[发明专利]一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法

说明书

本发明公开一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法，包括激光测距仪、旋转机构以及平衡连接机构；激光测距仪包括激光测距组件，激光测距组件包括外壳以及设置在外壳前端的的激光发射器和激光接收器；旋转机构包括旋转台、控制旋转台旋转的第一齿轮组、分别与激光测距组件固定连接的微转平台以及控制微转平台旋转的第二齿轮组。本发明通过第一齿轮组整体调整所有激光测距组件的倾斜角度θ，通过第二齿轮组调整单个激光测距组件的倾斜角度θ，通过整体和单个激光测距组件运动相结合的方式测得激光测距仪在同一倾斜角度时，桥面高度的变化，实时多点监测大桥桥面高度的变化，以便采取及时措施，实现了大桥的实时检测与预警。

技术领域

本发明涉及桥梁检测技术领域，特别是涉及一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法。

背景技术

随着经济的发展，公路、铁路交通在国民经济和人民生活中扮演越来越重要的角色。为适应现代高速发展的交通行业，桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物。

随着人们对桥梁安全性、耐久性的日益关注，一些重点工程桥梁需要对桥梁的实际运营情况进行定期检测，为工程设计提供实验数据，为验证桥梁设计时的结构分析、计算假定和设计方法提供反馈信息，并可用于深入研究桥梁结构及其在复杂环境中的未知或不确定性问题。同时，通过对桥梁结构状态的定期检测和评估，可以在桥梁运营情况异常时发出预警信号，为桥梁维护维修和管理决策提供依据。

2020年5月5日虎门大桥的桥面出现波浪式起伏的事件，引起了人们对类似于虎门大桥这类大跨度桥梁安全的关注。如何实时地监测该类大桥桥面高度的实时变化情况，直接关系到桥梁及通行车辆的安全，存在着重大的人身和财产安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，实时监测大桥桥面高度的变化，以便采取及时措施，有效实现大桥的实时检测与预警。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法，包括激光测距仪、旋转机构以及连接所述激光测距仪和旋转机构的平衡连接机构；

所述激光测距仪包括两组以上的激光测距组件，所述激光测距组件包括外壳以及设置在所述外壳前端的的激光发射器和激光接收器；

所述旋转机构包括旋转台、控制所述旋转台旋转的第一齿轮组、分别与所述外壳固定连接的微转平台以及控制所述微转平台旋转的第二齿轮组；所述微转平台与旋转台轴接，且所述微转平台间隔布置在所述旋转台的周向上；

所述平衡连接机构包括固定设置在所述外壳下方的固定圆台，所述固定圆台底端固定设置有套筒，所述微转平台上设置有容纳所述套筒旋转的圆环形凹槽；所述固定圆台与微转平台之间设置有锁止组件和两组以上柱塞组件。

优选的，所述第一齿轮组包括与所述旋转台固定轴接的第一齿轮以及与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮，所述第二齿轮连接有第一步进电机的输出轴。

优选的，所述第二齿轮组包括与所述微转平台固定轴接的第三齿轮以及与所述第三齿轮相啮合的第四齿轮，所述第四齿轮连接有第二步进电机的输出轴。

优选的，所述锁止组件包括固定设置在所述固定圆台下端的“n”型锁止销，所述微转平台上开设有容纳所述锁止销旋转的第一空腔，所述第一空腔底端固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧固定连接有挤压台，所述锁止销设置在远离第一弹簧的一侧。

优选的，每组所述柱塞组件包括柱塞和第二弹簧，所述固定圆台下端开设有容纳所述柱塞和第二弹簧的第二空腔，所述第二弹簧的一端与柱塞固定连接，所述第二弹簧的另一端与第二空腔内部端面固定连接；所述微转平台上开设有容纳所述柱塞的第三空腔，所述第三空腔内固定设置有第三弹簧。