本發(fā)明涉及一種簡(jiǎn)易直觀的位移記錄裝置。

背景技術(shù)：

各項(xiàng)工程試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等項(xiàng)目中對(duì)于位移(變形)的記錄一般采用位移傳感器，通過數(shù)據(jù)線將位移傳感器與數(shù)據(jù)采集儀連接，一般在現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)下實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，后期在實(shí)驗(yàn)室或計(jì)算機(jī)中再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查看和分析。這雖然是一種精密的方法，但是位移傳感器、數(shù)據(jù)采集儀等設(shè)備昂貴，并且很多情況下不能實(shí)現(xiàn)位移數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)各類現(xiàn)象不能給出直觀的評(píng)判，對(duì)于突發(fā)情況的處理不能給出有價(jià)值的參考。

而對(duì)于量大面廣的位移(變形)測(cè)量需求，大量安裝位移傳感器是不現(xiàn)實(shí)的。例如在震害調(diào)查中，記錄下建筑結(jié)構(gòu)在地震中層間相對(duì)變形、消能減震裝置變形等的數(shù)據(jù)，非常有助于專家快速評(píng)判房屋損傷情況，以及對(duì)危房鑒定起到重要的數(shù)據(jù)支持。由于位移傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)價(jià)格昂貴、安裝和調(diào)試工作量大、使用和維護(hù)難度高、在建筑結(jié)構(gòu)幾十年的生命周期中維護(hù)成本極大、震后無法及時(shí)統(tǒng)計(jì)和分析各測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，因此安裝位移傳感器顯然是不經(jīng)濟(jì)和不實(shí)用的。

本發(fā)明提出一種簡(jiǎn)便直觀的位移記錄裝置，在不采用任何電子元件的情況下，能夠記錄和直觀呈現(xiàn)兩點(diǎn)間相對(duì)位移的累計(jì)值和正負(fù)幅值。相比位移傳感器，本發(fā)明使用簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉、可靠度高、可以實(shí)現(xiàn)大面積安裝和免維護(hù)使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種簡(jiǎn)便直觀的位移記錄裝置，在不采用任何電子元件的情況下，能夠記錄和直觀呈現(xiàn)兩點(diǎn)間相對(duì)位移的累計(jì)值和正負(fù)幅值。相比位移傳感器，本發(fā)明使用簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉、可靠度高、可以實(shí)現(xiàn)大面積安裝和免維護(hù)使用。

本發(fā)明提出的一種簡(jiǎn)易直觀的位移記錄裝置，包括上板1、下板2、齒板3、吊桿4、棘輪裝置5、第一滾軸支架6、第二滾軸支架7、軟尺轉(zhuǎn)筒8、帶刻度軟尺9、墨盒10、帶色段的棉線11，棘輪裝置由轉(zhuǎn)筒5-1、轉(zhuǎn)盤5-2、棘爪5-3、防彈出鋼片5-4和齒輪5-5組成，其中：上板1底部固定有三根吊桿4，第一根吊桿和第二根吊桿的底部分別與齒板3兩端連接，第二根吊桿和第三根吊桿分別與帶色段的棉線兩端連接；第一滾軸支架6有三根，第一根第一滾軸支架和第二根第一滾軸支架固定于下板2上，第三根第一滾軸支架的兩端分別固定于第一根第一滾軸支架和第二根第一滾軸支架頂部之間；第二滾軸支架7有四根，第一根第二滾軸支架和第二根第二滾軸支架分別固定于下板2上，第三根第二滾軸支架的兩端分別固定于第一根第二滾軸支架和第二根第二滾軸支架之間，第四根第二滾軸支架的兩端分別固定于第一根第二滾軸支架和第二根第二滾軸支架頂部之間，第三根第二滾軸支架上套有軟尺轉(zhuǎn)筒8，第四根第二滾軸支架上放置墨盒10；帶色段的棉線11穿過墨盒10；帶刻度軟尺9一端固定于轉(zhuǎn)筒5-1上，另一端纏繞于軟尺套筒8上；轉(zhuǎn)盤5-2固定于轉(zhuǎn)筒5-1上，轉(zhuǎn)筒5-1套于第三根第一滾軸支架上，轉(zhuǎn)盤5-2外套有齒輪5-5，防彈出鋼片5-4一端固定于轉(zhuǎn)盤5-2上，另一端扣住齒輪5-5上的棘爪5-3，齒輪5-5外圈與齒板3咬合；齒輪5-5外圈采用正齒、內(nèi)圈采用棘齒；當(dāng)上板1和下板2間發(fā)生沿特定方向的相對(duì)位移時(shí)，齒板3帶動(dòng)齒輪5-5轉(zhuǎn)動(dòng)，棘爪5-3在防彈出鋼片5-4的緊扣下，能夠緊密抵住齒輪5-5內(nèi)圈的棘齒，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤5-2的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于轉(zhuǎn)盤5-2與轉(zhuǎn)筒5-1連接為一體，會(huì)帶動(dòng)纏繞在軟尺轉(zhuǎn)筒8上的帶刻度軟尺9轉(zhuǎn)動(dòng)，而使帶刻度軟尺9纏繞在轉(zhuǎn)筒5-1上；當(dāng)上板1和下板2發(fā)生相反方向的相對(duì)位移時(shí)，棘爪5-3則在棘齒上滑動(dòng)，不帶動(dòng)帶刻度軟尺9的移動(dòng)；最后通過讀取帶刻度軟尺9上的數(shù)據(jù)，結(jié)合轉(zhuǎn)筒5-1與齒輪的直徑比可快速換算出上板1和下板2之間在該運(yùn)動(dòng)方向的累積相對(duì)位移；同時(shí)帶色段的棉線經(jīng)過墨盒會(huì)被染色，正反方向的被染色段數(shù)量反映了上板1和下板2間相對(duì)位移的正負(fù)幅值。

