CN114923618B - 用于测量附着式升降脚手架的附着力的视频测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于测量附着式升降脚手架的附着力的视频测量系统，包括：附墙支座；卸荷支顶器，安装在附墙支座上，包括套筒和顶头；第一薄膜压力传感器，设置在导轨上且与顶头接触，根据导轨和顶头之间的压力生成第一压力信号；应变片式压力传感器，设置在附墙支座和顶头之间，根据顶头和附墙支座之间的距离生成第二压力信号；视频测量装置，根据第一压力信号和第二压力信号生成并显示图像信号。本发明方案中，可及时判断出附着式升降脚手架的工作状态，若附着式升降脚手架的部件产生故障，则及时对附着式升降脚手架进行维护修改，提高使用安全性能。

Description

用于测量附着式升降脚手架的附着力的视频测量系统

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及一种用于测量附着式升降脚手架的附着力的视频测量系统。

背景技术

附着式升降脚手架是指搭设一定高度并附着于工程结构上，依靠自身的升降设备和装置，可随工程结构逐层爬升或下降的装置。附着式升降脚手架将高处作业变为低处作业，将悬空作业变为架体内部作业，具有显著的低碳性，高科技含量和更经济、更安全、更便捷等特点。

例如公开号为CN205591529U的专利公开了一种附着式升降脚手架。该附着式升降脚手架包括主框架、作业平台、附着装置、防坠装置、电动葫芦和密封板，主框架之间通过水平连接杆和人字撑固定连接，作业平台设于两个相邻的主框架之间，主框架包括轨道、提升钢梁和X型斜撑，轨道与附着装置之间通过导向架连接，轨道在导向架上滑动，防坠装置安装于导向架上，密封板铺设并固定于主框架外侧。

该附着式升降脚手架全部构配件实现了工厂化加工，从而保障了零部件及施工现场组装的质量，由于是标准化产品，使架体组装效率更高，降低了操作人员劳动强度；经济效益显著，具有多功能、适应性强、高安全性等特点。

但是该附着式升降脚手架不具备智能化监测功能，在使用过程中不便于对附着式升降脚手架进行实时性安全监测。

发明内容

本发明公开一种用于测量附着式升降脚手架的附着力的视频测量系统，用于解决现有技术中，不便于对附着式升降脚手架进行实时性安全监测的问题。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

提供一种用于测量附着式升降脚手架的附着力的视频测量系统，包括：

附墙支座；

卸荷支顶器，所述卸荷支顶器安装在所述附墙支座上，所述卸荷支顶器支撑所述附着式升降脚手架的导轨，包括套筒和顶头；

第一薄膜压力传感器，所述第一薄膜压力传感器设置在所述导轨上且与所述顶头接触，根据所述导轨和所述顶头之间的压力生成第一压力信号；

应变片式压力传感器，所述应变片式压力传感器设置在所述附墙支座和所述顶头之间，根据所述顶头和所述附墙支座之间的距离生成第二压力信号；

视频测量装置，所述视频测量装置与所述第一薄膜压力传感器和所述应变片式压力传感器电连接，根据所述第一压力信号和所述第二压力信号生成并显示图像信号，其中所述图像信号为表征所述第一压力信号大小和所述第二压力信号的大小的图像。

可选的，所述附墙支座上设有与所述应变片式压力传感器连接的滑槽，所述应变片式压力传感器随所述顶头在所述滑槽中滑动，且所述应变片式压力传感器随所述顶头伸出，应变力逐渐增大。

可选的，所述附墙支座上安装有用于设置所述滑槽的竖向板，所述滑槽倾斜式设置在所述竖向板上。

可选的，沿所述竖向板的底端至顶端方向，所述滑槽的宽度逐渐增大，且所述滑槽的最大宽度大于所述应变片式压力传感器的连接部位的宽度，所述滑槽的最小宽度小于所述应变片式压力传感器的连接部位的宽度。

