[实用新型]一种静动态柔索张力及空间构形的测试装置

说明书

一种静动态柔索张力及空间构形的测试装置，它包括立体框架(例如长方体框架)(1)、第一XYZ轴滑台(2)和第二XYZ轴滑台(3)，其中第一XYZ轴滑台(2)设置在立体框架(1)顶部的一侧(例如左侧)，第二XYZ轴滑台(3)设置在立体框架(1)顶部的另一侧(例如右侧)，第一XYZ轴滑台(2)的第一Z轴滑台(203)上设有第一测力计(4)，第二XYZ轴滑台(3)的第二Z轴滑台(303)上设有第二测力计(5)。本实用新型无水平约束的垂直加力，装置功能多样化，可对柔索做静态实验和动态实验，同时测量其空间构形、运动轨迹及两端点约束力。

技术领域

本实用新型属于悬链线理论的研究开发领域，涉及绳索、线缆等柔性结构的静动态张力及空间构形的测试，具体涉及一种静动态柔索张力及空间构形的测试装置。

背景技术

悬链线是一种曲线，因其与两端固定的绳子在均匀引力作用下下垂相似而得名。在实际工程应用中，通常所说的悬索桥、双曲拱桥、架空电缆、双曲拱坝等都用到悬链线的原理。悬链线的应用颇为广泛，因此，为了有效研究悬链线的相关原理及其应用，为了有效展开悬链线的静动态张力及空间构形的测试，本实用新型设计所需实验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种静动态柔索张力及空间构形的测试装置，该测试装置能够实现柔索两端点的三维空间运动，可对柔索做静态实验和动态实验，同时测量其两端点的约束力及其空间构形。

根据本实用新型提供的第一种实施方案，提供一种静动态柔索张力及空间构形的测试装置：

一种静动态柔索张力及空间构形的测试装置，该装置包括立体框架(例如长方体框架)、第一XYZ轴滑台和第二XYZ轴滑台。所述立体框架包括设置在四角的主支撑柱，在顶部与主支撑柱垂直连接的顶部横梁和顶部纵梁。第一XYZ轴滑台设置在立体框架顶部的一侧(例如左侧)，第二XYZ轴滑台设置在立体框架顶部的另一侧(例如右侧)。第一XYZ轴滑台包括固定在立体框架前侧面顶部横梁上的第一X轴滑台、一端与第一X轴滑台垂直连接的第一Y轴滑台及侧边与第一Y轴滑台垂直连接的第一Z轴滑台。第二XYZ轴滑台包括固定在立体框架前侧面顶部横梁上的第二X轴滑台、一端与第二X轴滑台垂直连接的第二Y轴滑台及侧边与第二Y轴滑台垂直连接的第二Z轴滑台。第一XYZ轴滑台的第一Z轴滑台上设有第一测力计。第二XYZ轴滑台的第二Z轴滑台上设有第二测力计。

在本实用新型中，该装置还包括设置在立体框架上部的向上施力装置。向上施力装置包括门形支架、直线光轴、轴承和滑轮。所述门形支架包括2根竖杆。2根竖杆垂直设置在立体框架的上部并与立体框架的顶部纵梁垂直连接。门形支架的2根竖杆之间设有直线光轴且直线光轴与竖杆垂直连接。直线光轴上套有轴承。轴承上设有滑轮。

在本实用新型中，第一X轴滑台、第一Y轴滑台、第一Z轴滑台、第二X轴滑台、第二Y轴滑台、第二Z轴滑台上均分别独立地设有一个滑座。第一Y轴滑台固定在第一X轴滑台的滑座上。第一Z轴滑台固定在第一Y轴滑台的滑座上。第一测力计固定在第一Z轴滑台的滑座上。第二Y轴滑台固定在第二X轴滑台的滑座上。第二Z轴滑台固定在第二Y轴滑台的滑座上。第二测力计固定在第二Z轴滑台的滑座上。每一个滑台上的滑座在相应的滑台上移动。

在本实用新型中，第一XYZ轴滑台和第二XYZ轴滑台的每个滑台的一端均分别独立地安装有一个步进电机，步进电机驱动滑台上的滑座运动。

优选的是，第一测力计和/或第二测力计为内置式s型拉压传感器、外置式s型拉压传感器或三维力传感器中的一种。

优选的是，该装置还包括设置在直线光轴上方的长度测量装置(例如刻度尺)。

优选的是，轴承上设有指针，用于在长度测量装置上标注刻度。

优选的是，该装置还包括摄像装置，摄像装置用于采集柔索(例如绳索)的构形数据。

优选的是，该装置还包括测角仪，用于测量柔索的倾斜角度。