CN101666725A

CN101666725A - 柔性构件物理参数调节装置

Info

Publication number: CN101666725A
Application number: CN200910195132A
Authority: CN
Inventors: 肖龙飞; 杨建民; 杨立军; 刑宝峰; 吕海宁
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2010-03-10

Abstract

一种测量仪器技术领域的柔性构件物理参数调节装置，本发明包括：底座、直线轨道、吊装滑块、拉伸滑块、和光栅位移传感器，其中：直线轨道与底座固定连接，吊装滑块、拉伸滑块置于直线轨道上，光栅位移传感器固定于直线轨道侧面。本发明可将柔性构件固定于滑块上，然后由电机驱动滑块在直线轨道上的运动来调节数十米长的柔性构件模型，自动化程度高，测量准确。

Description

柔性构件物理参数调节装置

技术领域

本发明涉及的是一种测量技术领域的装置，具体是一种柔性构件物理参数调节装置。

背景技术

系泊系统和立管系统均是半潜式平台等深海平台的重要子系统，一般由锚链、系泊缆绳、立管等柔性构件组成，在水池模型试验中需要对其长度、直径、单位长度重量、轴向刚度等各种物理参数进行准确模拟，以保证与实际结构物的力学相似，保证模型试验的可靠性。目前国内还没有专门对锚链等柔性构件轴向刚度等进行模拟测试的设施。做此类测试时，都要根据柔性构件的具体尺度，临时安装一套简易的垂向调节装置，采用钢尺、拉力器等简单仪器进行手工操作和调节，极为不便，而且随意性较大、精度较低、操作繁琐、时间较长。显然采用此种方法已经不能适应新型深海工程模型试验的需要。

经过对现有技术的检索发现，现有技术中的类似装置：专利申请号99257391.2，专利名称为：用于线缆的柔性试验装置。但现有技术只是为调节电缆而设计，并不适用于系泊系统和立管系统的测量，不能对大长度的柔性构件的长度、单位长度重量、轴向刚度进行测量。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种柔性构件物理参数调节装置，可调节数十米长的柔性构件模型，而且自动化程度高，测量准确。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：底座、直线轨道、吊装滑块、拉伸滑块、和光栅位移传感器，其中：直线轨道与底座固定连接，吊装滑块、拉伸滑块置于直线轨道上，光栅位移传感器固定于直线轨道侧面。

所述的直线轨道长15m，在直线轨道上设有齿条。

所述的吊装滑块上设有：第一驱动电机、第一减速器、第一挂钩和第一拉力传感器，其中：第一驱动电机和电源相连，第一挂钩和第一拉力传感器分别设置于吊装滑块的下部，第一拉力传感器的输出端连接至计算机采集系统用来测量柔性构件拉伸的张力。

所述的拉伸滑块的上设有：第二驱动电机、第二减速器、第二挂钩和第二拉力传感器，其中：第二驱动电机和电源相连，第二挂钩和第二拉力传感器分别设置于拉伸滑块的上部，第二拉力传感器的输出端连接至计算机采集系统用来测量柔性构件拉伸的张力。

所述的第一驱动电机和第二驱动电机上分别设有抱闸和走线拖链；

所述的光栅位移传感器用来测量柔性构件拉伸的伸长量，其输出端连接至计算机采集系统。

工作时，将柔性构件的一端固定在吊装滑块的滑轮上，再由电机驱动上升到设定位置，使构件自然垂直，然后启动吊装滑块上的抱闸将滑块锁定，接着将柔性构件的另一端固定在拉伸滑块的挂钩上，启动拉伸滑块上的电机驱动拉伸滑块在直线轨道上移动，开展拉伸试验。通过对拉伸长度和拉力精确测量，即可得到柔性构件的轴向弹性属性。