可选的，所述应变片式压力传感器设有三个，三个所述应变片式压力传感器分别设置在不同的所述滑槽中，其中位于中间的所述滑槽呈竖直状，位于两侧的所述滑槽呈自底向顶朝外倾斜的倾斜状，且竖直的所述滑槽自底向顶的宽度逐渐减小，倾斜的两个所述滑槽自底向顶的宽度逐渐增大。

可选的，所述附着式升降脚手架设有多个所述附墙支座，各所述附墙支座上均设有所述卸荷支顶器和所述应变片式压力传感器，且各所述卸荷支顶器均与所述第一薄膜压力传感器抵接。

可选的，所述视频测量装置设有多个显示所述图像信号的显示界面，其中各所述显示界面显示沿竖向排列的一排所述第一薄膜压力传感器和所述应变片式压力传感器的所述图像信号。

可选的，所述图像信号为横坐标表示时间、纵坐标表示压力大小的二维坐标图，或者为根据颜色深浅表征力的大小的颜色轴线图。

可选的，所述视频测量装置还包括用于警示压力值大于最大阈值或小于最小阈值的警示灯。

可选的，还包括第二薄膜压力传感器，所述第二薄膜压力传感器设置在位于顶部和底部的所述附墙支座上且抵接于施工墙面。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

配合第一薄膜压力传感器和应变片式压力传感器的压力变化，及时判断出附着式升降脚手架的工作状态，若附着式升降脚手架的部件产生故障，则及时对附着式升降脚手架进行维护修改，提高使用安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明公开的视频测量系统的结构示意图；

图2为本发明公开的滑槽的结构示意图；

图3为本发明公开的应变片式压力传感器的另一种布置结构示意图；

图4为本发明公开的滑槽的另一种布置结构示意图；

图5为本发明公开的第二薄膜压力传感器的结构示意图；

图6为本发明公开的视频测量系统的框架示意图；

图7为本发明公开的第一薄膜压力传感器和应变片式压力传感器的压力状态图。

其中，附图1-7中具体包括下述附图标记：

附墙支座-1；卸荷支顶器-2；第一薄膜压力传感器-3；应变片式压力传感器-4；第二薄膜压力传感器-5；视频测量装置-6；竖梁-11；横梁-12；竖向板-13；滑槽-131；套筒-21；顶头-22；凹槽-41。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

本发明的视频测量系统用于测量附着式升降脚手架的附着力。通过测量附着力，实现附着式升降脚手架在使用过程中的安全性能监测。

如图1、图6所示，该视频测量系统包括附墙支座1、卸荷支顶器2、第一薄膜压力传感器3、应变片式压力传感器4和视频测量装置6。通过各部件的配合，实现对附着式升降脚手架的附着力的测量。

附墙支座1的构造方式可以有多种。在一个例子中，附墙支座1包括竖梁11和横梁12。竖梁11上设有螺栓孔，通过螺栓固定在施工墙面上。横梁12固定在竖梁11的底端，与竖梁11例如焊接固定，且横梁12通过加强筋与竖梁11加强连接。如此设置附墙支座1，结构简单，成本低。

卸荷支顶器2的构造方式与通常的相同，包括套筒21、螺杆和顶头22。套筒21固定设置在附墙支座1的横梁12上，位于远离附墙支座1竖梁11的一端。螺杆的一端设置在套筒21内，螺杆的另一端连接顶头22。顶头22用于顶设附着式升降脚手架的导轨，且顶头22的用于支撑导轨的面呈弧形面，即顶头22的支撑面呈弧形面，提高顶头22顶设导轨时的稳固性。

