專(zhuān)利名稱：一種加載及測(cè)試綜合實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及加載及測(cè)量裝置，尤其涉及一種加載及測(cè)試綜合實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
土木工程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，目前國(guó)內(nèi)許多高校為了多方面培養(yǎng)大 學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，增強(qiáng)大學(xué)生的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 與實(shí)踐能力，豐富校園科研與學(xué)術(shù)氛圍，進(jìn)行了各式各樣結(jié)構(gòu)的模型設(shè)計(jì)。大 賽的內(nèi)容， 一般為給定某種材料，要求參賽者在一定時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)并制作出一個(gè) 結(jié)構(gòu)，通過(guò)承載能力試驗(yàn)，以荷重比最大者優(yōu)勝，再綜合考慮各項(xiàng)因素決出獲 獎(jiǎng)等級(jí)。材料方面，南方一般采用白卡紙，北方偏向于木材。至于結(jié)構(gòu)，諸如 高層建筑模型，簡(jiǎn)支橋梁模型，大跨屋架模型等。此類(lèi)大賽是一個(gè)很好的創(chuàng)新 平臺(tái)。以往試驗(yàn)采用人工手動(dòng)加載的方式進(jìn)行，位移測(cè)試采用機(jī)械式百分表。 諸如此類(lèi)的實(shí)驗(yàn)裝置存在一個(gè)顯著的缺陷，那就是裝置的功能單一，自動(dòng)化程 度不高，很難保證測(cè)試的精確性和快捷性。隨著結(jié)構(gòu)大賽在高校越來(lái)越普及， 這對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的革新提出了新的要求。 發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置自動(dòng)化程度不高、測(cè)試精確性不高的缺陷，本實(shí) 用新型的目的在于提供一種加載及測(cè)試綜合實(shí)驗(yàn)裝置。 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是
長(zhǎng)鋼立柱垂直固接在承臺(tái)上，在長(zhǎng)鋼立柱兩側(cè)的承臺(tái)上還分別固接裝在平 臺(tái)上被測(cè)結(jié)構(gòu)模型和短鋼立柱，長(zhǎng)鋼立柱與短鋼立柱間通過(guò)鋼板連接，在長(zhǎng)鋼 立柱上開(kāi)有與被測(cè)結(jié)構(gòu)模型相應(yīng)高度的孔，長(zhǎng)鋼立柱開(kāi)孔位置兩邊的軸承孔中 裝有鋼軸，鋼軸中設(shè)置鏈輪，鋼軸的一端裝有編碼器并與鋼軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，編碼 器與數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集箱連接，鋼板上固定豎直升降氣缸，豎直升降氣缸的活塞伸 出鋼板上面，短鋼立柱的上端設(shè)置水平伸縮氣缸，短鋼立柱側(cè)面布置伺服閥， 伺服閥接兩氣缸，伺服閥和控制器與氣泵電連接，鏈條的一端經(jīng)鏈輪與被測(cè)結(jié) 構(gòu)模型連接，鏈條的另一端與裝有砝碼的砝碼座連接，砝碼座位于豎直升降氣 缸活塞的正上方，砝碼座的側(cè)面位于水平伸縮氣缸活塞的正側(cè)面。
所述的承臺(tái)兩側(cè)分別焊接鋼梁，鋼梁底部設(shè)置用以調(diào)節(jié)水平高度的螺釘。
本實(shí)用新型具有的有益效果是
該裝置不僅能用于結(jié)構(gòu)物的豎向靜載，同時(shí)還能用于結(jié)構(gòu)物的側(cè)向水平靜載 和側(cè)向沖擊動(dòng)載荷載，測(cè)得位移一時(shí)間的時(shí)程曲線，并得到最大位移值，為大 學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，還可以根據(jù)需要讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)連接附件和實(shí)驗(yàn) 方案，開(kāi)展自主創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。適用于大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽多功能加載及測(cè)試實(shí) 驗(yàn)裝置。

圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2是圖1的右視圖。 圖3是圖1的俯視圖。
圖4是本實(shí)用新型進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型受側(cè)向水平靜載試驗(yàn)圖。 圖5是本實(shí)用新型進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型受側(cè)向沖擊動(dòng)載試驗(yàn)圖。 圖中1、長(zhǎng)鋼立柱，2、短鋼立柱，3、承臺(tái)，4、平臺(tái)，5、鋼梁，6、螺 釘，7、鋼板，8、被測(cè)結(jié)構(gòu)模型，9、軸承，10、鋼軸，11、鏈輪，12、砝碼座， 13、鏈條，14、豎直升降氣缸，15、水平伸縮氣缸，16、伺服閥，17、氣泵， 18、控制器，19、編碼器，20、數(shù)據(jù)采集箱。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。 如圖l、圖2、圖3、圖4所示，本實(shí)用新型是將長(zhǎng)鋼立柱1垂直固接在承 臺(tái)3上，在長(zhǎng)鋼立柱1兩側(cè)的承臺(tái)3上還分別固接裝在平臺(tái)4上被測(cè)結(jié)構(gòu)模型8 和短鋼立柱2，長(zhǎng)鋼立柱1與短鋼立柱2間通過(guò)鋼板7連接，在長(zhǎng)鋼立柱1上開(kāi) 有與被測(cè)結(jié)構(gòu)模型8相應(yīng)高度的孔，以便長(zhǎng)鋼立柱1調(diào)整與被測(cè)結(jié)構(gòu)模型8高 度相同，長(zhǎng)鋼立柱1開(kāi)孔位置兩邊的軸承9孔中裝有鋼軸10，鋼軸10中設(shè)置鏈 輪ll，鋼軸10的一端裝有編碼器19并與鋼軸10—起轉(zhuǎn)動(dòng)，編碼器19與數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)采集箱20連接，編碼器19采集鋼軸10轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集箱進(jìn) 行分析。鋼板7上固定豎直升降氣缸14，豎直升降氣缸14的活塞伸出鋼板7上 面，短鋼立柱2的上端設(shè)置水平伸縮氣缸15,短鋼立柱2側(cè)面布置伺服閥16， 伺服閥16接兩氣缸，伺服閥16和控制器18與氣泵17電連接，鏈條13的一端 經(jīng)鏈輪11與被測(cè)結(jié)構(gòu)模型8連接，鏈條的另一端與裝有砝碼的砝碼座12連接， 砝碼座12位于豎直升降氣缸14活塞的正上方，砝碼座12的側(cè)面位于水平伸縮 氣缸15活塞的正側(cè)面。
所述的承臺(tái)3兩側(cè)分別焊接鋼梁5，鋼梁5底部設(shè)置用以調(diào)節(jié)水平高度的螺 釘6。 所述的被測(cè)結(jié)構(gòu)模型一般是由牛皮紙、膠水及蠟線等材料制作而成，底座 為層狀矩形或圓形，結(jié)構(gòu)形式為高層建筑或輸電塔。
設(shè)置垂直升降氣缸，以便試驗(yàn)側(cè)向水平靜載性能；設(shè)置水平伸縮氣缸，以 便試驗(yàn)結(jié)構(gòu)側(cè)向沖擊動(dòng)載性能。用控制系統(tǒng)控制氣缸的升降和伸縮，達(dá)到施加 側(cè)向水平靜載和側(cè)向沖擊荷載的目的，通過(guò)測(cè)得被測(cè)結(jié)構(gòu)模型的最大位移。
本實(shí)用新型的工作原理如下
如圖4所示，進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型受側(cè)向水平靜載試驗(yàn)時(shí)，在開(kāi)孔鋼板7中設(shè)置豎 直升降氣缸14,控制器18給伺服閥16發(fā)出指令，氣泵17提供動(dòng)力源，氣缸14活 塞升起，頂住砝碼底座12，在砝碼底座12上掛相應(yīng)質(zhì)量的砝碼。等穩(wěn)定后，控 制器18給伺服閥16發(fā)出指令，氣缸14活塞縮回，編碼砝碼底座12下降。編碼器 19開(kāi)始實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集箱20分析并用計(jì)算機(jī)顯示位移與時(shí)間的 曲線。
