[發明專利]基于激光和拉線位移的構件彎曲測量裝置及使用方法

在審

• 申請號: 201710093307.4
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106908006A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 張辰嘯;聶桂波;戴君武
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01B11/26
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙)34120
• 代理人: 周發軍

技術領域

本發明涉及構件的變形測量技術領域，具體涉及一種基于激光和拉線位移的構件彎曲測量裝置及使用方法。

背景技術

結構或構件在不同荷載作用下會發生不同程度的變形，這種變形反應了結構或構件的受力狀態和安全程度。當變形在彈性范圍內且不超出規范給定的限值時，結構或構件是安全的；當結構或構件發生塑性變形或者是變形超出了規范的限值，那么結構或構件就處于一種不安全的狀態。特別是當結構經受臺風、地震和爆炸沖擊等偶然荷載作用時，結構往往會發生破壞，這時就需要對結構或構件的變形進行測量，從而考察結構的受力情況，評估結構的安全性。但是當結構正常投入使用后處于一種空間的受力狀態，結構也保持了一種空間的位形，因此變形特別是撓度是很難測量的。隨著經濟的發展和我國國力的提升，結構向著更高、更長和更復雜的方向發展，這使得其變形更加難以測量。組成結構的構件的彎曲程度是衡量結構受力和破壞狀態的另一個重要指標，這一指標的準確性對于精確評估結構在荷載作用下的安全性具有重要意義。

傳統測量距離的設備通常是各種類型的百分表、千分表、撓度計、激光位移計、全站儀和水準儀，這些儀器的通用特點都是僅可以測量結構某一點到參考點的距離，并且這些設備都僅能測量單一方向的距離，不能夠同時水平和豎向距離，也就是不能夠測量結構變形產生的撓度和彎曲的情況。3D掃描儀在理論上可以測量上述物理量，但在實際操作過程中，3D掃描儀的成本過高，數據處理過于復雜，適用環境過于苛刻，鮮見應用。上述設備的局限性使得結構變形和彎曲測量領域尚處于空白階段，這給結構在不同荷載作用下的安全性帶來了極大隱患，極大的威脅了人民生命和財產的安全。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述問題，提供一種基于激光和拉線位移的構件彎曲測量裝置及使用方法，能夠實現構件的彎曲變形和轉角快速測量。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明是通過以下技術方案實現：

一種基于激光和拉線位移的構件彎曲測量裝置，包括裝置本體、軸線激光測距儀、數據存儲設備、控制面板、動態采集儀接口、標準長度參考點、端部拉線位移計孔、中心拉線位移計孔、端部橫向激光測距儀、中心橫向激光測距儀、底板、端部拉線式位移計和中心豎向拉線位移計，所述裝置本體的左右側板上設有軸線激光測距儀，前后側板上設有控制面板、數據存儲設備及動態采集儀接口，頂板連接有橫向激光測距儀和中心橫向激光測距儀，底板連接有端部拉線式位移計和中心豎向拉線位移計，所述裝置本體的頂板上設有標準長度參考點、端部拉線位移計孔和中心拉線位移計孔。

進一步地，所述控制面板能夠獲取測量數據并顯示測量狀態，內部裝設有控制芯片及供電組件。

進一步地，所述數據存儲設備能夠將激光測距儀和拉線式位移計的數據存儲和更新。

進一步地，所述動態采集儀接口能夠連接動態采集設備，從而實時采集動態信號并通過數據存儲設備存儲。

進一步地，所述裝置本體的頂板通過端部拉線位移計孔、中心拉線位移計孔將拉線式位移計的拉線從孔中穿過。

上述構件彎曲測量裝置的第一種使用方法，包括如下步驟：

1)撓度值測量：當構件在不同荷載作用下產生變形時，通過兩個軸線激光測距儀測量構件兩端的水平位移，通過端部橫向激光測距儀和中心橫向激光測距儀測量構件到兩個水平激光束構成的一條水平直線的距離，這三個距離就可以測定構件多個部位的撓度值；

2)轉角數值測量：根據軸線激光測距儀獲得的水平距離和橫向激光測距儀獲得的多個豎向距離計算出構件不同部位的轉角，給出這些部位的轉角數值。

上述構件彎曲測量裝置的第二種使用方法，包括如下步驟：

1)撓度值測量：當構件在不同荷載作用下產生變形時，通過兩個軸線激光測距儀測量構件兩端的水平位移，通過端部拉線式位移計和中心拉線式位移計測量構件到兩個水平激光束構成的一條水平直線的距離，這三個距離就可以測定構件多個部位的撓度值；

2)轉角數值測量：根據軸線激光測距儀獲得的水平距離和橫向激光測距儀獲得的多個豎向距離計算出構件不同部位的轉角，給出這些部位的轉角數值。

本發明的有益效果是：

本發明解決了構件的彎曲變形和轉角快速測量問題，能夠最大程度的實現結構受力狀態的監測和評估，為結構的安全評估和加固處理提供最重要的基礎信息。

當然，實施本發明的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。

附圖說明