一种同步收放电缆线的装置及方法

专利名称：一种同步收放电缆线的装置及方法
技术领域：
本发明涉及岩土工程监测检测领域，更具体涉及一种同步收放电缆线的装 置，同时还涉及这种装置的方法。适用于以声波透射法检测基桩完整性工作。
技术背景建筑基桩是修建桥梁、房屋建设的基础，当打下基桩后，需要对其强度、密 度及完整性进行检测，看是否符合国家相应标准，这是评估一项工程安全性的重 要因素。声波透射法是岩土工程中检测建筑基桩的一种常用方法。与动测法不同， 声波透射法不需对基桩进行敲打，不会损坏基桩表面，是一种无损检测方法。声 波换能器是发送和接收声波信号的传感器，分为发射换能器和接收换能器(也有自发 自收换能器)。将发射换能器和接收换能器分别置于基桩的两个已知点，利用声波在 不同介质中的传播速度不同，检测仪器通过记录声波从发射点传输到接收点所用的时 间，可计算出基桩的强度、密度及完整性。使用声波透射法检测基桩，需在基桩桩体预埋M(2^M)根声测管，声测管与基 桩平行且长度相同，其中第i (13￡M)根声测管与第j (i力)(l^j^M)根声测管之 间构成的检测剖面标识为"i一"， M根声测管之间共构成N^ (M-l) /2个检测剖面。 检测剖面iEJ时，发射换能器通过电缆线放置于第i根声测管底部，接收换能器通过 电缆线放置于第j根声测管底部。人工或自动同步提拉连接换能器的电缆线，以提升 发射换能器与接收换能器。每提升一定高度时，让发射换能器发射声波信号，接收换 能器接收声波信号，直至发射换能器与接收换能器同步提升至声测管顶部，至此完成 剖面一j的检测工作。像这样检测完一个剖面的过程称为一个提升检测过程。《建筑 基桩检测技术规范JGJ106-2003》规定对直径大于2米的桩，至少应设置4根声测 管，构成6个检测剖面，而工程实践中还有埋设5根声测管构成10个检测剖面的情 况。由于要对基桩内多个声测管构成的所有剖面进行检测，通常需多个提升检测过程 才能完成对一根基桩的检测工作。例如，现有技术中使用声波透射法进行基桩检测的 设备(例如武汉中科智创岩土技术有限公司生产的RSM-SY5型声波仪、RSM-SY6型声波仪等等)通常有一个发射通道、 一个或两个接收通道。发射换能器与接收换能 器分别通过电缆线连接于检测设备的发射通道与接收通道，在每个提升检测过程进行 之前均放入声测管底部。可知，一个提升检测过程可完成一个或两个剖面的检测工作。 进行提升检测过程时，由操作人员同步手动将这两根或三根连接声波换能器的电缆线 提拉相同高度。完成一个提升检测过程后，操作人员再分别将发射换能器与接收换能 器放入其他待测剖面对应的声测管底部，进行下一个提升检测过程，直至完成整个基 桩的检测工作。
专利申请号为200710053613.1的发明专利涉及的声波检测控制方法与装置 (RSM-SY7型声波仪)使用M个收发两用声波换能器，同时放入基桩中预埋的M 个声测管中，同步提升M个声波换能器，在一个提升检测过程内完成这M个声测管 之间的所有剖面的检测工作。进行提升检测过程时，仍由操作人员同步手动将这M
根连接声波换能器的电缆线提拉。
上述两类声波检测设备均需操作人员手动完成三个工作一是在每个提升检测过
程之前将多根连接换能器的电缆线分别放入待测剖面对应的声测管底部；二是将这多 根电缆线卡入用于确定换能器高度位置的编码器定位装置上，同步手动提拉这多根电 缆线带动编码器定位装置转动，检测设备自动根据编码器的输出值判定换能器的高度 位置并控制声波发射与接收；三是将提拉收回的电缆线分别缠绕到绕线轮上。
现有技术中这种人工手动操作方式有所不便。首先，在操作人员同步手动提拉电 缆线时，收回的电缆线只能临时堆放在检测设备旁边。检测完该基桩的所有剖面后， 再将这多根电缆线从检测设备的接口取下，分别缠绕到各自的绕线轮上。当所需电缆
线数量较多(如采用上述专利申请号为200710053613.1的发明专利涉及的声波检测 控制方法与装置(RSM-SY7声波仪))时，将这些多根电缆线分别缠绕到各自的绕线 轮上便占用了很多时间，直接影响了整个基桩检测工作的效率。
其次，电缆线长度通常很长(超过五十米，有时达到一百米以上)，同步收回的 多根电缆线临时堆放，容易扭曲缠绕，不仅使得整理杂乱的电缆线十分困难，往往还 会致使电缆线扭曲过度造成电缆线受损，降低电缆线的水密性(规范要求电缆线的水 密性应满足lMPa水压不渗水的指标要求)，从而导致换能器性能下降，甚至报废。
再次，岩土检测工程现场通常环境较差，进行声波透射法检测时声测管内必须注 满清水，导致收回的电缆线都是湿漉漉的，在现场临时堆放这些收回的电缆线往往会 使得电缆线泥泞污浊。而且，待检测的基桩通常散乱的分布在现场，当检测完一根基桩后，由操作人员人工将声波检测设备和一堆电缆线搬移到另一根基桩旁极为不便。
因此，当需要收放电缆线次数较多(如现有技术的RSM-SY5型声波仪、RSM-SY6 型声波仪)或所需电缆线数量较多(如专利申请号为200710053613.1的发明专利涉 及的声波检测控制方法与装置(RSM-SY7声波仪))时，现有技术的手工收放线装置 极为不便。

发明内容
本发明的目的是在于提供了一种同步收放电缆线的装置，该装置结构简单， 使用方便，它适用于声波透射法进行基桩完整性检测时同步收放多根电缆线，用于 在检测之前同步将多根电缆线分别放入多个声测管中，且在每次提升检测过程中(而 不是在每次提升检测过程后)同步将拉出的多根电缆线分别收回缠绕至各自的绕线轮上。
本发明的另一个目的是在于提供了一种同步收放电缆线的方法，方法易行， 操作简单，从另一个方面提高了声波透射法进行基桩检测的工作效率。
一种同步收放电缆线的装置，包括支架、支架轴承、转轴、绕线单元、信号 转接盒电刷以及信号转接盒。其中绕线单元进一步包括扭矩限制器、绕线轮轴承、 绕线轮、活动栓、绕线轮电刷及转轴电刷滑环连接线。该同步收放电缆线的装置 包括多个(两个或两个以上)绕线单元。其特征在于电缆线的装置的驱动装置 与转轴固定连接，转轴通过支架轴承固定在支架上，绕线单元包括扭矩限制器、 绕线轮轴承、绕线轮，扭矩限制器和绕线轮套接在转轴上，扭矩限制器的一端固 定在转轴上，另一端通过绕线轮轴承与绕线轮套接，电缆线缠绕在绕线轮上；所 述的信号转接盒固定在支架上，信号转接盒采用双电刷结构与缠绕在绕线轮上的 电缆线电气连接。
所述的转轴与扭矩限制器的驱动部分固定在一起，绕线轮通过绕线轮轴承安 装于扭矩限制器的负载部分。
所述的绕线轮安装有活动栓，活动栓拴上时，扭矩限制器的负载部分与绕线 轮通过活动栓固定，绕线轮轴承失去作用。
