專利名稱：一種大型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)平臺基礎(chǔ)形變監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種形變監(jiān)測系統(tǒng)，尤其是一種大型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)平臺基礎(chǔ)形變監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
大型結(jié)構(gòu)件在高樓大廈，橋梁，機(jī)場，鐵路，港口，大型船舶等領(lǐng)域有著廣泛的使用，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到建筑、產(chǎn)品的整體質(zhì)量，以往發(fā)生的房屋、商場及橋梁倒塌、鋼纜斷裂、汽車車軸斷裂、輪船船體折斷等等的事故，都與大型結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量有關(guān)。大型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)平臺能對各種大型結(jié)構(gòu)件進(jìn)行性能的試驗(yàn)，如拉斷試驗(yàn)，壓縮試驗(yàn)，扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)等等。大型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)平臺的各種試驗(yàn)裝置和工裝均安裝在平臺基礎(chǔ)上，假如在試驗(yàn)的過程中，平臺基礎(chǔ)發(fā)生較大的變形，輕則對檢測的結(jié)果造成壞的影響，重則整個(gè)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)平臺將會(huì)有毀滅的危險(xiǎn)，對人員生命安全與國家財(cái)產(chǎn)造成極大地威脅，因此要求平臺基礎(chǔ)在試驗(yàn)的過程中其形變量控制在允許的范圍里面。目前在用的幾乎全部結(jié)構(gòu)測試平臺，都沒有設(shè)計(jì)對平臺基礎(chǔ)自身變形進(jìn)行安全監(jiān)測的系統(tǒng)，由于平臺結(jié)構(gòu)中直接受力的部件在使用過程中會(huì)產(chǎn)生變形，在長時(shí)間使用后，平臺也會(huì)產(chǎn)生疲勞損傷。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種大型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)平臺基礎(chǔ)形變監(jiān)測系統(tǒng)，采用變形轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，把平臺基礎(chǔ)的形變通過框架傳遞給傳動(dòng)軸，造成上齒輪和下齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，將平臺基礎(chǔ)的線性形變轉(zhuǎn)換成圍繞傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)形變，工作可靠。同時(shí)在基礎(chǔ)平臺上下對應(yīng)部位設(shè)置有對稱機(jī)構(gòu)，下齒輪、圓光柵盤與傳動(dòng)軸固定安裝并一起轉(zhuǎn)動(dòng)，上齒輪通過齒輪軸承隔離傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得上齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)與傳動(dòng)軸反向，從而造成上齒輪和下齒輪在反映平臺基礎(chǔ)變形時(shí)反轉(zhuǎn)，分別收集平臺基礎(chǔ)相向變形而造成的上、下齒輪的反向旋轉(zhuǎn)變形得到放大的變形量，累積平臺基礎(chǔ)的上、下形變，增大監(jiān)測的靈敏度。