專利名稱：模型試驗用機械式簡易柔性多點位移監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種位移測量系統(tǒng)，具體地說是一種用于地質(zhì)力學(xué)模型試驗的機械式簡易柔性內(nèi)置多點位移量測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
地質(zhì)力學(xué)模型試驗離不開巖體內(nèi)部位移的量測，目前國內(nèi)外對于位移量測的方法多種多樣，以下就一些常見的模型試驗位移量測方法進行介紹(1)巖石力學(xué)與工程學(xué)報，地質(zhì)力學(xué)模型試驗應(yīng)用技術(shù)研究，2004，23Q2)， 3785-3789，公開了總參工程兵科研三所研制了一套由模型塊體內(nèi)的預(yù)埋件和外部的千分表組成的聯(lián)桿系統(tǒng)，解決了洞壁絕對位移的量測問題。但該系統(tǒng)無法解決巖體內(nèi)部位移的量測，且占用模型體內(nèi)部空間大，影響模型體受力。(2)專利申請?zhí)枮?00910079783. 6公開了由清華大學(xué)李仲奎設(shè)計的微型多點位移計，可實現(xiàn)模型體內(nèi)部位移的量測，但剛性位移傳遞桿件不利于測點的布設(shè)，占用模型體內(nèi)部空間較大，同一徑向的多點位移難以實現(xiàn)。(3)專利為號ZL200920029518. 2公開了由山東大學(xué)開發(fā)的光纖位移傳感器，具有測量精度高、性能穩(wěn)定等特征，但其測點成本高、不可回收利用，同時測點的體積和剛度都較大，改變模型材料受力特性。(4)專利申請?zhí)?00810138975. 5公開了由山東大學(xué)研制了一套由光柵尺、鋼絲繩和模型塊體內(nèi)預(yù)埋件組成的多點位移系統(tǒng)，測量精度高。光柵尺安裝復(fù)雜且成本較高，光柵原件對溫度和光線敏感，需對其進行專門的保護，不適合在長期試驗中使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、成本低的模型試驗用機械式簡易柔性多點位移監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明采用柔性低摩擦位移傳遞裝置將模型體內(nèi)部位移傳遞到外部獨立的臺架上，利用直線軸承固定位移傳遞終端，最后由數(shù)顯千分表和采集系統(tǒng)實時記錄位移值，具有直觀、簡易、易于維護等優(yōu)點。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種模型試驗用機械式簡易柔性多點位移監(jiān)測系統(tǒng)，包括若干內(nèi)置于模型內(nèi)部的微型測點錨頭，所述每個微型測點錨頭均與一根鋼絲繩一端相連，所述鋼絲繩穿過設(shè)置于柔性塑料套管內(nèi)的三孔式塑料自潤減摩定位盤，并繞過定滑輪與設(shè)置于固定臺架上的直線軸承相連，固定臺架上安裝有與分別與直線軸承和信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)相連的數(shù)顯千分表。所述直線軸承為導(dǎo)向方法蘭型，且該直線軸承匹配有直徑為2. 5cm的直線傳動軸ο所述數(shù)顯千分表與直線軸承中的直線傳動軸相連，并通過信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將數(shù)據(jù)自動保存。本發(fā)明中的信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)為現(xiàn)有設(shè)備，在此不再贅述。
本發(fā)明主要用于測試模型試驗過程中模型體內(nèi)部關(guān)鍵點在加載和開挖過程中的實時的位移變化。細鋼絲繩通過減摩定滑輪引至獨立與模型體的臺架上，與直線軸承上的直線傳動軸上端相連，直線傳動軸起到配重作用，可以拉直細鋼絲繩。直線傳動軸下端連接數(shù)顯千分表，記錄位移變化值。各部件的功能或作用微型測點錨頭模型體內(nèi)部發(fā)生位移時，使之產(chǎn)生同樣的位移；鋼絲繩用于柔性位移傳遞；三孔式塑料自潤減摩定位盤用于限制鋼絲繩的空間位置；柔性塑料套管用于限制三孔式塑料自潤減摩定位盤的位置；定滑輪柔性位移傳遞裝置中改變鋼絲繩的走向；固定臺架使位移傳遞裝置單獨于模型之外，不對模型產(chǎn)生干擾；直線軸承限制配重裝置位置；數(shù)顯千分表量測傳遞出的位置值； 信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)記錄試驗中的位移。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果本發(fā)明采用了柔性低摩擦位移傳遞裝置將模型體內(nèi)部位移傳遞到外部獨立的臺階上，利用直線軸承固定位移傳遞終端，最后由數(shù)顯千分表和采集系統(tǒng)實時記錄位移值，具有直觀、簡易、易于維護、成本低、可重復(fù)使用等優(yōu)點?？蓮V泛應(yīng)用于隧道、邊坡、深部地下洞室、礦山和壩體等模型試驗的內(nèi)部位移測試中。