所述的信号转接盒固定在支架上，信号转接盒安装有信号输出接口，检测设 备连接至信号输出接口。
所述的电缆线的装置安装有两组电刷绕线轮电刷及信号转接盒电刷，绕线轮 电刷安装于绕线轮与转轴之间，信号转接盒电刷安装于信号转接盒与转轴之间。所述的绕线轮电刷包括电刷滑片及电刷滑环，绕线轮电刷滑片固定在绕线轮 内径，与缠绕在绕线轮上的电缆线的末端固定连接，绕线轮电刷滑环通过绝缘块 固定套接在转轴上，绕线轮电刷滑片与绕线轮电刷滑环保持滑动接触。
所述的信号转接盒电刷包括电刷滑片及电刷滑环，信号转接盒电刷滑片固定在 信号转接盒内部，并连接至信号转接盒的信号输出接口，信号转接盒电刷滑环通 过绝缘块固定套接在转轴上，信号转接盒电刷滑片与信号转接盒电刷滑环保持滑 动接触。
所述的转轴内部或外表面安装有转轴电刷滑环连接线，转轴电刷滑环连接线的 一端与绕线轮电刷滑环连接，另一端与信号转接盒电刷滑环连接。
其中，转轴通过支架轴承固定在支架上，驱动装置与转轴固定连 接， 转动驱动装置便可带动转轴在支架内自由转动。驱动装置可为手柄、伺服电机、 传动轮等。扭矩限制器是机械行业中用于在发生过载时保护驱动装置与负载的一 种机械部件，机械领域一般技术人员均可理解其结构组成和工作原理。扭矩限制 器通常包括驱动部分、负载部分(又称配套件安装基座)、扭矩限制部分。扭矩限 制器的驱动部分的轴孔固定套接在转轴上。扭矩限制器的负载部分与绕线轮通过 绕线轮轴承套接在一起。由此转轴可通过扭矩限制器带动绕线轮转动。扭矩限制 器可为滚珠式、摩擦式、顶针式及其它型式。
具体来讲，扭矩限制器的负载部分是连接绕线轮并带动绕线轮转动的部件。 在一个实施例中，扭矩限制器的负载部分通过绕线轮轴承与绕线轮套接在一起。 扭矩限制器的扭矩限制部分可为精密滚珠式、摩擦片式、弹性顶针式等多种形式， 正常状态时扭矩限制部分将驱动部分与负载部分啮合。例如，在一个实施例中， 扭矩限制机部分为精密滚珠式时，负载部分及驱动部分均有多个半球形凹槽，正 常状态时精密滚珠刚好可镶嵌在凹槽中，使负载部分与驱动部分紧密啮合。在一 个实施例中，扭矩限制器的扭矩限制部分包括扭矩调节刻度盘和碟形弹簧，转动 刻度盘即可压紧或松开碟形弹簧，用于设定扭矩限制器脱开或打滑的阈值扭矩。
本发明的同步收放电缆线的装置放线时让多个绕线轮独立自由转动，收线时 利用扭矩限制器的限制作用让缠绕得较紧的绕线轮暂时与转轴脱开，待电缆线的 拉力减小后扭矩限制器自动复位继续带动绕线轮转动，由此便可同步收放相同长 度的电缆线。
活动栓可同时插在扭矩限制器的负载部分(配套件安装基座)和绕线轮上，用于将扭矩限制器的负载部分与绕线轮固定。插上活动栓，扭矩限制器的负载部 分与绕线轮卡住，扭矩限制器的负载部分与绕线轮不能通过绕线轮轴承相对转 动。松开活动栓，扭矩限制器的负载部分与绕线轮便可通过绕线轮轴承相对转动。 放线时，活动栓松开，绕线轮与扭矩限制器的负载部分之间的绕线轮轴承起隔离润 滑作用，多个绕线轮各自均可通过各自对应的绕线轮轴承绕转轴自由转动，且互不干 扰，扭矩限制器暂时不起作用。放线由操作人员根据电缆线上的标尺同步拉动缠绕 在这多个绕线轮上的多根电缆线手工进行，再将拉出的电缆线标尺相同长度处卡入 编码器定位装置便完成放线和测量准备工作。
收线时，活动栓插上，将扭矩限制器的负载部分与绕线轮卡住，使它们不能 通过绕线轮轴承相对转动。此时通过驱动装置转动转轴，将带动绕线轮转动，将操 作人员自编码器定位装置同步拉出的多根电缆线回收缠绕到绕线轮上。在绕线轮转 动收线时，由于每根电缆线的使用期限、磨损程度、弹性、柔软程度均不相同，各 个绕线轮上缠绕的松紧程度也很难相同，导致每圈周长不一致，导致多个绕线轮随转 轴同轴转动相同的角度时收回的多根电缆线的长度不一致。若某个绕线轮上缠绕的电 缆线比其他绕线轮多，在编码器定位装置与绕线轮之间的该根电缆线会比其他绕线轮 上的电缆线绷得更紧。当电缆线紧绷的拉应力导致该绕线轮的扭矩超过扭矩限制器的 设定阈值扭矩，发生过载时，扭矩限制器的扭矩限制部分将改变状态，使原本紧密 啮合的负载部分与驱动部分产生脱离或打滑，与驱动部分固定连接的转轴不再带动 固定在负载部分上的绕线轮转动，导致暂时停止回收该根电缆线。那些未被绷紧的 电缆线对应的绕线轮仍然继续随转轴转动，继续收回缠绕未被绷紧的电缆线。随着操 作人员源源不断地从编码器定位装置同步地将多根电缆线拉出，发生过载处于暂时 停止回收状态的电缆线的拉应力会减小， 一旦拉应力减小至其对应的扭矩小于扭矩 限制器的设定阈值扭矩，改变状态的扭矩限制部分将回到正常状态，使得扭矩限制 器的驱动部分与负载部分恢复到啮合状态，转轴可通过扭矩限制器继续带动绕线轮 转动，继续收回缠绕电缆线。
例如扭矩限制器为精密滚珠式扭矩限制器时，发生过载时，精密滚珠将滑出负 载部分的凹槽，原本紧密啮合的负载部分与驱动部分产生脱离，与驱动部分固定连 接的转轴不再带动固定在负载部分上的绕线轮转动转动，导致暂时停止回收该根电 缆线。对于其他缠绕电缆线少而受电缆线拉应力较小的绕线轮，其对应的扭矩限制 器的负载部分的凹槽与驱动部分的凹槽中的精密滚珠仍处于啮合状态，扭矩限制部分仍处于正常状态，仍然在缠绕回收电缆线。当过载消除时，负载部分的凹槽与驱 动部分的精密滚珠自动恢复至啮合状态。此时，转轴可通过扭矩限制器继续带动绕 线轮转动，继续收回缠绕电缆线。
如此反复，同步收放电缆线的装置根据电缆线被绷紧的程度控制扭矩限制器的 负载部分与驱动部分脱开、打滑或自动复位，从而控制绕线轮是否由转轴驱动旋转， 以保证同步缠绕收回电缆线。这样，当一个提升检测过程完成，同步收放电缆线的 装置便同步将从编码器定位装置出来的多根电缆线分别缠绕在多个绕线轮上，而不 用再临时堆放在检测设备旁边等到最后再一一缠绕收回。
由于在缠绕收线过程中，多根电缆线分别全程随绕线轮转动， 一圈圈缠绕在绕 线轮上，每个绕线轮转动的角度也不是同步的，因此不能直接将多根电缆线的末端 接插在检测设备接口上，否则将会随着缠绕圈数增加导致电缆线扭绞变形，损坏 电缆线及检测设备接口。
本发明的同步收放电缆线的装置采用双电刷结构配合专用的信号转接盒将 电缆线传输的采集信号转接至检测设备。电刷通常包括电刷滑片和电刷滑环。电 刷为机电领域用于保持转动部件电气连接的常用方法，机电领域的一般技术人员均可 理解电刷滑片与电刷滑环的原理与连接关系。信号转接盒固定在支架上，信号转接 盒上安装有多个信号输出接口和多组信号转接盒电刷，信号输出接口和信号转接 盒电刷组的数量与同步收放电缆线的装置上的绕线单元的数量相同，信号转接盒 上的每个信号输出接口均与一组信号转接盒电刷的电刷滑片固定连接。检测设备 的通道接口可连接至信号转接盒上的信号输出接口。双电刷结构指每根电缆线均 通过对应的一组绕线轮电刷和一组信号转接盒电刷这两组电刷实现与检测设备 的电气连接结构。
