一种机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构的制作方法

本实用新型涉及桥梁基础沉降监测预警领域，具体涉及一种机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构。

背景技术：

桥梁在公路交通运输中占据重要的地位，桥梁在建成后，由于受到气候、腐蚀、氧化或老化等因素，以及长期在静载和活载的作用下易于受到损坏，相应地其强度和刚度会随时间的增加而降低。这不仅会影响行车的安全，并会使桥梁的使用寿命缩短。为保证大桥的安全与交通运输畅通，加强对桥梁的维护管理工作极为重要。

特别是山区公路桥梁，当基础冲刷情况探测不明时，不能将危险桥梁及时判别而处于正常的运营状态时，将会导致桥梁倒塌等重特大安全事故的发生。如果能对桥梁的基础冲刷状况进行实时监测，则在紧急状态时可以及时启动应急机制，对桥梁进行封闭、限载等措施，避免事故的发生。即使在非紧急状态时，也可以通过实时反馈的数据，及时地对桥梁基础进行维护，使桥梁处于正常的工作状态，达到预防事故的目的。

国内外将监控系统运用于公路桥梁基础冲刷尚处于起步阶段，主要有以下几种监测方式：

1、组合式水下摄像监测仪作业方法。组合式水下摄像监测仪作业的优点在于监测速度快、成本低，并且监测人员作业较安全，缺点是对监测的环境要求比较高，即要求水质比较清、基础表面无水草等微生物附着且基础在水中部分深度不超过5米。

2、潜水监测作业方法：监测时，由潜水员手持带照明设备的水下摄像器材下潜作业。潜水监测的优点在于对基础附近的水质要求较低无论清水、混水均可，在监测区域内不留死角，且在监测的同时，可以对一些缺陷进行及时修补。缺点是监测速度慢、监测费用高以及潜水员人身安全威胁较大，特别是在深水、湍急河流以及桥下有沉船等情况下，潜水员容易出现安全事故。

3、水下机器人监测作业方法。水下机器人监测作业的优点在于能深水监测；缺点是监测成本高，此外，目前水下机器人的推进器动力还不足，一般水下检查作业型的抗水能力是2～4节，仅适合于流速较低跨海桥梁以及库区桥梁的基础监测，对于流速较大的桥梁基础尚不能完成监测任务。

以上监测方式不能进行实时不间断地进行监测，且技术成本高。目前实用的技术主要是利用超声波技术实现，如上海精导科学仪器公司开发的桥梁冲刷监测系统。但该系统主要适用于静水桥梁上的应用。山区桥梁基础冲刷有其特殊性。一是山区河流的洪水季节性强，水质混浊，夹杂着许多泥石及漂流物，超声波技术不能运用于桥梁基础冲刷。二是山区河流的洪水来势凶猛，流速快，并有泥石等漂流物，

对置于水中的监测设备具有很大的破坏作用，而超声波探头是要常置于水中（以水为传导介质）的，所以监测设备极易被破坏。因此目前利用基于超声波技术的桥梁基础冲刷监测系统只能用于静水桥梁，不适合用于山区桥梁的监测。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构，利用机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构获取监测数据，实现对桥墩水下基础状态的实时监测，通过远程管理系统预警，及时提醒操作人员维护，防止桥梁出现安全事故，确保桥梁安全可靠、适久耐用。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构，包括卷扬器，所述的离合机构设于卷扬器的左侧，所述的离合机构左部外侧设有旋转编码器，所述的旋转编码器通过耦合器连接于卷扬器上，所述的离合机构包括离合器飞轮和离合器鼓，所述的离合器飞轮中心设有用于容纳离合器鼓的内孔，所述的离合器鼓设于内孔内；所述的离合器鼓中心设有与卷扬器中轴配合的轴孔，所述的离合器鼓的外缘设有环形沟槽；所述的离合器飞轮内部径向设有螺孔，所述的螺孔内部依次设有钢球、压力弹簧和微调螺栓，所述的钢球置于螺孔内最里端，其钢球的下部分嵌入离合器鼓的环形沟槽上，所述的微调螺栓设于螺孔最外端，所述的压力弹簧设于钢球与微调螺栓之间，即所述的压力弹簧一端顶于钢球上部分，另一端位于微调螺栓下部，所述的离合器飞轮的外缘上设置刹车止动带，所述的刹车止动带下部为固定端头和调节端头，所述的固定端头通过固定螺丝固定，所述的调节端头通过手动调节机构固定，所述的刹车止动带通过固定端头和调节端头与基座的连接，所述的手动调节机构包括垫片、螺纹头和调节螺栓，所述的垫片置于螺纹头内侧，所述的调节螺栓设于螺纹头上，所述的刹车止动带内侧面设有摩擦片。

