专利名称：一种同步收放电缆线的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及岩土工程监测检测领域，更具体涉及一种同步收放电缆线的装
置，适用于以声波透射法检测基桩完整性工作。
背景技术：
建筑基桩是修建桥梁、房屋建设的基础，当打下基桩后，需要对其强度、密度及完整性进行检测，看是否符合国家相应标准，这是评估一项工程安全性的重要因素。声波透射法是岩土工程中检测建筑基桩的一种常用方法。与动测法不同，声波透射法不需对基桩进行敲打，不会损坏基桩表面，是一种无损检测方法。声波换能器是发送和接收声波信号的传感器，分为发射换能器和接收换能器(也有自发自收换能器)。将发射换能器和接收换能器分别置于基桩的两个已知点，利用声波在不同介质中的传播速度不同，检测仪器通过记录声波从发射点传输到接收点所用的时间，可计算出基桩的强度、密度及完整性。[0003] 使用声波透射法检测基桩，需在基桩桩体预埋M(2《M)根声测管，声测管与基桩平行且长度相同，其中第i (1《i《M)根声测管与第j (i # j) (1《j《M)根声测管之间构成的检测剖面标识为"i e j"，M根声测管之间共构成M^M-l)/2个检测剖面。检测剖面i e j时，发射换能器通过电缆线放置于第i根声测管底部，接收换能器通过电缆线放置于第j根声测管底部。人工或自动同步提拉连接换能器的电缆线，以提升发射换能器与接收换能器。每提升一定高度时，让发射换能器发射声波信号，接收换能器接收声波信号，直至发射换能器与接收换能器同步提升至声测管顶部，至此完成剖面i e j的检测工作。像这样检测完一个剖面的过程称为一个提升检测过程。《建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003》规定对直径大于2米的桩，至少应设置4根声测管，构成6个检测剖面，而工程实践中还有埋设5根声测管构成10个检测剖面的情况。 由于要对基桩内多个声测管构成的所有剖面进行检测，通常需多个提升检测过程才能完成对一根基桩的检测工作。例如，现有技术中使用声波透射法进行基桩检测的设备(例如武汉中科智创岩土技术有限公司生产的RSM-SY5型声波仪、RSM-SY6型声波仪等等)通常有一个发射通道、一个或两个接收通道。发射换能器与接收换能器分别通过电缆线连接于检测设备的发射通道与接收通道，在每个提升检测过程进行之前均放入声测管底部。可知，一个提升检测过程可完成一个或两个剖面的检测工作。进行提升检测过程时，由操作人员同步手动将这两根或三根连接声波换能器的电缆线提拉相同高度。完成一个提升检测过程后，操作人员再分别将发射换能器与接收换能器放入其他待测剖面对应的声测管底部，进行下一个提升检测过程，直至完成整个基桩的检测工作。 专利申请号为200710053613. 1的发明专利涉及的声波检测控制方法与装置(RSM-SY7型声波仪)使用M个收发两用声波换能器，同时放入基桩中预埋的M个声测管中，同步提升M个声波换能器，在一个提升检测过程内完成这M个声测管之间的所有剖面的检测工作。进行提升检测过程时，仍由操作人员同步手动将这M根连接声波换能器的电缆线提拉。
3[0006] 上述两类声波检测设备均需操作人员手动完成三个工作一是在每个提升检测过程之前将多根连接换能器的电缆线分别放入待测剖面对应的声测管底部；二是将这多根电缆线卡入用于确定换能器高度位置的编码器定位装置上，同步手动提拉这多根电缆线带动编码器定位装置转动，检测设备自动根据编码器的输出值判定换能器的高度位置并控制声波发射与接收；三是将提拉收回的电缆线分别缠绕到绕线轮上。 现有技术中这种人工手动操作方式有所不便。首先，在操作人员同步手动提拉电缆线时，收回的电缆线只能临时堆放在检测设备旁边。检测完该基桩的所有剖面后，再将这多根电缆线从检测设备的接口取下，分别缠绕到各自的绕线轮上。当所需电缆线数量较多(如采用上述专利申请号为200710053613. 1的发明专利涉及的声波检测控制方法与装置(RSM-SY7声波仪))时，将这些多根电缆线分别缠绕到各自的绕线轮上便占用了很多时间，直接影响了整个基桩检测工作的效率。 其次，电缆线长度通常很长(超过五十米，有时达到一百米以上)，同步收回的多根电缆线临时堆放，容易扭曲缠绕，不仅使得整理杂乱的电缆线十分困难，往往还会致使电缆线扭曲过度造成电缆线受损，降低电缆线的水密性(规范要求电缆线的水密性应满足lMPa水压不渗水的指标要求)，从而导致换能器性能下降，甚至报废。 再次，岩土检测工程现场通常环境较差，进行声波透射法检测时声测管内必须注
满清水，导致收回的电缆线都是湿漉漉的，在现场临时堆放这些收回的电缆线往往会使得
电缆线泥泞污浊。而且，待检测的基桩通常散乱的分布在现场，当检测完一根基桩后，由操
作人员人工将声波检测设备和一堆电缆线搬移到另一根基桩旁极为不便。 因此，当需要收放电缆线次数较多(如现有技术的RSM-SY5型声波仪、RSM-SY6型
声波仪)或所需电缆线数量较多(如专利申请号为200710053613. 1的发明专利涉及的声
波检测控制方法与装置(RSM-SY7声波仪))时，现有技术的手工收放线装置极为不便。
发明内容本实用新型的目的是在于提供了一种同步收放电缆线的装置，该装置结构简单，
