一种用于土地监测设备的标定装置

摘要

本发明公开了一种用于土地监测设备的标定装置，包括：底座，所述底座连接支撑架，所述支撑架远离底座端连接杠杆单元，所述杠杆单元的一端连接加压单元，所述杠杆单元连接平衡调节单元，所述平衡调节单元位于所述加压单元与所述支撑架之间，所述平衡调节单元可沿所述杠杆单元的长度方向往复滑动，所述杠杆单元的另一端连接受压单元。本发明结构简单、使用方便，可进行多次不同的试验，提高了标定准确率，适用于土地监测设备的标定。

权利要求

1.一种用于土地监测设备的标定装置，其特征在于：包括：底座（1），所述底座（1）连接支撑架（2），所述支撑架（2）远离底座（1）端连接杠杆单元（3），所述杠杆单元（3）的一端连接加压单元（4），所述杠杆单元（3）连接平衡调节单元（5），所述平衡调节单元（5）位于所述加压单元（4）与所述支撑架（2）之间，所述平衡调节单元（5）可沿所述杠杆单元（3）的长度方向往复滑动，所述杠杆单元（3）的另一端连接受压单元（6）；

所述受压单元（6）包括横梁（601）、高度调节器（602）、2个支撑杆（603）、弹性件（604）、应变片（605）和压力托盘（606），所述横梁（601）可拆卸连接所述杠杆单元（3），所述横梁（601）的两端分别竖直连接相对应的所述支撑杆（603），各所述支撑杆（603）远离所述横梁（601）端分别连接所述压力托盘（606），所述压力托盘（606）的上表面放置所述弹性件（604），所述弹性件（604）的外侧壁连接所述应变片（605），所述高度调节器（602）可拆卸连接所述支撑架（2），所述高度调节器（602）位于所述弹性件（604）的上方；

所述受压单元（6）还包括位移传感器安装架（607）、位移传感器（608）、位移板（609）、2个传导杆（610），所述压力托盘（606）的两端分别连接相对应的所述传导杆（610），各所述传导杆（610）远离压力托盘（606）端固定连接所述位移板（609），各所述传导杆（610）的长度小于各所述支撑杆（603）的长度，所述位移传感器安装架（607）可拆卸连接所述支撑架（2），所述位移传感器安装架（607）连接所述位移传感器（608），所述位移传感器（608）位于所述位移板（609）的上方，所述位移传感器（608）的受力端与所述位移板（609）的上表面相接触；

所述杠杆单元（3）包括杠杆（301）、杠杆支座（302）和固定支座（303），所述杠杆支座（302）的一端连接所述支撑架（2），所述杠杆支座（302）远离支撑架（2）端转动连接所述杠杆（301），所述杠杆（301）靠近受压单元（6）端连接所述固定支座（303），所述杠杆支座（302）位于所述杠杆（301）长度的五分之四处；

所述加压单元（4）包括砝码盘（401）、砝码悬轴（402）和砝码（403），所述砝码悬轴（402）的一端可拆卸连接所述杠杆单元（3），所述砝码悬轴（402）的另一端连接所述砝码盘（401），所述砝码盘（401）上表面设有所述砝码（403）。

2.根据权利要求1所述的用于土地监测设备的标定装置，其特征在于：所述砝码悬轴（402）连接于所述砝码盘（401）的中心处。

3.根据权利要求1所述的用于土地监测设备的标定装置，其特征在于：所述平衡调节单元（5）包括滑动座（501）、配重块（502）和止动栓（503），所述滑动座（501）滑动连接所述杠杆单元（3），所述滑动座（501）可拆卸连接所述配重块（502），所述滑动座（501）螺纹连接所述止动栓（503），所述止动栓（503）处于止动工位时，所述止动栓（503）与所述杠杆单元（3）相抵接。

4.根据权利要求1所述的用于土地监测设备的标定装置，其特征在于：所述位移板（609）位于2个所述支撑杆（603）之间，所述位移板（609）的长度小于2个所述支撑杆（603）之间的距离。

