专利名称：多点挠度检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量挠度的装置，特别涉及到一种能同时自动跟踪测量多点处挠度的装置，属于测量技术领域。
背景技术：
在桥梁、电视塔、钻井平台等各种大跨度结构物的验收检测，加固改造中广泛采用BJSD系列光电图像式挠度检测仪来测量结构的挠度变形。BJSD系列挠度仪采用图象法测量，大大提高了量程，同时它可以测量桥梁纵向、横向位移，使测量者更加全面地了解桥梁的动态指标。4B型新增加自动曝光，使得静态检测不再受电压波动的影响。但是测量时先调整测头对准靶标，然后再将其固定在三脚架上，测量过程中测头不能移动。对于较大、较长的结构物需要检测多个位置处的挠度变形。但现有的检测仪一次只能检测一个位置处的挠度，不能做到一次在一点测量多点的挠度。在实际测量时，若要测量多点的挠度，只能使用多台仪器或利用同台仪器多次重复测量。前者造成测量成本过高，而后者则需重新架设仪器，重新加荷载测量，造成重复劳动，使得测量工作效率降低。
再者BJSD系列仪器的系数标定必须靠人工挪动靶标光栅尺来进行，不能实现自动标定，原有靶标用一个卤素灯、它安装在光栅尺上，靠观测灯在尺子上的位移，来测得每点的转换系数，其缺点是需要接220V电压，给野外工作带来不便；并且，每个需测位置放置一个靶标，通过不停地挪动光栅尺来测转换系数。其微处理器使用笔记本电脑，但笔记本自带电池使用时间短不能满足长时间的测量工作。
本实用新型建立在已有测量桥梁挠度的技术的基础上，积极加以研究创新，开发出新型的多点挠度仪，克服了上述问题，使挠度测量更方便，更快捷。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有测量仪器不能一次在一点测量多点挠度等问题，提供了一种测量装置，不仅可以测量单点的挠度，还可以一次在一点自动跟踪测量多点的挠度。同时靶标灯采用发光二极管，并使用5号干电池供电，使标定能自动进行。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种多点挠度检测仪，由光电图像式挠度检测仪和转动平台连接构成，所述转动平台和用于驱动转动平台转动的驱动装置连接，所述驱动装置连接一控制所述驱动装置的控制装置。所述控制装置由计算模块、数据采集存储模块和控制模块相互连接构成；所述计算模块接收所述数据采集存储模块的输出，所述控制模块接收所述计算模块的控制信号，所述控制模块的输出接所述驱动装置。所述驱动装置由水平驱动模块和垂直驱动模块构成，所述水平驱动模块的输出连接转动平台的水平传动模块，所述垂直驱动模块的输出连接转动平台的垂直传动模块。
用现有技术测量，由于其测量头固定不动，所以不可以测量多点的挠度。若用多台仪器测量，则测量成本大幅提高。本实用新型将挠度检测器件放置在一转动平台上，转动平台由电机驱动可在水平及垂直两个方向转动。这样测量多点挠度时，挠度检测器件可在转动平台的带动下自动转动照准各个点进行测量，从而实现了多点测量。这样不仅降低了测量成本，简化了测量过程，减少了测量时间，同时一次加载即可测量多点挠度，从而为用户提供更多的有效分析数据。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的水平转动平台的结构示意图；图3为本实用新型的光电图像式挠度检测器件的结构示意图；图4为本实用新型的靶标示意图；附图标记说明1-固定支架； 2-水平转动平台；3-电子经纬仪；4-垂直转动平台； 5-望远镜； 6-固定轴；7-光电图像式挠度检测器件； 8-微处理器；9-驱动电机； 10-蜗杆； 11-蜗轮；12-磁性摩擦片式离合装置； 13-转动平板；14-T型转座； 15-空心底座； 16-安装盒；17-光学成像装置； 18-面阵CCD挠度采集装置；19-固定底座； 20-支座； 21-靶标板；22-发光二极管；23-大电池组。
具体实施方式