具体来讲，绕线轮电刷及信号转接盒电刷各自均包括电刷滑片和电刷滑环。 绕线轮电刷的电刷滑环和信号转接盒电刷的电刷滑环均通过绝缘块固定安装在转 轴上，每个绕线轮电刷的电刷滑环均通过一根转轴电刷滑环连接线与一组信号转接 盒电刷的电刷滑环连接在一起，转轴电刷滑环连接线固定安装在转轴内部或转轴表 面；每根转轴电刷滑环连接线的一端与一组绕线轮电刷的电刷滑环连接，另一端与 一组信号转接盒电刷的电刷滑环连接。每个绕线轮均安装一组绕线轮电刷，绕线 轮电刷的电刷滑片固定安装在对应的绕线轮上，与缠绕在该绕线轮上的电缆线的 末端固定连接，并与对应的绕线轮电刷的电刷滑环保持滑动接触，用于保证该绕线轮上的电缆线与转轴电刷滑环连接线的电气连接；信号转接盒电刷的电刷滑片安 装在信号转接盒上，与连接至信号转接盒的信号输出接口连接，并与信号转接盒 电刷的电刷滑环保持滑动接触，用于保证转轴电刷滑环连接线与信号转接盒的信 号输出接口的电气连接。
双电刷结构中绕线轮电刷滑片和绕线轮电刷滑环保证了绕线轮相对转轴转动时 电缆线的电气连接，信号转接盒电刷滑环、信号转接盒电刷滑片保证了转轴相对信 号转接盒转动时电缆线的电气连接。
可知，当进行放线或收线操作，转轴转动时，电缆线传输的釆集信号依次经电缆 线的末端、绕线轮电刷滑片、绕线轮电刷滑环、转轴电刷滑环连接线、信号转接盒电 刷滑环、信号转接盒电刷滑片传输至信号转接盒的信号输出接口。由此，不用扭绞 电缆线即可将电信号引导至信号转接盒的信号输出接口，再连接至检测设备(如专 利申请号为200710053613.1的发明专利涉及的声波检测控制装置，或武汉中科智创 岩土技术有限公司生产的RSM-SY系列声波检测仪)。
一种实现上述同步收放多根电缆线装置的同步收放电缆线的方法，该方法适用于 声波透射法检测基桩时同步收放连接多个声波换能器的多根电缆线。当同步收放电 缆线的装置的各部件已安装好，扭矩限制器的打滑或脱开的阈值扭矩已通过扭矩 调节部分设定好，电缆线的一端连接声波换能器，另一端连接于绕线轮的起头处， 并与固定在绕线轮上的绕线轮电刷滑片固定连接，且信号转接盒的信号输出接口 连接检测设备后， 一种同步收放电缆线的方法，其步骤是
A、 松开活动栓，让多个绕线轮与多个扭矩限制器的负载部分可通过绕线轮 轴承各自独立地自由相对转动。
B、 同步拉动多根电缆线至所需长度。由于多个绕线轮可各自独立地绕转轴转动， 可由一个人员将这多个绕线轮上缠绕的多根电缆线同步拉出任意合适长度，恰好将连 接在电缆线一端的声波换能器放置于声测管底部。电缆线上一般有标尺，操作人员可 根据电缆线上的标尺同步拉出相同长度，卡入用于确定声波换能器高度位置的编码 器定位装置，至此便完成放线和测量准备工作。
C、 插上活动栓，让绕线轮与扭矩限制器的负载部分锁固，绕线轮轴承不起作用。
D、 扭矩限制器啮合，扭矩限制机构处于正常状态，扭矩限制器的负载部分 与驱动部分通过扭矩限制机构紧密啮合。E、 通过编码器定位装置持续地同步拉动多根电缆线，同步提升多个声波换能器。 声波换能器到达预定的高度位置时，检测装置将自动完成该高度位置的发射与接收过 程。 一次提升检测过程中，每根声测管中中将有相同长度的电缆线被持续地同步 提升拉出编码器定位装置外。
F、 转动绕线轮收线。 一次提升检测过程中，需将被拉出的电缆线缠绕收回 至各自的绕线轮上。只需一个操作人员控制驱动装置(如转动手柄)，让转轴通 过扭矩限制器带动绕线轮转动即可将拉出的多根电缆线同步缠绕收回。
G、 当某根电缆线在编码器定位装置和绕线轮之间紧绷时，如果此根电缆线的拉
应力导致缠绕它的绕线轮的扭矩超过扭矩限制器的设定阈值扭矩，扭矩限制器的的扭 矩限制机构改变状态，负载部分与驱动部分脱开，转轴不再带动绕线轮转动。此时 该根电缆线的收线过程暂时停止。
由于每根电缆线都在持续地被拉出编码器定位装置，如果某绕线轮不再转动，在 编码器定位装置和绕线轮之间紧绷的该电缆线会随着该电缆线被拉出编码器定位装 置，使得编码器定位装置和绕线轮之间的该电缆线松弛，此根电缆线的拉应力下降， 当负载部分与驱动部分脱开的扭矩限制器所受拉应力减小至其对应的扭矩小于设定
阈值扭矩，自动返回至步骤D，改变状态的扭矩限制机构回到正常状态，负载部 分与驱动部分自动恢复至啮合状态，转轴可通过扭矩限制器继续带动绕线轮转动， 继续收回缠绕电缆线。如此反复，直至提升检测过程结束，声波换能器被提升至声测
管顶部。
本发明不仅可用于声波检测设备，任何需要同步收放电缆线的装置均可适用。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果采用本发明揭示的同步收放 电缆线的装置及方法，可大幅度提高检测工作效率。例如，将本发明的实施例提供 的同步收放电缆线的装置及方法应用于专利申请号为200710053613.1的发明专利 涉及的声波检测控制方法与装置，用于检测一个装有四根声测管的基桩时，放线时只 需一个操作人员便可同步将四个声波换能器分别放至对应的声测管底部，收线时也只 需一个操作人员便可同步将提升时拉出的四巻电缆线在各自的绕线轮上回收缠绕，且 收线可与提升同步进行，而无须等所有提升检测过程结束后再一一收线。可见，采用 本发明揭示的同步收放电缆线的装置及方法，可比现有技术的一一放线收线检测过 程提高工作效率三倍以上。并且，本发明揭示的同步收放电缆线的装置结构轻便，操作简单，在检测现场搬移十分方便，从另一个方面提高了声波透射法进行基桩检测 的工作效率。随着大直径基桩日益普遍用于高层建筑、大型桥梁等工程，本发明将充
分发挥检测设备(如专利申请号为200710053613.1的发明专利涉及的声波检测控制 方法与装置)的作用，极大推动声波透射法检测基桩完整性技术的应用，创造出巨大 的经济效益和社会效益。


图1为一种同步收放电缆线的装置的立体结构示意图。其中102-支架；104-
手柄；106-支架轴承(例如上海杰韦弗企业有限公司的FAG6308-2Z型滚珠轴承)； 108-扭矩限制器(例如南京工诺科技有限公司代理的SKP型键槽-法兰型自动复 位滚珠式扭矩限制器)；110-绕线轮轴承(例如米思米(中国)精密机械贸易有限 公司的LHFR-MX40型直线轴承)；112-绕线轮；114-转轴；116-信号转接盒；118-
