑带卡扣的闭环设计为圆形。当所固定构件截面不为圆截面，在利用卡扣初步固定装置后，在装置闭环内表面与构件外表面间通过填充橡胶、海绵等增强固定效果。

二、固定盒、底座的大小可根据待使用加速度传感器的外形具体选择调整。

三、绑带的长短、材质、绑带卡扣与绑带固定方式的选取，可根据桥梁上测点位置更改。。

四、为使得监测数据具有更高的可信度，可在固定加速度传感器后，在箱体与限位器之间填充海绵等使得加速度传感器具有更好的固定效果。

基于上述的加速度传感器安装系统，本发明能够将加速度传感器绑定在固定盒的中部位置处，具体包括如下步骤：

步骤一、将加速度传感器支承在承台上；

步骤二、同时启动各传感器夹紧系统的微型电动机；

步骤三、在各自对应的微型电动机的动力作动下，各限位器均沿着滑轨朝向加速度传感器的相应侧面移动，直至限位器抵达预设位置，此时限位器的内侧表面贴紧加速度传感器的对应侧面，以夹紧加速度传感器的四个侧面；

步骤四、拉动加速度传感器固定带，直到加速度传感器固定带的固定带插扣插接到固定带插座上对应的固定带插槽中，停止拉动加速度传感器固定带，此时，棘爪锁定棘轮，以锁止转轴正向旋转；在拉动加速度传感器固定带的过程中，螺旋弹簧、棘轮随着转轴的转动而转动，螺旋弹簧在转动过程中蓄积有弹性回复力；

步骤五、通过拉动各加速度传感器固定带来调整固定带插座在加速度传感器上的位置，直至固定带插座的中心位置与加速度传感器的中心位置对应。

基于本发明特定的承台结构，促使步骤二中各传感器夹紧系统的微型电动机，在加速度传感器支承在承台上时，即可被同时启动。

基于本发明所述的加速度传感器固定系统，本发明能够将内部绑定有加速度传感器的固定盒固定在桥梁构件上，以对不同的桥梁构件进行监测。

以上所述尽是本发明的优选实施方式，应指出对于该技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下依旧可以做出若干改进，这些改进亦应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置，用于安装固定加速度传感器，包括固定盒（1）以及设置于固定盒（1）内的用于支承加速度传感器的承台；其特征在于：所述固定盒内还设置有加速度传感器安装系统；其中：

所述的加速度传感器安装系统，为可调节捆绑式安装定位结构，能够将所述的加速度传感器捆绑限位安装在承台上方，包括加速度传感器固定带（9）、固定带卷收系统、传感器夹紧系统、固定带插座（21）；

所述的加速度传感器固定带（9），数量为四根；

所述的固定带插座（21），包括插座本体以及均布在插座本体四周的四个固定带插槽；

所述的固定带卷收系统，针对每一条加速度传感器固定带（9）均配置有一个固定带卷收组件，各固定带卷收组件呈环形均布，且每一个固定带卷收组件均包括转轴（10）、限位板（11）、螺旋弹簧（12）、棘轮组件；限位板（11）包括两块，对应为第一、第二限位板，棘轮组件包括配合使用的棘轮（13）、棘爪；第一、第二限位板相互平行地间隔设置；转轴（10）通过第一、第二限位板定位支撑，螺旋弹簧（12）与转轴（10）的一端连接并处于第一限位板的外侧，棘轮（13）与转轴（10）的另一端连接并处于第二限位板的外侧，棘爪安装在第二限位板的外侧并与棘轮扣接；

所述的传感器夹紧系统， 针对每一条加速度传感器固定带（9）均配置有一个传感器夹紧组件；每一个传感器夹紧组件均包括有滑轨（15）以及能够沿着滑轨（15）相对于加速度传感器的其中一个侧面往复移动的限位器（14），每一个传感器夹紧组件的限位器（14）均位于相应的固定带卷收组件上方并处于加速度传感器的相应侧面的外侧，且限位器（14）内置有微型电动机（19）；

