专利名称：桥梁结构影响线无线遥测自动测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及测试技术领域，具体涉及一种用于桥梁结构影响线的无线遥 测自动测试装置。
背景技术：
影响线描述的是单位集中荷载在不同位置作用时对结构中某固定处 某量(^>>的影响。影响线是研究移动荷载的基本工具，只要知道单位移动荷 载作用下的影响线，根据叠加原理，即可解决各种荷载作用下的内力计算问 题和最不利荷载位置的确定问题。结构某固定处某量Z,可以是结构内力、应 力(应变)、剪力、支座反力、位移(挠度)、弯矩等，因而有内力影响线、 应力(应变)影响线、剪力影响线、支座反力影响线、位移(挠度)影响线、 弯矩影响线等等。当荷载沿桥梁结构(桥面)移动时，表示桥梁结构某量Z 变化规律的曲线，称之为Z的影响线。Z是荷载位置,的函数Z= /&义 影响线在理论计算及桥梁设计中具有重要意义，实际桥梁结构的影响线测试 是对桥梁设计、施工的实验检验，反过来对理论计算修正具有指导意义。
目前影响线的测试方法比较原始用皮尺在桥面上丈量等份刻度，做上 标记，让移动荷载(车辆)依次停在各个刻度标记的位置，由仪器依次测读 控制截面结构某量Z (应变、挠度等)。由于车辆移动慢，再者为找到准确的 加载位置，车辆需前进倒退数次，测试效率低。根据测读的结构某量Z的多 个数值，人工绘制结构某量2的影响线，处理效率低。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种桥梁结构影响线的无 线遥测自动测试装置，该装置结构简单，成本低，可靠性好，自动化程度高， 无需沿桥面丈量、标记，只需划一条起始线即可，影响线可通过软件直接得 出。
本发明的目的所采用的技术方案，包括前端装置和后端装置，前端装置 包括有分度盘机构、传感器、无线信号采集发射盒，后端装置包括有无线信 号采集接收盒，其特征是
a. 前置部份:分度盘机构的螺钉A穿过转子的孔与转子下端面的强力磁 铁A孔内螺纹啮合，转子上端面等角度间隔粘贴有铁磁性薄片、中心凸起的 轴颈与轴承内套过盈配合，轴承外套与定子的圆孔过盈配合，呈长方形的定 子一边传感器安装孔内蟪纹与传感器外螺纹啮合、另--边延长杆安装孔内螺 纹与延长杆外螺纹啮合，螺钉B穿过定子的安装孔B与无线信号采集发射盒 安装孔内螺纹啮合，延长杆上端放入固定杆--端开槽口内，固定销穿过延长 杆上端的安装孔A和固定杆一端的孔，无线信号采集发射盒的5芯航空摘头 接通电缆线一端，电缆线另一端接通传感器，带有磁铁的发射天线的传输线 接通无线信号釆集发射盒的SMA插头；
b. 后置部份接收天线传输线接通无线信号采集接收盒的SMA插座，交 流电源线接通无线信号采集接收盒的插座。
本发明，以转子圆心为角的顶点，将圆周角N等份，转子上端面等角度 间隔分布有N个等长度和等宽度的铁磁性薄片，每个铁磁性薄片沿分度盘径 向布置，呈扇形展开。
本发明，传感器敏感端面正对转子上铁磁性薄片的中央位置。
本发明的工作原理分度盘机构由转子、定子、轴承、延长杆、强力磁铁 及连接用的螺栓组成。
转子是用有机玻璃(非铁磁性)制成的圆盘，以转子圆心为角的顶点，将 圆周角W等份(#》7)，转子正面等角度间隔分布有^个等长度和等宽度的铁 磁性薄片，每个铁磁性薄片沿分度盘径向布置，呈扇形展开。转子中心有轴 颈，与轴承内套紧配合连接。转子反面装有强力磁铁，转子通过强力磁铁稳
固地吸附在荷载车辆的后轮轮轴上。
定子系由有机玻璃制成的长方形板，中心位置有圆孔，两侧有一个传感器 安装孔和一个延长杆安装孔。定子中心位置的圆孔与轴承外套紧配合连接， 转子和定子之间可作相对转动。延长杆垂直安装在定子上，固定杆一端与延 长杆连接，另一端经强力磁铁与车厢(或挡泥板)相连，保证定子不发生转 动。传感器安装在定子的传感器安装孔上，敏感端面正对转子上铁磁性薄片 的中央位置，传感器敏感端面与铁磁性薄片的距离在传感器的敏感范围之内-
传感器对铁磁性薄片敏感，对非铁磁性的有机玻璃不敏感，车辆移动时， 车后轮轮轴带动转子作相同角速度的转动，引起传感器输出有电平高低交替 变化的脉冲串，通过对脉冲个数计数，可以换算出车辆所处的位置。车后轮