使用方便，它适用于声波透射法进行基桩完整性检测时同步收放多根电缆线，用于在检测之前同步将多根电缆线分别放入多个声测管中，且在每次提升检测过程中(而不是在每次提升检测过程后)同步将拉出的多根电缆线分别收回缠绕至各自的绕线轮上。 —种同步收放电缆线的装置，包括支架、支架轴承、转轴、绕线单元、信号转接盒电刷以及信号转接盒。其中绕线单元进一步包括扭矩限制器、绕线轮轴承、绕线轮、活动栓、绕线轮电刷及转轴电刷滑环连接线。该同步收放电缆线的装置包括多个(两个或两个以上)绕线单元。其特征在于电缆线的装置的手柄与转轴固定连接，转轴通过支架轴承固定在支架上，绕线单元包括扭矩限制器、绕线轮轴承、绕线轮，扭矩限制器和绕线轮套接在转轴上，扭矩限制器的一端固定在转轴上，另一端通过绕线轮轴承与绕线轮套接，电缆线缠绕在绕线轮上；所述的信号转接盒固定在支架上，信号转接盒采用双电刷结构与缠绕在绕线轮上的电缆线电气连接。 所述的转轴与扭矩限制器的驱动部分固定在一起，绕线轮通过绕线轮轴承安装于扭矩限制器的负载部分。 所述的绕线轮安装有活动栓，活动栓拴上时，扭矩限制器的负载部分与绕线轮通过活动栓固定，绕线轮轴承失去作用。 所述的信号转接盒固定在支架上，信号转接盒安装有信号输出接口 ，检测设备连接至信号输出接口。 所述的电缆线的装置安装有两组电刷绕线轮电刷及信号转接盒电刷，绕线轮电
刷安装于绕线轮与转轴之间，信号转接盒电刷安装于信号转接盒与转轴之间。 所述的绕线轮电刷包括电刷滑片及电刷滑环，绕线轮电刷滑片固定在绕线轮内
径，与缠绕在绕线轮上的电缆线的末端固定连接，绕线轮电刷滑环通过绝缘块固定套接在
转轴上，绕线轮电刷滑片与绕线轮电刷滑环保持滑动接触。 所述的信号转接盒电刷包括电刷滑片及电刷滑环，信号转接盒电刷滑片固定在信
号转接盒内部，并连接至信号转接盒的信号输出接口，信号转接盒电刷滑环通过绝缘块固
定套接在转轴上，信号转接盒电刷滑片与信号转接盒电刷滑环保持滑动接触。 所述的转轴内部或外表面安装有转轴电刷滑环连接线，转轴电刷滑环连接线的一
端与绕线轮电刷滑环连接，另一端与信号转接盒电刷滑环连接。 其中，转轴通过支架轴承固定在支架上，驱动装置与转轴固定连接，转动驱动装置便可带动转轴在支架内自由转动。驱动装置可为手柄、伺服电机、传动轮等。扭矩限制器是机械行业中用于在发生过载时保护驱动装置与负载的一种机械部件，机械领域一般技术人员均可理解其结构组成和工作原理。扭矩限制器通常包括驱动部分、负载部分(又称配套件安装基座)、扭矩限制部分。扭矩限制器的驱动部分的轴孔固定套接在转轴上。扭矩限制器的负载部分与绕线轮通过绕线轮轴承套接在一起。由此转轴可通过扭矩限制器带动绕线轮转动。扭矩限制器可为滚珠式、摩擦式、顶针式及其它型式。 具体来讲，扭矩限制器的负载部分是连接绕线轮并带动绕线轮转动的部件。在一个实施例中，扭矩限制器的负载部分通过绕线轮轴承与绕线轮套接在一起。扭矩限制器的扭矩限制部分可为精密滚珠式、摩擦片式、弹性顶针式等多种形式，正常状态时扭矩限制部分将驱动部分与负载部分啮合。例如，在一个实施例中，扭矩限制机部分为精密滚珠式时，负载部分及驱动部分均有多个半球形凹槽，正常状态时精密滚珠刚好可镶嵌在凹槽中，使负载部分与驱动部分紧密啮合。在一个实施例中，扭矩限制器的扭矩限制部分包括扭矩调节刻度盘和碟形弹簧，转动刻度盘即可压紧或松开碟形弹簧，用于设定扭矩限制器脱开或打滑的阈值扭矩。 本实用新型的同步收放电缆线的装置放线时让多个绕线轮独立自由转动，收线时利用扭矩限制器的限制作用让缠绕得较紧的绕线轮 时与转轴脱开，待电缆线的拉力减小后扭矩限制器自动复位继续带动绕线轮转动，由此便可同步收放相同长度的电缆线。[0023] 活动栓可同时插在扭矩限制器的负载部分(配套件安装基座)和绕线轮上，用于将扭矩限制器的负载部分与绕线轮固定。插上活动栓，扭矩限制器的负载部分与绕线轮卡住，扭矩限制器的负载部分与绕线轮不能通过绕线轮轴承相对转动。松开活动栓，扭矩限制器的负载部分与绕线轮便可通过绕线轮轴承相对转动。放线时，活动栓松开，绕线轮与扭矩限制器的负载部分之间的绕线轮轴承起隔离润滑作用，多个绕线轮各自均可通过各自对应的绕线轮轴承绕转轴自由转动，且互不干扰，扭矩限制器暂时不起作用。放线由操作人员根据电缆线上的标尺同步拉动缠绕在这多个绕线轮上的多根电缆线手工进行，再将拉出的电缆线标尺相同长度处卡入编码器定位装置便完成放线和测量准备工作。[0024] 收线时，活动栓插上，将扭矩限制器的负载部分与绕线轮卡住，使它们不能通过绕线轮轴承相对转动。此时通过驱动装置转动转轴，将带动绕线轮转动，将操作人员自编码器定位装置同步拉出的多根电缆线回收缠绕到绕线轮上。在绕线轮转动收线时，由于每根电缆线的使用期限、磨损程度、弹性、柔软程度均不相同，各个绕线轮上缠绕的松紧程度也很难相同，导致每圈周长不一致，导致多个绕线轮随转轴同轴转动相同的角度时收回的多根电缆线的长度不一致。若某个绕线轮上缠绕的电缆线比其他绕线轮多，在编码器定位装置与绕线轮之间的该根电缆线会比其他绕线轮上的电缆线绷得更紧。当电缆线紧绷的拉应力导致该绕线轮的扭矩超过扭矩限制器的设定阈值扭矩，发生过载时，扭矩限制器的扭矩限制部分将改变状态，使原本紧密啮合的负载部分与驱动部分产生脱离或打滑，与驱动部分固定连接的转轴不再带动固定在负载部分上的绕线轮转动，导致暂时停止回收该根电缆线。那些未被绷紧的电缆线对应的绕线轮仍然继续随转轴转动，继续收回缠绕未被绷紧的电缆线。随着操作人员源源不断地从编码器定位装置同步地将多根电缆线拉出，发生过载处于暂时停止回收状态的电缆线的拉应力会减小，一旦拉应力减小至其对应的扭矩小于扭矩限制器的设定阈值扭矩，改变状态的扭矩限制部分将回到正常状态，使得扭矩限制器的驱动部分与负载部分恢复到啮合状态，转轴可通过扭矩限制器继续带动绕线轮转动，继续收回缠绕电缆线。 