所述的四根加速度传感器固定带（9），其中的一根加速度传感器固定带（9），一端直接与固定带插座（21）上对应的固定带插槽连接，另一端则穿过对应的限位器（14）中的孔道后，卷绕在对应的固定带卷收组件的转轴（10）上；余下的三根加速度传感器固定带（9），一端设置有固定带插扣（20），另一端均穿过对应的限位器（14）中的孔道后，卷绕在对应的固定带卷收组件的转轴（10）上；各加速度传感器固定带（9）的固定带插扣（20），能够与固定带插座（21）上对应的固定带插槽连接；

微型电动机（19）输出的动力，能够带动限位器（14）沿着滑轨（15）朝向加速度传感器的相应侧面移动，直至限位器（14）抵达预设位置，此时限位器（14）的内侧表面能够与加速度传感器的对应侧面贴紧；限位器（14）抵达预设位置后，拉动加速度传感器固定带（9）的固定带插扣（20），直至加速度传感器固定带（9）的固定带插扣（20）插接至固定带插座（21）上对应的固定带插槽中，棘爪锁定棘轮（13），进而锁止转轴正向旋转；在拉动加速度传感器固定带（9）的过程中，螺旋弹簧（12）、棘轮（13）随着转轴（10）的转动而转动，螺旋弹簧（12）在转动过程中蓄积有弹性回复力；加速度传感器固定带（9）的固定带插扣（20）与固定带插座（21）上对应的固定带插槽解锁后，转轴（10）在螺旋弹簧（12）的弹性回复力作用下，反向旋转，带动加速度传感器固定带（9）自动释放，直至螺旋弹簧（12）恢复初始状态，棘轮（13）、棘爪复位；

所述固定盒（1）包括箱体（2）和盖体（3）；所述箱体（2）内部形成一个上方开口的容纳空间，所述盖体（3）设置于箱体（2）上方并能够启闭所述容纳空间的开口，所述箱体（2）内部设置有能够将箱体（2）的容纳空间分为上、下两个腔体的隔板（8），下腔体底部设置有大小适宜的孔洞（22），螺栓（7）穿过孔洞（22）与底座（4）相连；

所述的固定带卷收系统设置于所述下腔体中，而所述的传感器夹紧系统则设置于所述上腔体中；

所述承台包括四个承台分体，每一个承台分体均包括有垫块（16）、开关（17）以及微型电源（18）；

每一个承台分体均处于相邻两个传感器夹紧组件之间；

微型电源（18）位于垫块（16）的下方，并通过连接线路与微型电动机（19）电性连接，开关（17）设置于垫块（16）中，并串联在连接线路中；

当加速度传感器置于垫块（16）上方时，开关（17）闭合，连接线路接通，微型电源（18）向微型电动机（19）供电，微型电动机（19）启动，驱动限位器（14）朝向加速度传感器运动直至夹紧加速度传感器；

当加速度传感器离开垫块（16）时，开关（17）断开，连接线路截断，微型电动机（19）断电，微型电动机（19）制停。

2.根据权利要求1所述的一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置，其特征在于，所述固定盒下方设置有加速度传感器固定系统；

所述的加速度传感器固定系统，包括底座（4）、绑带（5）、绑带卡扣（6）、形状记忆合金条（23）；

绑带（5）的数量为2根，每一根绑带（5）的一端均与底座（4）的底部相连，两根绑带（5）的另一端则能够通过绑带卡扣（6）连接成一体；

所述的形状记忆合金条（23）共两根，均外设于绑带（5）的外侧；每一根形状记忆合金条（23）的内侧均贴合有橡胶条，且每一根形状记忆合金条的一端与底座（4）的一端固定，另一端则能够与底座（4）的另一端连接。

3.根据权利要求2所述的一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置，其特征在于，所述绑带（5）一端与底座（4）底部相连，另一端固定于绑带卡扣（6），绑带（5）固定于绑带卡扣（6）中的长度可调节。

