CN116379879B - 一种用于古建筑的裂缝检测装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于古建筑的裂缝检测装置，涉及缝隙检测技术领域，包括有安装在驱动箱上端的储液箱，还包括有布置在储液箱下方呈并排设置的活动标杆和固定标杆，布置在驱动箱内部的运动机构，运动机构与活动标杆传动连接，布置在储液箱上端的注液机构，注液机构延伸至储液箱内部；驱动箱内部从左到右依次开设有第一腔室、第二腔室和第三腔室，储液箱内部开设有第四腔室，第四腔室和第三腔室相通，第四腔室和第三腔室内填充满液体。本发明通过活动标杆和固定标杆实现裂缝宽度、长度的测量，通过探深杆实现裂缝深度的测量，通过读取刻度线即可得知测量数值，不仅测量精度高，还提高了测量效率，满足弯曲裂缝的长度测量需求。

Description

一种用于古建筑的裂缝检测装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及缝隙检测技术领域，特别涉及一种用于古建筑的裂缝检测装置及其使用方法。

背景技术

古建筑在国家的历史发展和文化传承中具有着重要的意义，它在一定程度上反映了一个城市的精神面貌，因此古建筑的修缮工作是十分必要的。开展古建筑的修缮工作需要有详细数据作为支撑，这就需要对古建筑进行详细的观测，尤其是建筑物上裂缝的观测，裂缝观测应测定建筑上的裂缝分布位置和裂缝的走向、长度、宽度、深度及其变化情况。

在古建筑裂缝观测中，对于数量少、量测方便的裂缝，可根据标志形式的不同，分别采用比例尺、小钢尺或游标卡尺等工具定期量出标志间距离求得裂缝变化值，或用方格网板定期读取“坐标差”计算裂缝变化值。

公开号为CN113074606B的专利文件公开了一种建筑工程裂缝检测装置，包括装置主体，装置主体内部转动安装有转动轴，转动轴穿出装置主体的两端外侧套接有定位套，且定位套与装置主体固定连接，转动轴穿出装置主体的一端外侧固定连接有连接杆，且连接杆远离转动轴的一端连接有手柄，转动轴位于装置主体内部的外侧套接有齿轮，装置主体的顶部固定安装有防尘罩，且装置主体和防尘罩的轴心处滑动插接有连接管，连接管外侧开设有螺纹，该装置利用水带注水后呈环形向外扩散，它的直径就是其缝隙的宽度，然后通过电磁卡扣的控制，使其向缝隙的侧面伸去，从而测出缝隙的长度，然后根据检测头上的刻度看出高度，通过计算得出填充物的的体积。

首先，上述专利在测量裂缝的宽度时，需要测量水带呈环形扩散时的直径，在测量裂缝的长度时，需要测量水带沿直线方向运动伸长量，即无法直接得出裂缝的测量数值，影响了裂缝的测量效率；其次，由于水带的自身厚度影响，会导致水带的末端与裂缝的末端之间存在一定的间隙，导致测量精度下降；再次，由于大多数的裂缝会形成弯曲的走向，水带在伸长过程中很容易被阻挡，进而无法运动至裂缝的另一端，导致对裂缝长度测量的精度下降。基于此，本发明提出一种用于古建筑的裂缝检测装置及其使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于古建筑的裂缝检测装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种用于古建筑的裂缝检测装置，包括有安装在驱动箱上端的储液箱，还包括有布置在储液箱下方呈并排设置的活动标杆和固定标杆，布置在驱动箱内部的运动机构，运动机构与活动标杆传动连接，布置在储液箱上端的注液机构，注液机构延伸至储液箱内部；

驱动箱内部从左到右依次开设有第一腔室、第二腔室和第三腔室，储液箱内部开设有第四腔室，第四腔室和第三腔室相通，第四腔室和第三腔室内填充满液体；

注液机构包括有沿其自身轴向运动的按压杆，按压杆外表面刻有刻度线，注液机构用于将第四腔室内的液体注入至第三腔室；

随着第三腔室内液体体积的增大，运动机构利用液体为传导介质，驱动活动标杆沿着裂缝的弯曲走向朝着远离固定标杆的方向运动，并将活动标杆远离固定标杆的运动距离转变为按压杆的轴向运动距离，通过读取刻度线上数值获得裂缝的测量数值。