电缆线；120-活动栓；122-编码器定位装置(例如武汉中科智创岩土技术有限公
司生产的RSM—SY7声波仪配备的深度计数器)；124-声波换能器(例如武汉中 科智创岩土技术有限公司生产的RSM—SY7声波仪配备的收发两用声波换能 器)；绕线单元-126。
图2为一种同步收放电缆线的装置的剖面结构图。其中108-扭矩限制器；110-绕线轮轴承；112-绕线轮；114-转轴；116-信号转接盒；202-扭矩限制器108的扭 矩调节刻度盘；204-扭矩限制器108的碟形弹簧；206-扭矩限制器108的活动楔 块；208-扭矩限制器108的精密滚珠；210-扭矩限制器108的负载部分(即扭矩限 制器的配套件安装基座)；230-扭矩限制器108的驱动部分；214-绕线轮轴承110的 轴承外圈；216-绕线轮轴承110的轴承保持架；218-绕线轮轴承110的轴承内圈；220八-绕线轮电刷滑片(机电领域一般技术人员均可理解)；220B-信号转接盒电刷滑片(机 电领域一般技术人员均可理解)；222A-绕线轮电刷滑环(机电领域一般技术人员均 可理解)；222B-信号转接盒电刷滑环(机电领域一般技术人员均可理解)；224A-绝 缘块；224B-绝缘块；226-转轴电刷连接线；228-信号输出接口。
图3为一种同步收放电缆线的装置的收线过载状态的结构示意图。其中相同 标号代表的器件与前面图示相同，在此不复赘述。
图4为一种同步收放电缆线的方法的详细流程图。
具体实施例方式
以下将对本发明的实施例给出详细的说明。虽然本发明将结合实施例进行阐述，但应理解这并非意指将本发明限定于这些实施例。相反，本发明意在涵盖由 后附权利要求项所界定的本发明精神和范围内所定义的各种可选项，可修改项和 等同项。结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本发 明的特性和优点更为明显。
此外，在以下对本发明的详细描述中，为了提供一个针对本发明的完全的理 解，阐明了大量的具体细节。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节， 本发明同样可以实施。在另外的一些实例中，对于大家熟知的方案、流程、配件 和装置未作详细描述，以便于凸显本发明之主旨。
请参阅图1，其中显示根据本发明的一个实施例的一种同步收放电缆线的装置
100的立体结构示意图。如图1所示，该电缆线的装置100包括支架102、手柄 104、支架轴承106、转轴114、绕线单元126、信号转接盒116。绕线单元126 进一步包括扭矩限制器108、绕线轮轴承110、绕线轮112以及活动栓120,扭矩 限制器108的驱动部分230固定在转轴114上，扭矩限制器108的负载部分210 通过绕线轮轴承110与绕线轮112套接在一起，扭矩限制器108的扭矩限制部分 包括扭矩限制器108的扭矩调节刻度盘202、扭矩限制器108的碟形弹簧204、 扭矩限制器108的活动楔块206、扭矩限制器108的精密滚珠208.。正常状态时， 扭矩限制器108的扭矩限制部分的精密滚珠208与扭矩限制器108的负载部分210 的凹槽啮合在一起，扭矩限制器108的驱动部分230与扭矩限制器108的负载部 分210不发生相对运动；发生过载时，扭矩限制器108的扭矩限制部分发生变化， 导致扭矩限制器108的负载部分210与扭矩限制器108的驱动部分230产生脱离或 打滑，从而达到保护保护驱动装置与负载的效果。活动栓120安装在绕线轮112 上。活动栓120松开时，绕线轮112可通过绕线轮轴承110相对于转轴114自由 转动，此时转轴114转动不会通过扭矩限制器108带动绕线轮112转动；活动栓 120插上时，活动栓120插在扭矩限制器的负载部分上，绕线轮轴承110被卡住， 绕线轮112不能通过绕线轮轴承110相对于转轴114自由转动，此时转轴114转 动会通过扭矩限制器108带动绕线轮112转动。同步收放电缆线的装置100包括多 组绕线单元126。在本实施例中，支架102可为木质或金属材料，手柄104和绕线 轮112可为塑料材料，支架轴承106及绕线轮轴承IIO为优质不锈钢材料，转轴 114为金属材料，活动栓120为金属材料。
其中，同步收放电缆线的装置100的转轴114通过支架轴承106固定在支架102上，手柄104与转轴114固定连接。由于支架轴承106的润滑隔离作用，转 动手柄104便可带动转轴114在支架102内自由转动。扭矩限制器108和绕线轮 112均套接在转轴114上，其中扭矩限制器108的一端固定在转轴114上，另一 端通过绕线轮轴承110与绕线轮112套接在一起，由此绕线轮112便可相对于扭 矩限制器108自由转动。
如图l所示，该同步收放电缆线的装置IOO可包含N (N22)对通过绕线轮 轴承110套接在一起的扭矩限制器108及绕线轮112，均套接在转轴114上。电 缆线118可缠绕在这N个绕线轮112上。活动栓120用于在收线时将扭矩限制器 108与绕线轮112卡住，可同时插在扭矩限制器108和绕线轮112上，使它们不 能通过绕线轮轴承110相对转动，转轴114便可同时驱动这N个绕线轮112。这样， 当一个提升检测过程完成，同步收放电缆线的装置100便同时将N巻电缆线118 分别缠绕在N个绕线轮112上，同步收回的多根电缆线118不用再临时堆放在检测 设备旁边。
信号转接盒116固定在支架102上，置于转轴114的末端，不随转轴114的 转动而转动。信号转接盒116采用双电刷结构与缠绕在绕线轮112上的电缆线118 电气连接，用于将'电缆线118传输的采集信号引出，与检测设备(如专利申请号 为200710053613.1的发明专利涉及的声波检测控制装置，或武汉中科智创岩土技术 有限公司生产的RSM-SY系列声波检测仪)连接。
当使用背景技术描述的声波透射法进行基桩检测时，检测规范《JGJ 106-2003建 筑基桩检测技术规范》、《JTG/TF 81-01-2004公路工程基桩动测技术规程》、《TB 10218-99铁路工程基桩无损检测规程》、《DGJ 08-218-2003建筑基桩检测技术规程》、 《CECS02:2005超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》及《CECS21:2000超声 法检测混凝土缺陷技术规程》等规定声波换能器的位置必须同步移动，也就是说， 同步收放电缆线的装置100的N个绕线轮112每次必须同步收回或放出相同长度 的电缆线118。
