一种基于吊锤法的倾斜监测设备的制作方法

本申请涉及测绘技术领域，具体而言，涉及一种基于吊锤法的倾斜监测设备。

背景技术：

根据GB/T50784、GB/T50204等规范可知，构件倾斜为结构变形的重要参数。构件倾斜通常采用经纬仪、激光准直仪或吊锤的方法进行测量。

目前垂直于地平面的高度小于6m的柱、墩、墙等构件的倾斜常用吊锤法测量，吊锤法测量方法如图1所示。

在图1中，构件倾斜率的计算方法如下式所示：

式中：a-上测点读数，精确至1mm；b-下测点读数，精确至1mm；h-上下测点高程差，精确至1mm。

现有吊锤法监测构件倾斜的缺点主要为：

1、设备不直接固定在构件上，测量位置不同易导致测量误差的产生；

2、测量时需要分别测量构件在所有相交轴线方向的倾斜，并提供各个方向的倾斜值；

3、最大倾斜值和平面方位需要通过相交轴线方向的倾斜值计算得到。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于吊锤法的倾斜监测设备，所采用的技术方案如下：

一种基于吊锤法的倾斜监测设备，包括读数面盘、刻度盘、底座、吊线固定杆、底座固定杆、吊锤、吊线，读数面盘通过底座上的压扣与底座固定连接，读数面盘用于指示方位，底座上部固定设置万向轮，刻度盘设于读数面盘与底座之间；吊线上端通过吊线固定杆固定到被测构件上部，吊线下端设置吊锤，底座通过底座固定杆固定到被测构件下部；吊线依次穿过读数面盘、刻度盘、底座，吊线晃动能够带动刻度盘沿着万向轮自由滑动。

所述读数面盘为圆环结构，读数面盘上设置平面方位读数0～360°，按5°的示值进行划分，每45°特别标示，标示值分别为0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°。

所述刻度盘为圆盘结构，圆盘半径为2R，圆心处开小孔，小孔直径以满足吊线穿孔为准。

所述刻度盘上自圆心至R范围内不设置任何读数，R至2R范围内设置最小示值为1mm、量程为R的示值刻度，为方便读数采用黄、青、赤、绿、黑五色相间。

所述底座为圆环结构，还包括增厚层、限位挡，增厚层设于底座圆周方向，增厚层高度＝万向轮高度+刻度盘厚度+1mm，限位挡用于在安装读数面盘时使读数面盘外边缘与增厚层外边缘对齐。

所述底座固定杆包括杆一、杆二以及将二者连接的两杆连接件，杆一、杆二的相对位置通过两杆连接件可调节。

技术效果：本实用新型的基于吊锤法的倾斜监测设备固定于构件上，每次测量位置固定，测量误差小；无需分别测量构件在所有相交轴线方向的倾斜，仅需要提供一个倾斜值；能够直接读取倾斜值和平面方位，无需通过计算获得最大倾斜值和方位角。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中吊锤法测量原理示意图；

图2是读数面盘示意图；

图3是刻度盘示意图；

图4是底座结构俯视图；

图5是底座结构仰视图；

图6是底座固定杆示意图；

图7是两杆连接件示意图；

图8是本实用新型安装过程示意图；

图9是本实用新型安装完成示意图；

图10是构件无倾斜时读数面盘与刻度盘示意图；

图11是构件沿轴线方向倾斜时刻度盘位置示意图；

图12是构件沿非轴线方向倾斜时刻度盘位置示意图。

图中，1-吊线固定杆，2-吊线，3-底座固定杆，4-读数面盘，5-刻度盘，6-限位挡，7-吊锤，8-万向轮，9-底座，10-压扣，11-构件，12-两杆连接件，13-杆一，14-杆二，15-增厚层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

参见图8-图9，本实用新型实施例提供的基于吊锤法的倾斜监测设备，包括读数面盘4、刻度盘5、底座9、吊线固定杆1、底座固定杆3、吊锤7、吊线2，读数面盘4通过底座9上的压扣10与底座9固定连接，读数面盘4用于指示方位，底座9上部固定设置万向轮8，刻度盘5设于读数面盘4与底座9之间；吊线2上端通过吊线固定杆1固定到被测构件11上部，吊线2下端设置吊锤7，底座9通过底座固定杆3固定到被测构件11下部；吊线2依次穿过读数面盘4、刻度盘5、底座9，吊线2晃动能够带动刻度盘5沿着万向轮8自由滑动。

