[实用新型]步进电机式钢丝水平位移计的四导杆支撑升降装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种采用步进电机式自动测量方法的具有四导杆支撑升降装置的钢丝水平位移计，适用于土石坝、土堤、边坡、路基等结构物内部土体水平位移的长期自动测量，属于土石坝体的变形监测类装置，可在大坝安全监测领域中广泛应用。 

背景技术

钢丝水平位移计的步进电机式全自动测量方法，是一种新型的钢丝水平位移计自动测量方法，它是将钢丝的水平位移转换成挂重砝码与起始基准位置之间的距离变化，并通过计算步进电机通过该距离的脉冲数测得该距离。该测量方法以一套步进电机驱动的升降装置为核心，通过步进电机带动砝码托盘先下后上的一次往复运动，完成加载、测量(多点测量)、卸载的整个过程，实现钢丝水平位移计的全自动测量(图1)。 

测量过程中，由于各测点的载荷在20-50公斤不等，且测点数也根据客户需求各不相同，造成砝码托盘各位置承受的载荷并不均衡，因此如何保证步进电机带动砝码托盘平稳、均匀地升降，实现稳定测量，并平稳加载、卸载挂重砝码是实现钢丝水平位移计步进电机式自动测量方法的关键，同时也是测量精准的重要保证。 

发明内容

为了实现步进电机式钢丝水平位移计有效、精准地自动测量，本实用新型设计一种四导杆支撑的升降装置，保证步进电机驱动的升降装置能沿导杆带动砝码托盘平稳、可靠地上下往复运动，实现钢丝水平位移计的步进电机式自动测量。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包含三方面内容：(1)设计一种由步进电机驱动的升降装置，传动部分采用滚珠丝杆和与之配合的螺旋副，配合间隙小，可带动砝码托盘升降自如，实现平稳加载、卸载挂重砝码：(2)此升降装置采用四导杆支撑结构，即以固定在上、下支撑板之间的滚珠丝杆为中心，穿过砝码托盘，同时在上、下支撑板之间固定4根导杆，导杆沿矩形四角对称分布在砝码托盘的中间位置，对砝码托盘上下运动有效支撑并导向，保证砝码托盘在承受任意一点或几点载荷时，都能保持平稳地上下运动，不会卡死。(3)导杆穿过砝码托盘时采用直线轴承支撑、导向，减小摩擦，保证砝码托盘沿导杆自如上下运动。 

本实用新型的有益效果是：作为钢丝水平位移计的步进式测量方法的核心装置，由步进电机通过滚珠丝杆带动砝码托盘平稳、均匀地升降，实现平稳加载、卸载挂重砝码，完成钢丝水平位移的自动测量，充分发挥钢丝水平位移计的步进电机式自动测量方法的优势。 

附图说明

图1是钢丝水平位移计的步进电机式测量原理示意图。 

图2是四导杆支撑升降装置的立面示意图。 

图3是四导杆支撑升降装置的侧面示意图。 

图4是四导杆支撑升降装置的局部俯视图。 

图5是导杆的联接示意图。 

图中：1.测点，2.铟钢丝，3.钢保护管，4.固定标点，5.标尺，6.导向滑轮，7.挂重砝码，8.步进电机，9.上支撑板，10.滚珠丝杆，11.砝码托盘，12.螺旋副，13.下支撑板，14.起始基准位置，15.导杆，16.直线轴承套，17.直线轴承，18.紧固螺母。 

具体实施方式

(图2)、(图3)、(图4)是以8测点为例的四导杆支撑升降装置示意图。滚珠丝杆(10)固定在上支撑板(9)和下支撑板(13)之间，步进电机(8)通过滚珠丝杆(10)带动螺旋副(12)和与之固定的砝码托盘(11)上下往复运动，组成一套步进电机驱动的升降装置，实现平稳加载、卸载挂重砝码，完成钢丝水平位移计自动测量。 

测量过程中，由于各测点的挂重砝码(7)在20-50公斤不等，且测点数(1-8测点)也根据客户需求各不相同，造成砝码托盘(11)各位置承受的载荷并不均衡。本实用新型设计一种四导杆支撑结构，以固定在上、下支撑板(9)(13)之间的滚珠丝杆(10)为中心，穿过砝码托盘(11)，同时在在上、下支撑板(9)(13)之间固定4根导杆(15)，导杆沿矩形四角对称分布在砝码托盘(11)的中间位置(图4)，对砝码托盘(11)上下运动有效支撑并导向，可合理分散挂重砝码(7)载荷，保证砝码托盘(11)在承受任意一点或几点载荷时，都能保持平稳地上下运动，不会卡死。 

(图5)是导杆的联接示意图，导杆(15)穿过砝码托盘(11)，上下两端用紧固螺母(18)分别固定在上支撑板(9)和下支撑板(13)，导杆与砝码托盘(11)之间通过直线轴承(17)联接，直线轴承(17)外套直线轴承套(16)；直线轴承具有良好的支撑、导向作用，且阻力很小，保证砝码托盘沿导杆自如上下运动。