图1为本实用新型结构示意图。如图1所示，本实用新型由光电图像式挠度检测仪和转动平台连接构成，所述光电图像式挠度检测仪由固定支架1、电子经纬仪3和一光电图像式挠度检测器件7构成；所述转动平台有水平转动平台2和垂直转动平台4。所述光电图像式挠度检测仪的固定支架1上设置有水平转动平台2，水平转动平台2上固定有电子经纬仪3，水平转动平台2可带动电子经纬仪3进行水平转动；电子经纬仪的U型支架的上半截的一侧安装有垂直转动平台4，可带动电子经纬仪上的固定望远镜5的固定杆或固定轴6进行垂直移动，这样，电子经纬仪3上的望远镜5就可实现水平、垂直位置调整；望远镜5的目镜上固定一测量挠度的光电图像式挠度检测器件7，它也跟着望远镜5可实现水平、垂直位置调整，电子经纬仪3将其所测得的各点的位置角度及光电图像式挠度检测器件7将其所测得的各点位移变换和距离量，输出给进行数据采集处理及控制的控制器，所述控制器为微处理器8，微处理器8中安装有测量控制软件，控制器可以对电子经纬仪3和光电图像式挠度检测器件7的输入信号进行处理，根据一转换系数，可求得各点的实际挠度值，在此之前，先由人工照准需测点处的靶标，控制器采集模块采集到该点的水平、垂直位置角度，逐个采集所有的测点的位置角度，所述控制模块接收所述计算模块的控制信号，所述控制模块的输出接所述驱动装置，驱动装置位于转台内，实现多点挠度检测仪的自动跟踪定位。测量过程是这样的，首先，人工照准靶标，得到每个点的水平、垂直位置角度，之后，对需测物体进行加载，再次根据之前记录的各点的水平、垂直角度自动跟踪定位各个需测点，得到加载后各个点的靶标灯的位移量，通过测量控制软件计算处理，得到各个点的实际挠度值。本方案完成了自动跟踪定位，减少了工作的重复性，提高了工作效率，是一个方便、灵活、自动的方案。
图2为水平转动平台的结构示意图。水平转动平台2有一空心底座15，内固定有驱动电机9，测量控制软件中的控制模块输出的控制信号给驱动电机9，使得驱动电机9开始工作，它带动蜗杆10转动带动蜗轮11转动，蜗轮11又通过磁性摩擦片式离合装置12带动转动平板13转动，转动平板13又与一T型转座14的轴连接，使得T型转座14跟着转动，电子经纬仪3就安置在这个T型转座14上，就实现了电子经纬仪13及其上部件的水平位置调整。同样道理，垂直转动平台4也是采用此原理实现了垂直位置调整。本实用新型中采用磁性摩擦片式离合装置12，它主要是当驱动电机9接到由测量控制软件的控制模块输出的控制信号后，开始转动，通过蜗杆传动，使蜗轮转动，利用摩擦片的摩擦力，带动转动平板13转动，从而实现T型转座14的转动；另一方面，采用这种磁性摩擦片式离合装置12，也可实现手动转动的目的，只要手动转动T型转座14的力大于摩擦力就可。这样，本实用新型就是实现转动平台的手动、电动转动，方便于各种实施情况，具有手动和自动定位两种功能。
图3是光电图像式挠度检测器件的结构示意图。望远镜5为电子经纬仪3上现有部件，安装盒16与望远镜5目镜和物镜处通过螺栓或其他方式套接固定连接，安装盒内安装有位于望远镜目镜后端的光学成像装置17，此装置为两个反光板，是为了把通过望远镜5观测到的位置角度光线通过这个光学成像装置17垂直反射到面阵CCD挠度采集装置18的面板上，这样可测得位移量。这些过程都是自动完成的，提高了工作效率，也提高了工作质量。
图4为靶标示意图。靶标有一固定底座19，其上安装有可进行三维旋转的支座20，这样便于位置的调整，支座20上又安装有发光二极管的靶标板21，本实用新型采用发光二极管22替代了以往所用的卤素灯，这是由于发光二级管的功耗低，所需电压小，用一干电池组就可提供其电源，本实用新型采用的是超高亮度的发光二极管，其亮度能满足测量的需要，而以往所用的卤素灯，功耗大，又需采用外接220V的电压，这就给野外作业带来了诸多不便。本实用新型可采用如图4所示的5个发光二极管的结构，水平、垂直各三个，当被测点距离电子经纬仪3近时，选用水平、垂直方向两距离近的两发光二极管测量，当被测点距离电子经纬仪3远时，选用水平、垂直方向两距离远的两发光二极管测量；当然也可将如图4的5个发光二极管修改成3个发光二极管，即水平、垂直方向各2个，选与中心发光二级管距离较远的那两组。采用水平、垂直方向各安装发光二极管，这样就不用像以往那样，需要移动靶标光栅尺来标定其位移变换来测其挠度，本实用新型通过光电图像式挠度检测器件7可测得各点的两个发光二级管的像素距离值，由于两个发光二极管之间的距离是固定的，这样就可算得各点的转换系数，再根据所测得的各点的位移值，就可求得各点的在加载一定载荷后的实际挠度值，而这些过程都是通过微处理器进行计算处理得到的，这样就能实现自动检测处理功能，提高了工作效率和工作质量，还解决了野外操作的诸多不便。