本发明具有以下技术效果：可对特定长度的柔性构件进行拉伸试验，单程最长可达15m，还可用滑轮使得测量长度加倍；测量精度高，采用先进的光栅位移传感器和拉力传感器对伸长量和张力进行自动测量，精度分别可达1mm和1g；自动化程度高，可对伸长量、拉力进行精确测量，并实现测量数据的自动采集与分析，以及图形化数据显示。该装置可用于锚链、缆绳、立管等柔性构件模型的轴向弹性模拟，而且操作方便、快速准确，显著提高了实验的技术水平。

附图说明

图1为本发明各个部件示意图。

图2为本发明组装后立体示意图。

图3为本发明组装后正视图。

图4为本发明组装后侧视图。

图5为本发明组装后俯视图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例包括：底座1、直线轨道2、吊装滑块3、拉伸滑块4和光栅位移传感器5，其中：直线轨道2与底座1固定连接，吊装滑块3、拉伸滑块4置于直线轨道2上，光栅位移传感器5固定于直线轨道2侧面。

所述的直线轨道2的长度为15m，在直线轨道2上设有齿条6，所述的吊装滑块3、拉伸滑块4通过齿轮齿条的方式在直线轨道2上运行。

所述的吊装滑块3上设有：第一驱动电机7、第一减速器8、第一挂钩9和第一拉力传感器10，其中：第一驱动电7和电源相连，第一挂钩9和第一拉力传感器10分别设置于吊装滑块3的下部，第一拉力传感器10的输出端连接至计算机采集系统11用来测量柔性构件拉伸的张力。

所述的拉伸滑块4的上设有：第二驱动电机12、第二减速器13、第二挂钩14和第二拉力传感器15，其中：第二驱动电机12和电源相连，第二挂钩14和第二拉力传感器15分别设置于拉伸滑块4的上部，第二拉力传感器15的输出端连接至计算机采集系统11用来测量柔性构件拉伸的张力。

所述的第一驱动电机7和第二驱动电机12上分别设有抱闸16和走线拖链17。

所述的光栅位移传感器5用来测量柔性构件拉伸的伸长量，其输出端连接至计算机采集系统11。

工作时，首先柔性构件通过挂钩固定在吊装滑块上，开启第一驱动电机使吊装滑块到设定高度。吊装滑块运动时与之相连接的走线拖链随之运动，对第一驱动电机供电。到达设定位置后启动抱闸，将吊装滑块在设定位置锁死。待柔性构件自然下垂，即可通过吊装滑块上的拉力传感器测量柔性构件的重量。然后将柔性构件的另一端固定在拉伸滑块的挂钩上，同样以第一驱动电机带动拉伸滑块开展拉伸试验，使用挂钩末端的拉力传感器测得拉力大小，同时使用光栅传感器测得拉伸距离，即可得到柔性构件的轴向弹性刚度。

Claims

1、一种柔性构件物理参数调节装置，包括：底座、直线轨道、吊装滑块、拉伸滑块、和光栅位移传感器，其中：直线轨道与底座固定连接，吊装滑块、拉伸滑块置于直线轨道上，光栅位移传感器固定于直线轨道侧面，其特征在于：

所述的吊装滑块上设有：第一驱动电机、第一减速器、第一挂钩和第一拉力传感器，其中：第一驱动电机和电源相连，第一挂钩和第一拉力传感器分别设置于吊装滑块的下部，第一拉力传感器的输出端连接至计算机采集系统用来测量柔性构件拉伸的张力；

2、根据权利要求1所述的柔性构件物理参数调节装置，其特征是，所述的直线轨道长15m，在直线轨道上设有齿条。

3、根据权利要求1所述的柔性构件物理参数调节装置，其特征是，所述的第一驱动电机和第二驱动电机上分别设有抱闸和走线拖链。

4、根据权利要求1所述的柔性构件物理参数调节装置，其特征是，所述的光栅位移传感器用来测量柔性构件拉伸的伸长量，其输出端连接至计算机采集系统。