CN112326436A - 一种飞艇内帘布组件力学特性试验装置及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种飞艇内帘布组件力学特性试验装置及试验方法。飞艇内帘布组件力学特性试验装置包括用于装夹试验件的试验台架和用于对试验件施加张紧力的张紧装置。通过本试验装置，能实现飞艇内帘布组件在实际工作中的工况，来进行试验，准确性较高。另外本申请还提供一种试验方法，同样具有上述效果。可以广泛应用于飞艇内帘布组件的试验。
Description
技术领域
本发明涉及一种试验装置及试验方法，尤其涉及一种针对飞艇内帘布组件力学特性的试验装置及试验方法。
背景技术
飞艇通过内帘布组件吊挂的方式来承载任务载荷。飞艇在日常工作过程中，会受到复杂多变的环境因素影响。其中载荷对它的影响至关重要。为了保证飞艇能够持续高效的稳定运行，需对其载荷分布进行合理布置。目前内帘布测试，仅能测试内帘布组件拉伸强度，未考虑内帘布任务挂架载荷以及柔性气囊影响，无法获得内帘布组件的真实受载。因此通过艇内帘布组件力学特性试验测试解决这一问题。试验可得到不同工况下内帘布的变形量大小，分析各个因素对它的影响程度，进而对飞艇内帘布布置的方式进行优化，提高飞艇整体的安全性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的一个目的在于提供一种对飞艇内帘布组件力学特性进行试验的装置，能够对内帘布组件进行试验，以研究其受载能力。
本发明的另一个目的在于提供一种对飞艇内帘布组件力学特性进行试验的方法，能够对飞艇吊装重物的方式进行优化，以提高飞艇的承载能力，使其获得更好的力学性能。
本发明提供的技术方案如下：
一种飞艇内帘布组件力学特性的试验装置，包括用于固定试验件的试验台架和用于对试验件施加张紧力的张紧装置。
优选的，试验件为自行制备的试验件，由试验件主体和四边用于固定的布套组成。
优选的，还包括试验台支架和用来放置重物的加载板。
优选的，所述加载板上开有数个小孔，用来使绳索穿过并吊挂重物，从而对试验件施加承载力。
优选的，所述张紧装置包括固定棒、丝杆、拉力传感器和气缸。
优选的，还包括用于测量试验件变形量大小的深感相机。
本发明提供的一种飞艇内帘布组件力学特性试验装置，具有以下有益效果：
1、通过本试验装置，能实现内帘布组件在实际工作中的工况，与其实际使用场景较为接近，准确性高，不会因为计算机上的误差，不确定性因素，而导致试验结果出现较大偏差。
2、本试验装置采用深感相机测量内帘布组件的变形情况，结果较为直观。应变片相比于试验件相对过小，只能测量部分位置的变形量，不能得到整个试验件的数据。如果使用应变片，需要安装的应变片的数量较多，线路连接复杂。由于试验件很薄，无法直接测量竖直方向的变形量，需要先测量其余方向的变形量进行转换，测量不便。因此采用深感相机较为合适。
3、本试验装置的试验结果不仅可以说明绳索数量，吊挂角度和张紧力等因素对内帘布组件变形量的影响程度，同时也包括不同承载力下内帘布组件变形量的试验数据，可以更好的用来对飞艇吊装重物的方式进行分析改进。
另外，本发明还提供一种对飞艇内帘布组件力学特性试验的方法，包括如下步骤：
S1:将试验件装夹至试验台架；
S2：将绳索穿过内帘布和加载板上的小孔，使加载板吊挂在试验件下方；
S3:在加载板上放置重物，以提供承载力；
S4:使用深感相机采集试验件形变数据；
S5:改变试验工况，进行多组试验，重复步骤S2、S3和S4。
优选的，所述步骤S1是通过以下方法固定试验件并对其施加张紧力的：将一对相邻的固定棒通过棒上布置的丝杆，与台架连接，另一对相邻的固定棒通过棒上布置的通孔，通过丝杆分别连接第三对固定棒，再通过丝杆连接到拉力传感器，最终连接到气缸上。
优选的，所述步骤S4采用深感相机采集深度信息，测量试验件的形变数据。试验采用的深感相机通过结构光法获取深度信息。根据已知的结构光图案及观察到的变形，就能根据算法计算被测物的三维形状及深度信息。
本发明提供的一种飞艇内帘布组件力学特性试验方法，具有以下有益效果：
1、通过本试验方法，能实现内帘布组件在实际工作中的状况，与其实际使用场景较为接近，准确性高，不会因为计算机上的误差，不确定性因素，而导致试验结果出现较大偏差。
2、本试验方法采用深感相机测量内帘布组件的变形情况，结果较为直观。应变片相比于试验件相对过小，只能测量部分位置的变形量，不能得到整个试验件的数据。如果使用应变片，需要安装的应变片的数量较多，线路连接复杂。由于试验件很薄，无法直接测量竖直方向的变形量，需要先测量其余方向的变形量进行转换，测量不便。因此采用深感相机较为合适。
