一种用于监测锚杆轴力的锚杆测力计

摘要

本发明公开了一种用于监测锚杆轴力的锚杆测力计，属于测力计技术领域，解决了现有装置存在着监测精准度不高的问题；其技术特征是：包括底座和盖板，底座的上部设有盖板，底座和盖板之间通过螺栓固定连接，底座下表面中心位置处设有用于保护底座的缓冲垫，其特征在于，底座上表面中心位置处设有测力组件，底座上对称设有两个电阻应变仪，两个电阻应变仪分别与测力组件通过导线电性连接，本发明实施例提高了测力组件的测量精度，且设置多个锚杆限位套筒，避免了单个锚杆限位套筒工作造成的误差，且所述限位螺母和调节螺杆配合工作实现了对上支撑臂和下支撑臂位置的固定。

权利要求

1.一种用于监测锚杆轴力的锚杆测力计，包括底座(1)和盖板(5)，底座(1)的上部设有盖板(5)，底座(1)和盖板(5)之间通过螺栓固定连接，底座(1)下表面中心位置处设有用于保护底座(1)的缓冲垫(4)，其特征在于，底座(1)上表面中心位置处设有测力组件，底座(1)上对称设有两个电阻应变仪(2)，两个电阻应变仪(2)分别与测力组件通过导线电性连接，测力组件包括锚杆(14)、测力计密封腔和锚杆保护机构，锚杆(14)的下端贯穿测力计密封腔，并与锚杆保护机构固定连接，锚杆保护机构固定安装在底座(1)上，测力计密封腔固定安装在盖板(5)上；测力计密封腔包括上弧形限位板(11)和下弧形限位板(12)，上弧形限位板(11)设置在下弧形限位板(12)的正上方，且上弧形限位板(11)的两侧设有上支撑臂(7)，下弧形限位板(12)的两侧安装有下支撑臂(8)，相邻一侧的上支撑臂(7)和下支撑臂(8)之间设有卡槽(6)，卡槽(6)通过螺栓与盖板(5)固定连接，卡槽(6)的上侧与上支撑臂(7)卡接，卡槽(6)的下侧与下支撑臂(8)卡接，卡槽(6)、上支撑臂(7)和下支撑臂(8)内均设有螺纹槽，螺纹槽内设有调节螺杆(10)，调节螺杆(10)的两端螺纹连接有用于固定调节螺杆(10)的限位螺母(9)，上弧形限位板(11)和下弧形限位板(12)的中心位置处均设有竖直通槽(13)，竖直通槽(13)内固定安装有水平安装座(20)，水平安装座(20)上水平均布有多个锚杆限位套筒(22)，锚杆限位套筒(22)的内壁安装有电阻应变传感器(21)，电阻应变传感器(21)和电阻应变仪(2)之间通过导线电性连接。

2.根据权利要求1所述的用于监测锚杆轴力的锚杆测力计，其特征在于，锚杆保护机构包括水平限位导轨(15)、铰接座(16)和推杆(17)，铰接座(16)与锚杆(14)的底部固定连接，铰接座(16)的两侧分别铰接有推杆(17)，推杆(17)远离铰接座(16)的一端铰接有滑块，滑块套设在水平限位导轨(15)上，水平限位导轨(15)平行设置在底座(1)的正上方，且水平限位导轨(15)的两端固定连接有螺纹块，螺纹块套设于丝杆(19)上，螺纹块和丝杆(19)之间通过螺纹连接，丝杆(19)的底部固定于底座(1)上。

3.根据权利要求2所述的用于监测锚杆轴力的锚杆测力计，其特征在于，滑块和水平限位导轨(15)之间滑动连接。

4.根据权利要求3所述的用于监测锚杆轴力的锚杆测力计，其特征在于，滑块和螺纹块之间还设有用于保护滑块和推杆(17)的第二缓冲弹簧(18)，第二缓冲弹簧(18)安装在水平限位导轨(15)内。

5.根据权利要求1-4任一所述的用于监测锚杆轴力的锚杆测力计，其特征在于，电阻应变仪(2)和底座(1)内壁之前设有多个用于保护电阻应变仪(2)的第一缓冲弹簧(3)。

