建筑用电子式垂直度控制传感尺的制作方法

本发明涉及一种建筑用电子式垂直度控制传感尺。

背景技术：

目前的传感尺，存在不便于携带、精度较差的特点。由于第一代传感尺采用铝合金型材进行制作，而铝合金型材的刚度并不大，因此为了保证传感尺在测量使用时的刚度要求，往往使用比较粗大的型材作为尺体材料，导致重量的减轻存在瓶颈。

于此同时，过去传感尺传感器的倾角传感器往往被搭载在尺体的尾端，主要的原因是传感器具有一定的结构，在尺体中间位置进行结构设计，会破坏尺体的连续性，而搭载在末尾可以通过缩减尺体长度的方式，为传感器搭载结构让出一定的空间。而通过对于传感尺结构的分析发现，由于尺体在靠墙的过程中会由于靠紧力产生弯曲变形，且这个形变具有一定的规模，会影响传感尺的测量精度。

综合目前传感尺的技术问题，主要有如下几点：

1.传感尺重量过大不便于现场使用，但是由于材料使用和刚度的需求，尺体的总重量存在瓶颈很难突破；

2.传感尺由于要有人工操作紧靠被测物体，操作人员的操作力无法得到把控，往往会造成不可预计的弯曲变形。这样的变形使得传感尺不能反映被测物体的垂直度情况，造成相当大的误差；

3.提升传感尺的刚度会提升传感尺的测量精度，同时也会造成传感尺重量加重，不利于现场使用，成为一组矛盾。

此外，根据GB50204-2015的规定，小于五米的墙体垂直度要求是1.6/1000，也就是角度误差要小于0.0917度。若仍以现有技术传感尺的结构，按照现行的操作方法是不能满足这个规定的。因此有必要研发一种新型的建筑用电子式垂直度控制传感尺。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提出一种建筑用电子式垂直度控制传感尺。

本发明的具体技术方案是：

一种建筑用电子式垂直度控制传感尺，该传感尺上的传感器与传感尺相互固定，所述传感器的位置设置于传感尺的施力点把手处，或者在接近受力点的位置，可以起到减小由于变形导致误差的作用。

进一步的，本发明的传感尺采用碳纤维型材作为尺体材料。

进一步的，传感尺的延长部与本体分离，可在需要使用的情况下。将传感尺的延长部与本体进行接插组合即可。

本发明的有益效果是：

建筑用电子式垂直度控制传感尺优化结构，是根据现有的预制构件安装垂直度控制高精度传感尺的结构上改进而来，主要的优化目的是为了使电子式垂直度控制传感尺能够更加满足工程现场对于检测设备便于携带、性能稳定的需要，同时也进一步的从结构上提高了当前电子式垂直度控制传感尺的测量精度。符合GB50204-2015的规定。

本发明传感尺尺体材料的选择上采用了碳纤维材质管材，在尽可能不减损传感尺尺体刚度的同时，也大大减轻了尺体的重量。与此同时，原有传感尺主尺与副尺（延长尺）始终被铰链连接，副尺可以回收，但是与主尺不能完全分离。而优化结构中，将传感尺的副尺（延长尺）与本体分离，而在需要被使用的情况下。可以进行接插组合。这种方式大大方便了携带，在检测人员只需要主尺进行测量的情况下，只需要携带主尺即可，不需要被动的副尺一同带去检测现场。

而在检测精度的提高上，优化结构从材料力学的角度，对于材料在受力情况下的变形情况进行了思考。任何材料在受到外力的作用下都会发生变形，而优化结构摒弃了以往不断提升结构刚度的思路（无限制的提高结构刚度，必然会提升材料重量），开始着眼寻求在材料必然会发生的弯曲形变中找到对于测量值影响最小的结构。根据材料力学分析尺体形变情况发现，在手握位置（施力位置）尺体发生弯曲变形，形变位移量最大，而形变挠度最小，即可得：当倾角传感器安装在该位置时，垂直度的测量结果最为准确。

附图说明

图1是本发明建筑用电子式垂直度控制传感尺优化结构示意图。

图2 传感尺简化受力分析图。

图中1-传感尺；2-传感器；3-把手；4接插部。

具体实施方式

图1本发明建筑用电子式垂直度控制传感尺优化。该传感尺上的传感器与传感尺相互固定，所述传感器的位置设置于传感尺的施力点把手处，或者在接近受力点的位置，可以起到减小由于变形导致误差的作用。传感尺采用碳纤维型材作为尺体材料。

本发明简化现有传感尺的结构，特点是：

（1）摒弃原有的传感器调整结构

由于之前的传感器相对于传感尺的姿态是可调的，目的是保证传感器能够与尺体水平，因此外加了很多的调整机构。而优化结构是将传感器与传感尺相互固定，在传感尺摆放到已知姿态位置的情况下，通过通讯方式对于内部传感器进行标定。该结构不但大大简化了原有的传感尺结构，减轻了重量和工艺难度，同时也进一步提高了传感尺数据的稳定性。

（2）传感尺主尺与副尺结构分离，主尺可独立工作

原有传感尺的设计考虑到使用便捷性，将传感尺的主尺与副尺利用铰链相互连接。在不是用副尺时，副尺折拢与主尺重叠；使用时副尺张开，与主尺位于同一直线上。这样致使主尺与副尺始终连接在一起，不可拆分，然而这样导致传感尺整体重量很重，并不方便携带。

而优化结构将主尺与副尺脱离开，要使用副尺的情况下，通过简单的插拔操作，就可以将主尺和副尺简单的连接在一起。在只使用主尺的情境下，主尺可以独立进行工作。这样的设计大大提升了该设备的携带便捷性。

（3）改变尺体的材料

在尺体材料上，原有设计主要采用铝合金型材，但是具有一定刚度的铝合金也具有一定的重量，便携性并不突出。而优化设计中采用碳纤维型材作为尺体材料，大大减轻了尺体的重量。

2.从材料弯曲变形的角度，设计传感器位置

由于传感尺在使用过程中，需要紧靠被测物体。在这个过程中，测量人员必须对于传感尺进行施力。这个压力会导致传感尺尺体发生弹性变形，弹性变形的过程中产生变形角度。这个角度极大的影响到了传感器对于被测物体垂直情况反映的准确性。

而通过改变传感器在传感尺内安放的位置，可以提升对于被测物体反映的准确性。具体的分析结果如下：

如图2所示，将传感尺的受理情况简化为如图2所示的一般简支梁受力分析问题。

已知：传感尺长为L，两端A、B简支，距离端点B距离为b处，施加一固定载荷F。在该情况下距离施力点距离为b的端点B处的形变角度为：

由该公式可得，20X20mm的铝合金型材1米长，在中点受到10N力在的作用下，在B点会产生0.12°的角度变化。

而对于传感尺的使用而言，这个影响值远大于0.057度的测量精度要求。因此为了达到这个测量精度的要求，必须在设计中注意传感器摆放的位置。由此可知，如图1所示，传感尺1上的传感器2正好位于施力点把手3的位置，或者在接近该受力点的位置，可以起到减小由于变形导致误差的作用。传感尺的延长部与本体分离，可在需要使用的情况下。将传感尺的延长部与本体的接插部4进行接插组合即可。