优选的，储液箱上端安装有凸起箱，凸起箱的内腔与第四腔室相通；

注液机构包括有按压杆，按压杆下端活动贯穿凸起箱并安装有第二活塞，第二活塞与第四腔室滑动连接，按压杆外表面套接有第二弹簧，第二弹簧位于凸起箱内腔，按压杆上端安装有手柄。

优选的，运动机构包括第一活塞，第一活塞与第二腔室滑动连接，第一活塞左端安装有第一横杆，第一横杆左端活动贯穿第一腔室的左壁并固定安装有第一竖杆，第一竖杆下端安装有第二横杆，第二横杆与第一横杆呈平行设置，第二横杆右端安装有第二竖杆，第二竖杆与第一竖杆呈平行设置。

优选的，第一横杆外表面套接有第一弹簧，第一弹簧位于第一腔室内。

优选的，活动标杆包括有安装在第二竖杆下端面的固定条，固定条下端安装有导轨，导轨外表面滑动连接有滑块，滑块下端安装有杆体。

优选的，储液箱的左端安装有抵块，第一竖杆的外表面固定安装有探深杆，探深杆与第一横杆呈平行设置。

本发明还提出一种如上述提及的用于古建筑的裂缝检测装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、将活动标杆和固定标杆共同放入待检测的裂缝中，并使得固定标杆紧贴裂缝的侧壁；

S2、通过注液机构将第四腔室中的液体注入第三腔室，随着第三腔室内液体体积的增大，运动机构带动活动标杆朝向远离固定标杆的方向运动，直至活动标杆紧贴裂缝的另一侧壁；

S3、通过读取刻度线上指示的数字得出该裂缝的测量数值。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明通过固定标杆和活动标杆对裂缝的宽度和长度进行测量，且活动标杆可沿着裂缝的弯曲方向进行运动，使得活动标杆更加贴合裂缝的侧壁，提高了测量的精度，再将活动标杆到固定标杆之间的距离转变为按压杆的下降高度，通过读取按压杆上刻度线指示的数字即可得知测量数据，提高了测绘人员的工作效率。

（2）初始状态时，刻度线指向了初始刻度线，初始刻度线是活动标杆的厚度计算得出，补偿了由于活动标杆自身厚度导致的测量误差，进一步提高了测量精度。

（3）当第二横杆朝向远离固定标杆方向运动时，棘爪可沿着齿牙上的斜面运动，当第二横杆朝向靠近固定标杆方向运动时，第三弹簧推动棘爪抵住齿牙上的竖直面，使得第二横杆无法运动，即当进行裂缝测量时，活动标杆只能朝向远离固定标杆方向运动，避免受其它因素导致的活动标杆运动距离缩短问题，确保了裂缝测量的精度。

（4）通过抵块和探深杆相配合实现了裂缝深度的测量，且通过读取刻度线上的刻度即可得知该裂缝的深度，满足对裂缝测绘的需求。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1为本发明实施例提出的整个裂缝检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施中提出的整个裂缝检测装置的剖面结构示意图；

图3为本发明实施例中驱动箱和储液箱的剖面结构示意图；

图4为本发明实施例中运动机构和活动标杆的结构示意图；

图5为本发明实施例中注液机构的结构示意图；

图6为本发明实施例中按压杆的初始位置示意图；

图7为本发明实施例中止回机构的结构示意图；

图8为本发明实施例中安装杆和固定标杆的结构示意图。

图中：1、驱动箱；11、第一腔室；12、第二腔室；13、第三腔室；

2、储液箱；21、第四腔室；22、凸起箱；23、抵块；

3、安装杆；4、固定标杆；

5、运动机构；51、第一活塞；52、第一横杆；53、第一竖杆；54、第二横杆；55、第二竖杆；521、第一弹簧；531、探深杆；

6、活动标杆；61、固定条；62、导轨；63、滑块；64、杆体；

7、注液机构；71、按压杆；72、第二活塞；73、第二弹簧；74、手柄；711、刻度线；

8、止回机构；81、齿条；82、固定座；83、棘爪；84、扩展座；85、第三弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例中附图，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。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。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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-图8，本实施例提出一种用于古建筑的裂缝检测装置，包括有安装在驱动箱1上端的储液箱2，储液箱2右端安装有安装杆3，安装杆3延伸至储液箱2正下方，安装杆3远离驱动箱1的一端安装有固定标杆4，固定标杆4呈垂直设置，驱动箱1前端安装有把手，通过把手可握持整个装置，驱动箱1内部设置有运动机构5，运动机构5延伸至驱动箱1下方，运动机构5传动连接有活动标杆6，活动标杆6与固定标杆4呈并排设置，储液箱2上端设置有注液机构7，注液机构7延伸至储液箱2内部，运动机构5和驱动箱1之间共同设置有止回机构8。