3、本试验方法的试验结果不仅可以说明绳索数量，吊挂角度和张紧力等因素对内帘布组件变形量的影响程度，同时也包括不同承载力下内帘布组件变形量的试验数据，可以更好的用来对飞艇吊装重物的方式进行分析改进。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明飞艇内帘布组件力学特性试验装置图；
图2为图1的主视图。
图中，1-试验台架，2-试验件，3-加载板，4-固定棒，5-丝杆，6-拉力传感器，7-气缸，8-深感相机，9-绳索。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
如图1-图2所示，实施方式提供的技术方案如下：
一种飞艇内帘布组件力学特性试验装置，包括用于固定试验件2的试验台架1和用于对试验件2施加张紧力的张紧装置，张紧装置包括固定棒4，丝杆5，拉力传感器6，气缸7，绳索9。
本实施方案的工作原理如下：
如图1所示，试验件2四边有布套，通过向相对两条边的布套中穿入固定棒4，再将固定棒4两端穿过试验台架1角钢的长条通孔中，将试验件2架在两条角钢之间；试验件2另两条相对边的布套中穿入另一对固定棒4，用以连接张紧装置。将一对相邻的固定棒4通过棒上布置的通孔，捆绑丝杆5，与台架连接；另一对相邻的固定棒4通过棒上布置的通孔，通过丝杆5分别连接第三对固定棒4，然后通过丝杆5连接到拉力传感器6，最终连接到气缸7上。试验中采用往加载板3上放置物体的方式来增加载荷，使用电子秤可以称得物体的质量。完成载荷加载后，采用深度相机8采集深度信息，测量试验件2的形变数据。加载载荷为0时，由于内帘布有自重，试验测得的囊体片上各点与深感相机8之间的距离不是全部相等的，在内帘布悬挂的位置及附近距离会更大。以这次试验得到数据的最大值为基准，用各个试验所得数据的最大值与其相减，得到对应工况下囊体片的最大变形量。试验采用的深感相机8通过结构光法获取深度信息。使用提前设计好的具有特殊结构的图案(比如离散光斑、条纹光、编码结构光等)，将图案投影到三维空间物体表面上，使用另外一个相机观察在三维物理表面成像的畸变情况。观察到的结构光图案会因为物体表面不同的几何形状而产生不同的扭曲变形，根据距离的不同而不同，根据已知的结构光图案及观察到的变形，可以根据算法计算被测物的三维形状及深度信息。
通过本实施方式，能实现内帘布组件在实际工作中的状况，与其实际使用场景较为接近，准确性高，不会因为计算机上的误差，不确定性因素，而导致试验结果出现较大偏差。
被试工件是自行制备的试验件。与实际工作中的飞艇内帘布组件较为接近，可以得出较为准确的试验结果。
本实施方式采用深感相机8测量内帘布组件的变形情况，结果较为直观。应变片相比于试验件2相对过小，只能测量部分位置的变形量，不能得到整个试验件2的数据。如果使用应变片，需要安装的应变片的数量较多，线路连接复杂。由于试验件2很薄，无法直接测量竖直方向的变形量，需要先测量其余方向的变形量进行转换，测量不便。因此采用深感相机较为合适。
试验结果不仅可以说明绳索数量，吊挂角度和张紧力等因素对内帘布组件变形量的影响程度，同时也包括不同承载力下内帘布组件变形量的试验数据，可以更好的用来对飞艇吊装重物的方式进行分析改进。
作为本实施方式的进一步优选，试验件2为自行制备的试验件，由试验件主体和四边用于固定的布套组成。试验件主体由正方体囊体布和环形内帘布模型组成，用于加载载荷。四边布套用于固定试验件2和施加张紧力。
作为本实施方式的进一步优选，所述加载板3上开有数个小孔，用来使绳索9穿过并吊挂重物，从而对试验件2施加承载力。
作为本实施方式的进一步优选，还可以包括试验台支架1和用来放置重物的加载板3。采用在加载板3上增减重物的方式来改变承载力的大小，操作方便。试验时使绳索9穿过加载板3上不同的小孔，从而达到改变绳索吊挂角度的目的。
作为本实施方式的进一步优选，所述张紧装置包括固定棒4、丝杆5、拉力传感器6和气缸7。通过气压调节阀可以改变张紧力的大小。
作为本实施方式的进一步优选，还包括用于测量试验件2变形量大小的深感相机8。
本发明还提供一种飞艇内帘布组件力学特性试验的方法，包括如下步骤：
S1:将试验件2装夹至试验台架1；
S2：将绳索9穿过内帘布和加载板3上的小孔，使加载板3吊挂在试验件2下方；
S3:在加载板3上放置重物，以提供承载力；
S4:使用深感相机8采集试验件2形变数据；
S5:改变试验工况，进行多组试验，重复步骤S2、S3和S4。
可以如图1所示，说明本实施方式的工作原理。
将试验件2装夹到试验台架1上。装夹的方式有很多，比如图1的方式，将固定棒4穿过试验件2四条边上的布套，并通过绳索9连接到台架或拉力传感器6上。通过气缸7的气压调节阀来调整张紧力的大小。
将绳索9穿过内帘布和加载板3上的小孔，使加载板3吊挂在试验件2下方。