例如扭矩限制器为精密滚珠式扭矩限制器时，发生过载时，精密滚珠将滑出负载部分的凹槽，原本紧密啮合的负载部分与驱动部分产生脱离，与驱动部分固定连接的转轴不再带动固定在负载部分上的绕线轮转动转动，导致暂时停止回收该根电缆线。对于其他缠绕电缆线少而受电缆线拉应力较小的绕线轮，其对应的扭矩限制器的负载部分的凹槽与驱动部分的凹槽中的精密滚珠仍处于啮合状态，扭矩限制部分仍处于正常状态，仍然在缠绕回收电缆线。当过载消除时，负载部分的凹槽与驱动部分的精密滚珠自动恢复至啮合状态。此时，转轴可通过扭矩限制器继续带动绕线轮转动，继续收回缠绕电缆线。[0026] 如此反复，同步收放电缆线的装置根据电缆线被绷紧的程度控制扭矩限制器的负载部分与驱动部分脱开、打滑或自动复位，从而控制绕线轮是否由转轴驱动旋转，以保证同步缠绕收回电缆线。这样，当一个提升检测过程完成，同步收放电缆线的装置便同步将从编码器定位装置出来的多根电缆线分别缠绕在多个绕线轮上，而不用再临时堆放在检测设备旁边等到最后再一一缠绕收回。 由于在缠绕收线过程中，多根电缆线分别全程随绕线轮转动，一圈圈缠绕在绕线轮上，每个绕线轮转动的角度也不是同步的，因此不能直接将多根电缆线的末端接插在检测设备接口上，否则将会随着缠绕圈数增加导致电缆线扭绞变形，损坏电缆线及检测设备接口。 本实用新型的同步收放电缆线的装置采用双电刷结构配合专用的信号转接盒将电缆线传输的采集信号转接至检测设备。电刷通常包括电刷滑片和电刷滑环。电刷为机电领域用于保持转动部件电气连接的常用方法，机电领域的一般技术人员均可理解电刷滑片与电刷滑环的原理与连接关系。信号转接盒固定在支架上，信号转接盒上安装有多个信号输出接口和多组信号转接盒电刷，信号输出接口和信号转接盒电刷组的数量与同步收放电缆线的装置上的绕线单元的数量相同，信号转接盒上的每个信号输出接口均与一组信号转接盒电刷的电刷滑片固定连接。检测设备的通道接口可连接至信号转接盒上的信号输出接口 。双电刷结构指每根电缆线均通过对应的一组绕线轮电刷和一组信号转接盒电刷这两组电刷实现与检测设备的电气连接结构。 具体来讲，绕线轮电刷及信号转接盒电刷各自均包括电刷滑片和电刷滑环。绕线轮电刷的电刷滑环和信号转接盒电刷的电刷滑环均通过绝缘块固定安装在转轴上，每个绕线轮电刷的电刷滑环均通过一根转轴电刷滑环连接线与一组信号转接盒电刷的电刷滑环连接在一起，转轴电刷滑环连接线固定安装在转轴内部或转轴表面；每根转轴电刷滑环连接线的一端与一组绕线轮电刷的电刷滑环连接，另一端与一组信号转接盒电刷的电刷滑环连接。每个绕线轮均安装一组绕线轮电刷，绕线轮电刷的电刷滑片固定安装在对应的绕线轮上，与缠绕在该绕线轮上的电缆线的末端固定连接，并与对应的绕线轮电刷的电刷滑环保持滑动接触，用于保证该绕线轮上的电缆线与转轴电刷滑环连接线的电气连接；信号转接盒电刷的电刷滑片安装在信号转接盒上，与连接至信号转接盒的信号输出接口连接，并与信号转接盒电刷的电刷滑环保持滑动接触，用于保证转轴电刷滑环连接线与信号转接盒的信号输出接口的电气连接。 双电刷结构中绕线轮电刷滑片和绕线轮电刷滑环保证了绕线轮相对转轴转动时电缆线的电气连接，信号转接盒电刷滑环、信号转接盒电刷滑片保证了转轴相对信号转接盒转动时电缆线的电气连接。 可知，当进行放线或收线操作，转轴转动时，电缆线传输的采集信号依次经电缆线的末端、绕线轮电刷滑片、绕线轮电刷滑环、转轴电刷滑环连接线、信号转接盒电刷滑环、信号转接盒电刷滑片传输至信号转接盒的信号输出接口。由此，不用扭绞电缆线即可将电信号引导至信号转接盒的信号输出接口，再连接至检测设备(如专利申请号为200710053613. 1的发明专利涉及的声波检测控制装置，或武汉中科智创岩土技术有限公司生产的RSM-SY系列声波检测仪)。 由于每根电缆线都在持续地被拉出编码器定位装置，如果某绕线轮不再转动，在编码器定位装置和绕线轮之间紧绷的该电缆线会随着该电缆线被拉出编码器定位装置，使得编码器定位装置和绕线轮之间的该电缆线松弛，此根电缆线的拉应力下降，当负载部分与驱动部分脱开的扭矩限制器所受拉应力减小至其对应的扭矩小于设定阈值扭矩，自动返回至步骤D，改变状态的扭矩限制机构回到正常状态，负载部分与驱动部分自动恢复至啮合状态，转轴可通过扭矩限制器继续带动绕线轮转动，继续收回缠绕电缆线。如此反复，直至提升检测过程结束，声波换能器被提升至声测管顶部。 本实用新型不仅可用于声波检测设备，任何需要同步收放电缆线的装置均可适用。 本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果采用本实用新型揭示的同步收放电缆线的装置，可大幅度提高检测工作效率。例如，将本实用新型的实施例提供的同步收放电缆线的装置应用于专利申请号为200710053613. 1的发明专利涉及的声波检测控制方法与装置，用于检测一个装有四根声测管的基桩时，放线时只需一个操作人员便可同步将四个声波换能器分别放至对应的声测管底部，收线时也只需一个操作人员便可同步将提升时拉出的四巻电缆线在各自的绕线轮上回收缠绕，且收线可与提升同步进行，而无须等所有提升检测过程结束后再一一收线。可见，采用本实用新型揭示的同步收放电缆线的装置，可比现有技术的一一放线收线检测过程提高工作效率三倍以上。并且，本实用新型揭示的同步收放电缆线的装置结构轻便，操作简单，在检测现场搬移十分方便，从另一个方面提高了声波透射法进行基桩检测的工作效率。随着大直径基桩日益普遍用于高层建筑、大型桥梁等工程，本实用新型将充分发挥检测设备(如专利申请号为200710053613. 1的发明专利涉及的声波检测控制方法与装置)的作用，极大推动声波透射法检测基桩完整性技术的应用，创造出巨大的经济效益和社会效益。
