船舶碰撞桥墩的检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种船舶碰撞桥墩的检测装置，包括有安装于桥墩上的支座，设置于支座顶端的水平转轴，两个固定连接于水平转轴上且径向相对的转动杆，顶端固定连接于一个转动杆的外端、底端铰接于桥墩侧壁上的受力杆，以及设置于桥墩上且通过拉力弹簧与另一个转动杆的外端固定连接的拉力传感器；拉力传感器与单片机连接，单片机上连接有报警装置。本实用新型专利技术采用拉力传感器作为传感元件，与受力杆连接的一转动杆在受力杆的作用下，会转动，从而带动另一转动杆转动，另一转动杆一旦转动即会拉动拉力弹簧，从而拉力传感器感应到拉力变化，即会发出信号给单片机，单片机操控报警装置实现报警，防止安全事故发生。

【技术实现步骤摘要】
船舶碰撞桥墩的检测装置
本技术涉及桥墩防护检测装置，具体是一种船舶碰撞桥墩的检测装置。
技术介绍
桥梁，指的是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物，而桥墩则为桥梁的支座系统中至关重要的一部分。现有的桥梁中大多数仅设置单层的防护板，甚至没有设置任何的保护措施，若桥墩主体受到直面的撞击力，会直接影响桥墩的寿命，较大撞击很有可能导致桥梁倒塌等严重后果。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种船舶碰撞桥墩的检测装置，能够及时检测到船舶碰撞桥墩的情况，发出报警，避免事故发生。本技术的技术方案为：船舶碰撞桥墩的检测装置，包括有安装于桥墩上的支座，设置于支座顶端的水平转轴，两个固定连接于水平转轴上且径向相对的转动杆，顶端固定连接于一个转动杆的外端、底端铰接于桥墩侧壁上的受力杆，以及设置于桥墩上且通过拉力弹簧与另一个转动杆的外端固定连接的拉力传感器；所述的拉力传感器与单片机连接，所述的单片机上连接有报警装置。所述的拉力传感器包括有基体，基体的前端面上设置有凸起，凸起上设置有拉力盲孔，基体相对的上、下端面上均设置有受力盲孔，且两端面的受力盲孔同轴相对设置，受力孔内均设置有电阻应变片，所述的基体两个受力盲孔所在部分为工字梁结构。所述的基体相对的上、下端面上均设置有两个受力盲孔，上端面上的两个受力盲孔与下端面上的两个受力盲孔一一同轴相对设置，基体四个受力盲孔所在部分形成两个工字梁结构。所述的四个受力盲孔内均设置有电阻应变片，四个电阻应变片连接组成惠斯通电桥。所述的两个转动杆均是由转动主杆和转动连杆组成，所述的转动主杆的外端与转动连杆的内端通过转动销铰接，两个转动主杆的内端均与水平转轴固定连接且两个转动主杆径向相对，一个转动连杆的外端与受力杆铰接，另一个转动连杆的外端通过拉力弹簧与拉力传感器连接。本技术的优点：本技术采用拉力传感器作为传感元件，与受力杆连接的一转动杆在受力杆的作用下，会转动，从而带动另一转动杆转动，另一转动杆一旦转动即会拉动拉力弹簧，从而拉力传感器感应到拉力变化，即会发出信号给单片机，单片机操控报警装置实现报警，防止安全事故发生；本技术对受力杆的受力方向没有限制，即受力杆带动转动杆顺时针还是逆时针转动都会带动另一转动杆转动，另一转动杆一旦转动寄回拉动拉力弹簧，本技术对受力方向的精度要求不高，且感应拉力准确。附图说明图1是本技术的使用结构示意图。图2是本技术的受力状态变化图。图3是本技术拉力传感器的俯视图。图4是本技术拉力传感器的仰视图。图5是载荷柱式梁的力学模型示意图。图6是本技术工字梁部分的应变区位置及应力分布图。图7是本技术惠斯通电桥的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。见图1和图2，船舶碰撞桥墩的检测装置，包括有安装于桥墩01上的支座1，设置于支座1顶端的水平转轴2，两个固定连接于水平转轴2上且径向相对的转动杆3，顶端固定连接于一个转动杆3的外端、底端铰接于桥墩01侧壁上的受力杆4，以及设置于桥墩01上且通过拉力弹簧5与另一个转动杆3的外端固定连接的拉力传感器6；拉力传感器5与单片机连接，单片机上连接有报警装置；见图2，两个转动杆3均是由转动主杆31和转动连杆32组成，转动主杆31的外端与转动连杆32的内端通过转动销铰接，两个转动主杆31的内端均与水平转轴2固定连接且两个转动主杆31径向相对，一个转动连杆32的外端与受力杆4铰接，另一个转动连杆32的外端通过拉力弹簧5与拉力传感器6连接。当轮船02碰撞到桥墩01时，首先碰撞到受力杆4，由于受力杆4底端固定，受到碰撞其顶端向侧边转动，从而带动一个转动杆3转动偏移，相对另一转动杆3转动带动拉力弹簧5拉长，拉力弹簧的拉力带动拉力传感器6输出拉力信号，单片机接收到信号，报警装置发出报警提醒。其中，见图3和图4，拉力传感器6包括有基体61，基体61的前端面上设置有凸起62，凸起62上设置有拉力盲孔63，基体61相对的上、下端面上均设置有两个受力盲孔64，且两端面的受力盲孔64同轴相对设置，上端面上的两个受力盲孔64与下端面上的两个受力盲孔64一一同轴相对设置，四个受力孔64内均设置有电阻应变片，四个电阻应变片连接组成惠斯通电桥(见图7)，基体61四个受力盲孔64所在部分形成两个工字梁结构。使用时，一只带拉环的螺栓旋入拉力盲孔63内，钢丝绳穿过拉环，并形成一个牵引端，两个轴向相对的受力盲孔64为传感器受力结构，由它形成工字形拉力传感器。拉力传感器基本工作原理：拉力传感器主要元件为电阻应变计(片)，工作原理为:以金属材料为转换元件的电阻应变片，其转换原理是基于金属电阻丝的电阻——应变效应。所谓应变效应是指金属导体(电阻丝)的电阻值随变形(伸长或缩短)而发生改变的一种物理现象。(1)、受力前(F＝0)电阻值：R＝ρ*L/S(1)，(1)式中，R—金属丝的电阻(Ω)；ρ—金属丝的电阻率(Ω*M)；L—金属丝的长度(m)；S——金属丝的横截面积(m2)(πD2/4，D—属丝的直径(m))；(2)、受力后(F＞0)电阻变化值：⊿R＝R*Kε(2)，(2)式中，⊿R—电阻变化量；R——原始电阻值；K——应变计的灵敏系数；ε——轴向应变。结论：金属丝拉伸，电阻值增加；金属丝压缩，电阻值减小。拉力传感器力学模型：拉力传感器可简化成两端受力集中载荷剪切梁或柱式梁，力学模型示意图5。中间受力载荷作用的应力计算：梁的剪应力及剪应变计算：剪切梁传感器的一般均在应变梁的拐点加二个受力盲孔(局部形成工字梁)，其剪应力可用茹拉夫斯基公式进行计算：局部工字梁结构的应变区位置及应力分布如图6如示。式中:剪力Q剪切截面对中轴的静矩Sy剪切截面对中轴的惯矩Jy则45°方向的主应力和主应变计算，沿梁中线轴成45°方向压力的长度变化，正是纯剪切力状态下的主应力方向，其主应力与最大剪切力，主应变与最大剪应变的在下列关系：传感器灵敏度计算：式中：K――电阻应变片灵敏系数拉力传感器核心电路--惠斯顿电桥：测量电路是惠斯通电桥电路，简称测量电桥。测量电桥由于具有灵敏度高、测量范围宽、电路结构简单、精度高、容易实现温度补偿等优点，因此能很好地满足应变测量的要求。惠斯通电桥根据电源的性质分直流电桥和交流电桥两种，当Ui为直流时该电桥为直流电桥，电桥电路如图7所示。R为应变片阻抗，传感器在受到外力作用的时候会产生形变，引起紧贴在传感器内部壁上的应变片阻抗线性增加或减小。在有外部供电(3—12VDC)的情况下，输出的差分级mv信号也线性增加减小，传感器通过组桥、调零、配平灵敏度、温补等之后，输出的信号＝供电电压x灵敏度，比如稳压电源是10VDC，传感器灵敏度是1.5mv/V，传感器到满量程时输出的电压＝10x1.5＝15mv，如果需要0-5V(4-20mA等)标准模拟信号需要配信号转换器(变送器)。传感器技术参数：量程：0—200kg(可以按使用要求扩大缩小量程)准确度:0.2％FS本文档来自技高网...