第一薄膜压力传感器3设置在导轨上。导轨上可以设置定位槽，通过定位槽定位第一薄膜压力传感器3。当顶头22顶设导轨时，第一薄膜压力传感器3与顶头22接触，承受由导轨和顶头22施加给第一薄膜压力传感器3的压力，使第一薄膜压力传感器3根据该压力生成第一压力信号。如此设置，以便于通过第一薄膜压力传感器3的压力变化判断附着式升降脚手架在施工过程中的情况变化；无论附着式升降脚手架是发生倾斜或卸荷支顶器2发生故障时，导轨上用于与顶头22接触的接触面会发生改变，这样可以通过第一薄膜压力传感器3测量出力的变化，而如果将第一薄膜压力传感器3设置在顶头上，则上述情况下，第一薄膜压力传感器3仍可能会与导轨的其他部位接触而产生压力，即使结合应变片式压力传感器4，仍可能出现监测不准确的情况。

需要说明的是，附着式升降脚手架在施工过程中是指，附着式升降脚手架在未进行攀爬时的使用时间段，即除上升及下降过程外的使用时间段。

应变片式压力传感器4的设置方式有多种。在一个例子中，应变片式压力传感器4设有一个。该应变片式压力传感器4的一端与附墙支座1连接，另一端与顶头22连接，通过顶头22与附墙支座1之间的距离变化生成第二压力信号。由应变片式压力传感器4与第一薄膜压力传感器3配合测量附着式升降脚手架的附着力，从而监测附着式升降脚手架在施工过程中的性能。

此时，附墙支座1还包括竖向板13，竖向板13固定在横梁12上，大致与竖梁11平行，且竖向板13与竖梁11之间留有间隙。如图2所示，其中图2为从附墙支座1的竖梁11向卸荷支顶器2方向看时的状态图，竖向板13上设有滑槽131，且滑槽131倾斜式设置在竖向板13上，即滑槽131的走向与横梁12之间呈倾斜状态。

应变片式压力传感器4的一端设置环形的凹槽41（图3中示出），应变片式压力传感器4的凹槽41设置在滑槽131中，凹槽41的侧壁抵接在滑槽131两侧的竖向板13侧壁上，使应变片式压力传感器4实现沿滑槽131的走向滑动，而不能在滑槽131中伸缩。应变片式压力传感器4的第二端可以连接设有螺纹的轴，由轴旋在应变片式压力传感器4上而构成凹槽41（图3中示出）并卡设在滑槽131中。

应变片式压力传感器4的另一端铰接式设置在顶头22上。当附着式升降脚手架上升到位，需要顶头22顶出时，应变片式压力传感器4在滑槽131中移动，使应变片式压力传感器4在该过程中的长度稍微的逐渐增大，即应变片式压力传感器4的应力稍微的逐渐增大，以减少应变片式压力传感器4在该过程受拉伸力或受压缩力较大而失效的风险，从而提高应变片式压力传感器4的使用寿命，而且便于通过应变片式压力传感器4的应力变化判断顶头22的变化情况。

进一步的，沿竖向板13的底端至顶端方向，滑槽131的宽度逐渐增大，且滑槽131的最大宽度大于应变片式压力传感器4的连接部位（即凹槽41）的宽度，滑槽131的最小宽度小于应变片式压力传感器4的连接部位（即凹槽41）的宽度。且滑槽131的槽壁呈弧形壁。如此设置，使应变片式压力传感器4能够顺利在滑槽131中滑动，减少应变片式压力传感器4受压缩或受拉伸较大而产生损坏的风险；而且当顶头22因故障或受导轨的力的影响而伸缩时，使应变片式压力传感器4能够顺利在滑槽131中滑动而产生力的变化，从而便于通过应变片式压力传感器4测量力的变化，为应变片式压力传感器4的使用提供可能。

在具体使用过程中，应变片式压力传感器4在滑槽131中的一端（以下简称第二端）会随应变片式压力传感器4的与顶头22连接的一端（以下简称第一端）随动。这是因为，当顶头22伸出时，应变片式压力传感器4的第一端与第二端之间的距离逐渐增大，应变片式压力传感器4的第二端会在逐渐拉伸状态下随着第一端移动；当顶头22伸出到位而静止时，应变式压力传感器4为拉伸状态，此时应变片式压力传感器4的第二端会因拉伸状态而处于静止状态；当顶头22缩回时，由于滑槽131为下窄上宽，此时应变片式压力传感器4的第二端会在第一端及重力作用下下降。