然而，即使使用相同规格的电缆线118，每段电缆线118的磨损程度、弹性、硬 度还是会存在差异，甚至有些电缆线118由于过度扭曲发生永久变形、损伤，如果将 N个绕线轮112直接固定在转轴114上，让这N个绕线轮112每次随转轴114同轴转 动相同的角度，将会导致N巻电缆线118不能在N个绕线轮112上各自缠绕整齐， 而且缠绕的松紧程度、每圈周长也会不一致，从而很难保证每次放出或收回的电缆线118长度一致。
本实施例中，同步收放电缆线的装置100创新性地利用扭矩限制器108的限 制作用，放线时让N个绕线轮112独立自由转动，同步提升声波换能器后收线时 让缠绕得较紧的绕线轮112暂时与转轴114脱开，待拉力释放后绕线轮112自动 复位，由此便可同步收放相同长度的电缆线118。下面结合图2详细说明该同步 收放电缆线的装置100的结构及工作方式。
请参阅图2，其中显示根据本发明的一个实施例的图l所示同步收放电缆线 的装置100的剖面结构图。电缆线的装置100包括图1所示的转轴114、绕线轮轴 承110、绕线轮112、扭矩限制器108、信号转接盒116，(其连接关系前面已有描述)， 还包括图1未图示的绕线轮电刷滑片220A、绕线轮电刷滑环222A、信号转接盒电刷 滑片220B、信号转接盒电刷滑环222B，以及信号输出接口 228，(其连接关系将在 后面描述)。其中绕线轮轴承110包括绕线轮轴承外圈214、绕线轮轴承滚珠212、 绕线轮轴承保持架216以及绕线轮轴承内圈218，绕线轮轴承110为市面可购得产 品，机械领域一般技术人员均可理解其工作原理及各个组成部件的连接关系。扭 矩限制器108包括驱动部分230、扭矩调节刻度盘202、碟形弹簧204、活动楔块 206、精密滚珠208、以及负载部分一一配套件安装基座210，扭矩限制器108为市 面可购得产品(例如南京工诺科技有限公司代理的SKP型键槽-法兰型自动复位 滚珠式扭矩限制器)，机械领域一般技术人员均可理解其工作原理及各个组成部 件的连接关系。
本领域一般技术人员可以理解，同步收放电缆线的装置100的转轴114为驱 动侧，绕线轮112为负载侧。手柄104与转轴114固定在一起，转动手柄104可 让转轴114带动绕线轮112转动。为使每次操作时N个绕线轮112都能放出或收 回相同长度的电缆线118，绕线轮112与轮转轴114之间安装了扭矩限制器108。 其中转轴114与扭矩限制器108的驱动部分230固定在一起，绕线轮112则通过 键槽安装于扭矩限制器108的负载部分210。
扭矩限制器108是一种机械式动力过载保护装置，又称安全离合器。扭矩限 制器108工作时应将活动栓120插上。活动栓120可同时插在绕线轮112和扭矩 限制器108的负载部分210上，用于将绕线轮112与扭矩限制器108的负载部分 210固定。插上活动栓120，绕线轮112与扭矩限制器108的负载部分210卡住， 使绕线轮112与扭矩限制器108的负载部分210保持相对静止，不能通过绕线轮轴承110相对转动。
转动扭矩调节刻度盘202可压紧或放松碟形弹簧204，由此设定阈值扭矩。 当电缆线118绷得过紧时，扭矩限制器108的负载部分210将发生过载，当扭矩 超过设定阈值扭矩时，扭矩限制器108便会脱离或打滑，扭矩限制器108的驱动 部分230与扭矩限制器108的负载部分210分离，从而使转轴114与绕线轮112 分离。 一旦电缆线118松动，拉力释放，扭矩减至设定阈值扭矩以下时，扭矩限 制器108的驱动部分230与配套件安装基座210将立即恢复啮合，使得转轴114 重新带动绕线轮112转动。
本实施例中，扭矩限制器108可采用南京工诺科技有限公司代理的SKP型键 槽-法兰型自动复位滚珠式扭矩限制器。扭矩限制器108的负载部分(配套件安装 基座)210与扭矩限制器108的驱动部分230的结合面有若干凹槽，同步式扭矩限 制器108的凹槽位置是不规则分布的，而步进式扭矩限制器108的凹槽位置则是 平均分布的(如六个凹槽以60。围圈平均分布)。电缆线的装置IOO处于准备状态 时，若干精密滚珠208无间隙地镶嵌在凹槽内，扭矩限制器108的驱动部分230 的内滑动面与扭矩限制器108的负载部分210的内滑动面通过精密滚珠208紧密 啮合。同步式扭矩限制器108—圈中只有唯一位置可啮合；步进式则一圈中可有 多个位置可啮合。
当使用同步收放电缆线的装置IOO进行放线时，活动栓120应松开，扭矩限制 器108暂时不起作用。此时，绕线轮112与扭矩限制器108之间的绕线轮轴承110 起隔离润滑作用，安装在扭矩限制器108的配套件安装基座210上的N个绕线轮112 各自均可通过绕线轮轴承110绕转轴114自由转动，且互不干扰。放线由操作人员同 步拉动缠绕在这N个绕线轮112上的多根电缆线118手工进行，只需同步拉出大致 需要的线长即可。通常用来连接声波换能器的电缆线118上都有标尺，操作人员根 据电缆线118上的标尺将拉出的电缆线118慢慢放入声测管直至声波换能器到达 声测管底部，再将这N根电缆线118标尺相同长度处卡入编码器定位装置122便 完成放线和测量准备工作。同步收放电缆线的装置100的放线状态如图2所示， 与处于准备状态一致。
声波透射法检测过程中，每次提升声波换能器的过程中，同步收放电缆线的装 置IOO可将相同长度的电缆线118收回缠绕至N个绕线轮112上。收线时，活动栓 120插上，将扭矩限制器108的配套件安装基座210与绕线轮112固定，绕线轮轴承110被锁住不起作用。每次提升时，操作人员通过编码器定位装置122同步拉
动放入声测管中的N根电缆线118，N根电缆线118被源源不断的同步拉出编码器定 位装置122，进入到编码器定位装置122和绕线轮之间，转动手柄104，通过转轴114 及扭矩限制器108驱动绕线轮112转动，由此处于编码器定位装置122与绕线轮112 之间的电缆线118便可被收回缠绕至绕线轮112上。
但是，在绕线轮112转动收线时，如前文所述，由于每段电缆线118的磨损程 度、弹性、硬度、缠绕的松紧程度以及每圈周长不一致，每次当N个绕线轮112随 转轴114同轴转动相同的角度时，必然导致收回的N根电缆线118不能在N个绕线 轮112上各自缠绕整齐，绕线轮112上有的缠绕的电缆线118多，有的缠绕的电缆线 118少，从而很难保证N个绕线轮112随转轴114同轴转动相同的角度时收回缠绕的 电缆线118长度一致。