与现有技术相比，本实用新型有益效果是：本实用新型利用机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构获取监测数据，实现对桥墩水下基础状态的实时监测，本实用新型监测效果好，监测安全，通过远程管理系统预警，及时提醒操作人员维护，防止桥梁出现安全事故，确保桥梁安全可靠、适久耐用。

附图说明

图1 是本实用新型用于实际的系统示意图。

图2是本实用新型的安装后的机械结构示意图之一。

图3是本实用新型的安装后的机械结构示意图之二。

图4是本实用新型卷扬器的结构示意图。

图5是本实用新型沉降探头的结构示意图。

图6是本实用新型导管的结构示意图。

图7是本实用新型第一密封盖的结构示意图。

图8是本实用新型第二密封盖的结构示意图。

图9是本实用新型水下触盘的结构示意图。

图10是本实用新型第一管箍的结构示意图。

图11是本实用新型第二管箍的结构示意图。

图12是本实用新型第三管箍的结构示意图。

图13是本实用新型离合机构的结构示意图之一。

图14是本实用新型离合机构的结构示意图之二。

图15是本实用新型离合器飞轮的结构示意图之一。

图16是本实用新型离合器飞轮的结构示意图之二。

图17是本实用新型离合器鼓的结构示意图之一。

图18是本实用新型离合器鼓的结构示意图之二。

图19是本实用新型刹车止动带的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

如图所示，本实用新型所述的一种机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构，包括沉降探头10、离合机构30、卷扬器20，所述的离合机构30设于卷扬器20的左侧，所述的离合机构30左部外侧设有旋转编码器50，所述的旋转编码器50通过耦合器40连接于卷扬器30上，所述的沉降探头20连接于卷扬器20上。

所述的卷扬器20包括基座、背板22、卷扬器中轴23、手轮24和钢丝绳25；所述的基座固定于背板22上，所述的卷扬器中轴23设于基座上，所述的离合机构30设于卷扬器中轴23左侧端，所述的耦合器40设于离合机构30左部外侧的卷扬器中轴23上，所述的旋转编码器50通过耦合器40连接于卷扬器中轴23上，所述的卷扬器中轴23右侧端设置有手轮24。

所述的基座包括第一固定座21.1和第二固定座21.2，所述的第一固定座21.1和第二固定座21.2内部分别设有第一轴承26.1和第二轴承26.2，所述的卷扬器中轴23设于第一轴承26.1和第二轴承内26.3，减少阻力，卷扬器中轴23转动更加灵活；所述的第一固定座21.1和第二固定座21.2内侧之间的卷扬器中轴上设有第一挡板27.1和第二挡板27.2，所述的钢丝绳25设于第一挡板27.1和第二挡板27.2之间的卷扬器中轴23上，避免收放钢丝绳25时，避免钢丝绳25缠绕错位卡死；所述的背板22上设有压绳板，所述的压绳板位于第一挡板27.1和第二挡板27.2之间的钢丝绳上部，所述的压绳板包括固定板28.1和压紧板28.2，所述的固定板28.1和压紧板28.2为铰接结构，所述的固定板28.1固定于背板22上，所述的压紧板28.2压于钢丝绳25上部，所述的压紧板28.2下部设有弹性拉紧机构29，所述的弹性拉紧机构29为弹簧，所述的弹簧一端设于压绳板28.2下部，另一端连接于基座上的相应位置，压紧板28.2通过弹簧自动调整压于钢丝绳25上的力，卷扬器中轴23旋转时，避免钢丝绳25没有拉紧，造成钢丝绳的自动松开，从而减少误差。

