CN212779834U - 一种非重力负载的杆件抗弯刚度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于杆件抗弯刚度测量领域，具体涉及了一种非重力负载的杆件抗弯刚度测量装置。一种非重力负载的杆件抗弯刚度测量装置，包括上位机，还包括：支撑结构，用于支持杆件；测量结构，安装在支撑架结构上，与上位机通信连接；重载施加装置，安装在支撑结构上；所述的支撑结构包括：底座，放置在地面上；滑动槽，为开设在底面上的凹槽；滑动支撑座，有两个，安装在底座的两端，与底座滑动连接。本申请通过重载施加装置给杆件施加重载，摒弃了常规通过对待测杆件施加重物作为重载的方式，使得在测量杆件的抗弯刚度测量时，不再需要将测量装置放置水平，只需保证杆件收到的力垂直与底座即可，如此可以节省大量的时间，而且测量的结果更加准确。

Description

一种非重力负载的杆件抗弯刚度测量装置

技术领域

本实用新型属于杆件抗弯刚度测量领域，具体涉及了一种非重力负载的杆件抗弯刚度测量装置。

背景技术

挠度是在受力或非均匀温度变化时，杆件轴线在垂直于轴线方向的线位移或板壳中面在垂直于中面方向的线位移，是土木工程领域结构构件变形的一个重要指标。建筑物挠度观测包括建筑物基础、建筑物主体及独立构筑的挠度观测。对于高层建筑物，当较小面积上受到很大集中荷载作用时，可能导致建筑物的沉陷，不均匀沉陷将导致建筑物的倾斜，使局部构件产生弯曲并产生裂缝。对于桥梁结构，反映结构整体性能的综合性指标是挠度和线性，保证挠度、变形测试结果的可靠性是客观评价结构性能的重要前提。

现有研究装置大部分只局限于大型杆件在简支情况下的受弯性能研究。在研究杆件的受弯性能时，先将所需研究的杆件两端搭在支座上，作为简支约束。然后通过液压***进行施加荷载。并配有对应的位移测量***测量挠度。

在小型杆件受弯性能研究方面，由于杆件所需施加荷载较小，且无对应的位移测量***，故小型杆件受弯性能实验研究进行较少。而现有研究装置由于自身的局限性无法对小型杆件的受弯性能进行研究。

现有的小型杆件的测量装置通常使用悬挂重物的方式对杆件施加重载进行测量，所以如果想要测量结果准确，就需要保证测量装置放置水平。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，本实用新型提出了一种非重力负载的杆件抗弯刚度测量装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是，一种非重力负载的杆件抗弯刚度测量装置，包括上位机，还包括：支撑结构，用于支持杆件；测量结构，安装在支撑架结构上，与上位机通信连接；重载施加装置，安装在支撑结构上；所述的支撑结构包括：底座，放置在地面上；滑动槽，为开设在底面上的凹槽；滑动支撑座，有两个，安装在底座的两端，与底座滑动连接；支撑柱，有两根，分别安装在底座的两端；所述支撑柱一端与底座固定连接；轨道，安装在支撑柱上，两端分别与两个支撑柱固定连接；滚珠丝杠，安装在支撑柱上，一端与一个支撑柱转动连接，另一端穿过另一个支撑柱，并与另一个支撑柱转动连接，与轨道平行；滑动块，安装在滑动支撑座底面，***在滑动槽中，与滑动槽滑动连接。

作为优选，所述的测量结构包括：红外线发射板，垂直安装在底座上，与底座固定连接，与上位机电连接；红外线接收板，一端与滚珠丝杠的螺母固定连接，另一端套在轨道上，与轨道滑动连接，与上位机通信连接。

作为优选，所述支撑座的自由端上开有V字形凹槽；所述V字形凹槽的尖端靠近支撑座与底座连接端；所述的V字形凹槽的尖端位于支撑座的中心线上；所述的V字形凹槽的侧边上设置有防滑结构。

作为优选，所述的重载施加装置包括：定滑轮，安装在底座上，与底座转动连接，且定滑轮的切线与V字形凹槽的尖端处于同一平面上；连接杆，设置在底座的侧面，一端与底座固定连击；收绳结构，安装在连接杆的另一端，与连接杆转动连接；一级连接绳，一端穿过定滑轮，与定滑轮的滑动连接，与杆件连接；拉力计，一端与一级连接绳的另一端固定连接；二级连接绳，一端缠绕在收绳结构上，另一端与拉力计的另一端固定连接。

作为优选，所述的收绳结构包括：收绳盘，与连接杆转动连接；限位罩，为空腔结构，套在收绳盘上，与连接杆固定连接；所述的限位罩上开设有用于二级连接绳通过的通孔；传动杆，一端安装在收绳盘远离连接杆的一面，与收绳盘固定连接；手柄，套在传动杆的另一端上，与传动杆滑动连接；限位筒，套在传动杆上，一端与限位罩固定连接。