每转动一周，传感器输出^个脉冲信号。设后轮胎的半径为A则每个脉冲代 表车辆行进的位移值为
因轮胎受压后变形，实际测量后轮轮轴中心到地面的距离代替上式中的 及，可减小车辆行进位移测试误差。上式还反映了车辆行进位移的测试分辨率，
^值越大，分辨率越高。
传感器通过一条电缆连接至无线信号采集发射盒,该电缆有传感器的电源 线和信号输出线。无线信号采集发射盒内置有单片机、无线发射模块、可充 电电池。传感器电源由无线信号釆集发射盒提供，传感器输出信号接至单片 机的外部中断，单片机外部中断设置为边沿触发方式，传感器每输出一个脉 冲，都会引起单片机外部中断一次。单片机串口与无线发射模块相连，单片 机每接收一次外部中断，通过串口向无线模块发送一次数据。信号采集接收 盒，内置有单片机、无线接收模块，接收盒用交流供电。单片机串口与无线 发射模块相连，接收盒内单片机的串口设置成中断方式，每产生一次串口中 断，随即向与数据采集系统相连的I/O 口送出一个脉冲信号。 一个脉冲信号 代表车辆行进了2;^WW的位移，若数据采集系统采集到^个脉冲，则车辆行 进的位移值等于2;^J^M/W。用横坐标表示车辆的位置，显然车辆位置是一 系列的离散点，iV越大，点越密，分辨率越高。用纵坐标表示Z，影响线曲线 可以通过采集到的Z值描绘出来。车辆先停在划有起始线的位置，脉冲串的 第一个脉冲作为数据采集的触发脉冲，用以启动数据采集系统开始采集数据， 保证车辆行走与数据采集的起始同步。
本发明有如下有益效果①不用沿桥面划刻度、做标记，只需划一条起 始标记线；②不用为准确的加载位置而来回调整车位；③加载车辆从起始位 置沿桥面以直线行驶到结束位置，影响线由软件计算直接得出；④对车辆行 驶速度无特殊要求，满足桥梁结构静态测试要求即可，且跟车辆行进速度均 匀与否无关；⑤信号为无线传输，适合移动荷载；(D几乎在加载车辆开始行 走的同时，触发数据采集系统开始采集数据，起始位置误差小于2;^J /iV。
下面结合附图进一步说明本发明。
图1是本发明前端装置剖视结构示意图2是本发明使用安装结构示意图。
图中1-前端装置2-后端装置3-分度盘机构4-传感器5-无线信 号采集发射盒6-固定杆7-无线信号采集接收盒8-数据采集分流9-转子10-铁磁性薄片11-轴颈12-轴承13-强力磁铁A 14-后轮轴 15-定子16-圆孔17-传感器安装孔18-延长杆19-延长杆安装孔 20-电缆线21-发射无线22-强力磁铁B 23-车厢24-挡泥板25-交流 电源线26-插座27-接收天线28-安装孔A 29-安装孔B 30-5芯航空 插头31-SMA插头32-SMA插座33-Q9插座A 34-信号线35-Q9插座B 36-螺钉A 37-螺钉B 38-固定销
具体实施例方式
下面参照
本发明的实施方案。
如图1、图2所示，包括有前端装置1和后端装置2，前端装置1和后 端装置2无电缆连接，信号采用无线传输。前端装置1包括有分度盘机构3、 传感器4、无线信号采集发射盒5、固定杆6。后端装置2包括有无线信号采 集接收盒7。前端装置l为车载部分，跟随加载车辆一起移动，完成车辆位 置信号的采集、无线传送；后端装置2无线信号采集接收盒7与数据采集系 统8相连，完成车辆位置信号的接收并输出到数据采集系统8。
分度盘机构3转子9是用有机玻璃(非铁磁性)制成的圆盘，以转子9 圆心为角的顶点，将圆周角^等份(M^/)，转子9正面等角度间隔分布有W 个等长度和等宽度的铁磁性薄片IO，每个铁磁性薄片IO沿分度盘径向布置， 呈扇形展开，铁磁性薄片10通过胶水粘贴在转子9上。转子9中心有轴颈 11，与轴承12内套紧配合连接。转子9通过蠊钉A36与强力磁铁A13安装 成一体，转子9通过强力磁铁A13稳固地吸附在荷载车辆的后轮轴14上。
分度盘机构3定子15系由有机玻璃制成的长方形板，中心位置有圆孔 16，两侧有一个传感器安装孔17和一个延长杆安装孔19。定子中心位置的 圆孔16与轴承12外套紧配合连接，转子9和定子15之间可作相对转动。
