一種傾角測量儀的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種傾角測量儀，屬于角位移測量設備【技術領域】。本發明包括懸臂感應機構、夕卜殼、底座、連接調節機構、數顯角度尺；其中懸臂感應機構的懸臂梁上端垂直固定在外殼頂板下表面的正中心，外殼通過連接調節機構與底座相連，并支撐在底座上，數顯角度尺附著在外殼與底座之間。本發明懸臂感應機構可以靈敏而準確的感應到被測對象產生的動態或靜態角度變化，輔以常規的應變讀數儀就可實現動靜態角位移測讀；連接調節機構可以有效的解決初始傾角對儀器測量量程的影響；連接調節機構和數顯角度尺配合使用可實現儀器的自校準和斷電狀態下的角位移測量，保證了儀器測量的準確性，同時擴展了儀器的使用條件和適用范圍。
【專利說明】一種傾角測量儀

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種傾角測量儀，屬于角位移測量設備【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 角位移一般采用傾角儀測量，測量時將傾角儀附著在結構上，以重力作用線為參 考來測讀結構發生的角位移。
[0003] 結構試驗是以實驗技術為手段，測量能反映結構或構件實際工作性能的有關參 數，為判斷結構的承載能力和安全儲備提供重要的依據。角位移作為結構試驗中一個重要 的測量參數，它反映的是結構的整體工作狀況，常用的傾角儀有水準管式傾角儀和電阻應 變式傾角儀，水準管式傾角儀僅適用于靜態角位移的測量；電阻應變式傾角儀一般也只用 于靜態角位移測量，它僅在通電狀態下才能使用，這將對其適用范圍產生影響，另外，如果 測量對象存在初始傾角將會減小儀器量程。目前國內外針對結構抗震性能方面開展的試驗 研究工作較多，尤其是針對構件或節點抗震性能的靜力試驗更多，在抗震靜力試驗中，構件 或節點的實時角位移成為非常重要的測量參數，能進行動態角位移測量的傾角儀成為抗震 試驗必備測試工具?，F有的常規傾角測量儀的功能均不能很好的滿足抗震試驗的測量要 求,基于此，設計了本傾角測量儀。


【發明內容】

[0004] 本發明提供了一種傾角測量儀，以用于解決針對角位移測量中水準管式傾角儀無 法進行動態角位移測量和使用條件對電阻應變式傾角儀適用范圍限制問題。
[0005] 本發明的技術方案是：一種傾角測量儀，包括懸臂感應機構、外殼、底座、連接調節 機構、數顯角度尺27 ;其中懸臂感應機構的懸臂梁1上端垂直固定在外殼頂板5下表面的 正中心，外殼通過連接調節機構與底座相連，并支撐在底座上，數顯角度尺27附著在外殼 與底座之間。
[0006] 所述懸臂感應機構由懸臂梁1、質量塊2、應變計3和導線4組成；其中懸臂梁1下 端垂直固定在質量塊2的正中心，懸臂梁1上端垂直固定在外殼頂板5的正中心，對稱粘貼 在懸臂梁1兩側的應變計3感受的應變信號由導線4經頂板5上設的出線口 6傳出。
[0007] 所述外殼是由頂板5、出線口 6、側板7和底板8組成；其中側板7將頂板5和底板 8連接在一起形成一個箱體，側板7共四塊，分別為前側板、后側板、左側板和右側板。
[0008] 所述底座由上封板9、下封板10、長連接板11和短連接板12組成；其中上封板9、 下封板10與兩塊長連接板11和兩塊短連接板12通過焊接形成底座。