在加载板3上放置重物，以提供承载力。加载板3上有可以使绳索9穿过的小孔，通过改变绳索9穿过的小孔的位置可以改变吊挂角度，并且可以通过在加载板3上增加重物的方法来增大承载力。然后，使用深感相机8来测量试验件2的形变数据。把提前设计好的特殊结构图案投影到内帘布组件的囊体片上，用另一个相机观察图案的畸变情况。
改变试验工况，进行多组试验，比较不同因素对内帘布组件变形量大小的影响程度。
试验采用的深感相机8通过结构光法获取深度信息。使用提前设计好的具有特殊结构的图案(比如离散光斑、条纹光、编码结构光等)，将图案投影到三维空间物体表面上，使用另外一个相机观察在三维物理表面成像的畸变情况。如果结构光图案投影在该物体表面是一个平面，那么观察到的成像中结构光的图案就和投影的图案类似，没有变形，只是根据距离远近产生一定的尺度变化。但是，如果物体表面不是平面，那么观察到的结构光图案就会因为物体表面不同的几何形状而产生不同的扭曲变形，根据距离的不同而不同，根据已知的结构光图案及观察到的变形，可以根据算法计算被测物的三维形状及深度信息。
通过本实施方式，能实现内帘布组件在实际工作中的状况，与其实际使用场景较为接近，准确性高，不会因为计算机上的误差，不确定性因素，而导致试验结果出现较大偏差。
本实施方式采用深感相机8测量内帘布组件的变形情况，结果较为直观。应变片相比于试验件2相对过小，只能测量部分位置的变形量，不能得到整个试验件2的数据。如果使用应变片，需要安装的应变片的数量较多，线路连接复杂。由于试验件2很薄，无法直接测量竖直方向的变形量，需要先测量其余方向的变形量进行转换，测量不便。因此采用深感相机较为合适。
试验结果不仅可以说明绳索数量，吊挂角度和张紧力等因素对内帘布组件变形量的影响程度，同时也包括不同承载力下内帘布组件变形量的试验数据，可以更好的用来对飞艇内帘布的布置方式进行分析改进。
作为本实施方式的进一步优选，所述步骤S1是通过以下方法固定试验件2并对其施加张紧力的：将一对相邻的固定棒4通过棒上布置的丝杆5，与台架连接，另一对相邻的固定棒4通过棒上布置的通孔，通过丝杆5分别连接第三对固定棒4，再通过丝杆5连接到拉力传感器6，最终连接到气缸7上。
作为本实施方式的进一步优选，所述步骤S4采用深感相机8采集深度信息，测量试验件2的形变数据。试验采用的深感相机8通过结构光法获取深度信息。根据已知的结构光图案及观察到的变形，就能根据算法计算被测物的三维形状及深度信息。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种飞艇内帘布组件力学特性试验装置，其特征在于，包括用于固定试验件的试验台架和用于对试验件施加张紧力的张紧装置。
2.根据权利要求1所述飞艇内帘布组件力学特性试验装置，其特征在于，所述试验件为自行制备的试验件，由试验件主体和四边用于固定的布套组成。
3.根据权利要求1所述飞艇内帘布组件力学特性试验装置，其特征在于，还包括用来放置重物的加载板。
4.根据权利要求1所述飞艇内帘布组件力学特性试验装置，其特征在于，所述张紧装置包括固定棒、丝杆、拉力传感器和气缸。
5.根据权利要求1所述飞艇内帘布组件力学特性试验装置，其特征在于，还包括用于测量试验件变形量大小的深感相机。
6.根据权利要求3所述飞艇内帘布组件力学特性试验装置，其特征在于，还包括将加载板吊挂在试验件下方的绳索。
7.根据权利要求3所述飞艇内帘布组件力学特性试验装置，其特征在于，所述加载板上开有数个小孔，用来使绳索穿过并吊挂重物，从而对试验件施加承载力。
8.一种飞艇内帘布组件力学特性试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:将试验件装夹至试验台架；
S2:将绳索穿过内帘布和加载板上的小孔，使加载板吊挂在试验件下方；
S3:在加载板上放置重物，以提供承载力；
S4:使用深感相机采集试验件形变数据；
S5:改变试验工况，进行多组试验，重复步骤S2、S3和S4。
9.根据权利要求8所述的飞艇内帘布组件力学特性试验方法，其特征在于，所述步骤S1是通过以下方法固定试验件并对其施加张紧力的：将一对相邻的固定棒通过棒上布置的丝杆，与台架连接，另一对相邻的固定棒通过棒上布置的通孔，通过丝杆的方式分别连接第三对固定棒，再通过丝杆连接到拉力传感器，最终连接到气缸上。
10.根据权利要求8所述的飞艇内帘布组件力学特性试验方法，其特征在于，所述步骤S4采用深感相机采集深度信息，测量试验件的形变数据。试验采用的深感相机通过结构光法获取深度信息。根据已知的结构光图案及观察到的变形，就能根据算法计算被测物的三维形状及深度信息。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210205 |