5.根据权利要求4所述的用于土地监测设备的标定装置，其特征在于：所述高度调节器（602）包括高低度调节螺母（7）、高度调节螺杆（8）、高度调节手轮（9）和调高螺杆端盖（10）组成，所述高低度调节螺母（7）连接所述支撑架（2），所述高度调节手轮（9）转动连接所述高低度调节螺母（7），所述高度调节螺杆（8）螺纹连接所述高度调节手轮（9），所述高度调节螺杆（8）的下端连接所述调高螺杆端盖（10）。

6.根据权利要求5所述的用于土地监测设备的标定装置，其特征在于：所述应变片（605）为若干，各所述应变片（605）沿所述弹性件（604）的外周均匀间隔设置。

说明书

一种用于土地监测设备的标定装置

技术领域

[0001] 本发明属于土体监测设备标定技术领域，具体涉及一种用于土地监测设备的标定装置。

背景技术

[0002] 近年来随着我国铁路工程建设里程的不断增加以及列车速度的不断提高，铁路工程的覆盖范围也在不断扩大，且对工程的安全性与稳定性也提出了更高的要求。由于地质条件、列车动荷载等因素的影响，路基可能会出现变形，甚至影响行车安全。

[0003] 中国实用新型专利授权公告号：CN210719008U，名称为：土体动态应变测试装置，属于土体监测装备领域，包括测试柱、承压盘、主应变片和温度补偿应变片；测试柱为弹性构件；承压盘设有两个，两个承压盘分别固设于测试柱的两端，承压盘的盘面垂直于测试柱的长轴，且承压盘与测试柱同轴设置；主应变片设有四个，四个主应变片环绕测试柱的长轴均匀粘结于测试柱上，且四个主应变片均位于测试柱上相同的径向面上；温度补偿应变片与测试柱分隔设置。本实用新型提供的土体动态应变测试装置能够根据测试需求在测试区域内埋设若干个，可以测试不同平面位置及不同深度的动应变，使用方便，且测试结果准确，可靠性好。可以对路基的动态应变进行实时监测，及时维护，保证路基的稳定性与安全性。但是，由于土体动态应变传感器结构的特殊性，缺乏相应的标定装置，使得土体动态应变传感器的标定试验不能有效地进行。

发明内容

[0004] 本发明解决以上现有技术的不足，提供一种使用方便、结构简单的用于土地监测设备的标定装置。

[0005] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

[0006] 一种用于土地监测设备的标定装置，包括：底座，所述底座连接支撑架，所述支撑架远离底座端连接杠杆单元，所述杠杆单元的一端连接加压单元，所述杠杆单元连接平衡调节单元，所述平衡调节单元位于所述加压单元与所述支撑架之间，所述平衡调节单元可沿所述杠杆单元的长度方向往复滑动，所述杠杆单元的另一端连接受压单元；所述受压单元包括横梁、高度调节器、2个支撑杆、弹性件、应变片和压力托盘，所述横梁可拆卸连接所述杠杆单元，所述横梁的两端分别竖直连接相对应的所述支撑杆，各所述支撑杆远离所述横梁端分别连接所述压力托盘，所述压力托盘的上表面放置所述弹性件，所述弹性件的外侧壁连接所述应变片，所述高度调节器可拆卸连接所述支撑架，所述高度调节器位于所述弹性件的上方。

[0007] 进一步地，所述杠杆单元包括杠杆、杠杆支座和固定支座，所述杠杆支座的一端连接所述支撑架，所述杠杆支座远离支撑架端转动连接所述杠杆，所述杠杆靠近受压单元端连接所述固定支座。

[0008] 进一步地，所述杠杆支座位于所述杠杆长度的五分之四处。

[0009] 进一步地，所述加压单元包括砝码盘、砝码悬轴和砝码，所述砝码悬轴的一端可拆卸连接所述杠杆单元，所述砝码悬轴的另一端连接所述砝码盘，所述砝码盘上表面设有所述砝码。

