CN219798303U - 一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置，包括收放机构、滑动测微计、数据采集分析仪及测量管，收放机构包括有底座，底座上设有立柱，立柱上套接有滑座，滑座上固定有导轨，导轨中活动连接有导杆，导杆上固定有安装板，安装板上设有导向轮及卷轮；链条的自由端端部设有用于安装滑动测微计的安装座，安装座包括有上座体及下座体；上座体的顶部设有与链条连接的铰接座，底部设有旋转机构；铰接座与上座体之间设有拉力传感器；下座体固定在旋转机构的输出端。本实用新型提供的一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置，可快速地对滑动测微计进行收放，并控制其旋转，操作简单，施工效率高，且可精准的控制对滑动测微计的拉紧力。

Description

一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置

技术领域

本实用新型涉及桩基工程技术和土工测试技术领域，尤其涉及一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置。

背景技术

近年来，随科学技术发展，土木工程对地基基础也提出了更高的要求，管桩基础作为一种重要基础形式，在桥梁、港口、公路、船坞、近海钻采平台、高耸及高重建(枃)筑物中得到广泛应用。桩基的质量又是建筑物安全与可靠的先决因素，桩基检测也就显得尤为重要受到更多的关注，一些新的技术不断得到发展和应用，其中滑动测微计技术作为一种新的桩身应力应变检测技术，因其测试结果精确可靠，逐渐被采用，并取得了明显的效果。

滑动测微计沿测线以线法测量位移量，探头采用球锥定位原理(探头的球状顶端和环形锥状的测量标记，确保测量时探头的长度为1米)来测量测管上的标记，而且传感器精度很高，在每次测量前后进行定期校准，可到达非常高的测量精度和长期稳定性，施工时，在塑性套管上每米间隔有一个金属测标，将测线划分成若干段，通过灌浆，测标与被测介质牢固地浇筑在一起，当被测介质发生变形时，将带动测标与之同步变形，用滑动测微计逐段测出各标距长度随时间的变化，从而得到反映被测介质沿测线的变形分布规律，但在操作过程中，常常需要在滑动测微计的尾部连接操作杆来控制滑动测微计在测量管中的移动，当测量管的深度很大时，就需要在滑动测微计下探的过程中进行操作杆的拼接，费事费力，影响施工效率，且在拉拽操作杆时，由于人为控制的因素，操作人员使用的提拉力时大时下，力度过小，滑动测微计探头不能与测标充分接触，测试数据不能反应真实结果，而当力度过大时，会产生桩身的应力变化，测试数据亦不能反应真实结果。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置，可快速地对滑动测微计进行收放，并控制其旋转，操作简单，施工效率高，且可精准的控制对滑动测微计的拉紧力。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现的：