作为优选，所述的限位筒的另一端设置有第一限位齿；所述的手柄与传动杆的另一端设置有与第一限位齿相配合的第二限位齿。

本实用新型的有益效果：本申请通过重载施加装置给杆件施加重载，摒弃了常规通过对待测杆件施加重物作为重载的方式，使得在测量杆件的抗弯刚度测量时，不再需要将测量装置放置水平，只需保证杆件收到的力垂直与底座即可，如此可以节省大量的时间，而且测量的结果更加准确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为非重力负载的杆件抗弯刚度测量装置的结构示意图

图2为收绳结构的放大示意图

图3为上位机、电机以及测量结构的信息传输示意图

附图标记：

1-底座，2-支撑座，3-V字形凹槽，4-支撑架，5-轨道，6-红外线接收板，7-红外线发射板，8-滚珠丝杠，9-定滑轮，10-一级连接绳，11-拉力计，12-二级连接绳，13-手柄，14-限位筒，15-限位罩，16-收绳盘，17-连接杆，18-传动杆，19-第一限位齿，20-第二限位齿，21-上位机，22-电机，23-测量结构。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

一种非重力负载的杆件抗弯刚度测量装置，包括上位机21，还包括：支撑结构、测量结构23和重载施加装置。支撑结构用于支持杆件。支撑结构包括：底座1、滑动槽、滑动支撑座2、支撑柱、滚珠丝杠8、轨道5和滑动块。

底座1放置在地面上。滑动槽为开设在底面上的凹槽。滑动支撑座2有两个，分别安装在底座1的两端，与底座1滑动连接。支撑柱有两根，分别安装在底座1的两端，且支撑柱的一端与底座1固定连接。轨道5安装在支撑柱上，轨道5的两端分别与两个支撑柱固定连接。滚珠丝杠8安装在支撑柱上，滚珠丝杠8的一端与一个支撑柱转动连接，另一端穿过另一个支撑柱，并与另一个支撑柱转动连接，同时与轨道5平行。滑动块安装在滑动支撑座2底面，***在滑动槽中与滑动槽滑动连接。

支撑座2的自由端上开有V字形凹槽。V字形凹槽的尖端靠近支撑座2与底座1连接端。V字形凹槽的尖端位于支撑座2的中心线上。V字形凹槽的侧边上设置有防滑结构。

本申请中，滑动支撑座2用于对受测的杆件进行支撑，滑动支撑座2上开有的V字型凹槽3，用于放置杆件，可以适用于各种不同直径的杆件。同时在V字型凹槽3内设置的防滑结构可以是防滑纹，也可以防滑橡胶垫。这样在对杆件进行测量时，可以直接将杆件放置到V字型凹槽3中，杆件便会自动下滑到合适的位置，而且又受到了防滑结构的固定。所以在添加重载时，杆件不会转动，且免除了对杆件固定的操作，同时在取下时也十分方便，节省了大量的时间。

测量结构23安装在支撑架4结构上，与上位机21通信连接。测量结构23包括：红外线发射板7和红外线接收板6。红外线发射板7垂直安装在底座1上，与底座1固定连接，与上位机21电连接。红外线接收板6的一端与滚珠丝杠8的螺母固定连接，另一端套在轨道5上，与轨道5滑动连接，且与上位机21通信连接。

本申请中在测量杆件受到重载时的位移量采用了侧面投影的方式进行测量，通过红外线发射板7发出红外线，然后被红外线接收板6接收到后，其中没有光线穿过的部分便是该杆件所在的位置，从而得到的杆件的投影图形，在通过投影图像计算出杆件的位移量。避免了常规使用百分表测量时由于各种外界因素对测量结果造成影响的情况。

重载施加装置安装在支撑结构上。重载施加装置包括：定滑轮9、连接杆17、收绳结构、一级连接绳10、拉力计11、和二级连接绳12。定滑轮9安装在底座1上，与底座1转动连接，且定滑轮9的切线与V字形凹槽的尖端处于同一平面上。连接杆17设置在底座1的侧面，一端与底座1固定连击。收绳结构安装在连接杆17的另一端，与连接杆17转动连接。一级连接，一端穿过定滑轮9，与定滑轮9的滑动连接，与杆件连接。拉力计11的一端与一级连接绳10的另一端固定连接。二级连接绳12的一端缠绕在收绳结构上，另一端与拉力计11的另一端固定连接。