说明书

一种用于监测锚杆轴力的锚杆测力计

技术领域

[0001] 本发明涉及测力计技术领域，尤其涉及一种用于监测锚杆轴力的锚杆测力计。

背景技术

[0002] 锚杆支护广泛应用于矿山、桥梁、边坡、基坑、隧道、大坝加固、地质灾害治理等工程领域中，锚杆测力计是测定锚杆受力变化的仪器，它对工程中常见的各类锚杆均可使用。
通过对锚杆工况的监测，以便对锚杆支护质量进行监控，因而也对巷道、峒室、围岩应力(应
力显现)进行监控，是研究巷道峒室之稳定性不可缺少的监测仪器。

[0003] 中国专利CN202693167U公开了一种地下工程模型试验用锚杆测力计，其主体为合金圆管，合金圆管上设置有两个相对圆心对称的锚杆孔，在两锚杆孔之间的圆管上固定有
电阻应变传感器，在电阻应变传感器上有导线与其连接，但是该装置存在着监测精准度不
高的问题，因此，我们提出一种用于监测锚杆轴力的锚杆测力计。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种用于监测锚杆轴力的锚杆测力计，包括底座和盖板，底座的上部设有盖板，底座和盖板之间通过螺栓固定连接，底座下表面中心位置处设有用
于保护底座的缓冲垫，其特征在于，底座上表面中心位置处设有测力组件，底座上对称设有
两个电阻应变仪，两个电阻应变仪分别与测力组件通过导线电性连接，电阻应变仪和底座
内壁之前设有多个用于保护电阻应变仪的第一缓冲弹簧，以解决现有装置存在着监测精准
度不高的问题。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0006] 一种用于监测锚杆轴力的锚杆测力计，包括底座和盖板，底座的上部设有盖板，底座和盖板之间通过螺栓固定连接，底座下表面中心位置处设有用于保护底座的缓冲垫，其
特征在于，底座上表面中心位置处设有测力组件，底座上对称设有两个电阻应变仪，两个电
阻应变仪分别与测力组件通过导线电性连接，电阻应变仪和底座内壁之前设有多个用于保
护电阻应变仪的第一缓冲弹簧。

[0007] 作为本发明进一步的方案：测力组件包括锚杆、测力计密封腔和锚杆保护机构，锚杆的下端贯穿测力计密封腔，并与锚杆保护机构固定连接，锚杆保护机构固定安装在底座
上，测力计密封腔固定安装在盖板上。

[0008] 作为本发明再进一步的方案：锚杆保护机构包括水平限位导轨、铰接座和推杆，铰接座与锚杆的底部固定连接，铰接座的两侧分别铰接有推杆，推杆远离铰接座的一端铰接
有滑块，滑块套设在水平限位导轨上，水平限位导轨平行设置在底座的正上方，且水平限位
导轨的两端固定连接有螺纹块，螺纹块套设于丝杆上，螺纹块和丝杆之间通过螺纹连接，丝
杆的底部固定于底座上，滑块和水平限位导轨之间滑动连接。

[0009] 作为本发明再进一步的方案：滑块和螺纹块之间还设有用于保护滑块和推杆的第二缓冲弹簧，第二缓冲弹簧安装在水平限位导轨内。

[0010] 作为本发明再进一步的方案：测力计密封腔包括上弧形限位板和下弧形限位板，上弧形限位板设置在下弧形限位板的正上方，且上弧形限位板的两侧设有上支撑臂，下弧
形限位板的两侧安装有下支撑臂，相邻一侧的上支撑臂和下支撑臂之间设有卡槽，卡槽通
过螺栓与盖板固定连接，卡槽的上侧与上支撑臂卡接，卡槽的下侧与下支撑臂卡接，卡槽、
上支撑臂和下支撑臂内均设有螺纹槽，螺纹槽内设有调节螺杆，调节螺杆的两端螺纹连接
有用于固定调节螺杆的限位螺母。

[0011] 作为本发明再进一步的方案：上弧形限位板和下弧形限位板的中心位置处均设有竖直通槽，竖直通槽内固定安装有水平安装座，水平安装座上水平均布有多个锚杆限位套
筒，锚杆限位套筒的内壁安装有电阻应变传感器，电阻应变传感器和电阻应变仪之间通过
导线电性连接。