图1为一种同步收放电缆线的装置的立体结构示意图。其中102-支架；104-手柄；106-支架轴承(例如上海杰韦弗企业有限公司的FAG6308-2Z型滚珠轴承)；108-扭矩限制器(例如南京工诺科技有限公司代理的SKP型键槽-法兰型自动复位滚珠式扭矩限制器)；110-绕线轮轴承(例如米思米(中国)精密机械贸易有限公司的LHFR-MX40型直线
轴承)；112-绕线轮；114-转轴；116-信号转接盒；118-电缆线；120_活动栓；122_编码器
定位装置(例如武汉中科智创岩土技术有限公司生产的RSM-SY7声波仪配备的深度计数器)；124-声波换能器(例如武汉中科智创岩土技术有限公司生产的RSM-SY7声波仪配备的收发两用声波换能器)；绕线单元-126。 图2为一种同步收放电缆线的装置的剖面结构图。其中108-扭矩限制器；
110-绕线轮轴承；112-绕线轮；114-转轴；116-信号转接盒；202-扭矩限制器108的扭矩
调节刻度盘；204-扭矩限制器108的碟形弹簧；206-扭矩限制器108的活动楔块；208-扭矩限制器108的精密滚珠；210-扭矩限制器108的负载部分(即扭矩限制器的配套件安装基座)；230-扭矩限制器108的驱动部分；214-绕线轮轴承110的轴承外圈；216-绕线轮轴承110的轴承保持架；218-绕线轮轴承110的轴承内圈；220A-绕线轮电刷滑片(机电领域一般技术人员均可理解)；220B-信号转接盒电刷滑片(机电领域一般技术人员均可理解)；222A-绕线轮电刷滑环(机电领域一般技术人员均可理解)；222B-信号转接盒电刷滑环(机电领域一般技术人员均可理解)；224A-绝缘块；224B-绝缘块；226-转轴电刷连接线；228-信号输出接口。 图3为一种同步收放电缆线的装置的收线过载状态的结构示意图。其中相同标号代表的器件与前面图示相同，在此不复赘述。
具体实施方式以下将对本实用新型的实施例给出详细的说明。虽然本实用新型将结合实施例进行阐述，但应理解这并非意指将本实用新型限定于这些实施例。相反，本实用新型意在涵盖由后附权利要求项所界定的本实用新型精神和范围内所定义的各种可选项，可修改项和等同项。结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细的说明，以使本实用新型的特性和优点更为明显。 此外，在以下对本实用新型的详细描述中，为了提供一个针对本实用新型的完全的理解，阐明了大量的具体细节。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本实用新型同样可以实施。在另外的一些实例中，对于大家熟知的方案、流程、配件和装置未作详细描述，以便于凸显本实用新型之主旨。 请参阅图l，其中显示根据本实用新型的一个实施例的一种同步收放电缆线的装置100的立体结构示意图。如图1所示，该电缆线的装置100包括支架102、手柄104、支架轴承106、转轴114、绕线单元126、信号转接盒116。绕线单元126进一步包括扭矩限制器108、绕线轮轴承110、绕线轮112以及活动栓120，扭矩限制器108的驱动部分230固定在转轴114上，扭矩限制器108的负载部分210通过绕线轮轴承110与绕线轮112套接在一起，扭矩限制器108的扭矩限制部分包括扭矩限制器108的扭矩调节刻度盘202、扭矩限制器108的碟形弹簧204、扭矩限制器108的活动楔块206、扭矩限制器108的精密滚珠208.。正常状态时，扭矩限制器108的扭矩限制部分的精密滚珠208与扭矩限制器108的负载部分210的凹槽啮合在一起，扭矩限制器108的驱动部分230与扭矩限制器108的负载部分210不发生相对运动；发生过载时，扭矩限制器108的扭矩限制部分发生变化，导致扭矩限制器108的负载部分210与扭矩限制器108的驱动部分230产生脱离或打滑，从而达到保护保护驱动装置与负载的效果。活动栓120安装在绕线轮112上。活动栓120松开时，绕线轮112可通过绕线轮轴承110相对于转轴114自由转动，此时转轴114转动不会通过扭矩限制器108带动绕线轮112转动；活动栓120插上时，活动栓120插在扭矩限制器的负载部分上，绕线轮轴承110被卡住，绕线轮112不能通过绕线轮轴承110相对于转轴114自由转动，此时转轴114转动会通过扭矩限制器108带动绕线轮112转动。同步收放电缆线的装置100包括多组绕线单元126。在本实施例中，支架102可为木质或金属材料，手柄104和绕线轮112可为塑料材料，支架轴承106及绕线轮轴承110为优质不锈钢材料，转轴114为金属材料，活动栓120为金属材料。 其中，同步收放电缆线的装置100的转轴114通过支架轴承106固定在支架102上，手柄104与转轴114固定连接。由于支架轴承106的润滑隔离作用，转动手柄104便可带动转轴114在支架102内自由转动。扭矩限制器108和绕线轮112均套接在转轴114上，其中扭矩限制器108的一端固定在转轴114上，另一端通过绕线轮轴承110与绕线轮112套接在一起，由此绕线轮112便可相对于扭矩限制器108自由转动。 