一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置，包括收放机构、滑动测微计、数据采集分析仪及测量管，所述收放机构包括有底座，所述底座上设有呈竖直方向布置的立柱，所述立柱上活动套接有滑座，所述滑座上固定有呈水平方向布置的导轨，所述导轨中活动连接有导杆，所述导杆上固定有安装板，所述安装板上设有导向轮及卷轮；所述卷轮用于收纳链条，所述链条搭接在导向轮上，自由端处在竖直方向；所述卷轮由驱动电机提供动力进行转动；所述链条的自由端端部设有用于安装滑动测微计的安装座，所述安装座包括有上座体及下座体；所述上座体的顶部设有与链条连接的铰接座，底部设有旋转机构；所述铰接座与上座体之间设有拉力传感器；所述下座体固定在旋转机构的输出端，下座体的底部设有限位孔；所述限位孔侧边设有锁紧孔；所述测量管由塑性套管及金属测标拼装而成，预埋在桩身中；所述数据采集分析仪用于对滑动测微计采集的数据进行记录分析；其中，所述底座上设有呈竖直方向布置的立柱，所述立柱上活动套接有滑座，可竖直方向上调整收放机构的高度，并可以在立柱的水平方向上进行360°调整；所述滑座上固定有呈水平方向布置的导轨，所述导轨中活动连接有导杆，可以在水平方向调整收放机构与立柱之间的距离，通过滑座与导杆的调节配合，可以对收放机构进行位置调整，以使得链条的自由处在测量管的正上方，以保证检测的顺利进行；所述收放机构用于控制链条的收放动作，相较于传动测量过程使用的测量杆，其操作效率更高，不需要拼接，且链条的链板与链板之间采用的铰接的形式，其一方面具有一定的可弯折性，方便进行盘起收纳，另一方面其又具有一定的抗扭转性，在吊装滑动测微计时，若需控制滑动测微计旋转，链条可承载扭矩，不会受到旋转反作用力的影响，能更精准的保证滑动测微计的旋转角度，不晃动，保证滑动测微计处在正确的通道上；所述拉力传感器，可以感应链条与滑动测微计之间的拉力值，可以在控制器中对拉力值的限值进行设置，若感应的拉力值达到上限值，控制器发出指令，控制驱动电机停止转动，并读取滑动测微计的数据，以防止过大的拉力引起的桩身应力变化，对测量数据产生影响，在读取数据完成后，驱动电机反转，下放链条，在感应的拉力值达到下限值，旋转滑动测微计，调整滑动测微计在测量管中的角度，使之处在移动通道中；所述数据进行记录分析可通过有线传输或者无线传输的方式获得滑动测微计采集的数据。

进一步地，所述滑座上设有第一锁紧螺栓；所述导杆上设有第二锁紧螺栓；所述定位销由第三锁紧螺栓锁紧；采用螺栓锁紧的方式，结构简单，制作成本低。

优选地，所述底座呈“U”结构；所述立柱呈圆柱结构；所述导轨呈方管结构；所述底座、立柱及导轨之间采用焊接的方式固定；“U”结构的底座在收放侧呈现一个开口结构，使得整个收放机构可以处在底座偏中的位置，以防止在吊装滑动测微计时产生的倾覆力对装置的整体平衡性产生破坏，能提高收放机构的支撑稳定性，所述立柱呈圆柱结构，可使得滑座能在立柱上进行360°转动；所述导杆呈方管结构，可保证更好的导向性，防止导杆转动；具体地，立柱可采用圆钢管制作而成，导轨采用方钢管制作而成。

优选地，所述旋转机构为旋转电机；所述旋转电机的本体固定在上座体的内腔中，输出轴延伸出上座体外；旋转电机可采用伺服电机或步进电机，两种电机均能对旋转角度进行精准控制。

优选地，所述滑动测微计顶部设有定位块，所述定位块上设有锁紧槽；所述定位块及锁紧槽均是对滑动测微计进行精准定位。

优选地，所述定位块呈方形结构，所述锁紧槽呈楔形结构，所述锁紧孔中活动安装有定位销；方形结构的定位块结构简单，加工方便，可有效防止其在孔内发生偏转的情况，在水平方向保证滑动测微计在竖直方向上的安装精度；所述楔形结构，具有很好的定位效果，能够保证滑动测微计在竖直方向上的安装精度。

优选地，所述导向轮固定在编码器的输入端；所述编码器可以检测导向轮转动的圈数，根据导向轮的固定半径，进而可以计算出收放链条的长度，进一步地，可以在数据采集分析仪上显示，方便施工人员了解滑动测微计的测量位置。

优选地，所述上座体中内置有控制单元及电池组，所述控制单元上集成有无线传输模块；所述控制单元与拉力传感器、旋转电机均电连接，用于控制其运行，控制单元中集成有微处理器及数据存储器，所述无线传输模块用于传输拉力传感器及滑动测微计的数据，并可接收遥控器指令进行操作；所述电池组用于为各个电器件进行供电。