[0010] 进一步地，所述砝码悬轴连接于所述砝码盘的中心处。

[0011] 进一步地，所述平衡调节单元包括滑动座、配重块和止动栓，所述滑动座滑动连接所述杠杆单元，所述滑动座可拆卸连接所述配重块，所述滑动座螺纹连接所述止动栓，所述止动栓处于止动工位时，所述止动栓与所述杠杆单元相抵接。

[0012] 进一步地，所述受压单元还包括位移传感器安装架、位移传感器、位移板、2个传导杆，所述压力托盘的两端分别连接相对应的所述传导杆，各所述传导杆远离压力托盘端固定连接所述位移板，各所述传导杆的长度小于各所述支撑杆的长度，所述位移传感器安装架可拆卸连接所述支撑架，所述位移传感器安装架连接所述位移传感器，所述位移传感器位于所述位移板的上方，所述位移传感器的受力端与所述位移板的上表面相接触。

[0013] 进一步地，所述位移板位于2个所述支撑杆之间，所述位移板的长度小于2个所述支撑杆之间的距离。

[0014] 进一步地，所述高度调节器包括高低度调节螺母、高度调节螺杆、高度调节手轮和调高螺杆端盖组成，所述高低度调节螺母连接所述支撑架，所述高度调节手轮转动连接所述高低度调节螺母，所述高度调节螺杆螺纹连接所述高度调节手轮，所述高度调节螺杆的下端连接所述调高螺杆端盖。

[0015] 进一步地，所述应变片为若干，各所述应变片沿所述弹性件的外周均匀间隔设置。

[0016] 本发明由于采用了上述的发明，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

[0017] 本发明的底座连接支撑架，支撑架远离底座端连接杠杆单元，杠杆单元的一端连接加压单元，杠杆单元连接平衡调节单元，平衡调节单元位于加压单元与支撑架之间，平衡单元可沿杠杆单元的长度方向往复滑动，平衡调节单元使得杠杆单元保持水平，平衡掉杠杆单元的自重对标定试验的影响，提高了标定的准确率；杠杆单元的另一端连接受压单元，受压单元包括横梁、高度调节器、2个支撑杆、弹性件、应变片和压力托盘，横梁可拆卸连接杠杆单元，横梁的两端分别竖直连接相对应的支撑杆，各支撑杆远离横梁端分别连接压力托盘，压力托盘的上表面放置弹性件，弹性件的外侧壁连接应变片，高度调节器可拆卸连接支撑架，高度调节器位于弹性件的上方；首先将待标定的弹性件放于压力托盘上，调节高度调节器使高度调节器的下表面与弹性件的上表面相接触，而不产生压力，根据所需的应力的大小，调整砝码的数量与重量，利用砝码盘进行加载，由于杠杆作用，受压托盘中弹性件会产生相应的应变力，应变力通过应变片传递、记录，通过对砝码盘中砝码进行多级加载、卸载，多次加载、卸载等试验，记载受压托盘中弹性件的相应数值，通过多次对弹性件的标定，提高了标定结果的准确率；综上，本发明结构简单、使用方便，可进行多次不同的试验，提高了标定准确率，适用于土地监测设备的标定。

