專利名稱：一種用于樁柱繞流試驗的作用力測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于突出液面的樁柱繞流試驗的作用力測量裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)液流如水流正交地繞過突出液面的各種閘墩和樁柱等物體時,物體將受到沿流動方向的繞流阻力和垂直于流動方向的橫向升力作用。當(dāng)樁柱傾斜時或液流與樁柱斜交時，作用在樁柱上的作用力表現(xiàn)為沿流動方向的作用力、垂直于樁柱軸向與來流方向的橫向力與沿樁柱軸向的作用力。據(jù)此可分解為樁柱繞流作用力沿流動方向且垂直于樁柱的繞流阻力、垂直于來流方向和樁柱軸向的橫向升力以及沿樁柱軸向的力。由于樁柱繞流特性復(fù)雜，目前還很難從理論上直接計算求解。樁柱繞流的研究大多仍借助于數(shù)值模擬和物理模型試驗，其中斜置樁柱或液流與樁柱斜交時樁柱受到的繞流阻力、升力與軸向力的精確測量，對于突出液面的樁柱繞流物理模型試驗研究尤為重要。在測量突出液面的樁柱繞流作用力時，需要保證測量裝置不能干擾流體流動。目前已有的突出液面的豎直樁柱繞流試驗的作用力測量裝置主要有三種第一種是將樁柱頂端與浮體相連，利用浮體的浮力使樁柱與渠底留有小間隙，并在樁柱上安裝一傳力剛架，將繞流作用力傳遞給測力設(shè)備，由測力設(shè)備測出該力的大小。該裝置中的浮體在非均勻流和非恒定流條件下易出現(xiàn)波動，對試驗條件要求較苛刻，且只能測得豎直樁柱水平方向上的繞流阻力，而無法測得斜交流體作用在樁柱上的豎直方向上的作用力及非恒定流體流動的繞流作用力。第二種是在渠底留有一段槽溝，將樁柱安裝構(gòu)件置于槽溝中，樁柱安裝面板與槽底齊平，將樁柱安裝在面板上，液流對樁柱的沖擊作用力通過液面以上的傳力剛架構(gòu)件傳遞給置于整個構(gòu)架前面或后面的測力設(shè)備。該裝置需要槽底預(yù)留槽溝，面板運行時槽底存在摩擦阻力，且摩擦力的大小隨不同流量和水深的變化而變化，摩擦力的影響難以量化。該裝置同樣無法測量樁柱受到的豎直方向上的作用力及非恒定流體流動的繞流作用力。第三種是在待測樁柱迎流側(cè)和背流側(cè)對稱地各安裝一個壓力傳感器，以測量豎直樁柱受到的沿流動方向的繞流阻力，在豎直樁柱頂端安裝一個拉壓傳感器，以測量液流流向平面內(nèi)斜交流體作用在樁柱上的豎直方向上的作用力。傳感器測得的作用力信號經(jīng)放大器放大后輸入記錄儀，通過記錄儀可以得到樁柱受到的液流流向平面內(nèi)水平和豎直方向上液流作用力的動態(tài)變化過程。這個裝置可用于測量突出液面的豎直樁柱在水平來流或與樁柱斜向相交的液流及非恒定液流的繞流作用力。而且，上述三種測量裝置均不能用于斜置樁柱在水平或斜向來流下樁柱繞流阻力與樁柱軸向作用力的測量。然而，對于溢流壩壩面設(shè)置分流墩時水流對分流墩的作用、斜坡河渠中水流對水工建筑物的作用及城市積水斜坡和臺階上的柱體或行人受到的作用力等問題，柱體(或其它被繞流物體)并非豎直而是處于斜置狀態(tài)，且在上述情況下，液流往往是非恒定流，目前已有的測量裝置針對斜置柱體(或其它被繞流物體)在水平或斜向來流下的液流繞流的試驗的作用力測量受到了限制。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于樁柱繞流試驗的作用力測量裝置，該裝置可用于對豎直或斜置的、突出液面的樁柱，在水平或斜向來流下，測量樁柱繞流阻力與沿樁柱軸向的作用力。