[0009] 所述連接調節機構由水準管13、圓管I 14、球鉸15、圓管II 16、螺栓17、螺母 I 18、螺桿19、螺母II 20、外套連接板21、圓球22、圓孔23、水準泡24、圓孔25和槽孔26組 成；其中帶水準泡24的水準管13安裝在側板7中前側板的底部，螺栓17穿過焊接在外殼 底板8的圓管I 14和焊接在上封板9的圓管II 16將外殼與底座左側連接在一起并形成可 相互轉動的轉鉸，外殼與底座之間的相互轉動由螺母I 18進行約束，球鉸15的外套連接板 21與底板8固結，球鉸15的圓球22下半部分球體在下底板的圓孔23內可自由轉動，穿過 底座圓孔25和槽孔26的螺桿19與圓球22相連，預裝在螺桿19上的螺母II 20將外殼與 底座在右端也連接在一起。
[0010] 所述數顯角度尺27由固定尺28、轉動尺29、顯數盤30、轉軸31、連接件I 32和連 接件II 33組成；其中固定尺28通過連接件I 32與底座上的封板9連接，轉動尺29通過連 接件II 33與底板8連接，轉軸31固定在圓管I 14上，顯數盤30粘貼在固定尺28上，固定 尺28與轉動尺29之間可以繞轉軸31轉動，固定尺28與轉動尺29之間轉動的角度值可以 直接由顯數盤30顯示出來。
[0011] 所述長連接板11和短連接板12的寬度和厚度均相等。
[0012] 所述圓管I 14管壁上部焊接在外殼底板8的下表面，圓管I 14管壁下部與上封 板9之間不連接并存在間隙；圓管II 16管壁下部與上封板9上表面焊接，圓管II 16管壁上 部與底板8的下表面之間也存在間隙。
[0013] 所述圓管I 14管壁下部與上封板9之間的間隙與圓管II 16管壁上部與底板8的 下表面之間的間隙相等。
[0014] 所述間隙的范圍為4mm-8mm。
[0015] 本發明的工作原理是： 傾角測量儀角位移測量原理，將傾角測量儀底座固定在被測對象上，擰松螺母I 18,使 外殼與底座在左側可以繞螺栓17自由轉動，松開螺母II 20,調節螺桿19使水準泡24中心 與水準管13的中線重合，然后擰緊螺母II 20,同時也擰緊螺母I 18,使外殼與底座的位置 關系不發生變化，最后將導線4連接在常規應變讀數儀(如DH3817)上并將儀器清零，被測 對象產生角位移時，懸臂梁1受質量塊2的作用將產生變形，應變計3也將產生變形，應變 計3變形引起的電量信號通過導線4傳輸至常規應變讀數儀，常規應變讀數儀將記錄下相 應的應變數值，應變數值除以傾角測量儀給定的轉換系數，就可得到被測對象產生的角位 移值，即實現了角位移的實時測量。
[0016] 斷電情況下角位測量原理，將傾角測量儀底座固定在被測對象上，通過擰松螺母 I 18,使外殼與底座在左側可以繞螺栓17自由轉動，松開螺母II 20,調節螺桿19使水準泡 24中心與水準管的中線重合，固定尺28與轉動尺29會繞轉軸31轉動，顯數盤30出現初始 角度值，將顯數盤30上的初始角度清零，當測量對象產生角位移并穩定后，再通過調節螺 桿19使水準泡24中心與水準管的中線重合，此過程中固定尺28與轉動尺29會繞轉軸31 轉動，顯數盤30顯示的角度值Θ就是此調節過程中固定尺28與轉動尺29繞轉軸31轉動 的角度，即是測試對象產生的角位移Θ。
[0017] 傾角測量儀使用前角位移自校準原理，將傾角測量儀底座固定在不動物體上，將 導線4連接在常規應變讀數儀(如DH3817)上，擰松螺母I 18,使外殼與底座在左側可以繞 螺栓17自由轉動，松開螺母II 20,調節螺桿19使水準泡24中心與水準管13的中線重合， 固定外殼與底座的位置關系不發生變化，將顯數盤30上的讀數清零，同時也將應變讀數儀 進行平衡清零，然后調節螺桿19使顯數盤30上的示數達到設定的角度值，記錄下對應的應 變值，根據角度值與應變值之間的對應關系，獲得相應的系數，以此方式對儀器進行校核和 轉換系數修正。
