CN201237506Y - 桥梁结构影响线荷载位置信息采集装置 - Google Patents

Abstract

桥梁结构影响线荷载位置信息采集装置涉及测试技术。其转子(1)下端面有强力磁铁A(6)、上端面等角度间隔粘贴有铁磁性薄片(4)、中心凸起的轴颈(8)与定子(2)的安装孔有轴承(3)，定子一边装有传感器(5)和无线信号采集发射盒(18)、另一边装有延长杆(7)，无线信号采集发射盒(18)的5芯航空插头(24)通过电缆(17)接通传感器(5)SMA插头(23)通过输出线接通天线(19)。具有结构简单，成本低，可靠性好，自动化程度高，无需为确定荷载(车辆)加载位置而沿桥面丈量、标记，只需要划一条起始线即可。

Description

桥梁结构影响线荷载位置信息采集装置

技术领域

本实用新型涉及测试技术领域，具体涉及一种用于桥梁结构影响线测试中荷载位置信息的采集装置。

背景技术

影响线描述的是单位集中荷载在不同位置(x)作用时对结构中某固定处某量(Z)的影响。影响线是研究移动荷载的基本工具，只要知道单位移动荷载作用下的影响线，根据叠加原理，即可解决各种荷载作用下的内力计算问题和最不利荷载位置的确定问题。结构某固定处某量Z，可以是结构内力、应力(应变)、剪力、支座反力、位移(挠度)、弯矩等，因而有内力影响线、应力(应变)影响线、剪力影响线、支座反力影响线、位移(挠度)影响线、弯矩影响线等等。当荷载沿桥梁结构(桥面)移动时，表示桥梁结构某量Z变化规律的曲线，称之为Z的影响线。Z是荷载位置x的函数：Z＝f(x)。影响线在理论计算及桥梁设计中具有重要意义，实际桥梁结构的影响线测试是对桥梁设计、施工的实验检验，反过来对理论计算修正具有指导意义。

目前影响线的测试方法是：用皮尺在桥面上丈量等份刻度，做上标记，让移动荷载(车辆)依次停在各个刻度标记的位置，由仪器依次测读控制截面结构某量Z(应变、挠度等)。目前影响线测试方法的缺点是：为找到准确的加载位置，车辆需前进倒退数次，工作效率低；根据测读的结构某量Z的多个数值，人工绘制结构某量Z的影响线，处理效率低。

发明内容

本实用新型的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种桥梁结构影响线测试的荷载位置信息采集装置，该装置结构简单，成本低，可靠性好，自动化程度高，无需沿桥面丈量、标记，只需划一条起始线即可，荷载位置信息可通过采集装置得到。

本实用新型的目的所采用的技术方案：包括有转子、定子、轴承、铁磁性薄片、传感器、强力磁铁A、延长杆、固定杆、无线信号采集发射盒组成，其螺钉A穿过转子的孔与转子下端面的强力磁铁A孔内螺纹啮合，转子上端面等角度间隔粘贴有铁磁性薄片、中心凸起的轴颈与轴承内套过盈配合，轴承外套与定子的安装孔过盈配合，呈长方形的定子一边传感器安装孔内螺纹与传感器外螺纹啮合、另一边延长杆安装孔内螺纹与延长杆外螺纹啮合，螺钉B穿过定子的信号采集盒安装孔与无线信号采集发射盒安装孔内螺纹啮合，延长杆上端放入固定杆一端开槽口内，固定销穿过延长杆上端孔和固定杆一端的孔，无线信号采集发射盒的5芯航空插头接通电缆一端，电缆另一端接通传感器，带有磁铁的天线传输线接通无线信号采集发射盒的SMA插头。

本实用新型，以转子圆心为角的顶点，将圆周角N等份，转子上端面等角度间隔分布有N个等长度和等宽度的铁磁性薄片，每个铁磁性薄片沿分度盘径向布置，呈扇形展开。

本实用新型，传感器敏感端面正对转子上铁磁性薄片的中央位置。

本实用新型工作原理：转子是用有机玻璃(非铁磁性)制成的圆盘，以转子圆心为角的顶点，将圆周角N等份(N≥1)，转子正面等角度间隔分布有N个等长度和等宽度的铁磁性薄片，每个铁磁性薄片沿分度盘径向布置，呈扇形展开。转子中心有轴颈，与轴承内套紧配合连接。转子反面装有强力磁铁，强力磁铁A可将转子稳固地吸附在加载车辆的后轮轮轴上。

定子系由有机玻璃制成的长方形板，中心位置有圆孔，两侧有一个传感器安装孔和一个延长杆安装孔。定子中心位置的圆孔与轴承外套紧配合连接，转子和定子之间可作相对转动。延长杆垂直安装在定子上，固定杆一端与延长杆连接，另一端经强力磁铁与车厢(或挡泥板)相连，保证定子不发生转动。传感器安装在定子的传感器安装孔上，敏感端面正对转子上铁磁性薄片的中央位置，传感器敏感端面与铁磁性薄片的距离在传感器的敏感范围之内。

传感器对铁磁性薄片敏感，对非铁磁性的有机玻璃不敏感，车辆移动时，车后轮轮轴带动转子作相同角速度的转动，引起传感器输出有电平高低交替变化的脉冲串，通过对脉冲个数计数，可以换算出车辆所处的位置。车后轮每转动一周，传感器输出N个脉冲信号。设车辆后轮胎的半径为R，则每个脉冲代表车辆行进的位移值为：