本實用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)手段是該裝置包括支架、樁柱、轉(zhuǎn)動機構(gòu)、第一限位機構(gòu)、第二限位機構(gòu)、第三限位機構(gòu)、第一拉壓傳感器、第二拉壓傳感器和第三拉壓傳感器；所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括第一連接軸、第一軸承、第一軸承支座、第二軸承和第二軸承支座，樁柱與第一連接軸固定連接，第一連接軸水平設(shè)置且垂直于液流流向平面，第一軸承支座和第二軸承支座對稱地分置于樁柱的兩側(cè)，第一軸承、 第二軸承分別對應(yīng)地安裝于第一軸承支座和第二軸承支座內(nèi)，第一連接軸分別穿過第一軸承和第二軸承；所述第一限位機構(gòu)與支架固定連接，第一拉壓傳感器的上連接處與第一限位機構(gòu)固定連接，第一拉壓傳感器的下連接處通過第一連接桿分別與第一軸承支座和第二軸承支座固定連接，所述第一限位機構(gòu)用于使第一拉壓傳感器的上連接處和第一拉壓傳感器的下連接處位于同一個液流流向平面內(nèi)，第一拉壓傳感器的上連接處和第一拉壓傳感器的下連接處的連線為豎直線；所述第二限位機構(gòu)與支架固定連接，第二拉壓傳感器的第一連接處與第二限位機構(gòu)固定連接，第二拉壓傳感器的第二連接處通過第二連接桿分別與第一軸承支座和第二軸承支座固定連接，所述第二限位機構(gòu)用于使第二拉壓傳感器的第一連接處和第二拉壓傳感器的第二連接處均位于所述液流流向平面內(nèi)，第二拉壓傳感器的第一連接處和第二拉壓傳感器的第二連接處的連線為水平線；第三限位機構(gòu)與支架固定連接，所述第三拉壓傳感器的第一連接處和第三拉壓傳感器的第二連接處兩端分別對應(yīng)地與第三限位機構(gòu)和樁柱固定連接，其中第三拉壓傳感器的第二連接處位于第一連接軸的上方，且第三拉壓傳感器的第一連接處和第三拉壓傳感器的第二連接處的連線相對于水平面的傾斜角度與樁柱相對于水平面的傾斜角度的和為90°，所述第三限位機構(gòu)用于使第三拉壓傳感器在工作過程中只受到第三拉壓傳感器的第一連接處和第三拉壓傳感器的第二連接處的連線方向的作用力。進一步地，本實用新型所述的第一限位機構(gòu)可由第三軸承、第三軸承支座和第三連接軸組成，第三軸承安裝于第三軸承支座內(nèi)，第一拉壓傳感器的上連接處與第三軸承支座固定連接，第三連接軸穿過第三軸承且第三連接軸與支架固定連接；此外，本實用新型所述的第一限位機構(gòu)還可由第二滑塊和第二導(dǎo)軌組成，第二滑塊和第一拉壓傳感器的上連接處固定連接，第二導(dǎo)軌與支架固定連接，第二滑塊與第二導(dǎo)軌形成滑動配合，使得第二滑塊能夠沿著第二導(dǎo)軌往復(fù)滑動。進一步地，本實用新型所述的第二限位機構(gòu)可由第四軸承、第四軸承支座和第四連接軸組成，第二拉壓傳感器的第一連接處與第四軸承支座固定連接，第四軸承安裝于第四軸承支座內(nèi)，第四連接軸穿過第四軸承且第四連接軸與支架固定連接；此外，本實用新型所述的第二限位機構(gòu)還可由第三滑塊和第三導(dǎo)軌組成，第三滑塊和第二拉壓傳感器的第一連接處固定連接，第三導(dǎo)軌與支架固定連接，第三滑塊與第三導(dǎo)軌形成滑動配合，使得第三滑塊能夠沿著第三導(dǎo)軌往復(fù)滑動。進一步地，本實用新型所述的第三限位機構(gòu)可由第五軸承、第五軸承支座、第五連接軸、第六軸承、第六軸承支座、第五連接軸和第六連接軸組成，第五軸承安裝于第五軸承支座內(nèi)，第六軸承安裝于第六軸承支座內(nèi)，第五連接軸穿過第五軸承，第六連接軸穿過第六軸承，第五軸承支座和第六軸承支座通過第三連桿固定連接，第六連接軸與支架固定連接，第五連接軸通過第四連桿與第三拉壓傳感器的第一連接處固定連接；此外，本實用新型所述的第三限位機構(gòu)還可由第四滑塊和第四導(dǎo)軌組成，第四滑塊和第三拉壓傳感器的第一連接處固定連接，第四導(dǎo)軌與支架固定連接，第四滑塊與第四導(dǎo)軌形成滑動配合，使得第四滑塊能夠沿著第四導(dǎo)軌往復(fù)滑動。