若某个绕线轮112上缠绕的电缆线118比其他绕线轮112多，则这个绕线轮112 上的电缆线118会比其他绕线轮112上的电缆线118绷得更紧。当电缆线118紧绷的 拉应力导致该绕线轮112的扭矩超过扭矩限制器108的设定阈值扭矩，发生过载时， 精密滚珠208将滑出配套件安装基座210的凹槽，原本紧密啮合的扭矩限制器108 的负载部分210与扭矩限制器108的驱动部分230产生脱离，同步收放电缆线的 装置100的驱动侧一转轴114与负载侧——绕线轮112完全脱开，该绕线轮112 不再随转轴114转动。发生过载时同步收放电缆线的装置100的状态如图3所示。 请参阅图3，精密滚珠208此时滑出配套件安装基座210的凹槽，活动楔块206被 顶出，碟形弹簧204被压紧，扭矩限制器108的负载部分210与扭矩限制器108的 驱动部分230脱离，精密滚珠208此时起支架轴承的作用，与扭矩限制器108的 驱动部分230固定连接的转轴114不再带动固定在扭矩限制器108的负载部分210 上的绕线轮112转动。
对于其他缠绕电缆线118少而受电缆线118拉应力较小的绕线轮112，其对应的 扭矩限制器108的负载部分210与扭矩限制器108的驱动部分230仍处于啮合状态， 精密滚珠208仍嵌在其结合面的凹槽中。这些未被绷紧的绕线轮112继续随转轴114 转动，继续收回缠绕未被绷紧的电缆线118。此时，之前由于电缆线118拉应力大导 致扭矩限制器108的负载部分210与扭矩限制器108的驱动部分230脱开的扭矩限 制器108所受拉应力减小，过载消除。 一旦拉应力减小至其对应的扭矩小于扭矩限 制器108的设定阈值扭矩，精密滚珠208将滑至最近的扭矩限制器108的负载部分210的凹槽中，被压紧的碟形弹簧204恢复，被顶出的活动楔块206回到原位置， 扭矩限制器108的负载部分210与扭矩限制器108的驱动部分230自动恢复至啮 合状态。转轴114可通过扭矩限制器108继续带动绕线轮112转动，继续收回缠绕电 缆线118。此时同步收放电缆线的装置100的状态恢复到如图2所示的状态。
如此反复，同步收放电缆线的装置100根据电缆线118被绷紧的程度控制扭矩 限制器108的负载部分210与扭矩限制器108的驱动部分230脱开或自动复位，从 而控制绕线轮112是否由转轴114驱动旋转，以保证同步缠绕收回电缆线。值得注意 的是，同步提升声波换能器的过程是由编码器定位装置122精确控制的，从而可保证 从声波换能器到编码器定位装置122之间的电缆线118是绷紧的，而同步收放电缆 线的装置100则可保证从编码器定位装置122出来的电缆线118能同步地缠绕收回 到N个绕线轮112上，而不是临时堆放在检测设备旁边等到最后再一一缠绕收回。
本领域一般技术人员可以理解，扭矩限制器108可在市面购得，可选用不同厂 家、不同型号的扭矩限制器，而不仅限于本实施例中选用的南京工诺科技有限公 司代理的SKP型键槽-法兰型自动复位滚珠式扭矩限制器。例如，还可采用摩擦 式、顶针式、轴-链轮型、轴-齿轮型扭矩限制器等等。此外，本领域一般技术人 员也可根据现有技术自行制备扭矩限制器108。市面购得及自行制备的各种扭矩限 制器108，其功能、原理、结构、以及与同步收放电缆线的装置IOO其它各部件 的连接均与本实施例类似，均为本发明的不同实施例，在此不复赘述。
电缆线118的作用是连接声波换能器和检测设备(如武汉中科智创岩土技术有 限公司生产的RSM-SY系列声波检测仪)，将接收声波换能器接收到且转换后的电 信号传输至该检测设备。但是，由于在缠绕收线过程中，电缆线118全程随绕线 轮112转动， 一圈圈缠绕在绕线轮112上，因此不能直接将电缆线的末端接插在检 测设备接口上，否则将会随着缠绕圈数增加导致电缆线扭绞变形，损坏电缆线及 检测设备接口，影响测量效果。
回到图2，针对这种情况，同步收放电缆线的装置IOO采用双电刷结构配合 专用的信号转接盒116，不用扭绞电缆线118即可将电缆线118传输的采集信号 引出至信号转接盒116的信号输出接口 228，再连接至检测设备。其中信号转接 盒116固定在支架102上，不随转轴114的转动而转动。信号转接盒116安装有 信号输出接口 228，检测设备的接口可连接至信号输出接口 228。
如图2所示，同步收放电缆线的装置IOO安装有两组电刷绕线轮电刷及信号转接盒电刷。绕线轮电刷安装于绕线轮112与转轴114之间，信号转接盒电刷安
装于信号转接盒116与转轴114之间。绕线轮电刷包括电刷滑片220A及电刷滑环 222A。绕线轮电刷滑片220A固定在绕线轮112内径，与缠绕在绕线轮112上的 电缆线118的末端固定连接。绕线轮电刷滑环222A通过绝缘块224A固定套接在 转轴114上。绕线轮电刷滑片220A及绕线轮电刷滑环222A保持滑动接触。信号 转接盒电刷包括电刷滑片220B及电刷滑环222B。信号转接盒电刷滑片220B固定 在信号转接盒116内部，并连接至信号转接盒116的信号输出接口 228。信号转 接盒电刷滑环222B与绕线轮电刷滑环222A —样，也通过绝缘块224B固定套接 在转轴114上。信号转接盒电刷滑片220B与信号转接盒电刷滑环222B保持滑动 接触。在转轴114内部，转轴电刷滑环连接线226将绕线轮电刷滑环222A与信号 转接盒电刷滑环222B连接在一起。转轴电刷滑环连接线226的一端与绕线轮电刷 滑环222A连接，另一端与信号转接盒电刷滑环222B连接。
可知，当进行放线或收线操作，转轴114转动时，电缆线118传输的采集信号依 次经电缆线118的末端、绕线轮电刷滑片220A、绕线轮电刷滑环222A、转轴电刷滑 环连接线226、信号转接盒电刷滑环222B、信号转接盒电刷滑片220A传输至信号转 接盒116的信号输出接口 228。由此，电缆线118传输的采集信号便可通过同步收 放电缆线的装置100的双电刷结构引导至信号转接盒116，再连接至检测设备(如 专利申请号为200710053613.1的发明专利涉及的声波检测控制装置，或武汉中科智 创岩土技术有限公司生产的RSM-SY系列声波检测仪)。双电刷结构中绕线轮电刷滑 片220A和绕线轮电刷滑环222A保证了绕线轮相对转轴114转动时的电气连接，信 号转接盒电刷滑环222B、信号转接盒电刷滑片220A保证了转轴114相对信号转接 盒116转动时的电气连接。