优选地，所述链条的链板侧边设有导线座；所述导向座上设有导线孔；所述卷轮上设有天线板；在桩身长度很大的情况下，安装座中的无线传输信号强度弱，地面会出现丢失信号的情况发生，而所述导向孔用于安装天线，天线与固定卷轮上的天线板连接，可保证在较深的测量管中，无线传输信号的稳定性。

优选地，所述下座体上设有开口槽；所述开口槽用于为滑动测微计的引线提供容纳空间，引线中包含有电源线及信号线，所述上座体上设有引线接口，可采用USB接口形式。

优选地，所述上座体上设有半圆弧形导线槽；所述半圆弧形导线槽为滑动测微计的引线在旋转过程中提供活动空间。

进一步地，所述驱动机电由电机驱动器控制，所述电机驱动器上集成有无线传输模块，可通过遥控器进行控制，所述编码器与电机驱动器电连接。

本实用新型的有益效果在于：1、本装置底座结构简单，制作方便，其上设有的立柱、滑座、导轨及导杆可相互配合，对收放机构进行位置调整，以使得链条的自由处在测量管的正上方，以保证检测的顺利进行；2、本装置采用链条对滑动测微计进行收放操作，收放操作简单，施工效率高，能精准的保证滑动测微计的旋转角度，不晃动；3、本装置铰接座与安装座之间设有拉力传感器，可以感应链条与滑动测微计之间的拉力值，精准的控制滑动测微计的张紧力度，更加真实的反映金属测标之间的距离；4、本装置采用无线传输的方式进行数据采集，可尽量减少常规检测装置中线缆对滑动测微计的影响，确保检测的准确性，并通过将天线与链条进行组合，增强了无线数据传输的稳定性。

附图说明

图1为实施例一中所述的一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置的主视结构示意图；

图2为实施例一中所述的一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置的俯视结构示意图；

图3为实施例一中所述链条的主视结构示意图；

图4为实施例一中所述链条的俯视结构示意图；

图5为实施例一中所述安装座的结构示意图；

图6为实施例一中所述上座体的俯视结构示意图；

图7为实施例一中所述下座体的仰视结构示意图；

图8为实施例一中所述滑动测微计与金属测标处在移动通道的结构示意图；

图9为实施例一中所述滑动测微计与金属测标处在测量状态的结构示意图；

图10为实施例一中所述滑动测微计与测量管处在测量状态的结构示意图；

图11为实施例一中所述一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置的控制系统示意图；

图中：1、底座；2、立柱；3、滑座；31、第一锁紧螺栓；4、导轨；41、第二锁紧螺栓；5、导杆；6、安装板；7、导向轮；71、编码器；8、卷轮；81、链条；811、导线座；82、驱动电机；83、天线板；9、安装座；91、上座体；911、旋转电机；912、半圆弧形导线槽；92、下座体；921、限位孔；922、锁紧孔；923、开口槽；93、定位销；10、滑动测微计；101、定位块；102、锁紧槽；103、引线插座；104、定位条；105、球形面；11、天线；12、铰接座；13、拉力传感器；14、引线；15、金属测标；151、锥形部；16、塑性套管；17、第三锁紧螺栓。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