需要说明的是，在顶头22由伸出到缩回状态，应变片式压力传感器4的应力也会产生变化，但该过程的应力变化与顶头22伸出过程中的应力变化可能有所不同。但无论顶头22处于何种状态，应变片式压力传感器4的应力均会产生变化，为应变片式压力传感器4的使用提供可能性。

应变片式压力传感器4的第一端高于第二端，以便于通过应变片式压力传感器4的第一端带动第二端移动。

在另一个例子中，如图3所示，应变片式压力传感器4设有三个。三个应变片式压力传感器4的一端分别与附墙支座1连接，另一端分别与顶头22铰接。此时，如图4所示，在附墙支座1的竖向板13上设有三个滑槽131，位于中间的滑槽131呈竖直状，位于两侧的滑槽131呈自底向顶朝外倾斜的倾斜状。且竖直的滑槽131自底向顶的宽度逐渐减小，竖直的滑槽131的最大宽度大于应变片式压力传感器4的连接部位的宽度，滑槽131的最小宽度小于应变片式压力传感器4的连接部位的宽度。倾斜的两个滑槽131自底向顶的宽度逐渐增大，倾斜的两个滑槽131的最大宽度大于应变片式压力传感器4的连接部位的宽度，滑槽131的最小宽度小于应变片式压力传感器4的连接部位的宽度。

当附着式升降脚手架上升到位，需要顶头22顶出时，各应变片式压力传感器4在滑槽131中移动，使各应变片式压力传感器4在该过程中的长度稍微的逐渐增大，即应变片式压力传感器4的应力稍微的逐渐增大。

需要说明的是，由于竖直的滑槽131呈垂直状态，应变片式压力传感器4受重力影响较大，因此将竖直的滑槽131设置成上窄下宽，保证应变片式压力传感器4在顶头22伸出状态时的稳定性，且能够实现应变片式压力传感器4在滑槽131中顺利滑动。当顶头22因故障或受导轨的力的影响而伸缩时，使三个应变片式压力传感器4能够相互配合而准确监测出附着式升降脚手架的变化情况，提高应变片式压力传感器4测量力变化的准确性，为应变片式压力传感器4的使用提供可能。

在本发明一实施例中，三个应变片式压力传感器4沿一个三棱椎体的三个棱边方向延伸，形成一个有相对固定结构的复合矢量压力传感器。应变片式压力传感器4与竖向板13的连接端作为复合矢量压力传感器中一个压力通道的压力矢量信号变化采集端。应变片式压力传感器4与顶头22的铰接位置接近于一个共同位置，至少紧密排列在与顶头22轴线平行的顶头22周壁上同一直线上。

复合矢量压力传感器将单一受力点的受力分辨率提升为三维分辨能力，顶头22处形成的铰接端作为受力基点，使得沿三个棱边传递的受力压缩或受力拉伸可以有效量化，通过三个棱边的压力变化可以获得铰接端受力的真实方向，包括真实的受力角度、受力力矩、受力趋势等受力分析的数据维度。

采用若干个复合矢量压力传感器进行现场施工现场的应用，可以在相对简单的复合矢量压力传感器设置场景中，即时线性或近似线性的传感器布设构型也可以提供对现场受力环境的二维受力分析，进而形成对整体受力变化的趋势判断。

在本发明一实施例中，利用复合矢量压力传感器进行整体受力变化的判断过程包括：根据设置复合矢量压力传感器的批次顶头22，以顶头22中心间的相对位置建立空间坐标系内的受力基准的空间坐标；