本發(fā)明中，齒輪外圈上的正齒和內(nèi)圈上的棘齒的數(shù)量和大小可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)。

本發(fā)明中，齒板和帶色段的棉線的長(zhǎng)度要與上板和下板間可能的最大相對(duì)位移相匹配，以防止發(fā)生脫離或者碰撞。

本發(fā)明中，齒輪中棘爪、防彈出鋼片的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)。

本發(fā)明中，墨盒中裝有油墨或墨水，其兩側(cè)留有小孔；帶色段的棉線穿過所述小孔，中點(diǎn)做有標(biāo)記且置于墨盒中心處，小孔處采用石灰漿封口。

本發(fā)明中，除了帶刻度軟尺、墨盒、和帶色段的棉線外，其他各構(gòu)件可采用鋼材或其他金屬材料。

本發(fā)明中，雖然記錄的是一個(gè)方向的累計(jì)位移，但是如果上下板最終回到初始的相對(duì)位置，則正反兩個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的累計(jì)相對(duì)位移相等；如果存在殘余變形，則可以通過考慮殘余變形值得到另一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的累計(jì)相對(duì)位移。上下板間相對(duì)位移的正反兩個(gè)方向的正負(fù)幅值很有可能存在較大差別，但是帶色段的棉線能夠記錄正反兩個(gè)方向的正負(fù)幅值。

簡(jiǎn)便直觀的位移記錄裝置雖然不及位移傳感器的精度，但是與位移傳感器相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

(1) 能夠記錄累計(jì)位移和位移幅值，滿足大部分現(xiàn)場(chǎng)初步評(píng)判的功能要求。

(2) 構(gòu)造簡(jiǎn)單、加工方便、安裝容易、無需調(diào)試與維護(hù)，極大提高了使用便利性。

(3) 價(jià)格低廉，可以批量生產(chǎn)，大規(guī)模應(yīng)用，裝置不容易被盜。

(4) 位移結(jié)果可以即時(shí)地直觀得到，無需附加的測(cè)量工具，極大方便了對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)狀況的評(píng)價(jià)，或者提高應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的效率。

(5) 不采用任何電子元件，無需外接電源或者內(nèi)置電池，不存在電子元件失靈情況，可靠度高。

(6) 裝置工作條件要求低，不易受溫度、濕度、環(huán)境振動(dòng)等因素的影響。

因此，本發(fā)明具有廣泛的應(yīng)用前景，可用于但不限于各項(xiàng)工程試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、震害調(diào)查等項(xiàng)目中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種簡(jiǎn)易直觀的位移記錄裝置立面圖；

圖2是本發(fā)明一種簡(jiǎn)易直觀的位移記錄裝置中棘輪裝置及其支架立面圖；

圖3是本發(fā)明一種簡(jiǎn)易直觀的位移記錄裝置中棘輪裝置及其支架側(cè)面圖；

圖4是本發(fā)明一種簡(jiǎn)易直觀的位移記錄裝置中軟尺轉(zhuǎn)筒、墨盒及其支架立面圖；

圖5是本發(fā)明一種簡(jiǎn)易直觀的位移記錄裝置中軟尺轉(zhuǎn)筒、墨盒及其支架側(cè)面圖。

圖中標(biāo)號(hào)：1為上板，2為下板，3為齒板，4為吊桿，5為棘輪裝置，6和7分別為第一、第二滾軸支架，8為軟尺轉(zhuǎn)筒，9為帶刻度軟尺，10為墨盒，11為帶色段的棉線，5-1為轉(zhuǎn)筒，5-2為轉(zhuǎn)盤，5-3為棘爪，5-4為防彈出鋼片，5-5為齒輪。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。