如圖5所示，進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型受側(cè)向沖擊動(dòng)載試驗(yàn)時(shí)，在短立柱2上部設(shè)置水 平伸縮氣缸15,控制器18給伺服閥16發(fā)出指令，氣泵17提供動(dòng)力源，氣缸15活 塞伸出，頂住砝碼底座12側(cè)面，在砝碼底座12上掛相應(yīng)質(zhì)量的砝碼。等穩(wěn)定后， 控制器18給伺服閥16發(fā)出指令，氣缸15活塞縮回，砝碼座12下降。編碼器19開(kāi) 始實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集箱20分析并用計(jì)算機(jī)顯示位移與時(shí)間的曲線。
本實(shí)用新型采用的伺服閥、控制器、編碼器、數(shù)據(jù)采集箱等均能在市場(chǎng)上 選用。
權(quán)利要求1、一種加載及測(cè)試綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于長(zhǎng)鋼立柱(1)垂直固接在承臺(tái)(3)上，在長(zhǎng)鋼立柱(1)兩側(cè)的承臺(tái)(3)上還分別固接裝在平臺(tái)(4)上被測(cè)結(jié)構(gòu)模型(8)和短鋼立柱(2)，長(zhǎng)鋼立柱(1)與短鋼立柱(2)間通過(guò)鋼板(7)連接，在長(zhǎng)鋼立柱(1)上開(kāi)有與被測(cè)結(jié)構(gòu)模型(8)相應(yīng)高度的孔，長(zhǎng)鋼立柱(1)開(kāi)孔位置兩邊的軸承(9)孔中裝有鋼軸(10)，鋼軸(10)中設(shè)置鏈輪(11)，鋼軸(10)的一端裝有編碼器(19)并與鋼軸(10)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，編碼器(19)與數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集箱(20)連接，鋼板(7)上固定豎直升降氣缸(14)，豎直升降氣缸(14)的活塞伸出鋼板(7)上面，短鋼立柱(2)的上端設(shè)置水平伸縮氣缸(15)，短鋼立柱(2)側(cè)面布置伺服閥(16)，伺服閥(16)接兩氣缸，伺服閥(16)和控制器(18)與氣泵(17)電連接，鏈條(13)的一端經(jīng)鏈輪(11)與被測(cè)結(jié)構(gòu)模型(8)連接，鏈條的另一端與裝有砝碼的砝碼座(12)連接，砝碼座(12)位于豎直升降氣缸(14)活塞的正上方，砝碼座(12)的側(cè)面位于水平伸縮氣缸(15)活塞的正側(cè)面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加載及測(cè)試綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所 述的承臺(tái)(3)兩側(cè)分別焊接鋼梁(5)，鋼梁(5)底部設(shè)置用以調(diào)節(jié)水平高度的螺釘 (6)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種加載及測(cè)試綜合實(shí)驗(yàn)裝置。將長(zhǎng)鋼立柱、被測(cè)結(jié)構(gòu)模型和短鋼立柱垂直固接在承臺(tái)上，長(zhǎng)、短鋼立柱間通過(guò)鋼板連接，在長(zhǎng)鋼立柱上開(kāi)有與被測(cè)結(jié)構(gòu)模型相應(yīng)高度的孔，其孔兩邊的軸承孔中裝有鋼軸，鋼軸中設(shè)置鏈輪，鋼軸的一端裝有編碼器，編碼器與數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集箱連接，鋼板上固定豎直升降氣缸，短鋼立柱的上端設(shè)置水平伸縮氣缸，伺服閥接兩氣缸，伺服閥和控制器與氣泵電連接，鏈條的一端經(jīng)鏈輪與被測(cè)結(jié)構(gòu)模型連接，另一端與裝有砝碼的砝碼座連接，砝碼座位于豎直升降氣缸活塞的正上方，其側(cè)面位于水平伸縮氣缸活塞的正側(cè)面。該裝置能用于結(jié)構(gòu)物的側(cè)向水平靜載和側(cè)向沖擊動(dòng)載，并進(jìn)行相應(yīng)位移測(cè)試。
文檔編號(hào)G01M99/00GK201188063SQ200820084810
公開(kāi)日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2008年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月18日
發(fā)明者余世策, 劉承斌, 胡志華, 蔣建群, 賞星云, 錢(qián)匡亮 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)