如图1所示，该同步收放电缆线的装置100可包含N(N > 2)对通过绕线轮轴承110套接在一起的扭矩限制器108及绕线轮112，均套接在转轴114上。电缆线118可缠绕在这N个绕线轮112上。活动栓120用于在收线时将扭矩限制器108与绕线轮112卡住，可同时插在扭矩限制器108和绕线轮112上，使它们不能通过绕线轮轴承110相对转动，转轴114便可同时驱动这N个绕线轮112。这样，当一个提升检测过程完成，同步收放电缆线的装置100便同时将N巻电缆线118分别缠绕在N个绕线轮112上，同步收回的多根电缆线118不用再临时堆放在检测设备旁边。 信号转接盒116固定在支架102上，置于转轴114的末端，不随转轴114的转动而转动。信号转接盒116采用双电刷结构与缠绕在绕线轮112上的电缆线118电气连接，用于将电缆线118传输的采集信号引出，与检测设备(如专利申请号为200710053613. 1的发明专利涉及的声波检测控制装置，或武汉中科智创岩土技术有限公司生产的RSM-SY系列声波检测仪)连接。 当使用背景技术描述的声波透射法进行基桩检测时，检测规范《JGJ 106-2003建筑基桩检测技术规范》、《JTG/TF 81-01-2004公路工程基桩动测技术规程》、《TB10218-99铁路工程基桩无损检测规程》、《DGJ 08-218-2003建筑基桩检测技术规程》、《CECS02 :2005超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》及《CECS21 :2000超声法检测混凝土缺陷技术规
9程》等规定声波换能器的位置必须同步移动，也就是说，同步收放电缆线的装置100的N个绕线轮112每次必须同步收回或放出相同长度的电缆线118。 然而，即使使用相同规格的电缆线118，每段电缆线118的磨损程度、弹性、硬度还是会存在差异，甚至有些电缆线118由于过度扭曲发生永久变形、损伤，如果将N个绕线轮112直接固定在转轴114上，让这N个绕线轮112每次随转轴114同轴转动相同的角度，将会导致N巻电缆线118不能在N个绕线轮112上各自缠绕整齐，而且缠绕的松紧程度、每圈周长也会不一致，从而很难保证每次放出或收回的电缆线118长度一致。[0046] 本实施例中，同步收放电缆线的装置100创新性地利用扭矩限制器108的限制作用，放线时让N个绕线轮112独立自由转动，同步提升声波换能器后收线时让缠绕得较紧的绕线轮112暂时与转轴114脱开，待拉力释放后绕线轮112自动复位，由此便可同步收放相同长度的电缆线118。下面结合图2详细说明该同步收放电缆线的装置100的结构及工作方式。 请参阅图2，其中显示根据本实用新型的一个实施例的图1所示同步收放电缆线的装置100的剖面结构图。电缆线的装置100包括图1所示的转轴114、绕线轮轴承110、绕线轮112、扭矩限制器108、信号转接盒116，(其连接关系前面已有描述)，还包括图1未图示的绕线轮电刷滑片220A、绕线轮电刷滑环222A、信号转接盒电刷滑片220B、信号转接盒电刷滑环222B，以及信号输出接口 228，(其连接关系将在后面描述)。其中绕线轮轴承110包括绕线轮轴承外圈214、绕线轮轴承滚珠212、绕线轮轴承保持架216以及绕线轮轴承内圈218，绕线轮轴承110为市面可购得产品，机械领域一般技术人员均可理解其工作原理及各个组成部件的连接关系。扭矩限制器108包括驱动部分230、扭矩调节刻度盘202、碟形弹簧204、活动楔块206、精密滚珠208、以及负载部分——配套件安装基座210，扭矩限制器108为市面可购得产品(例如南京工诺科技有限公司代理的SKP型键槽-法兰型自动复位滚珠式扭矩限制器)，机械领域一般技术人员均可理解其工作原理及各个组成部件的连接关系。 本领域一般技术人员可以理解，同步收放电缆线的装置100的转轴114为驱动侧，绕线轮112为负载侧。手柄104与转轴114固定在一起，转动手柄104可让转轴114带动绕线轮112转动。为使每次操作时N个绕线轮112都能放出或收回相同长度的电缆线118，绕线轮112与轮转轴114之间安装了扭矩限制器108。其中转轴114与扭矩限制器108的驱动部分230固定在一起，绕线轮112则通过键槽安装于扭矩限制器108的负载部分210。[0049] 扭矩限制器108是一种机械式动力过载保护装置，又称安全离合器。扭矩限制器108工作时应将活动栓120插上。活动栓120可同时插在绕线轮112和扭矩限制器108的负载部分210上，用于将绕线轮112与扭矩限制器108的负载部分210固定。插上活动栓120，绕线轮112与扭矩限制器108的负载部分210卡住，使绕线轮112与扭矩限制器108的负载部分210保持相对静止，不能通过绕线轮轴承110相对转动。 转动扭矩调节刻度盘202可压紧或放松碟形弹簧204，由此设定阈值扭矩。当电缆线118绷得过紧时，扭矩限制器108的负载部分210将发生过载，当扭矩超过设定阈值扭矩时，扭矩限制器108便会脱离或打滑，扭矩限制器108的驱动部分230与扭矩限制器108的负载部分210分离，从而使转轴114与绕线轮112分离。 一旦电缆线118松动，拉力释放，扭矩减至设定阈值扭矩以下时，扭矩限制器108的驱动部分230与配套件安装基座210将立即恢复啮合，使得转轴114重新带动绕线轮112转动。 本实施例中，扭矩限制器108可采用南京工诺科技有限公司代理的SKP型键槽-法兰型自动复位滚珠式扭矩限制器。