驱动箱1内部从左到右依次开设有第一腔室11、第二腔室12和第三腔室13，储液箱2内部开设有第四腔室21，第四腔室21和第三腔室13相通，第四腔室21和第三腔室13内填充满液体。

注液机构7用于将第四腔室21内的液体注入至第三腔室13。

随着第三腔室13内液体体积的增大，运动机构5带动活动标杆6朝向远离固定标杆4的方向运动。

将固定标杆4和活动标杆6共同放置入裂缝中，使得固定标杆4紧贴裂缝的一侧，通过运动机构5带动活动标杆6朝向远离固定标杆4的方向运动，直至活动标杆6与裂缝的另一侧紧密接触，此时，固定标杆4和活动标杆6之间的距离即为测量的数值。

其中，储液箱2上端安装有凸起箱22，凸起箱22的内腔与第四腔室21相通；注液机构7包括有按压杆71，按压杆71下端活动贯穿凸起箱22并安装有第二活塞72，第二活塞72与第四腔室21滑动连接，按压杆71外表面套接有第二弹簧73，第二弹簧73位于凸起箱22内腔，按压杆71上端安装有手柄74。初始状态时，第二活塞72的上端面与第四腔室21的上壁紧密接触，通过按压手柄74带动按压杆71下降，按压杆71带动第二活塞72向下运动，第二活塞72将第四腔室21内的液体注入第三腔室13，同时，第二活塞72带动第二弹簧73拉伸，按压完毕后，松开对按压杆71的施力，第二活塞72在第二弹簧73的拉力作用下复位。

运动机构5包括第一活塞51，第一活塞51与第二腔室12滑动连接，第一活塞51左端安装有第一横杆52，第一横杆52左端活动贯穿第一腔室11的左壁并固定安装有第一竖杆53，第一竖杆53下端安装有第二横杆54，第二横杆54与第一横杆52呈平行设置，第二横杆54右端安装有第二竖杆55，第二竖杆55与第一竖杆53呈平行设置。初始状态时，第一活塞51位于第二腔室12的最右侧，随着第三腔室13内液体体积的增大，液体从第三腔室13流入第二腔室12中，并推动第一活塞51运动，第一活塞51通过第一横杆52、第一竖杆53、第二横杆54和第二竖杆55带动活动标杆6同步运动。

初始状态时，为了确保第一活塞51位于第二腔室12的最右侧，本实施例中，第一横杆52外表面套接有第一弹簧521，通过第一弹簧521推动第一活塞51朝向靠近第三腔室13方向运动。为了避免第一弹簧521被过度挤压或过度拉伸，本实施例中，第一腔室11的高度小于第二腔室12的高度，第三腔室13的高度小于第二腔室12的高度，即第一活塞51只能在第二腔室12内运动。

为了方便读取活动标杆6运动的距离，本实施例中，按压杆71的外表面刻有刻度线711。由于第四腔室21排出液体的体积V1为：第二活塞72下端面的面积S1和按压杆71下降距离H1之间的乘积；进入第三腔室13内液体的体积V2为：第一活塞51右端面的面积S2和第一活塞51运动的距离H2；其中，第一活塞51运动的距离H2等于活动标杆6运动的距离；根据V1=V2，则H2=S1×H1÷S2，由于S1和S2均为定值，则第一活塞51运动一个单位距离时，按压杆71相应的下降T个单位距离，T为S1与S2的比值。操作人员通过读取刻度线711上的刻度，就可以知道裂缝测量的数值。

由于活动标杆6具有一定的厚度，该厚度会影响裂缝测量数值的精准性，本实施例中，当按压杆71位于初始状态时，刻度线711指向初始刻度线，初始刻度线是将H2记为活动标杆6的厚度计算得出，用于补偿测量误差。

