裂缝观测仪辅助装置及其使用方法与流程

本发明涉及结构裂缝定期普查等工程技术领域。更具体地说，本发明涉及裂缝观测仪辅助装置及其使用方法。

背景技术：

目前，裂缝观测仪是混凝土结构裂缝观测比较常用的设备，但是在工程上，往往结构裂缝都是技术人员站在地上无法直接接触到裂缝，如桥梁箱梁顶板底面裂缝，常规做法是搭设脚手架平台，完成检测工作，测试完后再拆除脚手架平台。此种手段，会增加检测成本和检测周期，如平台较高，还存在高空作业的风险。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供裂缝观测仪辅助装置及其使用方法，具有使用方便，降低检测成本，提高作业效率的优点，可广泛用于结构裂缝定期普查等工程技术领域。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了裂缝观测仪辅助装置，包括：立柱，其为四根，所述立柱上端部顺次通过多根架力杆固定连接、下端部通过支撑框架固定连接形成方形结构；支撑杆体，其竖直支撑于支撑框架中心，且所述支撑杆体长度可调；探头夹，其用于夹持裂缝观测仪探头；左右前后移动机构，其设置于四根立柱上端部中间，所述探头夹固定于所述左右前后移动机构上并通过左右前后移动机构驱动实现左右和前后方向的移动；弹性支撑，其设置四个且分别一一对应设置于四根立柱的上端面。

优选的是，所述左右前后移动机构包括：第一移动块，其具有光圆孔并通过光圆孔恰好穿设于连接立柱的第一架力杆上并可沿第一架力杆移动；第三移动块，其具有光圆孔并通过光圆孔恰好穿设于连接立柱的第二架力杆上并可沿第二架力杆移动，所述第二架力杆与第一架力杆相对设置，所述第三移动块还具有螺纹孔；辅助架力杆，其两端分别固定连接第一移动块和第三移动块；第二移动块，其也具有光圆孔并通过光圆孔恰好穿设于辅助架力杆上并可沿辅助架力杆移动，所述第二移动块也具有螺纹孔，所述探头夹固定连接于第二移动块上；上层转动螺杆，其与辅助架力杆平行设置，所述上层转动螺杆两端分别与第一移动块和第三移动块轴承连接并通过电动马达驱动正反转，所述上层转动螺杆还通过第二移动块的螺纹孔配合穿设于第二移动块上；下层转动螺杆，其与第二架力杆平行设置，所述下层转动螺杆两端分别与两侧的立柱轴承连接并通过电动马达驱动正反转，所述下层转动螺杆还通过第三移动块的螺纹孔配合穿设于第三移动块上。

优选的是，所述立柱上表面向下凹陷形成凹槽，所述弹性支撑包括支撑芯体和弹簧，所述弹簧竖直固定于凹槽内，所述支撑芯体下端连接弹簧。

优选的是，所述立柱上端面在凹槽口还设置有支撑盖帽，其具有支撑芯体恰好可自由穿过的通孔，所述支撑芯体下端通过挡板连接于弹簧上端，所述挡板外边缘凸出于通孔的外边缘。

优选的是，所述探头夹包括：夹具壳体，其为u型且包括均为l型的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体的水平板向内凹陷形成槽孔，第一壳体的水平板在槽孔口的左右两侧上下均向外水平延伸形成有类u型的容纳腔，其开口朝向槽孔口且容纳腔上下相对的内侧边较另一外侧边短，所述容纳腔内均设置有水平的弹簧，弹簧的长度长于容纳腔的长度，所述第二壳体的水平板向外水平延伸设置有t型调节板，其恰好从上下容纳腔之间穿过并使得调节板相对的两侧位于槽孔内且紧抵容纳腔内的弹簧端部，所述夹具壳体的一对竖直板内侧均设置有夹具防滑块；夹具杆，其上端竖直固定于夹具壳体上；连接块，其轴承连接套设于夹具杆上，且所述连接块固定于左右前后移动机构上；夹具齿轮，其固定于夹具杆的下端，所述夹具齿轮连接电动马达并通过电动马达驱动夹具杆正反转。

优选的是，所述支撑杆体包括多节长度不一的标准杆体，所述标准杆体一端连接杆体螺栓、另一端连接杆体螺母，多节标准杆体通过杆体螺栓与杆体螺母的配合连接为一体式的支撑杆体。