附图说明

[0018] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

[0019] 在附图中：

[0020] 图1为本发明实施例的结构示意图；

[0021] 图2为本发明实施例杠杆的结构示意图；

[0022] 图3为本发明实施例杠杆支座的结构示意图；

[0023] 图4为本发明实施例固定支座的结构示意图；

[0024] 图5为本发明实施例杠杆单元、平衡调节单元和受压单元的结构示意图；

[0025] 图6为本发明实施例位移传感器的结构示意图；

[0026] 图7为本发明实施例加压单元的结构示意图；

[0027] 图8为本发明实施例受压单元的结构示意图；

[0028] 图9为本发明实施例高度调节手轮的结构示意图；

[0029] 图10为发明实施例高低度调节螺母的结构示意图；

[0030] 图11为本发明实施例高度调节螺杆的结构示意图；

[0031] 图12为本发明实施例平衡调节单元的结构示意图；

[0032] 图13为发明实施例支撑杆和传导杆的结构示意图；

[0033] 图14为本发明实施例砝码的结构示意图；

[0034] 图15为本发明实施例弹性件的结构示意图。

[0035] 标注部件：1‑底座，2‑支撑架，3‑杠杆单元，301‑杠杆，302‑杠杆支座，303‑固定支座，4‑加压单元，401‑砝码盘，402‑砝码悬轴，403‑砝码，5‑平衡调节单元，501‑滑动座，502‑配重块，503‑止动栓，6‑受压单元，601‑横梁，602‑高度调节器，603‑支撑杆，604‑弹性件，605‑应变片，606‑压力托盘，607‑位移传感器安装架，608‑位移传感器，609‑位移板，610‑传导杆，7‑高低度调节螺母，8‑高度调节螺杆，9‑高度调节手轮，10‑调高螺杆端盖。

具体实施方式

[0036] 以下结合本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

[0037] 实施例一种用于土地监测设备的标定装置

[0038] 本实施例公开了，一种土地监测设备的标定装置，如图1、图15所示，包括底座1，底座1通过焊接方式固定连接支撑架2，底座1也可以通过螺栓连接支撑架2，优选底座1为合金材质，支撑架2通过销轴连接方式连接杠杆单元3，支撑架2还可以通过螺栓连接杠杆单元3，杠杆单元3位于支撑架2的另一端，杠杆单元3的一端可通过焊接方式固定连接加压单元4，杠杆单元3还可以通过螺栓连接加压单元4，杠杆单元3还可以通过挂钩连接加压单元4，杠杆单元3滑动连接平衡调节单元5，平衡调节单元5在外力作用下可沿杠杆单元3的长度方向往复滑动，平衡调节单元5位于加压单元4与支撑架2之间，杠杆单元3的另一端通过螺栓连接受压单元6，受压单元6包括横梁601、高度调节器602、2个支撑杆603、弹性件604、应变片605和压力托盘606，横梁601通过螺栓连接杠杆单元3，优选横梁601为合金材质，横梁601的两端分别通过焊接方式固定连接相对应的支撑杆603，横梁601的两端还可以通过螺栓连接方式连接相对应的支撑杆603，每个支撑杆603远离横梁601端分别通过焊接方式固定连接压力托盘606，每个支撑杆603还可以通过螺栓连接压力托盘606，优选压力托盘606为合金材质，压力托盘606放置在底座1上，压力托盘606的上表面放置弹性件604，弹性件604为可以具有弹性的物体，如硬质塑料柱、铁柱、橡胶柱等其它具有弹性的物体，弹性件604还可以为中国实用新型专利，授权公告号为CN210719008U，名称为土体动态应变测试装置中的整体装置，(如整体装置包括测试柱，为弹性构件；承压盘，设有两个，两个承压盘分别固设于测试柱的两端，承压盘的盘面垂直于测试柱的长轴，且承压盘与测试柱同轴设置；主应变片，设有四个，四个主应变片环绕测试柱的长轴均匀粘结于测试柱上，且四个主应变片均位于测试柱上相同的径向面上，以及温度补偿应变片，温度补偿应变片与测试柱分割设置。)弹性件604的外侧壁可以通过粘结方式连接应变片605，优选应变片605为多个，多个应变片
605沿弹性件604的外周均匀间隔设置，每个应变片605外接传感器，高度调节器602通过螺栓连接支撑架2，高度调节器602位于弹性件604的上方；通过调节平衡调节单元5位于杠杆单元3的位置，使杠杆单元3保持水平，调节平衡单元5平衡掉杠杆单元3的自重对标定试验的影响，提高了标定的准确率；在工作时，首先，通过调节平衡调节单元5使杠杆单元3保持水平，之后，把压力托盘606放置在底座1上，把需要标定的弹性件604放置在压力托盘606上，弹性件604的应变片605通过电线外接传感器，调节高度调节器602使高度调节器602的下端面与弹性件604的上表面恰好接触，而不产生压力，根据所需应力的大小，调整加压单元4的重量，由于杠杆作用，压力托盘606会对弹性件604施加一个向上的压力，使弹性件604产生向上位移，使弹性件604发生应变力，弹性件604产生的应变力通过应变片605传递给传感器，并记录数值，通过对加压单元4进行多级加载、卸载，多次加载、卸载等试验，并通过传感器记录相对应的数值，得到加载所得到的应变测试值，为在实际应用中提供了参考数据；
由此本实施例的优势在于，采用上述设置，结构简单、使用方便，提高了标定准确率。