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是大型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)平臺基礎(chǔ)形變監(jiān)測系統(tǒng)包括框架、上軸承座、上軸承、上鋼管、上鋼棒、上齒條、上板簧、上齒輪、齒輪軸承、傳動(dòng)軸、下齒輪、下鋼棒、下鋼管、下齒條、下板簧、下軸承座、下軸承、圓光柵盤以及光柵讀頭。所述的上鋼管和下鋼管與平臺基礎(chǔ)長度相當(dāng)，并通過焊接和混凝土與平臺基礎(chǔ)固定成一體，框架與平臺基礎(chǔ)的鋼結(jié)構(gòu)焊接固定在一起，框架的上內(nèi)壁面設(shè)有上軸承座，下內(nèi)壁面設(shè)有下軸承座，上軸承座和下軸承座內(nèi)分別安裝有上軸承和下軸承，上軸承和下軸承安裝在傳動(dòng)軸的兩端，下齒輪安裝在傳動(dòng)軸的下端，下鋼棒置于下鋼管內(nèi)，下鋼棒的右端與平臺基礎(chǔ)右端的鋼結(jié)構(gòu)焊接，下鋼棒的左端焊接有下齒條，下齒條與下齒輪相嚙合，并通過安裝在框架下端的下板簧壓緊，確保下齒條與下齒輪在工作中始終嚙合；齒輪軸承安裝在傳動(dòng)軸的上端，齒輪軸承外裝有上齒輪，上鋼棒置于上鋼管內(nèi)，上鋼棒的右端與平臺基礎(chǔ)右端的鋼結(jié)構(gòu)焊接，上鋼棒的左端焊接有上齒條，上齒條與上齒輪相嚙合，并通過安裝在框架上端的上板簧壓緊，確保上齒條與上齒輪在工作中始終嚙合，光柵讀頭安裝在上齒輪的下端面，圓光柵盤安裝在傳動(dòng)軸上，并緊貼在上齒輪的下端，與光柵讀頭配合使用。本實(shí)用新型具有以下有益效果本實(shí)用新型的上鋼管和下鋼管與平臺基礎(chǔ)長度相當(dāng)，并通過焊接和混凝土與平臺基礎(chǔ)固定成一體，框架與平臺基礎(chǔ)的鋼結(jié)構(gòu)焊接固定在一起，上鋼棒和下鋼棒的左端分別焊接有上齒條與下齒條，上鋼管和下鋼管的內(nèi)徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上鋼棒和下鋼棒的直徑，使得上鋼棒和下鋼棒能在上鋼管和下鋼管內(nèi)自由移動(dòng)。傳動(dòng)軸通過上軸承和下軸承安裝在框架上軸承座和下軸承座內(nèi)，傳動(dòng)軸與框架連為一體并產(chǎn)生同步的軸向的線性變形。下齒輪、圓光柵盤固定安裝在傳動(dòng)軸上，上齒輪通過齒輪軸承安裝在傳動(dòng)軸上，隔離了傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得上齒輪能獨(dú)立自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。上、下齒輪齒條的組合使得平臺基礎(chǔ)的水平形變能轉(zhuǎn)化成上齒輪和下齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，分別收集平臺基礎(chǔ)相向變形而造成的上、下齒輪的反向旋轉(zhuǎn)變形得到放大的變形量，使得平臺基礎(chǔ)的上、下形變能累積在一起，增大了監(jiān)測的靈敏度。

圖1是本實(shí)用新型的等軸測視圖；圖2是本實(shí)用新型的前視圖；圖3是本實(shí)用新型在做拉伸試驗(yàn)時(shí)的示意圖；圖4是本實(shí)用新型在做壓縮試驗(yàn)時(shí)的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括平臺基礎(chǔ)1、框架4、上軸承座16、上軸承17、上鋼管2、上鋼棒3、上齒條5、上板簧6、上齒輪7、齒輪軸承8、傳動(dòng)軸10、下齒輪13、下鋼棒14、下鋼管15、下齒條12、下板簧11、下軸承座20、下軸承19、圓光柵盤9以及光柵讀頭18，所述的上鋼管2和下鋼管15與平臺基礎(chǔ)I長度相當(dāng)，并通過焊接和混凝土與平臺基礎(chǔ)I固定成一體，框架4與平臺基礎(chǔ)I的鋼結(jié)構(gòu)焊接固定在一起，框架4的上、下兩個(gè)內(nèi)壁面均有上軸承座16和下軸承座20，上軸承座16和下軸承座20內(nèi)安裝有上軸承17和下軸承19，上軸承17和下軸承19安裝在傳動(dòng)軸10的兩端，下齒輪13安裝在傳動(dòng)軸10的下端，下鋼棒14置于下鋼管15內(nèi)，下鋼棒14的右端與平臺基礎(chǔ)I右端的鋼結(jié)構(gòu)焊接，下鋼棒14的左端焊接有下齒條12，下齒條12與下齒輪13相嚙合，并通過安裝在框架4下端的下板簧11壓緊，確保下齒條12與下齒輪13在工作中始終嚙合，齒輪軸承8安裝在傳動(dòng)軸10的上端，齒輪軸承8外裝有上齒輪7，上鋼棒3置于上鋼管2內(nèi)，上鋼棒3的右端與平臺基礎(chǔ)I右端的鋼結(jié)構(gòu)焊接，上鋼棒3的左端焊接有上齒條5，上齒條5與上齒輪7相嚙合，并通過安裝在框架上端的上板簧6壓緊，確保上齒條5與上齒輪7在工作中始終嚙合，光柵讀頭18安裝在上齒輪7的下端面，圓光柵盤9安裝在傳動(dòng)軸10上，緊貼在上齒輪7的下端，與光柵讀頭18配合使用。