[0012] 综上所述，本发明的有益效果是：本发明实施例提高了测力组件的测量精度，且设置多个锚杆限位套筒，避免了单个锚杆限位套筒工作造成的误差，且所述限位螺母和调节
螺杆配合工作实现了对上支撑臂和下支撑臂位置的固定，进而实现了对上弧形限位板和下
弧形限位板的密封，保证了测力组件的精度，避免了测力组件受到外界环境的干扰。

附图说明

[0013] 图1为发明的结构示意图。

[0014] 图2为发明中底座的结构示意图。

[0015] 图3为发明中上弧形限位板的结构示意图。

[0016] 图4为发明中水平限位导轨的结构示意图。

[0017] 图5为发明中水平安装座的结构示意图。

[0018] 图6为发明中锚杆限位套筒的结构示意图。

[0019] 图中：1-底座、2-电阻应变仪、3-第一缓冲弹簧、4-缓冲垫、5-盖板、6-卡槽、7-上支撑臂、8-下支撑臂、9-限位螺母、10-调节螺杆、11-上弧形限位板、12-下弧形限位板、13-竖
直通槽、14-锚杆、15-水平限位导轨、16-铰接座、17-推杆、18-第二缓冲弹簧、19-丝杆、20-
水平安装座、21-电阻应变传感器、22-锚杆限位套筒。

具体实施方式

[0020] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

[0021] 实施例1

[0022] 如图1-2所示，本发明实施例中，一种用于监测锚杆轴力的锚杆测力计，包括底座1和盖板5，底座1的上部设有盖板5，底座1和盖板5之间通过螺栓固定连接，底座1下表面中心
位置处设有用于保护底座1的缓冲垫4，底座1上表面中心位置处设有测力组件，底座1上对
称设有两个电阻应变仪2，两个电阻应变仪2分别与测力组件通过导线电性连接；

[0023] 测力组件包括锚杆14、测力计密封腔和锚杆保护机构，锚杆14的下端贯穿测力计密封腔，并与锚杆保护机构固定连接，锚杆保护机构固定安装在底座1上，测力计密封腔固
定安装在盖板5上；

[0024] 如图4所示，锚杆保护机构包括水平限位导轨15、铰接座16和推杆17，铰接座16与锚杆14的底部固定连接，铰接座16的两侧分别铰接有推杆17，推杆17远离铰接座16的一端
铰接有滑块，滑块套设在水平限位导轨15上，水平限位导轨15平行设置在底座1的正上方，
且水平限位导轨15的两端固定连接有螺纹块，螺纹块套设于丝杆19上，螺纹块和丝杆19之
间通过螺纹连接，丝杆19的底部固定于底座1上，滑块和螺纹块之间还设有用于保护滑块和
推杆17的第二缓冲弹簧18，第二缓冲弹簧18安装在水平限位导轨15内；

[0025] 当锚杆14受到拉力或压力时，锚杆14作用于推杆17和滑块，使得滑块拉伸或挤压螺纹块，螺纹块与丝杆19之间采用螺纹配合的方式，能够对锚杆14起到缓冲保护的作用，避
免了锚杆14的损坏；

[0026] 滑块和水平限位导轨15之间滑动连接。

[0027] 实施例2

[0028] 如图1-2所示，本发明实施例中，一种用于监测锚杆轴力的锚杆测力计，包括底座1和盖板5，底座1的上部设有盖板5，底座1和盖板5之间通过螺栓固定连接，底座1下表面中心
位置处设有用于保护底座1的缓冲垫4，底座1上表面中心位置处设有测力组件，底座1上对
称设有两个电阻应变仪2，两个电阻应变仪2分别与测力组件通过导线电性连接；

[0029] 测力组件包括锚杆14、测力计密封腔和锚杆保护机构，锚杆14的下端贯穿测力计密封腔，并与锚杆保护机构固定连接，锚杆保护机构固定安装在底座1上，测力计密封腔固
定安装在盖板5上；