[0039] 本实施例杠杆单元3的一个优选结构为，如图1、图2、图3、图4、图5所示，杠杆单元3包括杠杆301、杠杆支座302和固定支座303，优选杠杆支座302为2个，2个杠杆支座302沿支撑架2的厚度方向间隔设置，每个杠杆支座302的一端通过焊接方式固定连接支撑架2，每个杠杆支座302的一端还可以通过螺栓连接支撑架2，2个杠杆支座302远离支撑架2端转动连接杠杆301，杠杆301位于2个杠杆支座302之间，优选杠杆301为合金材质，杠杆支座302为杠杆301提供支撑点，使杠杆301可沿支撑点转动，优选杠杆支座302位于杠杆301长度的五分之四处，杠杆301通过焊接方式连接固定支座303，杠杆301还可以通过螺栓连接固定支座303，固定支座303位于杠杆301的受压单元4端，固定支座303可拆卸连接横梁601，这种设置使横梁601的稳定性增加，由此本实施例的优势在于，采用上述设置，使杠杆301的安装方便、稳定性增加。

[0040] 本实施例加压单元4的一个优选结构为，如图1、图7、图14所示，加压单元4包括砝码盘401、砝码悬轴402和砝码403，砝码悬轴402的一端可通过螺栓连接杠杆单元3，砝码悬轴402还可以通过焊接方式连接杠杆单元3，砝码悬轴502的另一端可以通过焊接方式固定连接砝码盘401，砝码悬轴502还可以通过螺栓连接砝码盘401，优选砝码盘401为圆形刚性结构，优选砝码悬轴402连接砝码盘401的中心处，即砝码悬轴402与砝码盘401的连接处位于砝码盘401的圆心处，砝码盘401上表面放置砝码403，砝码403为多个，每个砝码403的重量互不相同，这种设置可以需要的应力的大小方便选用合适的砝码403或砝码403的组合，以达到所需的应力大小，并且还使砝码盘401的稳定性增加，提高了标定准确率，由此本实施例的优势在于，采用上述设置，使用方便、稳定性增加，提高了标定的准确率。

[0041] 本实施例平衡调节单元5的一个优选结构为，如图1、图5、图12所示，平衡调节单元5包括滑动座501、配重块502和止动栓503，滑动座501滑动连接杠杆单元3，滑动座501可沿杠杆单元3的长度方向往复滑动，这种设置方便调节平衡调节单元5的位置，以使杠杆单元3保持水平，抵消杠杆单元3的自重，提高了标定准确率；滑动座501可通过螺栓连接配重块
502，滑动座501还可以螺纹连接配重块502，这种设置方便更换配重块502，滑动座501螺纹连接止动栓503，优选止动栓503为螺栓，当止动栓503处于止动工位时，止动栓503与杠杆单元3相抵接，这种设置使平衡调节单元5的稳定性增加，提高了标定准确率，由此本实施例的优势在于，采用上述设置，使用方便、稳定性增加，提高了标定准确率。