進一步地，本實用新型所述支架還包括半圓形滑動導(dǎo)軌和第一滑塊，第一滑塊能夠沿半圓形滑動導(dǎo)軌往復(fù)滑動，第三限位機構(gòu)與第一滑塊固定連接，第一滑塊與半圓形滑動導(dǎo)軌通過螺絲固定連接。進一步地，本實用新型還包括顯示器，所述顯示器的輸入端分別與所述第一拉壓傳感器、第二拉壓傳感器和第三拉壓傳感器的輸出端電連接。 進一步地，本實用新型所述第二拉壓傳感器處于樁柱的迎流一側(cè)，第三拉壓傳感器處于樁柱的背流一側(cè)。與現(xiàn)有樁柱繞流試驗的作用力測量裝置相比，本實用新型具有以下有益效果(I)本實用新型裝置利用限位機構(gòu)和轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)使各拉壓傳感器只受到拉壓傳感器的兩個連接處的連線方向的作用力，可保證測量結(jié)果的精度和測量過程的穩(wěn)定性；(2)本實用新型裝置在繞流試驗中，豎直或斜置樁柱所受到的液流作用力在三個不共線的方向上的分力分別由三個拉壓傳感器來測量，由此本實用新型裝置可適用于豎直或斜置樁柱液流繞流試驗的作用力測量；(3)進一步地，本實用新型裝置通過調(diào)整第一滑塊與半圓形滑動導(dǎo)軌的相對位置，并通過第一滑塊上的螺絲固定，可調(diào)整待測樁柱的傾斜角度，可用于不同傾斜角的樁柱繞流試驗的繞流作用力測量；(4)本實用新型裝置加工制作簡單，造價低廉，安裝方便。

圖I為本實用新型裝置的第一種實施方式的使用狀態(tài)示意圖；圖2為圖I的俯視圖；圖3為圖I的左視圖；圖4為本實用新型裝置的第二種實施方式的使用狀態(tài)示意圖；圖5為圖4的俯視圖；圖6為圖4的左視圖；圖7為第三拉壓傳感器與樁柱的連接關(guān)系圖；圖中，I.支架、2.樁柱、3.轉(zhuǎn)動機構(gòu)、4.第一限位機構(gòu)、5.第二限位機構(gòu)、6.第三限位機構(gòu)、7.第一拉壓傳感器、8.第二拉壓傳感器、9.第三拉壓傳感器、10.第一連接軸、11.第一軸承、12.第一軸承支座、13.第二軸承支座、14.第二軸承、16.第四連接軸、17.第四軸承、18.第四軸承支座、19.第五連接軸、20.第五軸承、21.第五軸承支座、22.第六連接軸、23.第六軸承、24.第六軸承支座、25.第三連接軸、26.第三軸承、27.第三軸承支座、28.第一連接桿、29.第二連接桿、30.半圓形滑動導(dǎo)軌、31.螺絲、32.第一滑塊、33.導(dǎo)線、35.顯示器、36.渠底、37.第二導(dǎo)軌、38.第二滑塊、39.第三滑塊、40.第三導(dǎo)軌、41.第四滑塊、42.第四導(dǎo)軌、43.第三連接桿、44.第四連接桿。[0026]具體實施方式
如圖I至圖6所示，本實用新型作用カ測量裝置主要包括支架I、樁柱2、轉(zhuǎn)動機構(gòu)3、第一限位機構(gòu)4、第二限位機構(gòu)5、第三限位機構(gòu)6、第一拉壓傳感器7、第二拉壓傳感器8和第三拉壓傳感器9。進ー步地，還可包括顯示器35。在樁柱繞流試驗中，所用樁柱2通常為長條形柱體。其中，轉(zhuǎn)動機構(gòu)3包括第一連接軸10、第一軸承11、第一軸承支座12、第二軸承14和第二軸承支座13。樁柱2與第一連接軸10固定連接，第一連接軸10水平設(shè)置且垂直于液流流向平面，需要說明的是，在本實用新型 中，液流流向平面是指樁柱2置于試驗液流中之前，試驗液流的流動方向(即液流流向)所在的平面。第一軸承支座12和第二軸承支座13對稱地分置于樁柱2的兩側(cè)，第一軸承11安裝于第一軸承支座12內(nèi)，第二軸承14安裝于第二軸承支座13內(nèi)，第一連接軸10同時穿過第一軸承11和第二軸承14。需要說明的是，在本實用新型中，拉壓傳感器的連接處是指拉壓傳感器上的與其他部件進行連接時的交接處(或者稱為“連接點”)。