實(shí)施例1：

如圖1-5所示，本發(fā)明為一種簡(jiǎn)易直觀的位移記錄裝置，包括上板1、下板2、齒板3、吊桿4、棘輪裝置5、第一滾軸支架6、第二滾軸支架7、軟尺轉(zhuǎn)筒8、帶刻度軟尺9、墨盒10、帶色段的棉線11，其中棘輪裝置含轉(zhuǎn)筒5-1、轉(zhuǎn)盤5-2、棘爪5-3、防彈出鋼片5-4、齒輪5-5。除了帶刻度軟尺、墨盒、和帶色段的棉線外，其他各構(gòu)件采用鋼材。齒板通過吊桿與上板固接，保持與上板的同步運(yùn)動(dòng)。棘輪裝置中間部分為轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)筒5-1，轉(zhuǎn)筒5-1作為外伸件焊接在轉(zhuǎn)盤上，將他們套在支架6的滾軸上，轉(zhuǎn)盤正反面各安裝有2個(gè)棘爪和2個(gè)防彈出鋼片。轉(zhuǎn)盤外圍套有齒輪，齒輪外圈采用正齒、內(nèi)圈采用棘齒，通過設(shè)計(jì)齒的大小控制本裝置的精度。齒板與齒輪外圈咬合協(xié)調(diào)且緊密，齒輪內(nèi)圈的棘齒與棘爪協(xié)同工作。齒板和帶色段的棉線的長(zhǎng)度要與上下板間可能的最大相對(duì)位移相匹配，以防止發(fā)生脫離或者碰撞。棘輪的核心作用表現(xiàn)為僅當(dāng)齒板向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)筒才發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，齒板向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)筒不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。軟尺轉(zhuǎn)筒8套在支架7的滾軸上，軟尺轉(zhuǎn)筒8上纏繞著帶刻度軟尺，刻度精度為1mm，帶刻度軟尺另一端綁在轉(zhuǎn)筒5-1上，且綁扎結(jié)點(diǎn)處軟尺刻度為零。帶色段的棉線中白色與黑色相間，每個(gè)色段長(zhǎng)度5mm，棉線通過吊桿與上板固接，保持與上板的同步運(yùn)動(dòng)，墨盒于支架7頂部固接。墨盒中裝有不易干的淺紅色墨水，兩側(cè)留有小孔。帶色段的棉線穿過小孔，帶色段的棉線中點(diǎn)做有標(biāo)記且置于墨盒中心處，小孔處采用石灰漿進(jìn)行簡(jiǎn)易密封。

通過將上下板連接在需要測(cè)量部位，可采用高強(qiáng)螺栓與鋼構(gòu)件連接或者采用膨脹螺栓與混凝土構(gòu)件連接。當(dāng)上下板間發(fā)生沿特定方向的相對(duì)位移時(shí)，齒板帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪裝置中棘爪在防彈出鋼片的緊扣下，能夠緊密抵住齒輪內(nèi)圈的棘齒，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于轉(zhuǎn)盤與轉(zhuǎn)筒5-1連接為一體，會(huì)帶動(dòng)纏繞在軟尺轉(zhuǎn)筒8上的帶刻度軟尺轉(zhuǎn)而纏繞在轉(zhuǎn)筒5-1上。當(dāng)上下板發(fā)生相反方向的相對(duì)位移時(shí)，棘爪則在棘齒上滑動(dòng)，不帶動(dòng)帶刻度軟尺的移動(dòng)。最終可以讀取帶刻度軟尺上的數(shù)據(jù)，由于轉(zhuǎn)筒5-1與齒輪的直徑比為1:3，因此上下板間在該運(yùn)動(dòng)方向的累積相對(duì)位移為3倍軟尺刻度值，如果上下板最終回到初始的相對(duì)位置，則正反兩個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的累計(jì)相對(duì)位移相等，正反累積位移之和為6倍軟尺刻度。同時(shí)帶色段的棉線經(jīng)過墨盒會(huì)被染色，正反方向的被染色段數(shù)量反映了上下板間相對(duì)位移的正負(fù)幅值。

以上是本發(fā)明的典型實(shí)例，本發(fā)明的實(shí)施不限于此。