[0030] 如图4所示，锚杆保护机构包括水平限位导轨15、铰接座16和推杆17，铰接座16与锚杆14的底部固定连接，铰接座16的两侧分别铰接有推杆17，推杆17远离铰接座16的一端
铰接有滑块，滑块套设在水平限位导轨15上，水平限位导轨15平行设置在底座1的正上方，
且水平限位导轨15的两端固定连接有螺纹块，螺纹块套设于丝杆19上，螺纹块和丝杆19之
间通过螺纹连接，丝杆19的底部固定于底座1上，滑块和螺纹块之间还设有用于保护滑块和
推杆17的第二缓冲弹簧18，第二缓冲弹簧18安装在水平限位导轨15内；

[0031] 当锚杆14受到拉力或压力时，锚杆14作用于推杆17和滑块，使得滑块拉伸或挤压螺纹块，螺纹块与丝杆19之间采用螺纹配合的方式，能够对锚杆14起到缓冲保护的作用，避
免了锚杆14的损坏；

[0032] 滑块和水平限位导轨15之间滑动连接；

[0033] 如图3所示，测力计密封腔包括上弧形限位板11和下弧形限位板12，上弧形限位板11设置在下弧形限位板12的正上方，且上弧形限位板11的两侧设有上支撑臂7，下弧形限位
板12的两侧安装有下支撑臂8，相邻一侧的上支撑臂7和下支撑臂8之间设有卡槽6，卡槽6通
过螺栓与盖板5固定连接，卡槽6的上侧与上支撑臂7卡接，卡槽6的下侧与下支撑臂8卡接，
卡槽6、上支撑臂7和下支撑臂8内均设有螺纹槽，螺纹槽内设有调节螺杆10，调节螺杆10的
两端螺纹连接有用于固定调节螺杆10的限位螺母9；

[0034] 所述限位螺母9和调节螺杆10配合工作实现了对上支撑臂7和下支撑臂8位置的固定，进而实现了对上弧形限位板11和下弧形限位板12的密封，保证了测力组件的精度，避免
了测力组件受到外界环境的干扰；

[0035] 如图5-6所示，上弧形限位板11和下弧形限位板12的中心位置处均设有竖直通槽13，竖直通槽13内固定安装有水平安装座20，水平安装座20上水平均布有多个锚杆限位套
筒22，锚杆限位套筒22的设置实现了对锚杆14的限位，锚杆限位套筒22的内壁安装有电阻
应变传感器21，电阻应变传感器21和电阻应变仪2之间通过导线电性连接，电阻应变传感器
21能够对锚杆14受到的拉力值进行实时监测，并将数值传输至电阻应变仪2，实现对锚杆14
的实时监测；

[0036] 电阻应变仪2和底座1内壁之前设有多个用于保护电阻应变仪2的第一缓冲弹簧3。

[0037] 综上所述，本发明的工作原理是：电阻应变传感器21能够对锚杆14受到的拉力值进行实时监测，并将数值传输至电阻应变仪2，实现对锚杆14的实时监测，当锚杆14受到拉
力或压力时，锚杆14作用于推杆17和滑块，使得滑块拉伸或挤压螺纹块，螺纹块与丝杆19之
间采用螺纹配合的方式，能够对锚杆14起到缓冲保护的作用，避免了锚杆14的损坏。

[0038] 所述限位螺母9和调节螺杆10配合工作实现了对上支撑臂7和下支撑臂8位置的固定，进而实现了对上弧形限位板11和下弧形限位板12的密封，保证了测力组件的精度，避免
了测力组件受到外界环境的干扰。

[0039] 本发明实施例提高了测力组件的测量精度，且设置多个锚杆限位套筒22，避免了单个锚杆限位套筒22工作造成的误差，且所述限位螺母9和调节螺杆10配合工作实现了对
上支撑臂7和下支撑臂8位置的固定，进而实现了对上弧形限位板11和下弧形限位板12的密
封，保证了测力组件的精度，避免了测力组件受到外界环境的干扰。

[0040] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论
从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权
利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有
变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0041] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为
基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示
或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解
为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗
示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特
征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，
“多个”的含义是两个或两个以上。

[0042] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当
将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。