优选的是，还包括多个led补光灯，其均匀设置于支撑框架上。

优选的是，所述探头夹包括：夹具壳体，其为u型且包括均为l型的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体的水平板向内凹陷形成槽孔，所述槽孔内设置有与槽孔口平面平行的配合板，所述配合板具有并排设置的多个孔洞，紧挨孔洞的同一侧还设置有多个配合孔，所述配合孔在配合板的两侧固定连接有一对高弹的弹性带，所述弹性带之间连接有弹性复位机构，所述槽孔内还设置有多个定滑轮，其依次设置于相邻的孔洞和配合孔之间的平面内，所述第二壳体向外水平延伸有连接板，其朝外的一侧间隔设置有多根连接杆，多根连接杆一一对应穿过多个孔洞并固定拉绳的一端，拉绳的另一端从对应的定滑轮穿过后固定于与对应的孔洞相邻的弹性带上，相对的另一弹性带上固定另一拉绳的一端，另一拉绳的另一端固定于连接板上从而形成环形线路；夹具杆，其上端竖直固定于夹具壳体上；连接块，其轴承连接套设于夹具杆上，且所述连接块固定于左右前后移动机构上；夹具齿轮，其固定于夹具杆的下端，所述夹具齿轮连接电动马达并通过电动马达驱动夹具杆正反转。

优选的是，所述弹性复位机构包括多个l型的滑移板，其依次叠合构成方形结构，相邻滑移板之间的竖板通过高弹弹性带连接，相邻滑移板之间的横板滑动连接，最上方的横板外端与最下方的竖板外端分别通过固定绳与配合孔两侧的一对弹性带固定连接。

本发明还提供一种裂缝观测仪辅助装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：使用前的准备，根据测试高度，选择合理标准杆体根数进行组装形成支撑杆体，其上端固定于支撑框架中心；将裂缝观测仪探头置于探头夹内；将加长数据线两端分别与裂缝观测仪探头和主机相连；

步骤二：置起本装置，打开led补光灯，先粗略找到要测试裂缝，弹性支撑芯体先初步接触测试面，控制电动马达，转动上层转动螺杆和下层转动螺杆，移动探头夹，使裂缝观测仪探头位置对准被测试裂缝，再通过电动马达控制探头夹正反转，使裂缝观测仪探头测试走向与裂缝走向一致，顶推支撑杆体，压缩弹性支撑弹簧，使裂缝观测仪探头完全贴合被测试裂缝，关闭led补光灯，完成装置定位工作，测试前的准备工作就绪。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明可以在桥梁、码头等结构裂缝定期普查时应用，在没有作业面情况下，常规检测手段是搭设平台或者用桥检车，借助本装置，可将裂缝观测仪探头固定于裂缝表面，实现混凝土结构裂缝观测。

2、本发明具有使用方便，降低检测成本，降低检测作业安全风险，提高作业效率等优点，可广泛用于结构裂缝定期普查等工程技术领域。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明第一移动块的左视图；

图3为本发明第一移动块的主视图；

图4为本发明第二移动块的左视图；

图5为本发明第二移动块的主视图；

图6为本发明第三移动块的左视图；

图7为本发明第三移动块的主视图；

图8为本发明立柱和弹性支撑的结构示意图；

图9为本发明一种实施方式中探头夹的主视图；

图10为本发明一种实施方式中探头夹的俯视图；

图11为本发明另一种实施方式中探头夹夹具壳体的主视图；

图12为本发明另一种实施方式中探头夹夹具壳体的局部结构俯视图；

图13为本发明另一种实施方式中探头夹夹具壳体内弹性复位机构的结构示意图。

附图标记说明：

1、支撑杆体，2、立柱，201、凹槽，202、支撑盖帽，3、弹性支撑，301、支撑芯体，302、挡板，4、第一架力杆，5、第二架力杆，6、第一移动块，7、控制器控制手柄，801、夹具壳体，802、槽孔，803、容纳腔，804、调节板，805、防滑块，806、夹具杆，807、连接块，808、夹具齿轮，809、配合板，810、配合孔，811、定滑轮，812、连接板，813、连接杆，814、拉绳，815、滑移板，816、弹性带，817、固定绳，9、支撑框架，10、上层转动螺杆，11、下层转动螺杆，12、第二移动块，13、第三移动块，14、光圆孔，15、螺纹孔，16、辅助架力杆，17、led补光灯。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并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发明的限制。