其中，第一拉壓傳感器7的上連接處與第一限位機構(gòu)4固定連接，第一拉壓傳感器7的下連接處通過第一連接桿28分別與第一軸承支座12和第二軸承支座13固定連接，且第一限位機構(gòu)4與支架I固定連接。由此，第一限位機構(gòu)4使得第一拉壓傳感器7的上連接端連接處和第一拉壓傳感器7的下連接處位于同一個液流流向平面內(nèi)，且第一拉壓傳感器7的上連接處和第一拉壓傳感器7的下連接處的連線為豎直線。第二限位機構(gòu)5與支架I固定連接，第二拉壓傳感器8的第一連接處與第二限位機構(gòu)5固定連接，且第二拉壓傳感器8的第二連接處通過第二連接桿29分別與第一軸承支座12和第二軸承支座13固定連接。由此，第二限位機構(gòu)5使得第二拉壓傳感器8的第一連接處和第二拉壓傳感器8的第二連接處均位于所述液流流向平面內(nèi)，且第二拉壓傳感器8的第一連接處和第二拉壓傳感器8的第二連接處的連線為水平線。在本實用新型中，支架I、轉(zhuǎn)動機構(gòu)3、第一限位機構(gòu)4、第二限位機構(gòu)5、第一連接桿28和第二連接桿29共同作用，從而避免樁柱2在流向平面內(nèi)平動，而使樁柱2能夠在流向平面內(nèi)繞第一連接軸10轉(zhuǎn)動。第三限位機構(gòu)6與支架I固定連接，第三拉壓傳感器9的第一連接處與第三限位機構(gòu)6固定連接，第三拉壓傳感器9的第二連接處與樁柱2固定連接，其中第三拉壓傳感器9的與樁柱2連接的第二連接處位于第一連接軸10的上方。第三限位機構(gòu)6能夠使第三拉壓傳感器9在工作過程中只受到第三拉壓傳感器9的第一連接處和第三拉壓傳感器9的第二連接處的連線方向的作用力。如圖7所示，第三拉壓傳感器9的第一連接處A和第三拉壓傳感器9的第二連接處B的連線相對于水平面的傾斜角度為ガ，樁柱2相對于水平面的傾斜角度為α，且α+/ =90°，由此，使得本實用新型裝置在工作過程中，樁柱2傳遞給第三拉壓傳感器9的作用力的作用線與第三拉壓傳感器9的第一連接處A和第三拉壓傳感器9的第二連接處B的連線重合，從而通過支架I和第三限位機構(gòu)6的共同作用避免樁柱2在流向平面內(nèi)繞第一連接軸10轉(zhuǎn)動。第一拉壓傳感器7、第二拉壓傳感器8和第三拉壓傳感器9可選用S型拉壓傳感器。圖I、圖2和圖3是本實用新型裝置的第一種實施方式的使用狀態(tài)示意圖。第一限位機構(gòu)4由第三軸承26、第三軸承支座27和第三連接軸25組成。其中，第三軸承26安裝于第三軸承支座內(nèi)27，第一拉壓傳感器7的上連接處與第三軸承支座27固定連接，第三連接軸25穿過第三軸承26且第三連接軸25與支架I固定連接。第二限位機構(gòu)5由第四軸承17、第四軸承支座18和第四連接軸16組成。其中，第二拉壓傳感器8的第一連接處與第四軸承支座18固定連接，第四軸承17安裝于第四軸承支座18內(nèi)，第四連接軸16穿過第四軸承17且第四連接軸16與支架I固定連接。第三限位機構(gòu)6由第五軸承20、第五軸承支座21、第五連接軸19、第六軸承23、第六軸承支座24和第六連接軸22組成。第五軸承20安裝于第五軸承支座21內(nèi)，第六軸承23安裝于第六軸承支座24內(nèi)，第五連接軸19穿過第五軸承20，第六連接軸22穿過第六軸承23，第五軸承支座21和第六軸承支座24通過第三連桿43固定連接，第六連接軸22與支架I固定連接，第五連接軸19通過第四連桿44與第三拉壓傳感器9的第一連接處固定連接。圖4、圖5和圖6是本實用新型裝置的第二種實施方式的使用狀態(tài)示意圖。其中，第一限位機構(gòu)4由第二滑塊38和第二導(dǎo)軌37組成，第二滑塊38和第一拉壓傳感器7的上連接處固定連接，第二導(dǎo)軌37與支架I固定連接，第二滑塊38能夠 沿著第二導(dǎo)軌37來回往復(fù)滑動。