[0042] 本实施例受压单元6的一个优选结构为，如图1、图5、图6、图8、图13所示，受压单元6还包括位移传感器安装架607、位移传感器608、位移板609、2个传导杆610，压力托盘606的两端分别通过焊接方式固定连接相对应的传导杆610，压力托盘606的两端还可以通过螺栓连接相对应的传导杆610，传导杆610远离压力托盘606端通过焊接方式固定连接位移板
609，传导杆610还可以通过螺栓连接方式连接位移板609，优选传导杆610为长度可调式传导杆，长度可调式传导杆可选用螺纹连接、销轴连接等其它连接方式，这种设置方便调节位移板609的位置，2个传导杆610分别位于位移板609的两端，位移板609的长度可以大于2个支撑杆603之间的距离，即2个传导杆610分别位于2个支撑杆603的外侧，2个支撑杆603穿过位移板609，这种设置时在支撑杆603穿过位移板609的位置通过开孔机开设两个通孔，通孔直径大于相对应的支撑杆603的直径，这种设置使支撑杆603穿过位移板609时，不与位移板
609接触，不产生摩擦力，提高标定准确率，优选位移板609位于2个支撑杆603之间，位移板
609的长度小于2个支撑杆603之间的距离，每个传导杆610的长度小于每个支撑杆603的长度，位移传感器安装架607通过螺栓连接支撑架2，位移传感器安装架607通过螺栓连接位移传感器608，位移传感器608位于位移板609的上方，位移传感器608的受力端与位移板609的上表面相接触，这种设置可以记录标定的弹性件604的实际位移值，通过标定的弹性件604的实际位移值和测试值进行拟合，提高标定的准确率，得到测试值与实际位移值的经验公式，为后续模型试验打下基础；由此本实施例的优势在于，采用上述设置，方便调节，提高了标定准确率。

[0043] 本实施例高度调节器602的一个优选结构为，如图1、图8、图9、图10、图11所示，高度调节器602包括高低度调节螺母7、高度调节螺杆8、高度调节手轮9和调高螺杆端盖10组成，高低度螺母7通过螺栓连接支撑架2，高度调节手轮9转动连接高低度调节螺母7，高度调节螺杆8螺纹连接高度调节手轮9，高度调节螺杆8的下端通过螺栓连接调节螺杆端盖10，高度调节螺杆8的下端还可以转动连接调节螺杆端盖10，高度调节螺杆8可以通过连接柱连接调节螺杆端盖10，高度调节螺杆8也可以直接连接调节螺杆端盖10，这种设置通过高度调节手轮9的正旋、反旋使调高螺杆端盖10靠近、远离需要标定的弹性件604的上表面，使用方便、调节精确度高、误差小，提高了标定准确率，由此本实施例的优势在于，采用上述设置，使用方便，精确度高、误差小，提高了标定准确率。

[0044] 本发明实施例的工作原理如下：

[0045] 在工作时，首先，通过调节平衡调节单元5使杠杆301保持水平，之后，把压力托盘606放置在底座1上，把需要标定的弹性件604放置在压力托盘606上，弹性件604的应变片
605通过电线外接传感器，通过高度调节手轮9正旋使调高螺杆端盖10的下端面与弹性件
604的上表面恰好接触，而不产生压力，调节位移传感器608，使位移传感器608的受力端面与位移板609的上表面相接触，根据所需应力的大小，调整砝码盘401中砝码403的重量，由于杠杆301作用，压力托盘606会对弹性件604施加一个向上的压力，使弹性件604产生向上位移，使弹性件604发生应变力，弹性件604产生的应变力通过应变片605传递给传感器，并记录数值，同时压力托盘606通过传导杆610对位移板609施加一个向上的位移使位移板609发生位移，位移板609发生位移通过位移传感器608记录数值，通过记录弹性件604的测试值与实际位移值，之后，通过对砝码盘401中砝码403的多级加载、卸载，多次加载、卸载等试验，并分别通过传感器记录相对应的数值，得到加载所得到的的应变测试值和实际位移值，为在实际应用中提供了参考数据。

[0046] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求保护的范围之内。