如图1至13所示，本发明提供一种裂缝观测仪辅助装置，包括：立柱2，其为四根，所述立柱2上端部顺次通过多根架力杆固定连接、下端部通过支撑框架9固定连接形成方形结构；支撑杆体1，其竖直支撑于支撑框架9中心，且所述支撑杆体1长度可调；探头夹，其用于夹持裂缝观测仪探头；左右前后移动机构，其设置于四根立柱2上端部中间，所述探头夹固定于所述左右前后移动机构上并通过左右前后移动机构驱动实现左右和前后方向的移动；弹性支撑3，其设置四个且分别一一对应设置于四根立柱2的上端面。

在上述技术方案中，支撑杆体1为铝合金杆体，用于支撑立柱2形成的方形结构，立柱2之间还设置有固定探头夹的机构，此机构还可驱动位于探头夹内的裂缝观测仪探头实现左右和前后方向的水平面移动，再通过支撑杆体1长度可调实现裂缝观测仪探头竖直方向的调节，从而实现裂缝观测仪探头对准需要观测的裂缝。裂缝检测时，弹性支撑3可先初步体接触测试面，调整裂缝观测仪探头，当探头的调整合适位置时，再压缩弹性支撑3，使裂缝观测仪探头完全贴合被测试裂缝。

在另一种技术方案中，所述左右前后移动机构包括：第一移动块6，其具有光圆孔14并通过光圆孔14恰好穿设于连接立柱2的第一架力杆4上并可沿第一架力杆4移动；第三移动块13，其具有光圆孔14并通过光圆孔14恰好穿设于连接立柱2的第二架力杆5上并可沿第二架力杆5移动，所述第二架力杆5与第一架力杆4相对设置，所述第三移动块13还具有螺纹孔15；辅助架力杆16，其两端分别固定连接第一移动块6和第三移动块13；第二移动块12，其也具有光圆孔14并通过光圆孔14恰好穿设于辅助架力杆16上并可沿辅助架力杆16移动，所述第二移动块12也具有螺纹孔15，所述探头夹固定连接于第二移动块12上；上层转动螺杆10，其与辅助架力杆16平行设置，所述上层转动螺杆10两端分别与第一移动块6和第三移动块13轴承连接并通过电动马达驱动正反转，所述上层转动螺杆10还通过第二移动块12的螺纹孔15配合穿设于第二移动块12上；下层转动螺杆11，其与第二架力杆5平行设置，所述下层转动螺杆11两端分别与两侧的立柱2轴承连接并通过电动马达驱动正反转，所述下层转动螺杆11还通过第三移动块13的螺纹孔15配合穿设于第三移动块13上。

在上述技术方案中，相邻立柱2之间固定连接的架力杆均为一对，所有的架力杆均为光圆的铝合金杆，两端与立柱2固定连接。而第一架力杆4设置为一对，因此第一移动块6上相对具有两个并排设置的光圆孔14，第一架立杆穿过后，第一移动块6可实现在第一架力杆4上无障碍滑动。而第二架力杆5只设置一根，与此并排设置的为下层转动螺杆11，因此第三移动块13并排设置的为一个光圆孔14和一个螺纹孔15，恰好穿设配合第二架力杆5和下层转动螺杆11。在第一架力杆4和第二架力杆5之间的上方还设置有辅助架力杆16，其两端分别与第一移动块6和第三移动块13固定连接，当通过电动马达驱动下层转动螺杆11正反转时，第三移动块13可沿第二架力杆5左右移动，从而通过辅助架力杆16的辅助左右，实现第一移动块6和第三移动块13的同步移动，辅助架力杆16上还穿设有第二移动块12，第二移动块12上固定有裂缝观测仪探头夹持的探头夹，因此第一移动块6和第三移动块13的同步左右移动，带动第二移动块12上的探头夹左右移动。与辅助架力杆16左右并排设置的还有上层转动螺杆10，其通过第二移动块12上设置的螺纹孔15配合穿过且上层转动螺杆10两端分别轴承连接于第一移动块6和第三移动块13上，当通过电动马达驱动上层转动螺杆10正反转时，第二移动块12可实现前后移动，而第一移动块6和第三移动块13保持不动，从而实现第二移动块12上固定有裂缝观测仪探头夹持的探头夹前后移动。本发明的移动块也均为铝合金材质。

在另一种技术方案中，所述立柱2上表面向下凹陷形成凹槽201，所述弹性支撑3包括支撑芯体301和弹簧，所述弹簧竖直固定于凹槽201内，所述支撑芯体301下端连接弹簧。所述立柱2上端面在凹槽201口还设置有支撑盖帽202，其具有支撑芯体301恰好可自由穿过的通孔，所述支撑芯体301下端通过挡板302连接于弹簧上端，所述挡板302外边缘凸出于通孔的外边缘。