圖1為本發(fā)明即模型試驗用機械式簡易柔性多點位移監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、微型測點錨頭；2、鋼絲繩；3、三孔式塑料自潤減摩定位盤；4、柔性塑料套管；5、定滑輪；6、固定臺架；7、直線軸承；8、數(shù)顯千分表；9、信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。如圖1所示，用于模型試驗的機械式簡易柔性多點位移監(jiān)測系統(tǒng)，三個微型測點錨頭1埋設(shè)在模型體內(nèi)部，每個微型測點錨頭1均與一根鋼絲繩2 —端相連，所述鋼絲繩2 穿過設(shè)置于柔性塑料套管4內(nèi)的三孔式塑料自潤減摩定位盤3，并繞過定滑輪5與設(shè)置于固定臺架6上的直線軸承7相連，定滑輪5起到改變鋼絲繩方向的作用，以利于鋼絲繩2的布置，所述的數(shù)顯千分表8安裝在獨立于模型體外的固定臺架6上與直線軸承7和信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)9相連。所述的直線軸承7為導(dǎo)向方法蘭型，配備直徑2. 5cm的直線傳動軸。所述的數(shù)顯千分表8要與直線傳動軸相連，通過信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)9將數(shù)據(jù)自動保存。
權(quán)利要求
1.一種模型試驗用機械式簡易柔性多點位移監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括若干內(nèi)置于模型內(nèi)部的微型測點錨頭，所述每個微型測點錨頭均與一根鋼絲繩一端相連，所述鋼絲繩穿過設(shè)置于柔性塑料套管內(nèi)的三孔式塑料自潤減摩定位盤，并繞過定滑輪與設(shè)置于固定臺架上的直線軸承相連，固定臺架上安裝有與分別與直線軸承和信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)相連的數(shù)顯千分表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模型試驗用機械式簡易柔性多點位移監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述直線軸承為導(dǎo)向方法蘭型，且該直線軸承匹配有直徑為2. 5cm的直線傳動軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模型試驗用機械式簡易柔性多點位移監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)顯千分表與直線軸承中的直線傳動軸相連，并通過信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將數(shù)據(jù)自動保存。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種模型試驗用機械式簡易柔性多點位移監(jiān)測系統(tǒng)，包括若干內(nèi)置于模型內(nèi)部的微型測點錨頭，所述每個微型測點錨頭均與一根鋼絲繩一端相連，所述鋼絲繩穿過設(shè)置于柔性塑料套管內(nèi)的三孔式塑料自潤減摩定位盤，并繞過定滑輪與設(shè)置于固定臺架上的直線軸承相連，固定臺架上安裝有與分別與直線軸承和信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)相連的數(shù)顯千分表。本發(fā)明采用了柔性低摩擦位移傳遞裝置將模型體內(nèi)部位移傳遞到外部獨立的臺階上，利用直線軸承固定位移傳遞終端，最后由數(shù)顯千分表和采集系統(tǒng)實時記錄位移值，具有直觀、簡易、易于維護、成本低、可重復(fù)使用等優(yōu)點?？蓮V泛應(yīng)用于隧道、邊坡、深部地下洞室、礦山和壩體等模型試驗的內(nèi)部位移測試中。
文檔編號G01B5/00GK102288085SQ20111020609
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者劉欽, 原小帥, 李利平, 李術(shù)才, 石少帥, 趙巖 申請人:山東大學(xué)