所述沉降探头包括导杆11和导管，所述导杆11设于导管内，所述的导管包括外导管12.1和内导管12.2，所述的外导管12.1的下部套于所述内导管12.2的上部，且内导管12.2在外导管12.1内可相对伸缩；所述的外导管12.1上部设有第一密封盖14.1和第一管箍13.1，所述的外导管12.1上部设有第一外导管外螺纹14.12，所述的第一密封盖14.1下部外侧设有第一密封盖外螺纹14.11，所述的第一管箍13.1内部设有第一管箍内螺纹13.13，所述的第一管箍13.1通过第一管箍内螺纹13.13下部与外导管12.1上部的第一外导管外螺纹14.12螺旋固定，所述的第一密封盖14.1通过下部的第一密封盖外螺纹14.11与第一管箍13.1的第一管箍内螺纹13.13上部螺旋固定，即所述的第一密封盖14.1通过第一管箍13.1固定于外导管12.1的上部，所述的第一密封盖14.1内设有第一环形密封槽14.13，所述的第一环形密封槽14.13内设有第一密封环15.1，所述的第一密封环15.1内表面与导杆11上部外表面接触配合，保证外导管12.1与导杆11的良好密封，避免水等从上部进去导管内；所述的外导管12.1下部设有第二密封盖14.2和第二管箍13.2，所述的外导管12.1下部设有第二外导管外螺纹14.22，所述的第二密封盖12.2上部外侧设有第二密封盖外螺纹14.21，所述的第二管箍13.2内部设有第二管箍内螺纹13.23，所述的第二管箍13.2通过第二管箍内螺纹13.23上部与外导管12.1下部的第二外导管外螺纹14.22螺旋固定，所述的第二密封盖14.2通过上部的第二密封盖外螺纹14.21与第二管箍13.2的第二管箍内螺纹13.23下部螺旋固定，即所述的第二密封盖14.2通过第二管箍13.2固定于外导管12.1的下部，所述的内导管12.2下部设有第三管箍13.3和水下触盘14.3，所述的内导管14.3下部设有内导管外螺纹14.32，所述的水下触盘14.3上部外侧设有触盘外螺纹14.31，所述的第三管箍13.3内部设有第三管箍内螺纹13.33，所述的第三管箍13.3通过第三管箍内螺纹13.33上部与内导管12.2下部的内导管外螺纹14.32螺旋固定，所述的水下触盘14.3通过触盘外螺纹14.31与第三管箍13.3的第三管箍内螺纹13.33下部螺旋固定，即所述的水下触盘14.3通过第三管箍13.3与所述的内导管12.2下部固定，所述的水下触盘14.3内设有第三环形密封槽14.33，所述的第三环形密封槽14.33内设有第二密封环15.2，所述的第二密封环15.2内表面与导杆11下部外表面接触配合，所述的导杆11下部与水下触盘14.3上方内部固定，所述的外导管12.1外部设有至少一个固定机构18，保证沉降探头垂直且不会因水流冲刷发生位移，确保准确性。

所述的钢丝绳25与导杆11之间设有导向轮，所述的导向轮25.1安装于钢丝绳25前方相应位置。

所述的离合机构30包括离合器飞轮31和离合器鼓32，所述的离合器飞轮31中心设有用于容纳离合器鼓32的内孔，所述的离合器鼓32设于内孔内；所述的离合器鼓32中心设与卷扬器中轴23配合的轴孔，所述的离合器鼓32的外缘设有环形沟槽32.6；所述的离合器飞轮31内部径向设有螺孔31.7，所述的螺孔31.7内部依次设有钢球33、压力弹簧34和微调螺栓35，所述的钢球33置于螺孔31.7内最里端，其钢球33的下部分嵌入离合器鼓32的环形沟槽32.6上，所述的微调螺栓35设于螺孔31.7最外端，所说的压力弹簧34设于钢球33与微调螺栓35之间，即所述的压力弹簧34一端顶于钢球33上部分，另一端位于微调螺栓35下部，所述的离合器飞轮31的外缘上设置刹车止动带36，所述的刹车止动带36下部为固定端头和调节端头，所述的固定端头通过固定螺丝固定，所述的调节端头通过手动调节机构37固定，所述的刹车止动带36通过固定端头和调节端头与基座的连接，所述的手动调节机构37包括垫片37-1、螺纹头37-3和调节螺栓37-2，所述的垫片37-1置于螺纹头37-3内侧，所述的调节螺栓37-2设于螺纹头37-3上，所述的刹车止动带内侧面设有摩擦片36-1。