根据顶头22的铰接位置与中心的相对位置差异建立复合矢量压力传感器三个受力矢量方向的着力点坐标；

根据复合矢量压力传感器中各应变片式压力传感器的初始压力信号，结合压力变化确定各着力点的压力方向和量化模量形成各着力点的受力矢量；

根据各着力点的受力矢量和受力基准的空间坐标形成单一受力基准的合成受力状态；

根据单一受力基准的和合成受力状态进行批次顶头22的受力方向判断；

建立危害阈值，根据时序性的受力方向判断，形成基于危害阈值建立的危害累积过程评估。

通过上述利用复合矢量压力传感器进行整体受力变化的判断过程可以及时形成对顶头支撑材料的倾覆潜在危险的有效、即时的预判断，及时消灭工程隐患。

在使用过程中，附着式升降脚手架需要通过多个附墙支座1安装到施工墙面上，每个附墙支座1上均设有卸荷支顶器2。此时，在每个附墙支座1上均安装有应变片式压力传感器4，每个卸荷支顶器2的位置均对应设置有第一薄膜压力传感器3。

视频测量装置6可以为带有显示屏的视频测量装置6。视频测量装置6与第一薄膜压力传感器3和应变片式压力传感器4电连接，用于根据第一压力信号和第二压力信号生成图像信号，并且视频测量装置6的显示屏显示图像信号。图像信号的显示方式有多种，例如横坐标表示时间、纵坐标表示压力大小的二维坐标图，或者根据颜色深浅表征力的大小的颜色轴线图等。

需要说明的是，当由二维坐标图表征压力信号时，则第一压力信号和第二压力信号由不同的二维坐标图表示，以便于观察。当由颜色轴线图表征压力信号时，则第一压力信号和第二压力信号也由不同的颜色轴线图表示，以便于观察。

当设有多个第一薄膜压力传感器3和多个第二薄膜压力传感器5时，则各第一薄膜压力传感器3和各第二薄膜压力传感器5分别由不同的二维坐标图（或颜色轴线图）表示。进一步的，此时视频测量装置6包含多个显示界面，各显示界面显示沿竖向排列的一排第一薄膜压力传感器3和应变片式压力传感器4的图像信号。不同的显示界面显示不同排的第一薄膜压力传感器3和应变片式压力传感器4的图像信号。如此设置，便于直观观察各压力值的变化，且便于根据压力值的变化判断附着式升降脚手架在施工过程中的状态变化。

另外，视频测量装置6还包括用于警示压力值大于最大阈值或小于最小阈值的警示灯，以便于工作人员及时关注压力变化。

需要说明的是，当任一第一薄膜压力传感器3或应变片式压力传感器4的压力值大于最大阈值或小于最小阈值时，则警示灯工作。最大阈值和最小阈值根据实际情况具体设定，例如第一薄膜压力传感器3和应变片时压力传感器的最小阈值均可以设置为零。

在附着式升降脚手架施工过程中，如图7所示，其中图7的第一列表示从上至下依次排列的其中一列第一薄膜压力传感器3的压力大小，第二列表示从上至下依次排列的对应列应变片式压力传感器4的压力大小。若其中一个第一薄膜压力传感器3传输的第一压力信号变为零，且应变片式压力传感器4传输的第二压力信号产生变化，则表示该卸荷支顶器2发生故障；若竖向排列的一排（或多排）第一薄膜压力传感器3传输的第一压力信号变大，且应变片式压力传感器4传输的第二压力信号变大，则表示附着式升降脚手架有坠落风险；若竖向排列的一排第一薄膜压力传感器3传输的第一压力信号呈不规则性变化，且应变片式压力传感器4传输的第二压力信号呈阶梯性变化，则表示附着式升降脚手架有倾覆风险。

另外，如图5所示，该视频测量系统还包括第二薄膜压力传感器5。第二薄膜压力传感器5设置在竖向排列的位于顶部和底部的附墙支座1上。第二薄膜压力传感器5位于附墙支座1的竖梁11上，与施工墙面抵接。通过第二薄膜压力传感器5发送的第三压力信号，辅助判读附着式升降脚手架的使用状态。当竖向排列的第二薄膜压力传感器5的压力发生变化时，则表征附着式升降脚手架有倾覆或坠落风险，再配合第一薄膜压力传感器3和应变片式压力传感器4的压力变化，准确判断出可能遇到的问题，从而及时对附着式升降脚手架进行维护修改，提高使用安全性能。