扭矩限制器108的负载部分(配套件安装基座)210与扭矩限制器108的驱动部分230的结合面有若干凹槽，同步式扭矩限制器108的凹槽位置是不规则分布的，而步进式扭矩限制器108的凹槽位置则是平均分布的(如六个凹槽以60°围圈平均分布)。电缆线的装置100处于准备状态时，若干精密滚珠208无间隙地镶嵌在凹槽内，扭矩限制器108的驱动部分230的内滑动面与扭矩限制器108的负载部分210的内滑动面通过精密滚珠208紧密啮合。同步式扭矩限制器108 —圈中只有唯一位置可啮合；步进式则一圈中可有多个位置可啮合。 当使用同步收放电缆线的装置IOO进行放线时，活动栓120应松开，扭矩限制器108暂时不起作用。此时，绕线轮112与扭矩限制器108之间的绕线轮轴承110起隔离润滑作用，安装在扭矩限制器108的配套件安装基座210上的N个绕线轮112各自均可通过绕线轮轴承110绕转轴114自由转动，且互不干扰。放线由操作人员同步拉动缠绕在这N个绕线轮112上的多根电缆线118手工进行，只需同步拉出大致需要的线长即可。通常用来连接声波换能器的电缆线118上都有标尺，操作人员根据电缆线118上的标尺将拉出的电缆线118慢慢放入声测管直至声波换能器到达声测管底部，再将这N根电缆线118标尺相同长度处卡入编码器定位装置122便完成放线和测量准备工作。同步收放电缆线的装置100的放线状态如图2所示，与处于准备状态一致。 声波透射法检测过程中，每次提升声波换能器的过程中，同步收放电缆线的装置100可将相同长度的电缆线118收回缠绕至N个绕线轮112上。收线时，活动栓120插上，将扭矩限制器108的配套件安装基座210与绕线轮112固定，绕线轮轴承110被锁住不起作用。每次提升时，操作人员通过编码器定位装置122同步拉动放入声测管中的N根电缆线118，N根电缆线118被源源不断的同步拉出编码器定位装置122，进入到编码器定位装置122和绕线轮之间，转动手柄104，通过转轴114及扭矩限制器108驱动绕线轮112转动，由此处于编码器定位装置122与绕线轮112之间的电缆线118便可被收回缠绕至绕线轮112上。 但是，在绕线轮112转动收线时，如前文所述，由于每段电缆线118的磨损程度、弹性、硬度、缠绕的松紧程度以及每圈周长不一致，每次当N个绕线轮112随转轴114同轴转动相同的角度时，必然导致收回的N根电缆线118不能在N个绕线轮112上各自缠绕整齐，绕线轮112上有的缠绕的电缆线118多，有的缠绕的电缆线118少，从而很难保证N个绕线轮112随转轴114同轴转动相同的角度时收回缠绕的电缆线118长度一致。[0055] 若某个绕线轮112上缠绕的电缆线118比其他绕线轮112多，则这个绕线轮112上的电缆线118会比其他绕线轮112上的电缆线118绷得更紧。当电缆线118紧绷的拉应力导致该绕线轮112的扭矩超过扭矩限制器108的设定阈值扭矩，发生过载时，精密滚珠208将滑出配套件安装基座210的凹槽，原本紧密啮合的扭矩限制器108的负载部分210与扭矩限制器108的驱动部分230产生脱离，同步收放电缆线的装置100的驱动侧——转轴114与负载侧——绕线轮112完全脱开，该绕线轮112不再随转轴114转动。发生过载时同步收放电缆线的装置100的状态如图3所示。请参阅图3，精密滚珠208此时滑出配套件安装基座210的凹槽，活动楔块206被顶出，碟形弹簧204被压紧，扭矩限制器108的负载部分 11210与扭矩限制器108的驱动部分230脱离，精密滚珠208此时起支架轴承的作用，与扭矩限制器108的驱动部分230固定连接的转轴114不再带动固定在扭矩限制器108的负载部分210上的绕线轮112转动。 对于其他缠绕电缆线118少而受电缆线118拉应力较小的绕线轮112，其对应的扭矩限制器108的负载部分210与扭矩限制器108的驱动部分230仍处于啮合状态，精密滚珠208仍嵌在其结合面的凹槽中。这些未被绷紧的绕线轮112继续随转轴114转动，继续收回缠绕未被绷紧的电缆线118。此时，之前由于电缆线118拉应力大导致扭矩限制器108的负载部分210与扭矩限制器108的驱动部分230脱开的扭矩限制器108所受拉应力减小，过载消除。 一旦拉应力减小至其对应的扭矩小于扭矩限制器108的设定阈值扭矩，精密滚珠208将滑至最近的扭矩限制器108的负载部分210的凹槽中，被压紧的碟形弹簧204恢复，被顶出的活动楔块206回到原位置，扭矩限制器108的负载部分210与扭矩限制器108的驱动部分230自动恢复至啮合状态。转轴114可通过扭矩限制器108继续带动绕线轮112转动，继续收回缠绕电缆线118。此时同步收放电缆线的装置100的状态恢复到如图2所示的状态。 如此反复，同步收放电缆线的装置100根据电缆线118被绷紧的程度控制扭矩限制器108的负载部分210与扭矩限制器108的驱动部分230脱开或自动复位，从而控制绕线轮112是否由转轴114驱动旋转，以保证同步缠绕收回电缆线。值得注意的是，同步提升声波换能器的过程是由编码器定位装置122精确控制的，从而可保证从声波换能器到编码器定位装置122之间的电缆线118是绷紧的，而同步收放电缆线的装置100则可保证从编码器定位装置122出来的电缆线118能同步地缠绕收回到N个绕线轮112上，而不是临时堆放在检测设备旁边等到最后再一一缠绕收回。 