请参阅图4，其中显示根据本发明的一个实施例的一种同步收放电缆线的方 法的流程图400。流程图400所示的同步收放电缆线的方法实际上对图1、图2、 图3所示同步收放电缆线的装置100的操作过程，下面将结合图1、图2、图3 描述该方法。描述该方法之前，默认同步收放电缆线的装置100已经就绪。本领 域普通技术人员可以理解，就绪指的是同步收放电缆线的装置IOO的各部件已 安装好；扭矩限制器108的脱开阈值扭矩已通过扭矩调节刻度盘202设定好；电 缆线118的一端连接声波换能器，另一端连接绕线轮112的起头处，并与绕线轮 电刷滑片220A接触；信号转接盒116的信号输出接口 228接检测设备(如专利申请号为200710053613.1的发明专利涉及的声波检测控制装置，或武汉中科智创岩 土技术有限公司生产的RSM-SY系列声波检测仪)。图示一种同步收放电缆线的方 法400的步骤是
A、 松开活动栓120，让N个绕线轮112与N个扭矩限制器108的配套件安 装基座210可通过绕线轮轴承110独立地自由转动。在这种情况下，扭矩限制器 108与转轴114始终保持相对静止，扭矩限制器108不起扭矩限制作用，N个绕 线轮112可各自独立地绕转轴114转动。
B、 同步拉动多根电缆线118至所需长度。本步骤由操作人员完成。由于N个绕 线轮112可各自独立地绕转轴114转动，可由一个操作人员将这N个绕线轮112上 缠绕的N巻电缆线118同步拉出任意合适长度，恰好将连接在电缆线118 —端的声 波换能器放置于声测管底部。电缆线118上一般有标尺，操作人员可根据电缆线118 上的标尺同步拉出相同长度，卡入用于确定声波换能器高度位置的编码器定位装置 122。至此，便完成放线和测量准备工作，可进行声波透射法测量。
C、 插上活动栓120，让绕线轮112与扭矩限制器108的配套件安装基座210 锁固，绕线轮轴承110不起作用。此时扭矩限制器108的配套件安装基座210与 绕线轮112固定，扭矩限制器108的驱动部分230与转轴114固定。
D、 扭矩限制器108啮合，精密滚珠208镶嵌在配套件安装基座210的凹槽 内，扭矩限制器108的负载部分210与扭矩限制器108的驱动部分230通过精密 滚珠208紧密啮合。最初进行测量时以及在每次提升检测过程前扭矩限制器108 为此啮合状态。
E、 通过编码器定位装置122持续地同步拉动多根电缆线，同步提升多个声波换 能器。声波换能器到达预定的高度位置时，检测装置将自动完成该高度位置的发射与 接收过程。完成一次提升检测过程中，每根声测管中将有相同长度的电缆线118 被持续地同步提升拉出编码器定位装置122外。
F、 转动绕线轮收线。完成一次提升检测过程中，需将被拉出的电缆线118 缠绕收回至各自的绕线轮112上。只需一个操作人员转动手柄104，让转轴114 通过扭矩限制器108带动绕线轮112转动即可将拉出的电缆线118缠绕收回。
由于每段电缆线118的磨损程度、弹性、硬度、缠绕的松紧程度以及每圈周长不 一致，当N个绕线轮112随转轴114同轴转动相同的角度时，很难保证每次收回缠 绕的电缆线118长度一致，因而电缆线118缠绕收回到绕线轮112上较多的绷得较紧，所受拉应力较大，对应的扭矩较大。
F、当某根电缆线118紧绷的拉应力导致缠绕它的绕线轮112的扭矩超过扭矩限
制器108的设定阈值扭矩时，扭矩限制器108的负载部分210与扭矩限制器108的 驱动部分230脱开。此时，扭矩限制器108过载，精密滚珠208滑出扭矩限制器108 的负载部分210的凹槽，原本紧密啮合的扭矩限制器108的负载部分210与扭矩限 制器108的驱动部分230产生脱离。由于扭矩限制器108的驱动部分230与转轴114 固定，扭矩限制器108的负载部分210与绕线轮112固定，由此转轴U4与绕线轮 112完全脱开，转轴114不再带动绕线轮112转动。
由于每根电缆线118都在持续地被拉出编码器定位装置122，如果某绕线轮112 不再转动，在编码器定位装置122和绕线轮112之间紧绷的电缆线118会随着电缆线 118被拉出编码器定位装置122，使得编码器定位装置122和绕线轮112之间的电缆 线松弛，此根电缆线118的拉应力下降。对于其他缠绕电缆线118少而受电缆线118 拉应力较小的绕线轮112，其对应的扭矩限制器108的负载部分210与扭矩限制器108 的驱动部分230仍处于啮合状态，精密滚珠208仍嵌在其结合面的凹槽中。这些未被 绷紧的绕线轮112继续随转轴114转动，继续收回缠绕未被绷紧的电缆线118。
此时，之前由于电缆线118拉应力大导致扭矩限制器108的负载部分210与扭矩 限制器108的驱动部分230脱开的扭矩限制器108所受拉应力减小，过载消除。一 旦拉应力减小至其对应的扭矩小于扭矩限制器108的设定阈值扭矩，流程图400返 回至步骤D，精密滚珠208将滑至最近的扭矩限制器108的负载部分210的凹槽中， 扭矩限制器108的负载部分210与扭矩限制器108的驱动部分230自动恢复至啮合 状态。此时，转轴114可通过扭矩限制器108继续带动绕线轮112转动，继续收回缠 绕电缆线118。如此反复，直至提升检测过程结束，声波换能器被提升至声测管顶部。
本发明不仅可用于声波检测设备，任何需要同步收放电缆线的装置均可适用。
采用本发明揭示的同步收放电缆线的装置及方法，可大幅度提高检测工作效 率。例如，将本发明的实施例提供的同步收放电缆线的装置及方法应用于专利申请 号为200710053613.1的发明专利涉及的声波检测控制方法与装置，用于检测一个装 有四根声测管的基桩时，放线时只需一个操作人员便可同步将四个声波换能器分别放 至对应的声测管底部，收线时也只需一个操作人员便可同步将提升时拉出的四巻电缆 线在各自的绕线轮上缠绕整齐，且收线可与提升同步进行，而无须等所有提升检测过程结束后再一一收线。可见，采用本发明揭示的同步收放电缆线的装置及方法，可 比现有技术的一一放线收线检测过程提高工作效率三倍以上。并且，本发明揭示的同 步收放电缆线的装置结构轻便，操作简单，在检测现场搬移十分方便，从另一个方 面提高了声波透射法进行基桩检测的工作效率。随着大直径基桩日益普遍用于高层建
筑、大型桥梁等工程，本发明将充分发挥检测设备(如专利申请号为200710053613.1 的发明专利涉及的声波检测控制方法与装置)的作用，极大推动声波透射法检测基桩 完整性技术的应用，创造出巨大的经济效益和社会效益。
