[發明專利]一種基于磁懸浮技術的橋梁動撓度測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 202010564403.4
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111692984A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 韓軼;周正華;章逸;劉旭進
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王美章

1.一種基于磁懸浮技術的橋梁動撓度測量裝置，其特征在于，包括：

一導向桿，所述導向桿豎直固定于一機箱盒內；所述機箱盒固定在待測點處；

一水平設置的永磁鐵，所述永磁鐵套設在所述導向桿上；所述永磁鐵遠離所述光柵尺尺身的一側設置一配重；所述配重和所述光柵尺讀數頭配合以保持所述永磁鐵水平設置；

一敞開式光柵尺；所述敞開式光柵尺包括光柵尺尺身和光柵尺讀數頭；所述光柵尺讀數頭豎直固定在所述永磁鐵靠近所述光柵尺尺身的一側；所述光柵尺尺身固定于所述機箱盒的內壁上；

一電磁線圈組，用于驅動所述永磁鐵和光柵尺讀數頭處于穩定懸浮狀態，所述電磁線圈組固定在所述機箱盒內；所述電磁線圈組位于所述永磁鐵的下方；所述機箱盒處于不同高度位置時，所述電磁線圈組提供的懸浮力等于所述永磁鐵、光柵尺讀數頭及配重三者的重量之和；

所述機箱盒下降時，所述光柵尺尺身隨所述機箱盒向下移動，所述光柵尺讀數頭掃描所述光柵尺尺身以獲取橋梁的撓度值。

2.根據權利要求1所述的基于磁懸浮技術的橋梁動撓度測量裝置，其特征在于：所述導向桿位于所述電磁線圈組的中心位置；所述機箱盒的底部設置一可調節支座上；所述可調節支座包括四個可伸縮的支腳。

3.根據權利要求2所述的基于磁懸浮技術的橋梁動撓度測量裝置，其特征在于：所述機箱盒的上表面中心位置設置一圓水準泡。

4.根據權利要求2所述的基于磁懸浮技術的橋梁動撓度測量裝置，其特征在于：所述敞開式光柵尺選用精度為0.005mm級的高精度光柵尺；所述光柵尺尺身的量程為70mm。

5.根據權利要求2所述的基于磁懸浮技術的橋梁動撓度測量裝置，其特征在于：所述光柵尺讀數頭平行于所述光柵尺尺身。

6.根據權利要求2所述的基于磁懸浮技術的橋梁動撓度測量裝置，其特征在于：所述導向桿的上段設置一限位凸起，所述限位凸起與所述永磁鐵的內壁卡合。

7.根據權利要求2所述的基于磁懸浮技術的橋梁動撓度測量裝置，其特征在于：所述電磁線圈組由電磁線圈電源提供電源；所述敞開式光柵尺由光柵尺電源提供電源。

8.一種基于磁懸浮技術的橋梁動撓度測量裝置的測量方法，基于權利要求2~7之任一項所述的基于磁懸浮技術的橋梁動撓度測量裝置，其特征在于，包括以下步驟:

(1)在撓度值的待測點處，固定安裝所述基于磁懸浮技術的橋梁動撓度測量裝置；

(2)動作所述可調節支座，觀察所述圓水準泡，使所述機箱盒的底座保持水平狀態且所述導向桿處于豎直狀態；

(3)接通所述電磁線圈組電源，通過所述電磁線圈組電源供電至所述電磁線圈組，以將所述永磁鐵、光柵尺讀數頭和配重三者組成的一整體的懸浮位置調節到第一位置，并保持所述整體處于穩定懸浮狀態；

(4)接通所述光柵尺電源，所述光柵尺讀數頭讀取所述光柵尺尺身的第一位置值；

(5)測量時，橋梁沿豎直方向運動產生撓度，所述光柵尺尺身和機箱盒隨所述橋梁移動，所述光柵尺讀數頭掃描所述光柵尺尺身的任一位置以獲取所述光柵尺尺身的第二位置值；所述第一位置值和第二位置值的差值即橋梁的撓度值。