本领域一般技术人员可以理解，扭矩限制器108可在市面购得，可选用不同厂家、不同型号的扭矩限制器，而不仅限于本实施例中选用的南京工诺科技有限公司代理的SKP型键槽_法兰型自动复位滚珠式扭矩限制器。例如，还可采用摩擦式、顶针式、轴_链轮型、轴-齿轮型扭矩限制器等等。此外，本领域一般技术人员也可根据现有技术自行制备扭矩限制器108。市面购得及自行制备的各种扭矩限制器108，其功能、原理、结构、以及与同步收放电缆线的装置IOO其它各部件的连接均与本实施例类似，均为本实用新型的不同实施例，在此不复赘述。 电缆线118的作用是连接声波换能器和检测设备(如武汉中科智创岩土技术有限公司生产的RSM-SY系列声波检测仪)，将接收声波换能器接收到且转换后的电信号传输至该检测设备。但是，由于在缠绕收线过程中，电缆线118全程随绕线轮112转动，一圈圈缠绕在绕线轮112上，因此不能直接将电缆线的末端接插在检测设备接口上，否则将会随着缠绕圈数增加导致电缆线扭绞变形，损坏电缆线及检测设备接口 ，影响测量效果。[0060] 回到图2，针对这种情况，同步收放电缆线的装置100采用双电刷结构配合专用的信号转接盒116，不用扭绞电缆线118即可将电缆线118传输的采集信号引出至信号转接盒116的信号输出接口 228，再连接至检测设备。其中信号转接盒116固定在支架102上，不随转轴114的转动而转动。信号转接盒116安装有信号输出接口 228，检测设备的接口可连接至信号输出接口 228。 如图2所示，同步收放电缆线的装置100安装有两组电刷绕线轮电刷及信号转接
12盒电刷。绕线轮电刷安装于绕线轮112与转轴114之间，信号转接盒电刷安装于信号转接 盒116与转轴114之间。绕线轮电刷包括电刷滑片220A及电刷滑环222A。绕线轮电刷滑 片220A固定在绕线轮112内径，与缠绕在绕线轮112上的电缆线118的末端固定连接。绕 线轮电刷滑环222A通过绝缘块224A固定套接在转轴114上。绕线轮电刷滑片220A及绕 线轮电刷滑环222A保持滑动接触。信号转接盒电刷包括电刷滑片220B及电刷滑环222B。 信号转接盒电刷滑片220B固定在信号转接盒116内部，并连接至信号转接盒116的信号输 出接口 228。信号转接盒电刷滑环222B与绕线轮电刷滑环222A —样，也通过绝缘块224B 固定套接在转轴114上。信号转接盒电刷滑片220B与信号转接盒电刷滑环222B保持滑动 接触。在转轴114内部，转轴电刷滑环连接线226将绕线轮电刷滑环222A与信号转接盒电 刷滑环222B连接在一起。转轴电刷滑环连接线226的一端与绕线轮电刷滑环222A连接， 另一端与信号转接盒电刷滑环222B连接。 可知，当进行放线或收线操作，转轴114转动时，电缆线118传输的采集信号依次 经电缆线118的末端、绕线轮电刷滑片220A、绕线轮电刷滑环222A、转轴电刷滑环连接线 226、信号转接盒电刷滑环222B、信号转接盒电刷滑片220A传输至信号转接盒116的信号输 出接口 228。由此，电缆线118传输的采集信号便可通过同步收放电缆线的装置100的双 电刷结构引导至信号转接盒116，再连接至检测设备(如专利申请号为200710053613. 1的 实用新型专利涉及的声波检测控制装置，或武汉中科智创岩土技术有限公司生产的RSM-SY 系列声波检测仪)。双电刷结构中绕线轮电刷滑片220A和绕线轮电刷滑环222A保证了绕线 轮相对转轴114转动时的电气连接，信号转接盒电刷滑环222B、信号转接盒电刷滑片220A 保证了转轴114相对信号转接盒116转动时的电气连接。 由于每根电缆线118都在持续地被拉出编码器定位装置122，如果某绕线轮112不 再转动，在编码器定位装置122和绕线轮112之间紧绷的电缆线118会随着电缆线118被 拉出编码器定位装置122，使得编码器定位装置122和绕线轮112之间的电缆线松弛，此根 电缆线118的拉应力下降。对于其他缠绕电缆线118少而受电缆线118拉应力较小的绕线 轮112，其对应的扭矩限制器108的负载部分210与扭矩限制器108的驱动部分230仍处于 啮合状态，精密滚珠208仍嵌在其结合面的凹槽中。这些未被绷紧的绕线轮112继续随转 轴114转动，继续收回缠绕未被绷紧的电缆线118。 此时，之前由于电缆线118拉应力大导致扭矩限制器108的负载部分210与扭矩 限制器108的驱动部分230脱开的扭矩限制器108所受拉应力减小，过载消除。 一旦拉应 力减小至其对应的扭矩小于扭矩限制器108的设定阈值扭矩，流程图400返回至步骤D，精 密滚珠208将滑至最近的扭矩限制器108的负载部分210的凹槽中，扭矩限制器108的负 载部分210与扭矩限制器108的驱动部分230自动恢复至啮合状态。此时，转轴114可通 过扭矩限制器108继续带动绕线轮112转动，继续收回缠绕电缆线118。如此反复，直至提 升检测过程结束，声波换能器被提升至声测管顶部。 本实用新型不仅可用于声波检测设备，任何需要同步收放电缆线的装置均可适 用。 采用本实用新型揭示的同步收放电缆线的装置，可大幅度提高检测工作效 率。例如，将本实用新型的实施例提供的同步收放电缆线的装置应用于专利申请号为 200710053613. 1的发明专利涉及的声波检测控制方法与装置，用于检测一个装有四根声测管的基桩时，放线时只需一个操作人员便可同步将四个声波换能器分别放至对应的声测管 底部，收线时也只需一个操作人员便可同步将提升时拉出的四巻电缆线在各自的绕线轮上 缠绕整齐，且收线可与提升同步进行，而无须等所有提升检测过程结束后再一一收线。