第二限位機構(gòu)5由第三滑塊39和第三導(dǎo)軌40組成，第三滑塊39和第二拉壓傳感器8的第一連接處固定連接，第三導(dǎo)軌40與支架I固定連接，第三滑塊39能夠沿著第三導(dǎo)軌40來回往復(fù)滑動。第三限位機構(gòu)6由第四滑塊41和第四導(dǎo)軌42組成，第四滑塊41和第三拉壓傳感器9的第一連接處固定連接，第四導(dǎo)軌42與支架I固定連接，第四滑塊41能夠沿著第四導(dǎo)軌42來回往復(fù)滑動。如圖I至圖6所示，作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，支架I還可包括半圓形滑動導(dǎo)軌30、第一滑塊32和螺絲31，其中，第一滑塊32能夠沿半圓形滑動導(dǎo)軌30往復(fù)滑動，第ー滑塊32與半圓形滑動導(dǎo)軌30通過螺絲31固定連接，第三限位機構(gòu)6與第一滑塊32固定連接。由此，通過沿半圓滑動導(dǎo)軌30移動第一滑塊32可調(diào)節(jié)樁柱2的傾斜角度α，利用螺絲31則能夠?qū)⒌谝换瑝K32固定在半圓滑動導(dǎo)軌30上。本實用新型工作時，第二拉壓傳感器8處于樁柱2的迎流ー側(cè)，第三拉壓傳感器9處于樁柱2的背流ー側(cè)，通過測量樁柱2在來流流向平面內(nèi)，第一拉壓傳感器7、第二拉壓傳感器8和第三拉壓傳感器9分別所受到的作用力，可得到樁柱2在水平來流或與樁柱2斜向相交的液流作用下的受カ大小。顯示器的輸入端分別通過導(dǎo)線33與第一拉壓傳感器7、第二拉壓傳感器8和第三拉壓傳感器9的輸出端電連接。第一拉壓傳感器7、第二拉壓傳感器8和第三拉壓傳感器9將測量信號通過導(dǎo)線33傳輸至顯示器35的不同通道，從而同步顯示各拉壓傳感器所受到的作用力的測量值。將第一拉壓傳感器7、第二拉壓傳感器8和第三拉壓傳感器9的作用力的合力進行分解，其中沿液流流動方向且垂直于樁柱2的分力就是樁柱2受到的繞流阻力，沿樁柱2軸向的分力就是樁柱2受到的沿樁柱2軸向的作用力。因此，本實用新型裝置可用于豎直或斜置樁柱2在水平或斜向相交液流作用下樁柱2繞流試驗的作用力測量。本實用新型裝置工作時，樁柱2在非恒定流作用下，繞流作用カ隨時間變化，第一拉壓傳感器7、第二拉壓傳感器8和第三拉壓傳感器9可同步測量樁柱2所受作用力的動態(tài)變化過程，并通過顯示器35同步動態(tài)顯示各傳感器測量數(shù)據(jù)，因此，本實用新型裝置不僅可用于恒定流下樁柱2的繞流作用力測量，還可用于非恒定流下樁柱2的繞流作用力測量。綜上，將樁柱2置于試驗液流中，使第二拉壓傳感器8處于樁柱2的迎流ー側(cè)，第三拉壓傳感器9處于樁柱2的背流ー側(cè)。通過改變本實用新型裝置的第一滑塊32在半圓形滑動導(dǎo)軌30上的相對位置，即可調(diào)整樁柱2的傾斜角度α。當(dāng)液流繞過樁柱2時，第一拉壓傳感器7、第二拉壓傳感器8和第三拉壓傳感器9將測量信號通過導(dǎo)線33傳輸至顯示器35的不同通道，由此同步顯示各拉壓傳感器的測量值。將第一拉壓傳感器7、第二拉壓傳感器8和第三拉壓傳感器9所受的作用力的合力進行分解，即可分別獲得樁柱2受到的繞流阻力以及樁柱2受到的沿樁柱2軸向的作用力。由此，通過顯示器35顯示各拉壓傳感器的測量數(shù)據(jù)，可得到豎直或斜置樁柱2受到的水平或斜交液流作用力的動態(tài)變化過程，可用于豎直或斜置樁柱2在恒定或非恒定流下液流繞流試驗的作用力測量。以上不同結(jié)構(gòu)的第一限位機構(gòu)、第二限位機構(gòu)和第三限位機構(gòu)可在本實用新型作用力測量裝置中任意組合使用，并不限于以上第一種實施方 式和第二種實施方式的組合方式。