其中，收绳结构包括：收绳盘16、限位罩15、传动杆18、手柄13和限位筒14。收绳盘16与连接杆17转动连接。限位罩15为空腔结构，套在收绳盘16上，与连接杆17固定连接。限位罩15上开设有用于二级连接绳12通过的通孔。传动杆18的一端安装在收绳盘16远离连接杆17的一面，与收绳盘16固定连接。手柄13套在传动杆18的另一端上，与传动杆18滑动连接。限位筒14套在传动杆18上，一端与限位罩15固定连接。限位筒14的另一端设置有第一限位齿19。手柄13与传动杆18的另一端设置有与第一限位齿19相配合的第二限位齿20。第一限位齿19与第二限位齿20的配合可以使得在杆件一定的重载后，可以将手柄13进行固定，使得对杆件的重载恒定。而拉力计11可以清楚的得知当前杆件所受到的外力大小，使得测量更加简单。

本申请采用重载施加装置，代替了常规的通过悬挂重物作为重载的方式，使得在使用时，不需要计较测量装置的安装是否水平。只需要保证杆件收的力是垂直与底座1的即可。这样本申请的测量结构23便可以从杆件的侧面或者杆件的投影，从而计算出杆件的挠度。

在使用时，现将待测的杆件放置在两个支撑座2的V字形凹槽中，杆件会受到自身重力的落在V字形凹槽中合适的位置上，然后将一级连接绳10的一端系在杆件上。将手柄13拉出，使得二号限位齿与一号限位齿分离。通过转动手柄13，带动收绳盘16转动，进行将二级连接绳12拉起，使得拉力计11被拉长，当拉到一定程度时，将手柄13推入，使得二号限位齿与一号限位齿啮合，完成对杆件受力的固定。

此时通过上位机21控制红外线发射板7发出红外线，再通过电机22驱动滚珠丝杠8，使得外红外线接收板6沿着滚珠丝杠8和轨道5运动，接收红外线发射板7发出的红外线，并在上位机21上形成杆件的侧面投影图，根据投影图计算出杆件在受力情况的下弯曲情况。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种非重力负载的杆件抗弯刚度测量装置，包括上位机，其特征在于，还包括：

支撑结构，用于支持杆件；

测量结构，安装在支撑架结构上，与上位机通信连接；

重载施加装置，安装在支撑结构上；

所述的支撑结构包括：

底座，放置在地面上；

滑动槽，为开设在底面上的凹槽；

滑动支撑座，有两个，安装在底座的两端，与底座滑动连接；

支撑柱，有两根，分别安装在底座的两端；

所述支撑柱一端与底座固定连接；

轨道，安装在支撑柱上，两端分别与两个支撑柱固定连接；

滚珠丝杠，安装在支撑柱上，一端与一个支撑柱转动连接，另一端穿过另一个支撑柱，并与另一个支撑柱转动连接，与轨道平行；

滑动块，安装在滑动支撑座底面，***在滑动槽中，与滑动槽滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种非重力负载的杆件抗弯刚度测量装置，其特征在于，所述的测量结构包括：

红外线发射板，垂直安装在底座上，与底座固定连接，与上位机电连接；

红外线接收板，一端与滚珠丝杠的螺母固定连接，另一端套在轨道上，与轨道滑动连接，与上位机通信连接。

3.根据权利要求1所述的一种非重力负载的杆件抗弯刚度测量装置，其特征在于，所述支撑座的自由端上开有V字形凹槽；所述V字形凹槽的尖端靠近支撑座与底座连接端；所述的V字形凹槽的尖端位于支撑座的中心线上；所述的V字形凹槽的侧边上设置有防滑结构。

4.根据权利要求3所述的一种非重力负载的杆件抗弯刚度测量装置，其特征在于，所述的重载施加装置包括：

定滑轮，安装在底座上，与底座转动连接，且定滑轮的切线与V字形凹槽的尖端处于同一平面上；

连接杆，设置在底座的侧面，一端与底座固定连击；

收绳结构，安装在连接杆的另一端，与连接杆转动连接；

一级连接绳，一端穿过定滑轮，与定滑轮的滑动连接，与杆件连接；

拉力计，一端与一级连接绳的另一端固定连接；

二级连接绳，一端缠绕在收绳结构上，另一端与拉力计的另一端固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种非重力负载的杆件抗弯刚度测量装置，其特征在于，所述的收绳结构包括：

收绳盘，与连接杆转动连接；

限位罩，为空腔结构，套在收绳盘上，与连接杆固定连接；

所述的限位罩上开设有用于二级连接绳通过的通孔；

传动杆，一端安装在收绳盘远离连接杆的一面，与收绳盘固定连接；

手柄，套在传动杆的另一端上，与传动杆滑动连接；

限位筒，套在传动杆上，一端与限位罩固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种非重力负载的杆件抗弯刚度测量装置，其特征在于，所述的限位筒的另一端设置有第一限位齿；所述的手柄与传动杆的另一端设置有与第一限位齿相配合的第二限位齿。

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