4.根据权利要求3所述的一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置，其特征在于，每一个传感器夹紧组件中，所述的滑轨（15）均有两条，各限位器（14）均通过各自对应的两条滑轨（15）支承，并与各自对应的两条滑轨（15）可移动连接；

相邻的两个传感器夹紧组件中，处于相邻位置处的两条滑轨（15）能够形成一个延长线相交的角部，承台分体对应地安装在所述的角部内。

5.根据权利要求1或4所述的一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置，其特征在于，所述固定带插座（21）上方设置按钮，按动按钮后，各固定带插扣（20）均能够从固定带插座（21）的相应固定带插槽中拔出，固定带插扣（20）和固定带插槽的截面均大于限位器（14）孔道；所述箱体（2）与限位器（14）间的空隙填充海绵。

6.一种面向桥梁振动监测的加速度传感器的固定方法，基于权利要求1所述的面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置而实现，其特征在于，采用加速度传感器安装系统将加速度传感器绑定在固定盒的中部位置处，具体包括如下步骤：

步骤一、将加速度传感器支承在承台上；

步骤二、同时启动各传感器夹紧系统的微型电动机（19）；

步骤三、在各自对应的微型电动机（19）的动力作动下，各限位器（14）均沿着滑轨（15）朝向加速度传感器的相应侧面移动，直至限位器（14）抵达预设位置，此时限位器（14）的内侧表面贴紧加速度传感器的对应侧面，以夹紧加速度传感器的四个侧面；

步骤四、拉动加速度传感器固定带（9），直到加速度传感器固定带（9）的固定带插扣（20）插接到固定带插座（21）上对应的固定带插槽中，停止拉动加速度传感器固定带（9），此时，棘爪锁定棘轮（13），以锁止转轴正向旋转；在拉动加速度传感器固定带（9）的过程中，螺旋弹簧（12）、棘轮（13）随着转轴（10）的转动而转动，螺旋弹簧（12）在转动过程中蓄积有弹性回复力；

步骤五、通过拉动各加速度传感器固定带（9）来调整固定带插座（21）在加速度传感器上的位置，直至固定带插座（21）的中心位置与加速度传感器的中心位置对应。

7.根据权利要求6所述的面向桥梁振动监测的加速度传感器的固定方法，其特征在于，通过采用特定结构形式的承台，促使步骤二中各传感器夹紧系统的微型电动机（19），在加速度传感器支承在承台上时，即可被同时启动；

具体地，所述的承台包括四个承台分体，每一个承台分体均包括有垫块（16）、开关（17）以及微型电源（18）；

每一个承台分体均处于相邻两个传感器夹紧组件之间；

微型电源（18）位于垫块（16）的下方，并通过连接线路与微型电动机（19）电性连接，开关（17）设置于垫块（16）中，并串联在连接线路中；

当加速度传感器置于垫块（16）上方时，开关（17）闭合，连接线路接通，微型电源（18）向微型电动机（19）供电，微型电动机（19）启动，驱动限位器（14）朝向加速度传感器运动直至夹紧加速度传感器；

当加速度传感器离开垫块（16）时，开关（17）断开，连接线路截断，微型电动机（19）断电，微型电动机（19）制停。

8.根据权利要求7所述的面向桥梁振动监测的加速度传感器的固定方法，其特征在于，采用加速度传感器固定系统将内部绑定有加速度传感器的固定盒固定在桥梁构件上；

所述的加速度传感器固定系统包括底座（4）、绑带（5）、绑带卡扣（6）、形状记忆合金条（23）；

绑带（5）的数量为2根，每一根绑带（5）的一端均与底座（4）的底部相连，两根绑带（5）的另一端则能够通过绑带卡扣（6）连接成一体；

所述的形状记忆合金条（23）共两根，均外设于绑带（5）的外侧；每一根形状记忆合金条（23）的内侧均贴合有橡胶条，且每一根形状记忆合金条的一端与底座（4）的一端固定，另一端则能够与底座（4）的另一端连接。

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