[0018] 本發明的有益效果是： 1、懸臂感應機構可以靈敏而準確的感應到被測對象產生的動態或靜態角度變化，輔以 常規的應變讀數儀就可實現動靜態角位移測讀。
[0019] 2、連接調節機構可以有效的解決初始傾角對儀器測量量程的影響。
[0020] 3、連接調節機構和數顯角度尺配合使用可實現儀器的自校準和斷電狀態下的角 位移測量，保證了儀器測量的準確性，同時擴展了儀器的使用條件和適用范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1為本發明的主視圖； 圖2為本發明的左視圖； 圖3為本發明中懸臂感應機構及外殼俯視圖； 圖4為本發明中底座俯視圖； 圖5為本發明中數顯角度尺示意圖； 圖6為本發明左側轉鉸等軸測示意圖； 圖7為本發明右側球鉸等軸測示意圖； 圖中各標號：1-懸臂梁，2-質量塊，3-應變計，4-導線，5-頂板，6-出線口，7-側板， 8_底板，9-上封板，10-下封板，11-長連接板，12-短連接板，13-水準管，14-圓管I，15-球 鉸，16-圓管II，17-螺栓，18-螺母I，19-螺桿，20-螺母II，21-外套連接板，22-圓球， 23-圓孔，24-水準泡，25-圓孔，26-槽孔，27-數顯角度尺，28-固定尺，29-轉動尺，30-顯 數盤，31-轉軸，32-連接件I，33-連接件II。

【具體實施方式】
[0022] 實施例1 :如圖1-7所示，一種傾角測量儀，包括懸臂感應機構、外殼、底座、連接調 節機構、數顯角度尺27 ;其中懸臂感應機構的懸臂梁1上端垂直固定在外殼頂板5下表面 的正中心，外殼通過連接調節機構與底座相連，并支撐在底座上，數顯角度尺27附著在外 殼與底座之間。
[0023] 所述懸臂感應機構由懸臂梁1、質量塊2、應變計3和導線4組成；其中懸臂梁1下 端垂直固定在質量塊2的正中心，懸臂梁1上端垂直固定在外殼頂板5的正中心，對稱粘貼 在懸臂梁1兩側的應變計3感受的應變信號由導線4經頂板5上設的出線口 6傳出。
[0024] 所述外殼是由頂板5、出線口 6、側板7和底板8組成；其中側板7將頂板5和底板 8連接在一起形成一個箱體，側板7共四塊，分別為前側板、后側板、左側板和右側板。
[0025] 所述底座由上封板9、下封板10、長連接板11和短連接板12組成；其中上封板9、 下封板10與兩塊長連接板11和兩塊短連接板12通過焊接形成底座。
[0026] 所述連接調節機構由水準管13、圓管I 14、球鉸15、圓管II 16、螺栓17、螺母 I 18、螺桿19、螺母II 20、外套連接板21、圓球22、圓孔23、水準泡24、圓孔25和槽孔26組 成；其中帶水準泡24的水準管13安裝在側板7中前側板的底部，螺栓17穿過焊接在外殼 底板8的圓管I 14和焊接在上封板9的圓管II 16將外殼與底座左側連接在一起并形成可 相互轉動的轉鉸，外殼與底座之間的相互轉動由螺母I 18進行約束，球鉸15的外套連接板 21與底板8固結，球鉸15的圓球22下半部分球體在下底板的圓孔23內可自由轉動，穿過 底座圓孔25和槽孔26的螺桿19與圓球22相連，預裝在螺桿19上的螺母II 20將外殼與 底座在右端也連接在一起。
[0027] 所述數顯角度尺27由固定尺28、轉動尺29、顯數盤30、轉軸31、連接件I 32和連 接件II 33組成；其中固定尺28通過連接件I 32與底座上的封板9連接，轉動尺29通過連 接件II 33與底板8連接，轉軸31固定在圓管I 14上，顯數盤30粘貼在固定尺28上，固定 尺28與轉動尺29之間可以繞轉軸31轉動，固定尺28與轉動尺29之間轉動的角度值可以 直接由顯數盤30顯示出來。
