一种悬吊式桥梁位移检测装置的制作方法

1.本技术涉及道路检测装置技术领域，具体涉及一种悬吊式桥梁位移检测装置。


背景技术：

2.桥梁的挠度变形是桥梁健康状况评价的重要参数，在桥梁检测、危桥改造和新桥验收等方面都需要准确测量桥梁的静、动态挠度值，随着技术的进步，目前有很多检测方法，较为常用的是精度较高的准直激光检测法。然而，由于激光光束容易因为大气湍流等原因造成抖动，使用准直激光检测法时对检测环境要求较高，而实际上，由于桥梁往往架设在河面、山谷等环境较为恶劣的地点，环境干扰较大，需要多次检测才能得到较为准确的数据，造成检测效率低。而挠度变形检测实质上是检测桥梁垂直于轴线方向的位移量，传统的lvdt位移检测模块对位移量的检测精度高，却由于桥梁高度无法与位移检测模块的长度相适应而无法投入使用。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术的存在无法将现有的位移检测模块应用于桥梁挠度检测的问题，本技术提供一种悬吊式桥梁位移检测装置。
4.为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案为：
5.一种悬吊式桥梁位移检测装置，包括配重块，所述配重块顶部设有用于连接桥梁的悬挂连接件，所述配重块底部设有位移检测模块，所述位移检测模块具有可发生相对位移的两部分，其中一部分与配重块连接，另一部分与地面固定端连接，在位移检测模块中具有将直线位移量转换为电信号的感应元件。
6.桥梁的位移一般是指桥梁弯曲变形时，横截面重心沿轴线垂直方向的线位移，因此，桥梁的位移检测，一般是检测桥梁在竖直方向上的直线位移量。现有的检测方法有精密水准仪法、全站仪法和准直激光检测法等等，其中，由于准直激光检测法的检测结果准确，成为实际应用中常用的一种方法，而激光光斑的发射和大气湍流造成的光束抖动会严重影响测量精度，因此，在应用该检测方法时，对环境要求较高，需要耗费较多时间才能得到环境干扰因素较小的测量数据。
7.而位移检测模块是一种测量精度高且不容易受环境因素干扰的检测装置，由相对位移的两部分构成的位移检测模块是指位移传感器或线性传感器，由于其本身的结构体积和使用方法难以与桥梁的位移检测相匹配而无法被应用。具体的，现有的位移传感器或线性传感器是将其设置于相对距离发生变化处，例如两个部件之间具有相对位移，则将位移传感器或线性传感器的两端分别于两个部件接触，两个部件之间距离的变化引起位移检测模块中的连杆和外壳内的铁芯运动，外壳内的感应元件感应到铁芯的运动，并将其转化为相对应的电信号。或者测量某单个部件的位移量时，是将位移传感器或线性传感器的一端固定，保持不变，另一端抵接产生位移的部件上。总而言之，是将位移的产生与位移传感器或线性传感器连杆的运动同步。由于现有位移传感器或线性传感器的整体长度有限，为了
保证检测精度，只能将其应用在被检测处空隙较小的位置。而对于桥梁在竖直方向上位移的检测，一方面桥梁与地面之间的距离过远而难以将位移检测模块固定在桥梁与地面之间，另一方面由于需要检测桥梁中心处的位移而难以用桥墩作为固定点，导致现有的位移检测模块不能被直接用于桥梁检测。
8.因此，本方案在位移检测模块顶部设置配重块，利用悬挂连接件将配重块和位移检测模块悬挂在桥梁下方，从而位移检测模块的两端能分别抵靠地面和配重块，当桥梁发生竖直方向的下移时，位移检测模块被压缩，其内部构件产生直线位移，并被转换为电信号。
9.进一步的，所述位移检测模块包括外壳，所述外壳内设有铁芯，所述铁芯端部连接有沿外壳轴线向外壳外延伸的连杆，所述连杆和铁芯沿轴线方向相对于感应元件往复直线移动，所述感应元件将铁芯的移动转换为电信号。
10.本方案对位移检测模块的结构进行了进一步的限定，初始状态下，连杆的底部抵靠地面的固定点或参考点，当桥梁发生向下的位移时，由于悬挂连接件长度不变，则位移检测模块整体长度变短，连杆发生直线位移，连杆相对于感应元件的位置发生变化，感应元件将直线位移信号转换为电信号。
11.进一步的，所述悬挂连接件为硬质连杆，所述连杆两端分别于桥梁和配重块可拆卸固定连接。本方案中的悬挂连接件为硬质的杆状，能避免配重块和位移检测模块的摆动。值得说明的是，若桥梁等被测物的高度较高时，可采用多根硬质的连杆首尾螺纹连接，从而满足高处测量的需求。
12.进一步的，所述悬挂连接件为柔性绳索。本方案中的悬挂连接件为绳索，收纳更方便，同时，当配重块的重量足够大时，也能提高位移检测模块的稳定性。
13.进一步的，所述配重块内设有绕绳机构，配重块顶面中心设有与悬挂连接件相适应的通孔；所述悬挂连接件的一端与绕绳机构固定连接，另一端穿过通孔位于配重块外。本方案针对柔性悬挂连接件设置，在配重块内设置用于收缩悬挂连接件的绕绳机构，使用时能根据需要的长度来调整绳索的长度，提高了收纳和使用的便捷性。
14.进一步的，所述绕绳机构包括转动安装在所述配重块内的转轴，所述转轴上缠绕悬挂连接件，所述转轴与驱动电机传动连接。
15.进一步的，所述转轴的轴线与悬挂连接件悬挂方向垂直。本方案中转轴横置，使其轴线与悬挂连接件在配重块外悬挂的方向垂直，能保证转轴转动与悬挂连接件伸长或缩短的一致性。具体的，以转轴轴线竖直的设置方式为例，当转轴竖直放置时，悬挂连接件在转轴静止的情况下依然可能从转轴上滑出而伸长，不能保证悬挂连接件长度的固定性。
16.进一步的，所述悬挂连接件位于配重块外的一端固定连接有挂钩。
17.本技术的有益效果是：本技术通过将位移检测模块安装在配重块下，并将配重块通过悬挂连接件与桥梁连接，使得位移检测模块能用于桥梁位移的检测，且在配重块的作用下保证检测过程的稳定性以及检测结果的准确性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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