2π*R/N

因轮胎受压后变形，实际测量后轮轮轴中心到地面的距离代替上式中的R，可减小车辆行进位移测试误差。上式还反映了车辆行进位移的测试分辨率，N值越大，分辨率越高。传感器检测到的每一个位置信息可通过无线的方式发送到数据采集***，由软件计算得出荷载的位置。

本实用新型有如下有益效果：①不用沿桥面划刻度、做标记，只需划一条起始标记线；②不用为准确的加载位置而来回调整车位；③加载车辆从起始位置沿桥面以直线行驶到结束位置，车辆位置数据可由软件计算直接得出；④对车辆行驶速度无特殊要求，满足桥梁结构静态测试要求即可，且跟车辆行进速度均匀与否无关；⑤精度高，起始位置误差小于2π*R/N。

四、附图说明

下面结合附图进一步说明本实用新型。

图1是本实用新型实施例剖视结构示意图；

图2是本实用新型使用安装结构示意图。

图中：1-转子 2-定子 3-轴承 4-铁磁性薄片 5-传感器 6-强力磁铁A 7-延长杆 8-轴颈 9-安装孔 10-传感器安装孔 11-延长杆安装孔12-车轮轴 13-固定杆 14-强力磁铁B 15-车厢 16-挡泥板 17-电缆18-无线信号采集发射盒 19-无线 20-磁铁 21-固定杆安装孔 22-信号采集盒安装孔 23-SMA插头 24-5芯航空插头 25-螺钉A 26-螺钉B 27-固定销

五、具体实施方式

下面参照附图说明本实用新型的实施方案。

如图1、图2所示，本实用新型梁结构影响线荷载位置采集装置包括有转子1、定子2、轴承3、铁磁性薄片4、传感器5、强力磁铁A6、延长杆7组成，转子1和定子2通过轴承3连接，转子1上有均匀间隔分布的铁磁性薄片4，对铁磁性薄片4敏感的传感器5安装在定子2上。

转子1是用有机玻璃(非铁磁性)制成的圆盘，以转子1圆心为角的顶点，将圆周角N等份(N≥1)，转子1正面等角度间隔分布有N个等长度和等宽度的铁磁性薄片4，每个铁磁性薄片4沿圆盘径向布置，呈扇形展开。转子1中心有轴颈8，与轴承3内套紧配合连接。铁磁性薄片4用胶水粘贴在转子1上。转子1反面用螺钉A25安装强力磁铁A6。

定子2系由有机玻璃制成的长方形板，中心位置有与轴承3外套紧配合连接的安装孔9，两侧有一个传感器安装孔10和一个延长杆安装孔11，转子1和定子2之间可作相对转动。延长杆7通过螺纹配合垂直安装在定子2的延长杆安装孔11上，传感器5通过螺纹配合安装在定子2的传感器安装孔10上，敏感端面正对转子1上铁磁性薄片4的中央位置，传感器5敏感端面与铁磁性薄片的距离在传感器的敏感范围之内。固定销27穿过固定杆13的固定杆安装孔21后，将固定杆13与延长杆7连接在一起，使固定杆13和延长杆7可以围绕固定销C27相互转动。螺钉B26穿过定子2的信号采集盒安装孔22后与无线信号采集发射盒18的螺纹配合，使无线信号采集发射盒18安装在定子2上。

通过转子1反面的强力磁铁A6稳固地吸附在加载车辆的后轮轴12上，固定杆13一端与延长杆7连接，另一端经强力磁铁B14与车厢15或挡泥板16相连，保证定子2不发生转动。传感器5通过一条电缆17连接至无线信号采集发射盒18的5芯航空插头24上，该电缆17有传感器5的电源线和信号输出线，天线19通过天线座上的磁铁20吸附在车厢15上，天线19通过SMA插头23连接至无线信号采集发射盒18上。

Claims (3)

1、一种桥梁结构影响线荷载位置信息采集装置，包括有转子(1)、定子(2)、轴承(3)、铁磁性薄片(4)、传感器(5)、强力磁铁A(6)、延长杆(7)、固定杆(13)、无线信号采集发射盒(18)组成，其特征是螺钉A(25)穿过转子(1)的孔与转子(1)下端面的强力磁铁A(6)孔内螺纹啮合，转子(1)上端面等角度间隔粘贴有铁磁性薄片(4)、中心凸起的轴颈(8)与轴承(3)内套过盈配合，轴承(3)外套与定子(2)的安装孔(9)过盈配合，呈长方形的定子(2)一边传感器安装孔(10)内螺纹与传感器(5)外螺纹啮合、另一边延长杆安装孔(11)内螺纹与延长杆(7)外螺纹啮合，螺钉B(26)穿过定子(2)的信号采集盒安装孔(22)与无线信号采集发射盒(18)安装孔内螺纹啮合，延长杆(7)上端放入固定杆(13)一端开槽口内，固定销(27)穿过延长杆(7)上端孔和固定杆(13)一端的孔，无线信号采集发射盒(18)的5芯航空插头(24)接通电缆(17)一端，电缆(17)另一端接通传感器(5)，带有磁铁(20)的天线(19)传输线接通无线信号采集发射盒(18)的SMA插头(23)。

2、根据权利要求1所述的一种桥梁结构影响线荷载位置信息采集装置，其特征是以转子(1)圆心为角的顶点，将圆周角N等份，转子(1)上端面等角度间隔分布有N个等长度和等宽度的铁磁性薄片(4)，每个铁磁性薄片(4)沿分度盘径向布置，呈扇形展开。

3、根据权利要求1所述的一种桥梁结构影响线荷载位置信息采集装置，其特征是传感器(5)敏感端面正对转子(2)上铁磁性薄片(4)的中央位置。

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