[0028] 所述長連接板11和短連接板12的寬度和厚度均相等。
[0029] 所述圓管I 14管壁上部焊接在外殼底板8的下表面，圓管I 14管壁下部與上封 板9之間不連接并存在間隙；圓管II 16管壁下部與上封板9上表面焊接，圓管II 16管壁上 部與底板8的下表面之間也存在間隙。
[0030] 所述圓管I 14管壁下部與上封板9之間的間隙與圓管II 16管壁上部與底板8的 下表面之間的間隙相等。
[0031] 所述間隙為4mm。
[0032] 實施例2 :如圖1-7所示，一種傾角測量儀，包括懸臂感應機構、外殼、底座、連接調 節機構、數顯角度尺27 ;其中懸臂感應機構的懸臂梁1上端垂直固定在外殼頂板5下表面 的正中心，外殼通過連接調節機構與底座相連，并支撐在底座上，數顯角度尺27附著在外 殼與底座之間。
[0033] 所述懸臂感應機構由懸臂梁1、質量塊2、應變計3和導線4組成；其中懸臂梁1下 端垂直固定在質量塊2的正中心，懸臂梁1上端垂直固定在外殼頂板5的正中心，對稱粘貼 在懸臂梁1兩側的應變計3感受的應變信號由導線4經頂板5上設的出線口 6傳出。
[0034] 所述外殼是由頂板5、出線口 6、側板7和底板8組成；其中側板7將頂板5和底板 8連接在一起形成一個箱體，側板7共四塊，分別為前側板、后側板、左側板和右側板。
[0035] 所述底座由上封板9、下封板10、長連接板11和短連接板12組成；其中上封板9、 下封板10與兩塊長連接板11和兩塊短連接板12通過焊接形成底座。
[0036] 所述連接調節機構由水準管13、圓管I 14、球鉸15、圓管II 16、螺栓17、螺母 I 18、螺桿19、螺母II 20、外套連接板21、圓球22、圓孔23、水準泡24、圓孔25和槽孔26組 成；其中帶水準泡24的水準管13安裝在側板7中前側板的底部，螺栓17穿過焊接在外殼 底板8的圓管I 14和焊接在上封板9的圓管II 16將外殼與底座左側連接在一起并形成可 相互轉動的轉鉸，外殼與底座之間的相互轉動由螺母I 18進行約束，球鉸15的外套連接板 21與底板8固結，球鉸15的圓球22下半部分球體在下底板的圓孔23內可自由轉動，穿過 底座圓孔25和槽孔26的螺桿19與圓球22相連，預裝在螺桿19上的螺母II 20將外殼與 底座在右端也連接在一起。
[0037] 所述數顯角度尺27由固定尺28、轉動尺29、顯數盤30、轉軸31、連接件I 32和連 接件II 33組成；其中固定尺28通過連接件I 32與底座上的封板9連接，轉動尺29通過連 接件II 33與底板8連接，轉軸31固定在圓管I 14上，顯數盤30粘貼在固定尺28上，固定 尺28與轉動尺29之間可以繞轉軸31轉動，固定尺28與轉動尺29之間轉動的角度值可以 直接由顯數盤30顯示出來。
[0038] 所述長連接板11和短連接板12的寬度和厚度均相等。
[0039] 所述圓管I 14管壁上部焊接在外殼底板8的下表面，圓管I 14管壁下部與上封 板9之間不連接并存在間隙；圓管II 16管壁下部與上封板9上表面焊接，圓管II 16管壁上 部與底板8的下表面之間也存在間隙。
[0040] 所述圓管I 14管壁下部與上封板9之間的間隙與圓管II 16管壁上部與底板8的 下表面之間的間隙相等。
[0041] 所述間隙為6mm。
[0042] 實施例3 :如圖1-7所示，一種傾角測量儀，包括懸臂感應機構、外殼、底座、連接調 節機構、數顯角度尺27 ;其中懸臂感應機構的懸臂梁1上端垂直固定在外殼頂板5下表面 的正中心，外殼通過連接調節機構與底座相連，并支撐在底座上，數顯角度尺27附著在外 殼與底座之間。
