基于激光和拉线位移的构件弯曲测量装置及使用方法与流程

本发明涉及构件的变形测量技术领域，具体涉及一种基于激光和拉线位移的构件弯曲测量装置及使用方法。

背景技术：

结构或构件在不同荷载作用下会发生不同程度的变形，这种变形反应了结构或构件的受力状态和安全程度。当变形在弹性范围内且不超出规范给定的限值时，结构或构件是安全的；当结构或构件发生塑性变形或者是变形超出了规范的限值，那么结构或构件就处于一种不安全的状态。特别是当结构经受台风、地震和爆炸冲击等偶然荷载作用时，结构往往会发生破坏，这时就需要对结构或构件的变形进行测量，从而考察结构的受力情况，评估结构的安全性。但是当结构正常投入使用后处于一种空间的受力状态，结构也保持了一种空间的位形，因此变形特别是挠度是很难测量的。随着经济的发展和我国国力的提升，结构向着更高、更长和更复杂的方向发展，这使得其变形更加难以测量。组成结构的构件的弯曲程度是衡量结构受力和破坏状态的另一个重要指标，这一指标的准确性对于精确评估结构在荷载作用下的安全性具有重要意义。

传统测量距离的设备通常是各种类型的百分表、千分表、挠度计、激光位移计、全站仪和水准仪，这些仪器的通用特点都是仅可以测量结构某一点到参考点的距离，并且这些设备都仅能测量单一方向的距离，不能够同时水平和竖向距离，也就是不能够测量结构变形产生的挠度和弯曲的情况。3D扫描仪在理论上可以测量上述物理量，但在实际操作过程中，3D扫描仪的成本过高，数据处理过于复杂，适用环境过于苛刻，鲜见应用。上述设备的局限性使得结构变形和弯曲测量领域尚处于空白阶段，这给结构在不同荷载作用下的安全性带来了极大隐患，极大的威胁了人民生命和财产的安全。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种基于激光和拉线位移的构件弯曲测量装置及使用方法，能够实现构件的弯曲变形和转角快速测量。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种基于激光和拉线位移的构件弯曲测量装置，包括装置本体、轴线激光测距仪、数据存储设备、控制面板、动态采集仪接口、标准长度参考点、端部拉线位移计孔、中心拉线位移计孔、端部横向激光测距仪、中心横向激光测距仪、底板、端部拉线式位移计和中心竖向拉线位移计，所述装置本体的左右侧板上设有轴线激光测距仪，前后侧板上设有控制面板、数据存储设备及动态采集仪接口，顶板连接有横向激光测距仪和中心横向激光测距仪，底板连接有端部拉线式位移计和中心竖向拉线位移计，所述装置本体的顶板上设有标准长度参考点、端部拉线位移计孔和中心拉线位移计孔。

进一步地，所述控制面板能够获取测量数据并显示测量状态，内部装设有控制芯片及供电组件。

进一步地，所述数据存储设备能够将激光测距仪和拉线式位移计的数据存储和更新。

进一步地，所述动态采集仪接口能够连接动态采集设备，从而实时采集动态信号并通过数据存储设备存储。

进一步地，所述装置本体的顶板通过端部拉线位移计孔、中心拉线位移计孔将拉线式位移计的拉线从孔中穿过。

上述构件弯曲测量装置的第一种使用方法，包括如下步骤：

1)挠度值测量：当构件在不同荷载作用下产生变形时，通过两个轴线激光测距仪测量构件两端的水平位移，通过端部横向激光测距仪和中心横向激光测距仪测量构件到两个水平激光束构成的一条水平直线的距离，这三个距离就可以测定构件多个部位的挠度值；

2)转角数值测量：根据轴线激光测距仪获得的水平距离和横向激光测距仪获得的多个竖向距离计算出构件不同部位的转角，给出这些部位的转角数值。

上述构件弯曲测量装置的第二种使用方法，包括如下步骤：

1)挠度值测量：当构件在不同荷载作用下产生变形时，通过两个轴线激光测距仪测量构件两端的水平位移，通过端部拉线式位移计和中心拉线式位移计测量构件到两个水平激光束构成的一条水平直线的距离，这三个距离就可以测定构件多个部位的挠度值；