实施例一

如图1～11所示，一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置，包括收放机构、滑动测微计及测量管，所述收放机构包括有底座1，所述底座1上设有呈竖直方向布置的立柱2，所述立柱2上活动套接有滑座3，所述滑座3上固定有呈水平方向布置的导轨4，所述导轨4中活动连接有导杆5，所述导杆5上固定有安装板6，所述安装板6上设有导向轮7及卷轮8；所述卷轮8用于收纳链条81，所述链条81搭接在导向轮7上，自由端处在竖直方向；所述卷轮8由驱动电机82提供动力进行转动；所述链条81的自由端端部设有用于安装滑动测微计10的安装座9，所述安装座9包括有上座体91及下座体92；所述上座体91的顶部设有与链条81连接的铰接座12，底部设有旋转机构；所述铰接座12与上座体91之间设有拉力传感器13；所述下座体92固定在旋转机构的输出端，下座体92的底部设有限位孔921；所述限位孔921侧边设有锁紧孔922；所述测量管由塑性套管16及金属测标15拼装而成，所述测量管预埋在桩身中；作为现有成熟的设计，所述金属测标15内壁周向均布四个锥形部151，所述滑动测微计10的杆身呈可拉伸结构，内置有位移传感器，杆身的上下端设有探头，探头上均布四个定位条104，所述定位条104与锥形部151相适配，定位条104的顶部设有球形面105，以利用球锥定位原理实现滑动测微计10的精准定位；具体地，所述立柱2采用圆钢管加工制作而成，所述立柱2上活动套接有滑座3，所述滑座3上设有第一锁紧螺栓31，用于将滑座3固定在立柱2上，所述导轨4上设有第二锁紧螺栓41，用于将导杆5固定在导轨4中；所述滑座3可竖直方向上调整收放机构的高度，并可以在立柱2的水平方向上进行360°调整；所述滑座3上固定有呈水平方向布置的导轨4，优选采用方形钢管加工制作而成，所述导轨4中活动连接有导杆5，可以在水平方向调整收放机构与立柱之间的距离，通过滑座3与导杆5的调节配合，可以对收放机构进行位置调整，以使得链条81的自由端处在测量管的正上方，以保证检测过程中链条81收放的顺利进行；所述收放机构用于控制链条81的收放动作，相较于传动测量过程使用的测量杆，其操作效率更高，不需要拼接，且链条的链板与链板之间采用的铰接的形式，其一方面具有一定的可弯折性，方便进行盘起收纳，另一方面其又具有一定的抗扭转性，在吊装滑动测微计10时，若需控制滑动测微计旋转，在重力作用下，下垂的链条81可承载扭矩，不会受到滑动测微计10转动时的反作用力影响，能更精准的保证滑动测微计的旋转角度，不晃动，保证滑动测微计10处在正确的通道上；所述拉力传感器13可以感应链条81与滑动测微计10之间的拉力值，进一步地，安装座9中内置的控制单元可进行拉力值的限值设置，在收紧链条81使得滑动测微计10向上的移动的过程中，若感应的拉力值达到上限值，控制单元发出指令，控制驱动电机82停止转动，并读取滑动测微计10的数据，以防止过大的拉力引起的桩身应力变化，对测量数据产生影响，在读取数据完成后，控制单元发出指令控制驱动电机82反转，下放链条，在感应的拉力值达到下限值，控制单元发出指令控制旋转电机911将滑动测微计10旋转45°，调整滑动测微计10在测量管中的角度，使之处在移动通道中，并再次启动驱动电机82，控制滑动测微计10上移，待滑动测微计10移动设定距离后，控制单元发出指令控制旋转结构将滑动测微计10反向旋转45°,进入下一测量位置；滑动测微计10移动的距离可通过编码器感知，并将信号传输给控制单元；所述数据进行记录分析通过无线传输的方式获得滑动测微计10采集的数据。