第二薄膜压力传感器5的图像信号可以与位于同一列的第一薄膜压力传感器3和第二薄膜压力传感器5的图像信号位于同一显示界面，以便于准确判断附着式升降脚手架的附着力的变化情况。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种用于测量附着式升降脚手架的附着力的视频测量系统，其特征在于，包括：

附墙支座；

卸荷支顶器，所述卸荷支顶器安装在所述附墙支座上，所述卸荷支顶器支撑所述附着式升降脚手架的导轨，包括套筒和顶头；

第一薄膜压力传感器，所述第一薄膜压力传感器设置在所述导轨上且与所述顶头接触，根据所述导轨和所述顶头之间的压力生成第一压力信号；

应变片式压力传感器，所述应变片式压力传感器设置在所述附墙支座和所述顶头之间，根据所述顶头和所述附墙支座之间的距离生成第二压力信号；

视频测量装置，所述视频测量装置与所述第一薄膜压力传感器和所述应变片式压力传感器电连接，根据所述第一压力信号和所述第二压力信号生成并显示图像信号，其中所述图像信号为表征所述第一压力信号大小和所述第二压力信号大小的图像。

2.根据权利要求1所述的用于测量附着式升降脚手架的附着力的视频测量系统，其特征在于，所述附墙支座上设有与所述应变片式压力传感器连接的滑槽，所述应变片式压力传感器随所述顶头在所述滑槽中滑动，且所述应变片式压力传感器随所述顶头伸出，应变力逐渐增大。

3.根据权利要求2所述的用于测量附着式升降脚手架的附着力的视频测量系统，其特征在于，所述附墙支座上安装有用于设置所述滑槽的竖向板，所述滑槽倾斜式设置在所述竖向板上。

4.根据权利要求3所述的用于测量附着式升降脚手架的附着力的视频测量系统，其特征在于，沿所述竖向板的底端至顶端方向，所述滑槽的宽度逐渐增大，且所述滑槽的最大宽度大于所述应变片式压力传感器的连接部位的宽度，所述滑槽的最小宽度小于所述应变片式压力传感器的连接部位的宽度。

5.根据权利要求2所述的用于测量附着式升降脚手架的附着力的视频测量系统，其特征在于，所述应变片式压力传感器设有三个，三个所述应变片式压力传感器分别设置在不同的所述滑槽中，其中位于中间的所述滑槽呈竖直状，位于两侧的所述滑槽呈自底向顶朝外倾斜的倾斜状，且竖直的所述滑槽自底向顶的宽度逐渐减小，倾斜的两个所述滑槽自底向顶的宽度逐渐增大。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于测量附着式升降脚手架的附着力的视频测量系统，其特征在于，所述附着式升降脚手架设有多个所述附墙支座，各所述附墙支座上均设有所述卸荷支顶器和所述应变片式压力传感器，且各所述卸荷支顶器分别与所述第一薄膜压力传感器抵接。

7.根据权利要求6所述的用于测量附着式升降脚手架的附着力的视频测量系统，其特征在于，所述视频测量装置设有多个显示所述图像信号的显示界面，其中各所述显示界面显示沿竖向排列的一排所述第一薄膜压力传感器和所述应变片式压力传感器的所述图像信号。

8.根据权利要求7所述的用于测量附着式升降脚手架的附着力的视频测量系统，其特征在于，所述图像信号为横坐标表示时间、纵坐标表示压力大小的二维坐标图。

9.根据权利要求8所述的用于测量附着式升降脚手架的附着力的视频测量系统，其特征在于，所述视频测量装置还包括用于警示压力值大于最大阈值或小于最小阈值的警示灯。

10.根据权利要求6所述的用于测量附着式升降脚手架的附着力的视频测量系统，其特征在于，还包括第二薄膜压力传感器，所述第二薄膜压力传感器设置在位于顶部和底部的所述附墙支座上且抵接于施工墙面。

Images