2)转角数值测量：根据轴线激光测距仪获得的水平距离和横向激光测距仪获得的多个竖向距离计算出构件不同部位的转角，给出这些部位的转角数值。

本发明的有益效果是：

本发明解决了构件的弯曲变形和转角快速测量问题，能够最大程度的实现结构受力状态的监测和评估，为结构的安全评估和加固处理提供最重要的基础信息。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体轴测图；

图2为本发明整体前正视图；

图3为本发明整体后正视图；

图4为本发明整体俯视图；

图5为本发明整体仰视图；

图6为本发明左侧视图；

图7为本发明前剖视图；

图8为本发明后剖视图；

图9为本发明左剖视图；

图10为本发明右剖视图；

图11为本发明去除底板后的整体轴测图；

图12为本发明去除底板后的整体仰视图；

图13为本发明去除底板和拉线式位移计后的整体轴测图；

图14为本发明去除底板和拉线式位移计后的整体仰视图；

图15为本发明中激光测距仪和拉线式位移计的轴测图；

图16为本发明中激光测距仪和拉线式位移计的正视图；

图17为本发明中激光测距仪和拉线式位移计的俯视图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-左右侧板，2-轴线激光测距仪，3-数据存储设备，4-前后侧板，5-控制面板，6-动态采集仪接口，7-顶板，8-标准长度参考点，9-端部拉线位移计孔，10-中心拉线位移计孔，11-端部横向激光测距仪，12-中心横向激光测距仪，13-底板，14-端部拉线式位移计，15-中心竖向拉线位移计。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-17所示，本实施例为一种基于激光和拉线位移的构件弯曲测量装置，包括装置本体、轴线激光测距仪2、数据存储设备3、控制面板5、动态采集仪接口6、标准长度参考点8、端部拉线位移计孔9、中心拉线位移计孔10、端部横向激光测距仪11、中心横向激光测距仪12、底板13、端部拉线式位移计14和中心竖向拉线位移计15，所述装置本体的左右侧板1上设有轴线激光测距仪2，前后侧板4上设有控制面板5、数据存储设备3及动态采集仪接口6，顶板7连接有横向激光测距仪11和中心横向激光测距仪12，底板13连接有端部拉线式位移计14和中心竖向拉线位移计15，所述装置本体的顶板7上设有标准长度参考点8、端部拉线位移计孔9和中心拉线位移计孔10，装置本体的顶板7通过端部拉线位移计孔9、中心拉线位移计孔10将拉线式位移计的拉线从孔中穿过。

其中，控制面板5能够获取测量数据并显示测量状态，内部装设有控制芯片及供电组件。数据存储设备3能够将激光测距仪2和拉线式位移计的数据存储和更新。动态采集仪接口6能够连接动态采集设备，从而实时采集动态信号并通过数据存储设备3存储。

上述构件弯曲测量装置的第一种使用方法，包括如下步骤：

1)挠度值测量：当构件在不同荷载作用下产生变形时，通过两个轴线激光测距仪2测量构件两端的水平位移，通过端部横向激光测距仪11和中心横向激光测距仪12测量构件到两个水平激光束构成的一条水平直线的距离，这三个距离就可以测定构件多个部位的挠度值；

2)转角数值测量：根据轴线激光测距仪2获得的水平距离和横向激光测距仪获得的多个竖向距离计算出构件不同部位的转角，给出这些部位的转角数值。

上述构件弯曲测量装置的第二种使用方法，包括如下步骤：

1)挠度值测量：当构件在不同荷载作用下产生变形时，通过两个轴线激光测距仪2测量构件两端的水平位移，通过端部拉线式位移计14和中心拉线式位移计15测量构件到两个水平激光束构成的一条水平直线的距离，这三个距离就可以测定构件多个部位的挠度值；

2)转角数值测量：根据轴线激光测距仪2获得的水平距离和横向激光测距仪获得的多个竖向距离计算出构件不同部位的转角，给出这些部位的转角数值。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。