權(quán)利要求1.一種用于樁柱繞流試驗的作用力測量裝置，其特征是包括支架(I)、樁柱(2)、轉(zhuǎn)動機構(gòu)(3)、第一限位機構(gòu)(4)、第二限位機構(gòu)(5)、第三限位機構(gòu)(6)、第一拉壓傳感器(7)、第二拉壓傳感器(8)和第三拉壓傳感器(9);所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)(3)包括第一連接軸(10)、第一軸承(11)、第一軸承支座(12 )、第二軸承(14 )和第二軸承支座(13 ),樁柱(2 )與第一連接軸(10)固定連接，第一連接軸(10)水平設(shè)置且垂直于液流流向平面，第一軸承支座(12)和第二軸承支座(13)對稱地分置于樁柱(2)的兩側(cè)，第一軸承(11)、第二軸承(14)分別對應(yīng)地安裝于第一軸承支座(12)和第二軸承支座(13)內(nèi)，第一連接軸(10)穿過第一軸承(11)和第二軸承(14);所述第一限位機構(gòu)(4)與支架(I)固定連接，第一拉壓傳感器(7)的上連接處與第一限位機構(gòu)(4)固定連接，第一拉壓傳感器(7)的下連接處通過第一連接桿(28)分別與第一軸承支座(12)和第二軸承支座(13)固定連接，所述第一限位機構(gòu)(4)用于使第一拉壓傳感器(7)的上連接處和第一拉壓傳感器(7)的下連接處位于同一個液流流向平面內(nèi)，第一拉壓傳感器(7)的上連接處和第一拉壓傳感器(7)的下連接處的連線為豎直線；所述第二限位機構(gòu)(5)與支架(I)固定連接，第二拉壓傳感器(8)的第一連接處與第二限位機構(gòu)(5)固定連接，第二拉壓傳感器(8)的第二連接處通過第二連接桿(29)分別與第一軸承支座(12)和第二軸承支座(13)固定連接，所述第二限位機構(gòu)(5)用于使第二拉壓傳感器(8)的第一連接處和第二拉壓傳感器(8)的第二連接處均位于所述液流流向平面內(nèi)，第二拉壓傳感器(8)的第一連接處和第二拉壓傳感器(8)的第二連接處的連線為水平線；第三限位機構(gòu)(6)與支架(I)固定連接，所述第三拉壓傳感器(9 )的第一連接處和第三拉壓傳感器(9)的第二連接處分別對應(yīng)地與第三限位機構(gòu)(6)和樁柱(2)固定連接，其中，第三拉壓傳感器(9)的第二連接處位于第一連接軸(10)的上方，且第三拉壓傳感器(9)的第一連接處和第三拉壓傳感器(9)的第二連接處的連線相對于水平面的傾斜角度與樁柱(2)相對于水平面的傾斜角度的和為90°，所述第三限位機構(gòu)(6)用于使第三拉壓傳感器(9)在工作過程中只受到第三拉壓傳感器(9)的第一連接處和第三拉壓傳感器(9)的第二連接處的連線方向的作用力。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作用力測量裝置，其特征是所述第一限位機構(gòu)(4)由第三軸承(26 )、第三軸承支座(27 )和第三連接軸(25 )組成，第三軸承(26 )安裝于第三軸承支座(27)內(nèi)，第一拉壓傳感器(7)的上連接處與第三軸承支座(27)固定連接，第三連接軸(25)穿過第三軸承(26 )且第三連接軸(25 )與支架(I)固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作用力測量裝置，其特征是所述第一限位機構(gòu)(4)由第二滑塊(38)和第二導(dǎo)軌(37)組成，第二滑塊(38)和第一拉壓傳感器(7)的上連接處固定連接，第二導(dǎo)軌(37)與支架(I)固定連接，第二滑塊(38)與第二導(dǎo)軌(37)形成滑動配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作用力測量裝置，其特征是所述第二限位機構(gòu)(5)由第四軸承(17)、第四軸承支座(18)和第四連接軸(16)組成，第二拉壓傳感器(8)的第一連接處與第四軸承支座(18)固定連接，第四軸承(17)安裝于第四軸承支座(18)內(nèi)，第四連接軸(16)穿過第四軸承(17)且第四連接軸(16)與支架(I)固