优选地，所述底座1呈“U”结构，“U”结构的底座1在链条81的收放处呈现开口结构，使得整个收放机构可以处在底座偏中的位置，以防止在吊装滑动测微计时产生的倾覆力对装置的整体平衡性产生破坏，能提高收放机构的支撑稳定性；所述旋转机构为旋转电机911；所述旋转电机911的本体固定在上座体91的内腔中，输出轴延伸出上座体91外；旋转电机可采用伺服电机或步进电机，两种电机均能对旋转角度进行精准控制；所述滑动测微计10顶部设有定位块101，所述定位块101上设有锁紧槽102，具体地，所述定位块101呈方形结构，所述锁紧槽102呈楔形结构，所述锁紧孔922中活动安装有定位销93；方形结构的定位块101结构简单，加工方便，可有效防止其在限位孔921内发生偏转的情况，在水平方向保证滑动测微计10在竖直方向上的安装精度；所述锁紧槽102呈楔形结构，具有很好的定位效果，能够保证滑动测微计10在竖直方向上的安装精度，具体地，所述定位销93通过安装在锁紧孔922中的第三锁紧螺栓17固定在锁紧槽102中；所述导向轮7固定在编码器71的输入端；所述编码器71可以检测导向轮7转动的圈数，进而可以计算出收放链条的长度；所述上座体91中内置有控制单元及电池组，所述控制单元上集中有无线传输模块；所述控制单元与拉力传感器、旋转电机均电连接，用于控制其运行，控制单元中集成有微处理器及数据存储器，所述无线传输模块用于传输拉力传感器及滑动测微计的数据，并可接收指令；所述电池组用于为各个电器件进行供电；所述链条81的链板侧边设有导线座811；所述导线座811上设有导线孔；所述卷轮8上设有天线板83；在桩身长度很大的情况下，安装座中的无线传输信号强度弱，地面会出现丢失信号的情况发生，而所述导向孔用于安装天线11，天线11与固定卷轮上的天线板83连接，可保证在较深的测量管中，无线传输信号的稳定性；所述下座体92的侧边设有开口槽923；所述开口槽923用于为滑动测微计的引线14提供容纳空间，引线14中包含有电源线及信号线，所述上座体91上设有引线接口，可采用USB接口形式，滑动测微计顶部设有引线插座103；所述上座体91上设有半圆弧形导线槽；所述半圆弧形导线槽912为滑动测微计的引线14在旋转过程中提供活动空间。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案。

Claims (10)

1.一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置，其特征在于，包括收放机构、滑动测微计、数据采集分析仪及测量管，所述收放机构包括有底座，所述底座上设有呈竖直方向布置的立柱，所述立柱上活动套接有滑座，所述滑座上固定有呈水平方向布置的导轨，所述导轨中活动连接有导杆，所述导杆上固定有安装板，所述安装板上设有导向轮及卷轮；所述卷轮用于收纳链条，所述链条搭接在导向轮上，自由端处在竖直方向；所述卷轮由驱动电机提供动力进行转动；所述链条的自由端端部设有用于安装滑动测微计的安装座，所述安装座包括有上座体及下座体；所述上座体的顶部设有与链条连接的铰接座，底部设有旋转机构；所述铰接座与上座体之间设有拉力传感器；所述下座体固定在旋转机构的输出端，下座体的底部设有限位孔；所述限位孔侧边设有锁紧孔；所述测量管由塑性套管及金属测标拼装而成，预埋在桩身中；所述数据采集分析仪用于对滑动测微计采集的数据进行记录分析。

2.根据权利要求1所述的一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置，其特征在于，所述底座呈“U”结构；所述立柱呈圆柱结构；所述导轨呈方管结构；所述底座、立柱及导杆之间采用焊接的方式固定。

3.根据权利要求1所述的一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置，其特征在于，所述旋转机构为旋转电机；所述旋转电机的本体固定在上座体的内腔中，输出轴延伸出上座体外。

4.根据权利要求1所述的一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置，其特征在于，所述滑动测微计顶部设有定位块，所述定位块上设有锁紧槽。

5.根据权利要求4所述的一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置，其特征在于，所述定位块呈方形结构，所述锁紧槽呈楔形结构，所述锁紧孔中活动安装有定位销。

6.根据权利要求1所述的一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置，其特征在于，所述导向轮固定在编码器的输入端。

7.根据权利要求1所述的一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置，其特征在于，所述上座体中内置有控制单元、无线传输模块及电池组。

8.根据权利要求7所述的一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置，其特征在于，所述链条的链板侧边设有导线座；所述导线座上设有导线孔；所述卷轮上设有天线板。

9.根据权利要求1所述的一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置，其特征在于，所述下座体的侧边设有开口槽。

10.根据权利要求1所述的一种基于滑动测微计对桩身应力的检测装置，其特征在于，所述上座体上设有半圆弧形导线槽。