可 见，采用本实用新型揭示的同步收放电缆线的装置及方法，可比现有技术的一一放线收线 检测过程提高工作效率三倍以上。并且，本实用新型揭示的同步收放电缆线的装置结构轻 便，操作简单，在检测现场搬移十分方便，从另一个方面提高了声波透射法进行基桩检测的 工作效率。随着大直径基桩日益普遍用于高层建筑、大型桥梁等工程，本实用新型将充分发 挥检测设备(如专利申请号为200710053613. 1的发明专利涉及的声波检测控制方法与装 置)的作用，极大推动声波透射法检测基桩完整性技术的应用，创造出巨大的经济效益和 社会效益。 虽然之前的说明和附图描述了本实用新型的较佳实施例，应当理解在不脱离权利 要求书所界定的本实用新型原理的精神和保护范围的前提下可以有各种增补、修改和替 换。本领域技术人员应该理解，本实用新型在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在 不背离实用新型准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所 变化。因此，在此披露的实施例仅用于说明而非限制，本实用新型的保护范围由权利要求书 中技术方案及其合法等同物界定，而不限于此前的描述。
权利要求一种同步收放电缆线的装置，该电缆线的装置(100)包括手柄(104)、支架(102)、支架轴承(106)、转轴(114)、绕线单元(126)、信号转接盒(116)，其特征在于电缆线的装置(100)的手柄(104)与转轴(114)固定连接，转轴(114)通过支架轴承(106)固定在支架(102)上，绕线单元(126)包括扭矩限制(108)、绕线轮轴承(110)、绕线轮(112)，扭矩限制器(108)和绕线轮(112)套接在转轴(114)上，扭矩限制器(108)的一端固定在转轴(114)上，另一端通过绕线轮轴承(110)与绕线轮(112)套接，电缆线(118)缠绕在绕线轮(112)上；所述的信号转接盒(116)固定在支架(102)上，信号转接盒(116)采用双电刷结构与缠绕在绕线轮(112)上的电缆线(118)电气连接。
2. 根据权利要求l所述的一种同步收放电缆线的装置，其特征在于所述的转轴(114)与扭矩限制器(108)的驱动部分(230)固定在一起，绕线轮(112)通过绕线轮轴承(110)安装于扭矩限制器(108)的负载部分(210)。
3. 根据权利要求1所述的一种同步收放电缆线的装置，其特征在于所述的绕线轮(112)安装有活动栓(120)，扭矩限制器(108)的负载部分(210)与绕线轮(112)通过活动栓(120)固定。
4. 根据权利要求1所述的一种同步收放电缆线的装置，其特征在于所述的信号转接盒(116)固定在支架(102)上，信号转接盒(116)安装有信号输出接口 (228)，检测设备连接至信号输出接口 (228)。
5. 根据权利要求l所述的一种同步收放电缆线的装置，其特征在于所述的电缆线的装置(100)安装有两组电刷绕线轮电刷及信号转接盒电刷，绕线轮电刷安装于绕线轮(112)与转轴(114)之间，信号转接盒电刷安装于信号转接盒(116)与转轴(114)之间。
6. 根据权利要求5所述的一种同步收放电缆线的装置，其特征在于所述的绕线轮电刷包括电刷滑片(220A)及电刷滑环(222A)，绕线轮电刷滑片(220A)固定在绕线轮(112)内，与缠绕在绕线轮(112)上的电缆线(118)的末端固定连接，绕线轮电刷滑环(222A)通过绝缘块(224A)固定套接在转轴(114)上，绕线轮电刷滑片(220A)与绕线轮电刷滑环(222A)滑动接触。
7. 根据权利要求5所述的一种同步收放电缆线的装置，其特征在于所述的信号转接盒电刷包括电刷滑片(220B)及电刷滑环(222B)，信号转接盒电刷滑片(220B)固定在信号转接盒(116)内，并连接至信号转接盒(116)的信号输出接(228)，信号转接盒电刷滑环(222B)通过绝缘块(224)固定套接在转轴(114)上，信号转接盒电刷滑片(220B)与信号转接盒电刷滑环(222B)滑动接触。
8. 根据权利要求l所述的一种同步收放电缆线的装置，其特征在于所述的转轴(114)内部或外表面固定安装有转轴电刷滑环连接线(226)，转轴电刷滑环连接线(226)的一端与绕线轮电刷滑环(222A)连接，另一端与信号转接盒电刷滑环(222B)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种同步收放电缆线的装置，包括电缆线的装置、支架、支架轴承、转轴、绕线单元、信号转接盒电刷以及信号转接盒。缆线的装置的驱动装置与转轴固定连接，转轴通过支架轴承固定在支架上，绕线单元包括扭矩限制器、绕线轮轴承、绕线轮，扭矩限制器和绕线轮套接在转轴上，扭矩限制器的一端固定在转轴上，另一端通过绕线轮轴承与绕线轮套接，电缆线缠绕在绕线轮上；所述的信号转接盒固定在支架上，信号转接盒采用双电刷结构与缠绕在绕线轮上的电缆线电气连接。适用于进行基桩完整性检测的同步收放多根电缆线，同步将多根电缆线分别放入多个声测管中，提升检测过程中同步将拉出的多根电缆线分别收回缠绕至各自的绕线轮上。
文档编号H02G11/00GK201466642SQ20092008558
公开日2010年5月12日 申请日期2009年5月5日 优先权日2009年5月5日
发明者张 杰, 曹定富, 王承成, 胡纯军, 高远 申请人:武汉中岩科技有限公司