[发明专利]一种基于动态量测离心力的追踪悬浮结构转动中心的装置及方法

摘要

一种基于动态量测离心力的追踪悬浮结构转动中心的装置及方法，属于工程结构动态监测技术领域。该装置包括三组装置，每组装置均可以确定出一条过真正结构转动中心的直线。其中，两组装置用于测量，一组装置用于拟合和复核；所述的每组装置包括前后两个单位装置，以单位装置中实心球为头部，则每组装置的头部均面向结构中部，三组装置之间要求互不平行。本发明通过应变片及其他构件检测结构转动过程中装置中实心球的离心力和角速度，并由此计算出假设的结构转动中心与装置的距离，通过该距离和固有的几何关系，确定出过真正结构转动中心的直线。本发明可长期实时测量追踪悬浮结构的转动中心，监测过程简单易行、速度快，结果准确可靠，成本低。

主权项

1.一种基于动态量测离心力的追踪悬浮结构转动中心的装置，其特征在于，所述的包括三组装置，每组装置均可以计算出假设的结构转动中心与该组装置的距离；其中，两组装置用于测量，一组装置用于拟合和复核；所述的每组装置包括前后两个单位装置，以单位装置中实心球(4)为头部，则每组装置的头部均面向结构中部，三组装置之间要求互不平行；所述的每一个单位装置均包括内部核心装置(2)、外壁封装罩(3)及数据采集处理模块(12)；所述的内部核心装置(2)通过外壁封装罩(3)固定在所测结构表面1，并与数据采集处理模块(12)相连，外壁封装罩(3)用于保护内部核心装置(2)；所述的内部核心装置(2)包括实心球(4)、刚性块体(5)、柔性块体(6)、应变片(7)、侧向限位连杆(8)、滑轮(9)、轨道(10)；所述的实心球(4)为球形实体，其材料特性均匀，质心在球心处；实心球与外壁封装罩(3)和刚性块体(5)均为点接触，实心球(4)可自由活动，但受限于外壁封装罩(3)和刚性块体(5)，在未受外力的状态下相对于外壁封装罩(3)处于固定的状态；所述的刚性块体(5)相对的两侧分别与实心球点接触、与柔性块体的一端连接，用于传递实心球(4)与柔性块体5之间的力；刚性块体(5)的另外相对的两侧通过侧向限位连杆(8)与滑轮(9)连接，滑轮(9)限制在轨道(10)上，轨道(10)固定在外壁封装罩(3)内壁，保证刚性块体(5)在受力的情况下能够自由移动；所述的柔性块体(6)的另一端固定在外壁封装罩(3)内壁上，作为受力基体；所述的应变片(7)固定在柔性块体的表面，并与数据采集处理模块(12)相连，通过计算得到结构扭转时实心球(4)产生的离心力，进一步得到材料不均匀或异形悬浮结构的转动中心。