当测量古建筑中裂缝的长度时，由于大多数裂缝的走向多变，使得裂缝呈蜿蜒状态，本实施例中，活动标杆6包括有安装在第二竖杆55下端面的固定条61，固定条61下端安装有导轨62，导轨62外表面滑动连接有滑块63，滑块63下端安装有杆体64。本实施例中以测量朝向铅锤方向蜿蜒的裂缝为例：首先将固定标杆4紧贴裂缝的一端，然后按压手柄74，使得杆体64朝向远离固定标杆4的方向运动，杆体64在运动时可沿着导轨62滑动，使得杆体64可沿着裂缝进行运动，直至杆体64运动至裂缝的另一端，此时，杆体64运动的距离即为该裂缝的长度。

由于设置了第一弹簧521使得活动标杆6具有朝向固定标杆4方向运动的趋势，若在测量时停止对手柄74施加按压力，则活动标杆6会朝向靠近固定标杆4方向运动，进而导致后续读取刻度的精度下降，为了使得活动标杆6在测量时只能朝向远离固定标杆4方向运动，本实施例中通过设置止回机构8实现，具体为：止回机构8包括有安装在驱动箱1下端面的齿条81，齿条81位于第二横杆54的正上方，还包括有固定套接在第二横杆54上的固定座82，固定座82上端转动连接有棘爪83，棘爪83与齿条81啮合连接，固定座82左端面安装有扩展座84，扩展座84和棘爪83之间共同安装有第三弹簧85。通过第三弹簧85推动棘爪83朝向远离扩展座84的方向运动，当第二横杆54朝向远离固定标杆4方向运动时，棘爪83可沿着齿牙上的斜面运动，当第二横杆54朝向靠近固定标杆4方向运动时，第三弹簧85推动棘爪83抵住齿牙上的竖直面，使得第二横杆54无法运动。

需要说明的是，当裂缝测量结束后，需要手动推动第二横杆54朝向靠近固定标杆4的方向运动，此时棘爪83与齿牙发生接触并朝向靠近扩展座84方向转动，使得棘爪83顺利穿过齿牙运动，直至活动标杆6复位。

本实施例中，储液箱2的左端安装有抵块23，第一竖杆53的外表面固定安装有探深杆531，探深杆531与第一横杆52呈平行设置，初始状态时，抵块23的左端面与探深杆531的左端面齐平。当测量古建筑中裂缝的深度时，首先将抵块23与古建筑的表面接触，并使得探深杆531位于裂缝上，再通过按压手柄74使得第一活塞51朝向远离第三腔室13方向运动，第一活塞51通过第一横杆52和第一竖杆53带动探深杆531运动，直至探深杆531的末端与接触裂缝的底部，再通过读取刻度线711上的刻度即可得知该裂缝的深度。

在初始状态时，为了避免杆体64在导轨62上随意运动，本实施例中，杆体64和固定标杆4均带有磁力，且磁性相反。初始状态时，杆体64通过磁力作用吸附在固定标杆4上。

上述提及的古建筑的裂缝检测装置在使用时：

测量裂缝的宽度：

S1、将活动标杆6和固定标杆4共同放入待检测的裂缝中，并使得固定标杆4紧贴裂缝的一侧；

S2、向下按压手柄74，手柄74通过按压杆71带动第二活塞72向下运动，第二活塞72将第四腔室21中的液体注入第三腔室13中，随着第三腔室13中液体体积的增大，液体推动第二活塞72运动，第二活塞72通过第一横杆52、第一竖杆53、第二横杆54和第二竖杆55带动活动标杆6朝向远离固定标杆4方向运动，直至活动标杆6与裂缝的另一侧紧密接触；

S3、通过读取刻度线711上指示的数字得出该裂缝的宽度数值；

测量裂缝的长度时：

SA、将杆体64和固定标杆4共同放入待检测的裂缝中，并使得固定标杆4紧贴裂缝的一端；

SB、向下按压手柄74，手柄74通过按压杆71带动第二活塞72向下运动，第二活塞72将第四腔室21中的液体注入第三腔室13中，随着第三腔室13中液体体积的增大，液体推动第二活塞72运动，第二活塞72通过第一横杆52、第一竖杆53、第二横杆54和第二竖杆55带动活动标杆6朝向远离固定标杆4方向运动，杆体64在运动时可沿着导轨62滑动，使得杆体64可沿着裂缝进行运动，直至杆体64运动至裂缝的另一端；