在上述技术方案中，立柱2上表面有凹槽201，方便放置弹性支撑3，支撑芯体301通过与其配合的通孔穿过后连接弹簧，可保证其上下运动时的稳定性，另外挡板302的设置可防止支撑芯体301下端将弹簧带出通孔外，从而影响弹性支撑3的性能。

在另一种技术方案中，如图9和图10所示，所述探头夹包括：夹具壳体801，其为u型且包括均为l型的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体的水平板向内凹陷形成槽孔802，第一壳体的水平板在槽孔802口的左右两侧上下均向外水平延伸形成有类u型的容纳腔803，其开口朝向槽孔802口且容纳腔803上下相对的内侧边较另一外侧边短，所述容纳腔803内均设置有水平的弹簧，弹簧的长度长于容纳腔803的长度，所述第二壳体的水平板向外水平延伸设置有t型调节板804，其恰好从上下容纳腔803之间穿过并使得调节板804相对的两侧位于槽孔802内且紧抵容纳腔803内的弹簧端部，所述夹具壳体801的一对竖直板内侧均设置有夹具防滑块805；夹具杆806，其上端竖直固定于夹具壳体801上；连接块807，其轴承连接套设于夹具杆806上，且所述连接块807固定于左右前后移动机构上；夹具齿轮808，其固定于夹具杆806的下端，所述夹具齿轮808连接电动马达并通过电动马达驱动夹具杆806正反转。

在上述技术方案中，夹具防滑块805与夹具壳体801固定连接，夹具防滑块805保证裂缝观测仪检测时稳定不滑动。夹具杆806与连接块807间采用轴承连接，连接块807固定于左右前后移动机构上，即固定于第二移动块12上，实现探头夹与第二移动块12的同步移动。探头夹与电动马达间通过夹具齿轮808连接，以实现探头夹的正反转，但又不与第二移动块12相干涉，独立转动，实现探头夹的进一步调整观测的位置。如图9和图10所示，向右拉动t型调节板804，从而将弹簧压缩，第一壳体和第二壳体竖直板之间的间距增大，可方便将裂缝观测仪放置其中，然后再松开第二壳体，在弹簧的反弹力作用下，t型调节板804会向左回移一定距离，从而使探头夹固定住裂缝观测仪探头。

在另一种技术方案中，如图11至13所示，所述探头夹包括：夹具壳体801，其为u型且包括均为l型的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体的水平板向内凹陷形成槽孔802，所述槽孔802内设置有与槽孔802口平面平行的配合板809，所述配合板809具有并排设置的多个孔洞，紧挨孔洞的同一侧还设置有多个配合孔810，所述配合孔810在配合板809的两侧固定连接有一对高弹的弹性带816，所述弹性带816之间连接有弹性复位机构，所述槽孔内还设置有多个定滑轮811，其依次设置于相邻的孔洞和配合孔810之间的平面内，所述第二壳体向外水平延伸有连接板812，其朝外的一侧间隔设置有多根连接杆813，多根连接杆813一一对应穿过多个孔洞并固定拉绳814的一端，拉绳814的另一端从对应的定滑轮811穿过后固定于与对应的孔洞相邻的弹性带816上，相对的另一弹性带816上固定另一拉绳814的一端，另一拉绳814的另一端固定于连接板812上从而形成环形线路；所述弹性复位机构包括多个l型的滑移板815，其依次叠合构成方形结构，相邻滑移板815之间的竖板通过高弹弹性带816连接，相邻滑移板815之间的横板滑动连接，最上方的横板外端与最下方的竖板外端分别通过固定绳817与配合孔810两侧的一对弹性带816固定连接；夹具杆806，其上端竖直固定于夹具壳体801上；连接块807，其轴承连接套设于夹具杆806上，且所述连接块807固定于左右前后移动机构上；夹具齿轮808，其固定于夹具杆806的下端，所述夹具齿轮808连接电动马达并通过电动马达驱动夹具杆806正反转。