申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
19.图1是本技术的正面结构示意图；
20.图2是本技术的立体结构示意图；
21.图3是本技术中绕绳机构的结构示意图；
22.图4是本技术的应用示意图。
23.图中：1
‑
悬挂连接件；2
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配重块；3
‑
位移检测模块；301
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外壳；302
‑
连杆； 4
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转轴；5
‑
驱动电机。
具体实施方式
24.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
25.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
27.在本技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，本技术的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.此外，本技术的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
29.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
30.实施例1：
31.如图1和图2所示，一种悬吊式桥梁位移检测装置，包括配重块2，所述配重块2顶部设有用于连接桥梁的悬挂连接件1，所述配重块2底部设有位移检测模块3，所述位移检测模块3具有可发生相对位移的两部分，其中一部分与配重块2连接，另一部分与地面固定端连接，在位移检测模块3中具有将直线位移量转换为电信号的感应元件。
32.使用时，在桥梁下方合适的位置选择或设置固定的参考点，且该参考点需要是实体，选用长度合适的悬挂连接件1，并将悬挂连接件1的两端分别连接桥梁的测量点和配重块2，通过悬挂连接件1将配重块2和位移检测模块3悬挂在桥梁下方，使位移检测模块3中的活动触头与参考点保持接触或固定连接，且悬挂连接件1始终保持张紧状态。当桥梁发生位移时，测量点与参考点之间的距离减小或增加，位移检测模块3中的活动触头产生等量的位移，同时，传感器将该位移量转换为电信号，以数据的形式呈现，从而反映出桥梁的位移量。值得说明的是，为了减小测量误差，需要将测量前后读取数据时的环境因素考虑在内，将温度、湿度以及温湿度引起悬挂连接件1长度的变化量等计算在内。
33.值得说明的是，悬挂连接件1的作用是使位移检测模块3达到参考点，悬挂连接件1与配重块2之间的连接包括固定连接和可拆卸连接等方式。对于不同桥梁的检测，桥梁上测量点与固定的参考点之间距离可能不同，因此，悬挂连接件1的长度需要可被调整，或采用另接悬挂连接件1的方式，或采用更换悬挂连接件1的方式。需要特别注意的是，本技术中所述的悬挂连接件1不仅仅指代常规的柔性悬挂连接件1，对于一些检测环境较为恶劣的情况，为了使位移检测模块3达到参考点后还能保持稳定状态，悬挂连接件1还可采用硬质杆，其两端分别与配重块2和桥梁固定连接。
34.此外，配重块2的设置能增加本技术中装置整体重量，当装置被悬挂在桥梁下方时，能降低重心，提高位移检测模块3的稳定性；配重块2足够重也能使悬挂连接件1始终保持张紧状态。
35.实施例2：
36.本实施例在实施例1的基础上，进行了进一步的优化与限定。
37.如图2所示，所述位移检测模块3包括外壳301，所述外壳301内设有铁芯，所述铁芯端部连接有沿外壳301轴线向外壳301外延伸的连杆302，所述连杆302和铁芯沿轴线方向相对于感应元件往复直线移动，所述感应元件将铁芯的移动转换为电信号。
38.实施例3：
39.本实施例在实施例1的基础上，进行了进一步的优化与限定。
40.所述悬挂连接件1为硬质连杆，所述连杆两端分别于桥梁和配重块2可拆卸固定连接。本实施例中的悬挂连接件1采用硬质的连杆，使用时，能最大程度上保证配重块和位移检测模块的稳定性，防止其摆动。然而，由于桥梁往往高度较高，为了提高本技术携带的便捷性，所述连杆可设置为可伸缩的结构或多个杆首位可拆卸连接的结构。
41.实施例4：
42.本实施例在实施例1的基础上，提供了另一种悬挂连接件1的示例。
43.如图3所示，所述悬挂连接件1为柔性绳索。所述配重块2内设有绕绳机构，配重块2顶面中心设有与悬挂连接件1相适应的通孔；所述悬挂连接件1 的一端与绕绳机构固定连接，另一端穿过通孔位于配重块2外。所述绕绳机构包括转动安装在所述配重块2内的转轴4，所述转轴4上缠绕悬挂连接件1，所述转轴4与驱动电机5传动连接。所述转轴4的轴线与悬挂连接件1悬挂方向垂直。
44.工作原理如下：悬挂连接件1缠绕在转轴4上，转轴4朝不同的方向转动使得悬挂连接件1在配重块2外的部分伸长或缩短，转轴4的转动由驱动电机 5提供动力，配重块2表面设置有控制驱动电机5的按钮，不同的按钮控制驱动电机5的正转和反转。当转轴4的转动方
向与悬挂连接件1的缠绕方向相同时，能缩短配重块2外的悬挂连接件1，使其缠绕在转轴4上；反之，当转轴4 的转向与悬挂连接件1的缠绕方向相反时，转轴4上的悬挂连接件1滑落。
45.优选的，所述悬挂连接件1位于配重块2外的一端固定连接有挂钩。
46.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。