SC、通过读取刻度线711上指示的数字得出该裂缝的长度数值；

测量裂缝的深度时：

SⅠ、将抵块23与古建筑的表面接触，并使得探深杆531位于裂缝上；

SⅡ、向下按压手柄74，手柄74通过按压杆71带动第二活塞72向下运动，第二活塞72将第四腔室21中的液体注入第三腔室13中，随着第三腔室13中液体体积的增大，液体推动第二活塞72运动，第二活塞72通过第一横杆52和第一竖杆53带动探深杆531运动，直至探深杆531的末端与接触裂缝的底部；

SⅢ、通过读取刻度线711上指示的数字得出该裂缝的深度数值。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“另一”、“又一”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种用于古建筑的裂缝检测装置，包括有安装在驱动箱（1）上端的储液箱（2），其特征在于：还包括有布置在储液箱（2）下方呈并排设置的活动标杆（6）和固定标杆（4），布置在驱动箱（1）内部的运动机构（5），运动机构（5）与活动标杆（6）传动连接，布置在储液箱（2）上端的注液机构（7），注液机构（7）延伸至储液箱（2）内部；

驱动箱（1）内部从左到右依次开设有第一腔室（11）、第二腔室（12）和第三腔室（13），储液箱（2）内部开设有第四腔室（21），第四腔室（21）和第三腔室（13）相通，第四腔室（21）和第三腔室（13）内填充满液体；

注液机构（7）包括有沿其自身轴向运动的按压杆（71），按压杆（71）外表面刻有刻度线（711），注液机构（7）用于将第四腔室（21）内的液体注入至第三腔室（13）；

随着第三腔室（13）内液体体积的增大，运动机构（5）利用液体为传导介质，驱动活动标杆（6）沿着裂缝的弯曲走向朝着远离固定标杆（4）的方向运动，并将活动标杆（6）远离固定标杆（4）的运动距离转变为按压杆（71）的轴向运动距离，通过读取刻度线（711）上数值获得裂缝的测量数值；

储液箱（2）上端安装有凸起箱（22），凸起箱（22）的内腔与第四腔室（21）相通；

注液机构（7）包括有按压杆（71），按压杆（71）下端活动贯穿凸起箱（22）并安装有第二活塞（72），第二活塞（72）与第四腔室（21）滑动连接，按压杆（71）外表面套接有第二弹簧（73），第二弹簧（73）位于凸起箱（22）内腔，按压杆（71）上端安装有手柄（74）；

运动机构（5）包括第一活塞（51），第一活塞（51）与第二腔室（12）滑动连接，第一活塞（51）左端安装有第一横杆（52），第一横杆（52）左端活动贯穿第一腔室（11）的左壁并固定安装有第一竖杆（53），第一竖杆（53）下端安装有第二横杆（54），第二横杆（54）与第一横杆（52）呈平行设置，第二横杆（54）右端安装有第二竖杆（55），第二竖杆（55）与第一竖杆（53）呈平行设置；

储液箱（2）的左端安装有抵块（23），第一竖杆（53）的外表面固定安装有探深杆（531），探深杆（531）与第一横杆（52）呈平行设置。

2.根据权利要求1的一种用于古建筑的裂缝检测装置，其特征在于：第一横杆（52）外表面套接有第一弹簧（521），第一弹簧（521）位于第一腔室（11）内。

3.根据权利要求1的一种用于古建筑的裂缝检测装置，其特征在于：活动标杆（6）包括有安装在第二竖杆（55）下端面的固定条（61），固定条（61）下端安装有导轨（62），导轨（62）外表面滑动连接有滑块（63），滑块（63）下端安装有杆体（64）。

4.一种如权利要求1-3任一所述的一种用于古建筑的裂缝检测装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将活动标杆（6）和固定标杆（4）共同放入待检测的裂缝中，并使得固定标杆（4）紧贴裂缝的侧壁；

S2、通过注液机构（7）将第四腔室（21）中的液体注入第三腔室（13），随着第三腔室（13）内液体体积的增大，运动机构（5）带动活动标杆（6）朝向远离固定标杆（4）的方向运动，直至活动标杆（6）紧贴裂缝的另一侧壁；

S3、通过读取刻度线（711）上指示的数字得出该裂缝的测量数值。