[0043] 所述懸臂感應機構由懸臂梁1、質量塊2、應變計3和導線4組成；其中懸臂梁1下 端垂直固定在質量塊2的正中心，懸臂梁1上端垂直固定在外殼頂板5的正中心，對稱粘貼 在懸臂梁1兩側的應變計3感受的應變信號由導線4經頂板5上設的出線口 6傳出。
[0044] 所述外殼是由頂板5、出線口 6、側板7和底板8組成；其中側板7將頂板5和底板 8連接在一起形成一個箱體，側板7共四塊，分別為前側板、后側板、左側板和右側板。
[0045] 所述底座由上封板9、下封板10、長連接板11和短連接板12組成；其中上封板9、 下封板10與兩塊長連接板11和兩塊短連接板12通過焊接形成底座。
[0046] 所述連接調節機構由水準管13、圓管I 14、球鉸15、圓管II 16、螺栓17、螺母 I 18、螺桿19、螺母II 20、外套連接板21、圓球22、圓孔23、水準泡24、圓孔25和槽孔26組 成；其中帶水準泡24的水準管13安裝在側板7中前側板的底部，螺栓17穿過焊接在外殼 底板8的圓管I 14和焊接在上封板9的圓管II 16將外殼與底座左側連接在一起并形成可 相互轉動的轉鉸，外殼與底座之間的相互轉動由螺母I 18進行約束，球鉸15的外套連接板 21與底板8固結，球鉸15的圓球22下半部分球體在下底板的圓孔23內可自由轉動，穿過 底座圓孔25和槽孔26的螺桿19與圓球22相連，預裝在螺桿19上的螺母II 20將外殼與 底座在右端也連接在一起。
[0047] 所述數顯角度尺27由固定尺28、轉動尺29、顯數盤30、轉軸31、連接件I 32和連 接件II 33組成；其中固定尺28通過連接件I 32與底座上的封板9連接，轉動尺29通過連 接件II 33與底板8連接，轉軸31固定在圓管I 14上，顯數盤30粘貼在固定尺28上，固定 尺28與轉動尺29之間可以繞轉軸31轉動，固定尺28與轉動尺29之間轉動的角度值可以 直接由顯數盤30顯示出來。
[0048] 所述長連接板11和短連接板12的寬度和厚度均相等。
[0049] 所述圓管I 14管壁上部焊接在外殼底板8的下表面，圓管I 14管壁下部與上封 板9之間不連接并存在間隙；圓管II 16管壁下部與上封板9上表面焊接，圓管II 16管壁上 部與底板8的下表面之間也存在間隙。
[0050] 所述圓管I 14管壁下部與上封板9之間的間隙與圓管II 16管壁上部與底板8的 下表面之間的間隙相等。
[0051] 所述間隙為8mm。
[0052] 實施例4 :如圖1-7所示，一種傾角測量儀，包括懸臂感應機構、外殼、底座、連接調 節機構、數顯角度尺27 ;其中懸臂感應機構的懸臂梁1上端垂直固定在外殼頂板5下表面 的正中心，外殼通過連接調節機構與底座相連，并支撐在底座上，數顯角度尺27附著在外 殼與底座之間。
[0053] 上面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作了詳細說明，但是本發明并不限于上述 實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前 提下作出各種變化。
【權利要求】
1. 一種傾角測量儀，其特征在于：包括懸臂感應機構、外殼、底座、連接調節機構、數顯 角度尺（27);其中懸臂感應機構的懸臂梁（1)上端垂直固定在外殼頂板（5)下表面的正中 心，外殼通過連接調節機構與底座相連，并支撐在底座上，數顯角度尺（27)附著在外殼與底 座之間。
