[发明专利]钢筋混凝土桥梁的裂缝形态的测量装置和测量方法

权利要求书

1.一种钢筋混凝土桥梁的裂缝形态的测量装置，其特征在于：它包括沿钢筋混凝土梁长度方向铺设的轨道(1)和滑动配合在轨道(1)内的小车(2)；小车(2)上设有经第一电动机(3)带动的旋转台(4)，第一电动机(3)的输出轴上设有第一转角编码器，旋转台(4)顶板中心设有第一磁传感器(5)；旋转台(4)内贯通有导向槽(6)，导向槽(6)内滑动配合有齿条(7)，导向槽(6)的一个侧壁设有缺口(8)，缺口(8)内设有经第二电动机(10)带动的齿轮(11)，该齿轮(11)与齿条(7)相互啮合；齿条(7)前端设有第二磁传感器(12)和第三电动机(13)，第三电动机(13)的输出轴上固定有摆杆(14)，第三电动机(13)的输出轴上设有第二转角编码器，摆杆(14)自由端设有第三磁传感器(15)。

2.一种基于权利要求1所述的测量装置的来测量混凝土裂缝形态的方法，其特征在于：其步骤包括：

a、小车(2)沿轨道(1)前进，当第一磁传感器(5)检测到磁信号波动时，表示前进方向存在裂缝，第一磁传感器(5)的磁信号波动到达峰值时驻车，且以驻车位置作为极坐标的极点(16)，并从极点(16)引出一条与小车(2)前进方向垂直的射线作为极轴；

b、启动第二电动机(10)，使得齿条(7)伸出导向槽(6)前开口，再驱动第一电动机(3)使齿条(7)旋转，当第二磁传感器(12)首次识别磁信号波动时，表示齿条(7)前端首次跨越裂缝，第二磁传感器(12)的磁信号波动到达峰值时停止齿条(7)，此时，以齿条(7)的前伸长度与旋转台(4)半径之和作为极径而齿条(7)停止时与极轴间的夹角作为极角，获取第一个裂缝测量点的极坐标；

c、启动第三电动机(13)，使摆杆(14)绕第一个裂缝测量点旋转一周，摆杆(14)自由端会两次跨越裂缝，使第三磁传感器(15)的磁信号发生两次波动，第二转角编码器会测出第三磁传感器(15)每次波动时摆杆(14)对应的摆角变量Δθ，将每次波动对应的摆角变量Δθ和摆杆(14)半径r带入宽度公式L＝2πrΔθ/360(1)，就可以获取摆杆(14)每次跨越裂缝的宽度；这样，就获得第一个裂缝测量点两侧的两个裂缝宽度，两个裂缝宽度的平均值就是裂缝在该裂缝测量点的实际宽度；

d、保持齿条(7)的前伸长度不变，继续旋转齿条(7)，当第二磁传感器(12)再次识别到磁信号波动时，表示齿条(7)前端再次跨越裂缝，第二磁传感器(12)的磁信号波动到达峰值时停止齿条(7)，此时，极径与步骤b中的极径保持不变，以此刻齿条(7)与极轴间的夹角作为极角，获取第二个裂缝测量点的极坐标；

e、驱动摆杆(14)绕第二个裂缝测量点旋转一周，摆杆(14)自由端会两次跨越裂缝，第二转角编码器会测出第三磁传感器(15)两次波动时摆杆(14)对应的两个摆角变量Δθ，将其分别带入宽度公式(1)，以获取第二个裂缝测量点两侧的两个裂缝宽度，进而获得第二个裂缝测量点的实际宽度；

f、驱动齿条(7)继续伸出一个固定间隔值以形成新的前伸长度，再旋转齿条(7)，第二磁传感器(12)识别磁信号波动，并在磁信号波动到达峰值时停止齿条(7)，以齿条(7)新的前伸长度与旋转台(4)半径之和作为极径而齿条(7)停止时与极轴间的夹角作为极角，获取下一个裂缝测量点的极坐标；

g、驱动摆杆(14)绕下一个裂缝测量点旋转一周，摆杆(14)自由端会两次跨越裂缝，第二转角编码器会测出第三磁传感器(15)两次波动时摆杆(14)对应的两个摆角变量Δθ，将其分别带入宽度公式(1)，以获取下一个裂缝测量点两侧的两个裂缝宽度，进而获得下一个裂缝测量点的实际宽度；

h、保持齿条(7)的前伸长度不变，继续旋转齿条(7)，第二磁传感器(12)再次识别磁信号波动，并在磁信号波动到达峰值时停止齿条(7)，保持步骤f中的极径不变，以此刻齿条(7)与极轴间的夹角作为极角，获取下下个裂缝测量点的极坐标；

i、驱动摆杆(14)绕下下个裂缝测量点旋转一周，摆杆(14)自由端会两次跨越裂缝，第二转角编码器会测出第三磁传感器(15)两次波动时摆杆(14)对应的两个摆角变量Δθ，将其分别带入宽度公式(1)，以获取下下个裂缝测量点两侧的两个裂缝宽度，进而获得下下个裂缝测量点的实际宽度；

j、重复步骤f～i，且每重复一次会获取两个新的裂缝测量点和对应的两个实际宽度；直至再次前伸并旋转齿条(7)时，第二磁传感器(12)识别不到磁信号波动；

k、在极坐标系上用线将极点(16)和全部裂缝测量点连接起来，以此获得表征裂缝走向的宽度中心线(18)，且画出每个裂缝测量点的实际宽度线段(19)，将全部实际宽度线段(19)同侧的端点用线连接以获得裂缝的轮廓线(9)。