在本实用新型中，进行数据采集处理及控制的微处理器8采用的是一掌上电脑，这是由于掌上电脑的功耗低，用一大电池组23就可实现给掌上电脑和电子经纬仪3的供电，大电池组23采用的是锂电池组。这样就使得测量、控制、数据采集，显示，处理，存储皆可在现场进行，提高了仪器的智能化程度。掌上电脑本身即可存储大量测量数据，同时它也可以扩充存储卡，增大存储容量，从而可以测量更多的数据。在本实用新型中，掌上电脑选用主频203MHz，有FLASH内存及RS232串口，安装有测量控制软件，可控制转动平台自动转动到测点位置，并测量挠度值。掌上电脑通过RS232接口和电子经纬仪3相连。掌上电脑中安装有测量控制软件，可记录各个测点的水平、垂直角度，各点的位移以及发光二极管的距离，然后自动跟踪测量各点的挠度，也可以测量单点的挠度值。根据当前靶标双灯的距离，自动标定转换系数。同时完成测量数据的显示，存储等功能。靶标采用干电池供电，使得野外测量不再需要外接220伏交流电源，同时使用体积小，重量轻的掌上电脑来控制仪器自动转动，测量采集数据。这样整个仪器结构紧凑，易于携带，实现了光、机、电一体化机。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种多点挠度检测仪，由光电图像式挠度检测仪和转动平台连接构成，其特征在于所述转动平台和用于驱动转动平台转动的驱动装置连接，所述驱动装置连接一控制所述驱动装置的控制装置。
2.根据权利要求1所述的多点挠度检测仪，其特征在于所述控制装置由计算模块、数据采集存储模块和控制模块相互连接构成；所述计算模块接收所述数据采集存储模块的输出，所述控制模块接收所述计算模块的控制信号，所述控制模块的输出接所述驱动装置。
3.根据权利要求1或2所述的多点挠度检测仪，其特征在于所述驱动装置由水平驱动模块和垂直驱动模块构成，所述水平驱动模块的输出连接转动平台的水平传动模块，所述垂直驱动模块的输出连接转动平台的垂直传动模块。
4.根据权利要求3所述的多点挠度检测仪，其特征在于所述水平驱动模块和/或垂直驱动模块为驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接水平传动模块或垂直传动模块，所述控制器与驱动电机电连接。
5.根据权利要求1所述的多点挠度检测仪，其特征在于所述控制器为一掌上电脑，由一电池组供电。
6.根据权利要求3所述的多点挠度检测仪，其特征在于所述传动模块为蜗杆、蜗轮传动系统，所述驱动电机的输出轴与蜗杆连接，蜗轮又通过磁性摩擦片式离合装置与转动平板连接，转动平板又与T型转座连接。
7.根据权利要求1所述的多点挠度检测仪，其特征在于所述光电图像式挠度检测仪还包括一光电图像式挠度检测器件，所述光电图像式挠度检测器件包括一安装盒，所述安装盒套接固定在光电图像式挠度检测仪中的望远镜的目镜上，安装盒内安装一光学成像装置，所述光学成像装置位于望远镜目镜后端，安装盒内还包括一面阵CCD挠度采集装置，所述面阵CCD挠度采集装置位于所述光学成像装置的垂直照射面上。
专利摘要本实用新型涉及一种多点挠度检测仪，包括固定支架，电子经纬仪，光电图像式挠度检测器件，所述固定支架上设置转动平台，电子经纬仪安置在转动平台上，测量挠度的光电图像式挠度检测器件连接在电子经纬仪上的望远镜的目镜上，进行数据采集处理及控制的微处理器与电子经纬仪的输出信号相连，微处理器中安装有测量控制软件。该仪器不仅可以测量单点挠度，也可以一次测量多点挠度。测头采用电池供电，靶标使用干电池供电，使得野外测量不再需要外接220伏交流电源，同时使用体积小的掌上电脑来控制仪器，测量采集数据，这样整个仪器结构紧凑，易于携带。可用于桥梁、电视塔、钻井平台等各种大跨度结构物的验收检测，加固改造中的动，静态挠度测量。
文档编号G01M5/00GK2872341SQ20062000425
公开日2007年2月21日 申请日期2006年3月17日 优先权日2006年3月17日
发明者韩皖贞 申请人:北京光电技术研究所