2. 根據權利要求1所述的傾角測量儀，其特征在于：所述懸臂感應機構由懸臂梁（1)、 質量塊（2)、應變計（3)和導線（4)組成；其中懸臂梁（1)下端垂直固定在質量塊（2)的正中 心，懸臂梁（1)上端垂直固定在外殼頂板（5)的正中心，對稱粘貼在懸臂梁（1)兩側的應變 計（3)感受的應變信號由導線（4)經頂板（5)上設的出線口（6)傳出。
3. 根據權利要求1所述的傾角測量儀，其特征在于：所述外殼是由頂板（5)、出線口 (6)、側板（7)和底板（8)組成；其中側板（7)將頂板（5)和底板（8)連接在一起形成一個箱 體，側板（7 )共四塊，分別為前側板、后側板、左側板和右側板。
4. 根據權利要求1所述的傾角測量儀，其特征在于：所述底座由上封板（9)、下封板 (10) 、長連接板（11)和短連接板（12)組成；其中上封板（9)、下封板（10)與兩塊長連接板 (11) 和兩塊短連接板（12 )通過焊接形成底座。
5. 根據權利要求1所述的傾角測量儀，其特征在于：所述連接調節機構由水準管（13)、 圓管I (14)、球鉸（15)、圓管II (16)、螺栓（17)、螺母I (18)、螺桿（19)、螺母II (20)、外套 連接板（21)、圓球（22)、圓孔（23)、水準泡（24)、圓孔（25)和槽孔（26)組成；其中帶水準泡 (24)的水準管（13)安裝在側板（7)中前側板的底部，螺栓（17)穿過焊接在外殼底板（8)的 圓管I (14)和焊接在上封板（9)的圓管II (16)將外殼與底座左側連接在一起并形成可相 互轉動的轉鉸，外殼與底座之間的相互轉動由螺母I (18)進行約束，球鉸（15)的外套連接 板（21)與底板（8)固結，球鉸（15)的圓球（22)下半部分球體在下底板的圓孔（23)內可自 由轉動，穿過底座圓孔（25)和槽孔（26)的螺桿（19)與圓球（22)相連，預裝在螺桿（19)上 的螺母II (20)將外殼與底座在右端也連接在一起。
6. 根據權利要求1所述的傾角測量儀，其特征在于：所述數顯角度尺（27)由固定尺 (28)、轉動尺（29)、顯數盤（30)、轉軸（31)、連接件I (32)和連接件II (33)組成；其中固定 尺（28 )通過連接件I (32 )與底座上的封板（9 )連接，轉動尺（29 )通過連接件II (33 )與底 板（8)連接，轉軸（31)固定在圓管I (14)上，顯數盤（30)粘貼在固定尺（28)上，固定尺 (28)與轉動尺（29)之間可以繞轉軸（31)轉動，固定尺（28)與轉動尺（29)之間轉動的角度 值可以直接由顯數盤（30)顯示出來。
7. 根據權利要求4所述的傾角測量儀，其特征在于：所述長連接板（11)和短連接板 (12) 的寬度和厚度均相等。
8. 根據權利要求5所述的傾角測量儀，其特征在于：所述圓管I (14)管壁上部焊接在 外殼底板（8)的下表面，圓管I (14)管壁下部與上封板（9)之間不連接并存在間隙；圓管II (16)管壁下部與上封板（9)上表面焊接，圓管II (16)管壁上部與底板（8)的下表面之間也 存在間隙。
9. 根據權利要求8所述的傾角測量儀，其特征在于：所述圓管I (14)管壁下部與上封 板（9)之間的間隙與圓管II (16)管壁上部與底板（8)的下表面之間的間隙相等。
10. 根據權利要求9所述的傾角測量儀，其特征在于：所述間隙的范圍為4mm-8mm。
【文檔編號】G01C9/34GK104215227SQ201410369230
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】蘇何先, 楊夢虹, 嚴航, 侯斌 申請人:昆明理工大學