如圖3所示，當(dāng)大型機(jī)構(gòu)試驗(yàn)平臺在做拉伸試驗(yàn)的時(shí)候，平臺基礎(chǔ)I在試驗(yàn)過程中自身因受載而產(chǎn)生彎曲變形過程中彎曲梁的下端會(huì)產(chǎn)生伸長形變，上端會(huì)產(chǎn)生縮短形變。由于上鋼棒3和下鋼棒14的右端與平臺基礎(chǔ)I的右端鋼結(jié)構(gòu)焊接，左端分別焊接有上齒條5與下齒條12，上鋼管2和下鋼管15的內(nèi)徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上鋼棒3和下鋼棒14的直徑，使得上鋼棒3和下鋼棒14能在上鋼管2和下鋼管15內(nèi)自由移動(dòng)，故上齒條5隨著上鋼棒3往左運(yùn)動(dòng)，下齒條12隨著下鋼棒14往右運(yùn)動(dòng)。下齒輪13隨著平臺基礎(chǔ)I往左邊運(yùn)動(dòng)，下齒條12與下齒輪13相嚙合，使得下齒輪13順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，圓光柵盤9也隨下齒輪13同步順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。上齒輪7隨著平臺基礎(chǔ)I往右運(yùn)動(dòng)，由于齒輪軸承8的存在，使得上齒輪7能隔離傳動(dòng)軸10的轉(zhuǎn)動(dòng)，上齒條5與上齒輪7相嚙合，使得上齒輪7逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。由于光柵讀頭18安裝在上齒輪7的下端，與順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的圓光柵盤配合使用，分別收集平臺基礎(chǔ)相向變形而造成的上、下齒輪的反向旋轉(zhuǎn)變形得到放大的變形量，從而使得平臺基礎(chǔ)I的上形變與下形變得以累積起來。如圖4所示，當(dāng)大型機(jī)構(gòu)試驗(yàn)平臺在做壓縮試驗(yàn)的時(shí)候，平臺基礎(chǔ)I在試驗(yàn)過程中自身因受載而產(chǎn)生彎曲變形過程中彎曲梁的上端會(huì)產(chǎn)生伸長形變，下端會(huì)產(chǎn)生縮短形變。由于上鋼棒3和下鋼棒14的右端與平臺基礎(chǔ)I的右端鋼結(jié)構(gòu)焊接，左端焊接有上齒條5與下齒條12，上鋼管2和下鋼管15的內(nèi)徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上鋼棒3和下鋼棒14的直徑，使得上鋼棒3和下鋼棒14能在上鋼管2和下鋼管15內(nèi)自由移動(dòng)，故上齒條5隨著上鋼棒3往右運(yùn)動(dòng)，下齒條12隨著下鋼棒14往左運(yùn)動(dòng)。下齒輪13隨著平臺基礎(chǔ)I往右邊運(yùn)動(dòng)，下齒條12與下齒輪13相嚙合，使得下齒輪13逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，圓光柵盤9也隨下齒輪13同步逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。上齒輪7隨著平臺基礎(chǔ)I往左運(yùn)動(dòng)，由于齒輪軸承8的存在，使得上齒輪7能隔離傳動(dòng)軸10的轉(zhuǎn)動(dòng)，上齒條5與上齒輪7相嚙合，使得上齒輪7順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。由于光柵讀頭18安裝在上齒輪7的下端，與逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的圓光柵盤配合使用，分別收集平臺基礎(chǔ)相向變形而造成的上、下齒輪的反向旋轉(zhuǎn)變形得到放大的變形量，從而使得平臺基礎(chǔ)I的上形變與下形變得以累積起來。本實(shí)用新型應(yīng)用具體個(gè)例對本實(shí)用新型的使用原理和實(shí)施方案進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的工作原理及其核心思想，凡是根據(jù)本實(shí)用新型的核心思想，在具體實(shí)施方式