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作用力測量裝置，其特征是所述第二限位機構(gòu)(5)由第三滑塊(39)和第三導(dǎo)軌(40)組成，第三滑塊(39)和第二拉壓傳感器(8)的第一連接處固定連接，第三導(dǎo)軌(40)與支架(I)固定連接，第三滑塊(39)與第三導(dǎo)軌(40)形成滑動配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作用力測量裝置，其特征是所述第三限位機構(gòu)(6)由第五軸承(20 )、第五軸承支座(21)、第五連接軸(19 )、第六軸承(23 )、第六軸承支座(24 )和第六連接軸(22)組成，第五軸承(20)安裝于第五軸承支座(21)內(nèi)，第六軸承(23)安裝于第六軸承支座(24)內(nèi)，第五連接軸(19)穿過第五軸承(20),第六連接軸(22)穿過第六軸承(23),第五軸承支座(21)和第六軸承支座(24)通過第三連桿(43)固定連接,第六連接軸(22)與支架(I)固定連接，第五連接軸(19 )通過第四連桿(44 )與第三拉壓傳感器(9 )的第一連接處固定連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作用力測量裝置，其特征是所述第三限位機構(gòu)(6)由第四滑塊(41)和第四導(dǎo)軌(42)組成，第四滑塊(41)和第三拉壓傳感器(9)的第一連接處固定連接，第四導(dǎo)軌(42)與支架(I)固定連接，第四滑塊(41)和第四導(dǎo)軌(42)形成滑動配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作用力測量裝置，其特征是所述支架(I)還包括半圓形滑動導(dǎo)軌(30)、第一滑塊(32)和螺絲(31)，第一滑塊(32)能夠沿半圓形滑動導(dǎo)軌(30)(第一滑塊(32)與半圓形滑動導(dǎo)軌(30)形成滑動配合)往復(fù)滑動，第三限位機構(gòu)(6)與第一滑塊(32)固定連接，第一滑塊(32)與半圓形滑動導(dǎo)軌(30)通過螺絲(31)固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作用力測量裝置，其特征是還包括顯示器(35)，所述顯示器的輸入端分別與所述第一拉壓傳感器(7)、第二拉壓傳感器(8)和第三拉壓傳感器(9)的輸出端電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作用力測量裝置，其特征是所述第二拉壓傳感器(8)處于樁柱(2)的迎流一側(cè)，第三拉壓傳感器(9)處于樁柱(2)的背流一側(cè)。
專利摘要本實用新型公開了一種用于樁柱繞流試驗的作用力測量裝置，主要包括支架、樁柱、轉(zhuǎn)動機構(gòu)、三個限位機構(gòu)、三個拉壓傳感器。其中，第一限位機構(gòu)用于使第一拉壓傳感器的上連接處和下連接處位于同一液流流向平面內(nèi)，第一拉壓傳感器的上連接處和下連接處的連線為豎直線。第二限位機構(gòu)用于使第二拉壓傳感器的第一連接處和第二連接處均位于所述液流流向平面內(nèi)，第二拉壓傳感器的第一連接處和第二連接處的連線為水平線。第三限位機構(gòu)用于使第三拉壓傳感器在工作過程中只受到第三拉壓傳感器的第一連接處和第二連接處的連線方向的作用力。本實用新型可用于對豎直或斜置的、突出液面的樁柱，在水平或斜向來流下，測量樁柱繞流阻力與沿樁柱軸向的作用力。
文檔編號G01L15/00GK202614453SQ201220231470
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者邵衛(wèi)云, 姜利杰, 王嘉偉, 章園 申請人:浙江大學(xué)