机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构的使用方法，将该装置设于外壳400内，所述外壳400固定安装在桥梁桥面300下方的相应位置上，钢丝绳25一端固定在卷扬器中轴23上，钢丝绳25另一端通过导向轮25.1导向与沉降探头10的导杆11连接；所述的沉降探头10置于水内，其沉降探头10下端的水下触盘14.3与桥梁基础100接触，通过微调螺栓35的调节对离合机构30内压力弹簧34进行调节，使得其对钢球33的压力不一样，从而使得对离合器鼓32的摩擦力不一样，从而控制离合器鼓32的转速，当沉降探头10不下沉时候，即沉降探头10处于静止状态时，其离合器鼓32也处于相对静止状态，调整手动调节机构37，使得刹车止动带36与离合器飞轮31抱死，使得离合器飞轮31不旋转；同时配合手轮24，当沉降探头10的水下触盘接触桥基100，通过手轮24调整钢丝绳25拉紧，内导管12.2置于外导管12.1内的管体长度大于等于外导管12.1管体长度的2/3，小于等于外导管12.1管体总长度，所述的沉降探头10的外导管12.1通过固定机构18固定在桥墩200相应位置上；卷扬器中轴23经耦合器40与旋转编码器50相连，当桥梁基础100沉降时，水下触盘23、导杆11及内导管12.2在重力作用下一起沿着外导管12.1向下移动，内导管12.2有利于保护导杆11不因水流中泥石冲击发生弯曲，通过钢丝绳25拉动卷扬器中轴23.1，使离合器鼓32与离合器飞轮31相对滑动，卷扬器中轴23旋转，并通过旋转编码器50把卷扬器中轴23角位移数据转变为电脉冲信号，从而输出到外部管理系统。

一种机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构的全天候远程监测预警系统，包括机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构、数据处理中转传输模块、中心服务器、上位机管理系统；机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构监测桥梁桥基沉降数据，通过通信总线与数据处理中转传输模块进行数据传输；数据处理中转传输模块通过网络与中心服务器进行数据传输；上位机管理系统通过网络与中心服务器进行数据传输。

所述在设置机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构的安装位置时，考虑安装点的数量将根据桥墩数量及所处位置确定，可以选着安装在桥梁基础容易被冲刷的桥墩，即可以一座桥安装一个机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构（图1中1＃、2＃、k＃、n＃…），也可以一座桥安装多个机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构；机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构安装就位后上电工作。

所述的数据处理中转传输模块包括智能数据处理单元、GPRS通信模块、带蓄电池的独立光伏供电系统；智能数据处理单元负责采集接收来自机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构的数据，并进行分类处理、存储和上传采集的桥梁桥基沉降信息；在智能数据处理单元中，将桥梁桥基沉降数据按照桥梁名称、采集时间及桥梁具体桥墩位置进行分类存储，通过GPRS通信模块传输至中心服务器；GPRS通信模块负责数据处理中转传输模块与中心服务器的通信；带蓄电池的独立光伏供电系统由太阳能电池板、锂电池组、备用电池、稳压电路、电压转换电路组成；太阳能电池板将太阳能转换为电能存储于锂电池组中，通过稳压电路及电压转换电路为机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构、智能数据处理单元模块和GPRS通信模块提供稳定电压；当天气状况不佳，锂电池电量耗尽时，备用电池进入工作状态；当备用电池电量低于25％时，向上位机管理系统发出该数据处理中转传输模块的电池电量不足的警告，管理人员前往该数据处理中转传输模块所在位置更换电池。

所述的中心服务器数据库负责监测区域内各个桥梁的桥梁桥基沉降信息的存储，其中包含桥梁桥基沉降原始信息，还包含通过智能算法解算后的桥梁桥基沉降信息以及监测装置的运行状态信息，这些信息按照桥梁名称、采集时间及桥梁具体桥墩位置等进行分类存入中心服务器数据库，供上位机管理系统查询和调用；中心服务器还负责桥梁桥基沉降数据的分析与解算，完成动态监控、自动定位和阀值报警等功能；

所述的上位机管理系统具有电脑客户端，可设置多种用户权限，管理人员查询和调用数据、管理设备、设置系统；

机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构获取监测桥梁桥基沉降数据，并将监测到的数据通过通信总线传送至数据处理中转传输模块；数据处理中转传输模块对接收到的数据进行汇总和分析，并存入中心服务器中；上位机管理系统通过对存入中心服务器中的数据进行查询和显示，实现对全天候桥梁桥基沉降的实时监测和预警。

本实用新型利用机械式桥梁基础冲刷监测装置用离合机构获取监测桥梁桥基沉降数据，实现对桥墩水下基础状态的实时监测，通过远程管理系统预警，及时提醒操作人员维护，防止桥梁出现安全事故，确保桥梁安全可靠、适久耐用。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。