延长杆18通过螺纹配合垂直安装在定子15上。固定销38穿过固定杆6 的安装孔A28后，将固定杆6与延长杆18连接在一起，使固定杆6和延长 杆18可以围绕固定销38相互转动。螺钉B37穿过定子15的安装孔29后与 无线信号采集发射盒5的内螺纹配合，使无线信号采集发射盒5安装在定子 15上。固定杆另一端经强力磁铁22与车厢23 (或挡泥板24)相连，保证定 子15不发生转动。传感器4通过螺纹配合安装在定子15的传感器安装孔17
上，敏感端面正对转子9上铁磁性薄片10的中央位置，传感器4敏感端面 与铁磁性薄片10的距离在传感器的敏感范围之内。
传感器4对铁磁性薄片10敏感，对非铁磁性的有机玻璃不敏感，车辆 移动时，车后轮轴14带动转子9作相同角速度的转动，弓l起传感器4输出 有电平高低交替变化的脉冲串，通过对脉冲个数计数，可以换算出车辆所处 的位置。
无线信号采集发射盒5通过螺钉B37的螺纹配合安装在定子15上。传 感器4的一条电缆线20连通过5芯航空插头30接至无线信号采集发射盒5， 发射天线21通过SMA插头31接至无线信号采集发射盒5;无线信号采集接 收盒7的Q9插座A33通过信号线34与数据采集系统8的Q9插座B35相连， 接收天线27接至无线信号采集接收盒7的SMA插座32,交流电源线25接至 无线信号采集接收盒7的插座26。
权利要求
1、一种桥梁结构影响线无线遥测自动测试装置，包括前端装置(1)和后端装置(2)，前端装置(1)包括有分度盘机构(3)、传感器(4)、无线信号采集发射盒(7)，后端装置(2)包括有无线信号采集接收盒(7)，其特征是a.前置部份(1)分度盘机构(3)的螺钉A(36)穿过转子(9)的孔与转子(9)下端面的强力磁铁A(13)孔内螺纹啮合，转子(9)上端面等角度间隔粘贴有铁磁性薄片(10)、中心凸起的轴颈(11)与轴承(2)内套过盈配合，轴承(12)外套与定子(15)的圆孔(16)过盈配合，呈长方形的定子(15)一边传感器安装孔(17)内螺纹与传感器(4)外螺纹啮合、另一边延长杆安装孔(19)内螺纹与延长杆(18)外螺纹啮合，螺钉B(37)穿过定子(15)的安装孔B(29)与无线信号采集发射盒(5)安装孔内螺纹啮合，延长杆(18)上端放入固定杆(6)一端开槽口内，固定销(38)穿过延长杆(18)上端的安装孔A(28)和固定杆(6)一端的孔，无线信号采集发射盒(5)的5芯航空插头(30)接通电缆线(20)一端，电缆线(20)另一端接通传感器(4)，带有磁铁的发射天线(21)的传输线接通无线信号采集发射盒(5)的SMA插头(31)；b.后置部份(2)接收天线(27)传输线接通无线信号采集接收盒(7)的SMA插座(32)，交流电源线(25)接通无线信号采集接收盒(7)的插座(26)。
2、 根据权利要求1所述的一种桥梁结构影响线无线遥测自动测试装置， 其特征是以转子(9)圆心为角的顶点，将圆周角N等份，转子上端面等角 度间隔分布有N个等长度和等宽度的铁磁性薄片(10),每个铁磁性薄片(10) 沿分度盘径向布置，呈扇形展开。
3、 根据权利要求1所述的一种桥梁结构影响线无线遥测自动测试装置， 其特征是传感器(4)敏感端面正对转子(9)上铁磁性薄片(10)的中央位
全文摘要
桥梁结构影响线无线遥测自动测试装置涉及测试技术领域。其转子(9)下端面有强力磁铁A(13)、上端面等角度间隔粘贴有铁磁性薄片(10)、中心凸起的轴颈(11)与定子(15)的圆孔(16)之间有轴承(12)，定子(15)一边装有传感器(4)和无线信号采集发射盒(5)、另一边装有延长杆(18)，无线信号采集发射盒(5)的5芯航空插头(30)通过电缆线(20)接通传感器(4)、SMA插头(31)通过输出线接通发射天线(21)；接收天线(27)传输线接通无线信号采集接收盒(7)的SMA插座(32)，交流电源线(25)接通无线信号采集接收盒(7)的插座(26)。本发明结构简单，成本低，可靠性好，自动化程度高，无需为确定荷载(车辆)加载位置而沿桥面丈量、标记，只需要划一条起始线即可，影响线可通过软件计算直接得出。
文档编号G01M5/00GK101358897SQ20081007010
公开日2009年2月4日 申请日期2008年8月8日 优先权日2008年8月8日
发明者刘会耕, 孟利波, 张又进, 飞 潘 申请人:重庆交通科研设计院