在上述技术方案中，探头夹的夹具壳体801结构也可以是此种实施方式，如图11和图12所示，向右拉动第二壳体时，连接板812带动连接杆813向右运动，连接杆813端部连接的拉绳814也向右运动，从而通过定滑轮811的绕设再拉动其连接的左侧弹性带816向左侧远离配合孔810运动，而连接板812连接的拉绳814会带动右侧的弹性带816向右侧远离配合孔810运动，由于配合孔810处的左侧和右侧的一对弹性带816之间还连接有弹性复位机构，如图13所示，当一对弹性带816均向外侧远离配合孔810运动时，弹性带816连接的固定绳817会带动上下的两个滑移板815向两侧跟随弹性带816一起运动，相邻滑移板815之间的竖板连接的弹性带816在初始状态时为自由状态，此时滑移板815的运动会带动弹性带816处于拉伸的状态；当放置好裂缝观测仪后，第二壳体会向左运动，实现与上述相反的过程，而相邻滑移板815之间的竖板连接的弹性带816有回弹力作用、配合孔810两侧的弹性带816也具有回弹力作用，在弹性带816的回弹力作用下，第二壳体会自动有向左运动的趋势，从而将裂缝观测仪夹持的更紧固。相邻滑移板815横板之间的滑动连接设置为只能发生如图13所示的左右方向的自动滑动。

在另一种技术方案中，所述支撑杆体1包括多节长度不一的标准杆体，所述标准杆体一端连接杆体螺栓、另一端连接杆体螺母，多节标准杆体通过杆体螺栓与杆体螺母的配合连接为一体式的支撑杆体1。还包括多个led补光灯17，其均匀设置于支撑框架9上。

在上述技术方案中，支撑杆体1通过不同长度的标准杆体组装实现支撑杆体1长度的调节，螺栓和螺帽的配合，组装方便。在支撑杆体1的下端还设置有控制器控制手柄7、顶端连接控制器模块，控制器控制节上具有下层螺杆正转按钮，下层螺杆反转按钮，上层螺杆正转按钮，上层螺杆反转按钮，探头夹正转按钮，探头夹反转按钮，led补光灯开关，控制器电池盒。下层螺杆正转按钮和下层螺杆反转按钮控制下层螺杆驱动的电动马达，实现下层螺杆正反转；上层螺杆正转按钮和上层螺杆反转按钮控制上层螺杆驱动的电动马达，实现上层螺杆正反转；探头夹正转按钮和探头夹反转按钮控制探头夹上夹具齿轮808驱动的电动马达，实现探头夹正反转；led补灯开关控制led补光灯17的亮熄；控制器电池盒用来储存干电池，干电池用来给无线遥控开关提供电源。三电动马达均与四路无线开关连接，实现电动马达控制。支撑框架9采用铝合金材质，与立柱2和控制器模块间固定连接。led补光灯17均匀布置在支撑框架9上，打开led补光灯17，方便本装置确定合适的裂缝观测位置。控制器模块包括四路无线开关模块和电池组，四线无线开关控制电动马达运转，电池组给电动马达及led补光灯17提供电源。

本发明还提供一种裂缝观测仪辅助装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：使用前的准备，根据测试高度，选择合理标准杆体根数进行组装形成支撑杆体1，其上端固定于支撑框架9中心；将裂缝观测仪探头置于探头夹内；将加长数据线两端分别与裂缝观测仪探头和主机相连；

步骤二：置起本装置，打开led补光灯17，先粗略找到要测试裂缝，弹性支撑芯体301先初步接触测试面，控制电动马达，转动上层转动螺杆10和下层转动螺杆11，移动探头夹，使裂缝观测仪探头位置对准被测试裂缝，再通过电动马达控制探头夹正反转，使裂缝观测仪探头测试走向与裂缝走向一致，顶推支撑杆体1，压缩弹性支撑弹簧，使裂缝观测仪探头完全贴合被测试裂缝，关闭led补光灯17，完成装置定位工作，测试前的准备工作就绪。

在上述技术方案中，本裂缝观测仪辅助装置在检测具体实施前，需要配备一根加长数据线，一端与裂缝观测仪探头相连，一端与主机相连。

辅助装置的组装：将控制手柄和控制器模块均装上干电池；根据测试高度，选择合理控制器标准节根数，连接控制器标准节，拧上控制器控制手柄7，控制器标准节另一端与控制器模块连接；将裂缝观测仪探头置于本装置探头夹内，将加长数据线两端分别与裂缝观测仪探头和主机相连。

裂缝观测仪装置定位：置起本装置，打开led补光灯17，先粗略找到要测试裂缝，弹性支撑芯体301先初步体接触测试面，控制电动马达，转动上层转动螺杆10和下层转动螺杆11，移动探头夹，使裂缝观测仪探头位置对准被测试裂缝，控制探头夹正反转马达，使用裂缝观测仪探头测试走向与裂缝走向一致，顶推控制手柄，压缩弹性支撑弹簧，使裂缝观测仪探头完全贴合被测试裂缝，关闭led补光灯17，完成装置定位工作，测试前的准备工作就绪。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。