【技术保护点】
船舶碰撞桥墩的检测装置，其特征在于：包括有安装于桥墩上的支座，设置于支座顶端的水平转轴，两个固定连接于水平转轴上且径向相对的转动杆，顶端固定连接于一个转动杆的外端、底端铰接于桥墩侧壁上的受力杆，以及设置于桥墩上且通过拉力弹簧与另一个转动杆的外端固定连接的拉力传感器；所述的拉力传感器与单片机连接，所述的单片机上连接有报警装置。

【技术特征摘要】
1.船舶碰撞桥墩的检测装置，其特征在于：包括有安装于桥墩上的支座，设置于支座顶端的水平转轴，两个固定连接于水平转轴上且径向相对的转动杆，顶端固定连接于一个转动杆的外端、底端铰接于桥墩侧壁上的受力杆，以及设置于桥墩上且通过拉力弹簧与另一个转动杆的外端固定连接的拉力传感器；所述的拉力传感器与单片机连接，所述的单片机上连接有报警装置。2.根据权利要求1所述的船舶碰撞桥墩的检测装置，其特征在于：所述的拉力传感器包括有基体，基体的前端面上设置有凸起，凸起上设置有拉力盲孔，基体相对的上、下端面上均设置有受力盲孔，且两端面的受力盲孔同轴相对设置，受力孔内均设置有电阻应变片，所述的基体两个受力盲孔所在部分为工字梁结构。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李诚，王卸松，李建华，
申请(专利权)人：李诚，王卸松，李建华，
类型：新型
国别省市：安徽,34