虽然之前的说明和附图描述了本发明的较佳实施例，应当理解在不脱离权利 要求书所界定的本发明原理的精神和保护范围的前提下可以有各种增补、修改和 替换。本领域技术人员应该理解，本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作 要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件 及其它方面有所变化。因此，在此披露的实施例仅用于说明而非限制，本发明的 保护范围由权利要求书中技术方案及其合法等同物界定，而不限于此前的描述。
权利要求
1、一种同步收放电缆线的装置，该电缆线的装置(100)包括驱动装置(104)、支架(102)、支架轴承(106)、转轴(114)、绕线单元(126)、信号转接盒(116)、绕线轮电刷、信号转接盒电刷，其特征在于电缆线的装置(100)的驱动装置(104)与转轴(114)固定连接，转轴(114)通过支架轴承(106)固定在支架(102)上，绕线单元(126)包括扭矩限制器(108)、绕线轮轴承(110)、绕线轮(112)，扭矩限制器(108)和绕线轮(112)套接在转轴(114)上，扭矩限制器(108)的一端固定在转轴(114)上，另一端通过绕线轮轴承(110)与绕线轮(112)套接，电缆线(118)缠绕在绕线轮(112)上；所述的信号转接盒(116)固定在支架(102)上，信号转接盒(116)采用双电刷结构与缠绕在绕线轮(112)上的电缆线(118)电气连接。
2、 根据权利要求1所述的一种同步收放电缆线的装置，其特征在于所述的转轴(114)与扭矩限制器(108)的驱动部分(230)固定在一起，绕线轮(112) 通过绕线轮轴承(110)安装于扭矩限制器(108)的负载部分(210)。
3、 根据权利要求1所述的一种同步收放电缆线的装置，其特征在于所述 的绕线轮(112)安装有活动栓(120)，扭矩限制器(108)的负载部分(210)与 绕线轮(112)通过活动栓(120)固定。
4、 根据权利要求1所述的一种同步收放电缆线的装置，其特征在于所述 的信号转接盒(116)固定在支架(102)上，信号转接盒(116)安装有信号输出 接口 (228)，检测设备连接至信号输出接口 (228)。
5、 根据权利要求l所述的一种同步收放电缆线的装置，其特征在于所述的 电缆线的装置(100)安装有两组电刷绕线轮电刷及信号转接盒电刷，绕线轮电 刷安装于绕线轮(112)与转轴(114)之间，信号转接盒电刷安装于信号转接盒(116) 与转轴(114)之间。
6、 根据权利要求1或5所述的一种同步收放电缆线的装置，其特征在于所 述的绕线轮电刷包括电刷滑片(220A)及电刷滑环(222A)，绕线轮电刷滑片(220A)固定在绕线轮(112)内，与缠绕在绕线轮(112)上的电缆线(118) 的末端固定连接，绕线轮电刷滑环(222A)通过绝缘块(224A)固定套接在转轴 (114)上，绕线轮电刷滑片(220A)与绕线轮电刷滑环(222A)滑动接触。
7、 根据权利要求1或5所述的一种同步收放电缆线的装置，其特征在于所述的信号转接盒电刷包括电刷滑片(220B)及电刷滑环(222B)，信号转接盒电刷 滑片(220B)固定在信号转接盒(116)内，并连接至信号转接盒(116)的信号 输出接口 (228)，信号转接盒电刷滑环(222B)通过绝缘块(224)固定套接在 转轴(114)上，信号转接盒电刷滑片(220B)与信号转接盒电刷滑环(222B)滑 动接触。
8、 根据权利要求l所述的一种同步收放电缆线的装置，其特征在于所述的转轴(114)内部或外表面固定安装有转轴电刷滑环连接线(226),转轴电刷滑环连 接线(226)的一端与绕线轮电刷滑环(222A)连接，另一端与信号转接盒电刷 滑环(222B)连接。
9、 一种实现权利要求l所述的同步收放多根电缆线装置的方法，其步骤是A、 松开活动栓，让绕线轮与扭矩限制器的负载部分通过绕线轮轴承各自独 立地自由相对转动；B、 同步拉动电缆线至所需长度，绕线轮各自独立地绕转轴转动，由将绕线轮上 缠绕的电缆线同步拉出，将连接在电缆线一端的声波换能器放置于声测管底部，完成 放线和测量准备工作；C、 插上活动栓，让绕线轮与扭矩限制器的负载部分锁固；D、 扭矩限制器啮合，扭矩限制部分处于正常状态，扭矩限制器的负载部分 与扭矩限制器的驱动部分通过扭矩限制器的扭矩限制部分紧密啮合；E、 通过编码器定位装置同步拉动电缆线，同步提升声波换能器，声波换能器到 达预定的高度位置时，检测装置将自动完成高度位置的发射与接收过程，提升检测 过程中，每根声测管中将有相同长度的电缆线被同步提升拉出编码器定位装置外；F、 转动绕线轮收线，提升检测过程中，将被拉出的电缆线缠绕收回至各自的绕线轮上，控制驱动装置，让转轴通过扭矩限制器带动绕线轮转动将拉出的电缆线同步缠绕收回；G、 电缆线在编码器定位装置和绕线轮之间紧绷时，此根电缆线的拉应力导致缠 绕它的绕线轮的扭矩超过扭矩限制器的设定阈值扭矩，扭矩限制器的的扭矩限制部 分改变状态，扭矩限制器的负载部分与扭矩限制器的驱动部分脱开，转轴不再带动 绕线轮转动。所述的电缆线都在持续地被拉出编码器定位装置，绕线轮不再转动，在编码器定位装置和绕线轮之间紧绷的该电缆线会随着该电缆线被拉出编码器定位装置，使编码 器定位装置和绕线轮之间的该电缆线松弛，此根电缆线的拉应力下降，当处于负载部 分与驱动部分脱开状态的扭矩限制器所受拉应力减小至其对应的扭矩小于设定阈值 扭矩，自动返回至步骤D，改变状态的扭矩限制部分回到正常状态，负载部分与 驱动部分自动恢复至啮合状态，转轴通过扭矩限制器继续带动绕线轮转动，继续收 回缠绕电缆线。
全文摘要
本发明公开了一种同步收放电缆线的装置及方法，驱动装置与转轴固定连接，转轴通过支架轴承固定在支架上，扭矩限制器的一端固定在转轴上，另一端绕线轮轴承与绕线轮套接，电缆线缠绕在绕线轮上；信号转接盒固定在支架上，信号转接盒采用双电刷结构与缠绕在绕线轮上的电缆线电气连接。步骤是A.松开活动栓；B.同步拉动电缆线至所需长度；C.插上活动栓；D.扭矩限制器啮合；E.通过编码器定位装置同步拉动电缆线；F.转动绕线轮收线；G.电缆线在编码器定位装置和绕线轮之间。适用于进行基桩完整性检测的同步收放多根电缆线、多根电缆线分别放入多个声测管中，提升检测过程中同步将拉出的多根电缆线分别收回缠绕至各自的绕线轮上。
文档编号H02G11/00GK101577409SQ20091006199
公开日2009年11月11日 申请日期2009年5月5日 优先权日2009年5月5日
发明者杰 张, 曹定富, 王承成, 胡纯军, 远 高 申请人:武汉中岩科技有限公司