和適用范圍內(nèi)有變化之處的相同或相近技術(shù)方案均在其保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種大型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)平臺基礎(chǔ)形變監(jiān)測系統(tǒng)，包括框架(4)、上軸承座(16)、上軸承(17)、上鋼管(2)、上鋼棒(3)、上齒條(5)、上板簧(6)、上齒輪(7)、齒輪軸承(8)、傳動(dòng)軸(10)、下齒輪(13)、下鋼棒(14)、下鋼管(15)、下齒條(12)、下板簧(11)、下軸承座(20)、下軸承(19)、圓光柵盤(9)以及光柵讀頭(18)，其特征在于所述的上鋼管(2)和下鋼管(15)與平臺基礎(chǔ)(I)長度相當(dāng)，并通過焊接和混凝土與平臺基礎(chǔ)⑴固定成一體，框架⑷與平臺基礎(chǔ)(I)的鋼結(jié)構(gòu)焊接固定在一起，框架(4)的上內(nèi)壁面設(shè)有上軸承座(16)，下內(nèi)壁面設(shè)有下軸承座(20)，上軸承座(16)和下軸承座(20)內(nèi)分別安裝有上軸承(17)和下軸承(19)，上軸承(17)和下軸承(19)安裝在傳動(dòng)軸(10)的兩端，下齒輪(13)安裝在傳動(dòng)軸(10)的下端，下鋼棒(14)置于下鋼管(15)內(nèi)，下鋼棒(14)的右端與平臺基礎(chǔ)(I)右端的鋼結(jié)構(gòu)焊接，下鋼棒(14)的左端焊接有下齒條(12)，下齒條(12)與下齒輪(13)相嚙合，并通過安裝在框架(4)下端的下板簧(11)壓緊，確保下齒條(12)與下齒輪(13)在工作中始終嚙合；齒輪軸承(8)安裝在傳動(dòng)軸(10)的上端，齒輪軸承(8)外裝有上齒輪(7)，上鋼棒(3)置于上鋼管(2)內(nèi)，上鋼棒(3)的右端與平臺基礎(chǔ)(I)右端的鋼結(jié)構(gòu)焊接，上鋼棒(3)的左端焊接有上齒條(5)，上齒條(5)與上齒輪(7)相嚙合，并通過安裝在框架上端的上板簧(6)壓緊，確保上齒條(5)與上齒輪(7)在工作中始終嚙合，光柵讀頭(18)安裝在上齒輪(7)的下端面，圓光柵盤(9)安裝在傳動(dòng)軸(10)上，并緊貼在上齒輪(7)的下端，與光柵讀頭(18)配合使用。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種大型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)平臺基礎(chǔ)形變監(jiān)測系統(tǒng)。本實(shí)用新型的上鋼管和下鋼管與平臺基礎(chǔ)長度相當(dāng)并固定成一體，框架與平臺基礎(chǔ)固定在一起，框架的上下內(nèi)壁面設(shè)有軸承座，軸承座內(nèi)安裝有軸承，軸承之間安裝有傳動(dòng)軸，下齒輪安裝在傳動(dòng)軸的下端，下鋼棒置于下鋼管內(nèi)，下鋼棒的右端與平臺基礎(chǔ)右端的鋼結(jié)構(gòu)焊接，下鋼棒的左端焊接有下齒條，下齒條與下齒輪相嚙合，由下板簧壓緊；齒輪軸承安裝在傳動(dòng)軸的上端，齒輪軸承外裝有上齒輪，上鋼棒的安裝方式同下鋼棒，圓光柵盤安裝在傳動(dòng)軸上，與光柵讀頭配合使用。本實(shí)用新型將平臺基礎(chǔ)的線性形變轉(zhuǎn)換成圍繞傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)形變且能累積平臺基礎(chǔ)的上、下形變，增大監(jiān)測的靈敏度。
文檔編號G01B11/16GK202836521SQ20122049665
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者冷建興, 劉源, 葉延英, 周波, 袁卓立, 黃豪彩 申請人:浙江大學(xué)