参见图2，读数面盘4为圆环结构，内半径为R，外半径为3R+5mm，材质要求为抗锈蚀。读数面盘4上设置平面方位读数0～360°，按5°的示值进行划分，每45°特别标示，标示值分别为0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°。

参见图3，刻度盘5为圆盘结构，圆盘半径为2R，圆心处开小孔，小孔直径以满足吊线穿孔为准，小孔直径取值可为0.5mm。刻度盘5材质要求为抗锈蚀。

所述刻度盘5上自圆心至R范围内不设置任何读数，R至2R范围内设置最小示值为1mm、量程为R的示值刻度，为方便读数采用黄、青、赤、绿、黑五色相间。

参见图4-图5，底座9为圆环结构，内半径为R1，外半径为3R+5mm。底座9包括增厚层15、万向轮8、压扣10、限位挡6，材质要求为抗锈蚀。增厚15设于底座圆周方向，增厚层宽度为5mm，高度＝万向轮高度+刻度盘厚度+1mm。万向轮8尺寸、数量根据实际需求确定，能减小刻度盘5与底座9之间摩擦，使其自由滑动即可。压扣10作用是将底座9、增厚层15、读数面盘4扣紧形成一个整体。限位挡6用于在安装读数面盘4时使读数面盘4外边缘与增厚层15外边缘对齐，尺寸可根据实际需要确定。

吊线固定杆1可以为钢棒，吊线固定杆1端头应能保证吊线稳固，不滑移转动。

参见图6，底座固定杆3包括杆一13、杆二14以及将二者连接的两杆连接件12，杆一13、杆二12的相对位置通过两杆连接件12可调节。

吊锤7、吊线2如传统吊锤法所用物件一致，材质要求为耐久性良好。

参见图8，本实用新型实施例还提供了该设备安装步骤，具体如下。

1、将吊线固定杆固定在构件上(倾斜测量区间的上端)。

2、将吊线固定至吊线固定杆上。

3、将吊线垂直吊下，初步确定底座固定杆位置，将杆二固定至构件上，将杆一通过螺栓与底座固定，将两杆连接件组装详见图7，将杆一与杆二通过两杆连接件连接成整体。

4、吊线依次穿过读数面盘内环、刻度盘小孔、底座内环，并将吊锤安装至吊线下端，安装完成后如图9所示。

5、调试，调整底座调水平，并将底座中心与吊线重合。根据构件轴线确定好读数面盘方位。确定吊线顶端至刻度盘中心高度。

假设0°、90°、180°、270°分别代表北、东、南、西方位，吊线顶端至刻度盘中心高度为1000mm。工作原理是重力的方向总是竖直向下，物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比，本实用新型中吊锤受重力影响，存在一个向下的力，吊线固定杆通过吊线给吊锤提供一个向上的拉力，拉力大小＝吊锤重力，方向相反，两者平衡，故吊线处于竖直状态。当构件倾斜时，吊线固定杆端头位置发生改变，两者受力失去平衡。受吊线拉力与重力影响，吊锤产生位移，直至再次平衡，由于刻度盘与底盘摩擦力几乎为零，故刻度盘会随吊锤吊线移动，此时位移量即为倾斜值。

实施例1

当构件无倾斜时，其刻度盘与读数面盘位置如图10所示。

此时，表盘读数：0，无倾斜，计算倾斜率i＝0mm/1000mm＝0％。

实施例2

单构件沿轴线倾斜时，其刻度盘与读数面盘位置如图11所示。

此时，表盘读数：最大倾斜值20mm，角度0°，计算倾斜率i＝20mm/1000mm＝2％。

实施例3

单构件沿非轴线方向倾斜时，其刻度盘与读数面盘位置如图12所示。

此时，表盘读数：最大倾斜值20mm，角度135°，计算倾斜率i＝20mm/1000mm＝2％。

本实用新型的基于吊锤法的倾斜监测设备固定于构件上，每次测量位置固定，测量误差小；无需分别测量构件在所有相交轴线方向的倾斜，仅需要提供一个倾斜值；能够直接读取倾斜值和平面方位，无需通过计算获得最大倾斜值和方位角。

此外，上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。