CN104296895B

CN104296895B - 力传递装置

Info

Publication number: CN104296895B
Application number: CN201410610800.5A
Authority: CN
Inventors: 翟江兰; 仝义安; 许明; 张植俊; 刘云飞; 赵志旺; 康凯; 耿振; 于国瑞; 刘单
Original assignee: Nuctech Co Ltd
Current assignee: Nuctech Co Ltd
Filing date: 2014-11-04
Publication date: 2017-01-04
Anticipated expiration: 2034-11-04

Abstract

本发明的力传递装置由具有预定厚度且能组合在一起形成圆柱体的两个半圆盘形构件构成，在两个半圆盘形构件的各自的结合面都形成有在厚度方向上贯通半圆盘形构件的凹槽，在两个半圆盘形构件组合后两个凹槽组合成平滑过渡的组合孔，组合孔能扣合于拉力传感器的安装孔，在安装时组合孔的位于安装孔内的部分的侧壁与安装孔的内壁以面接触的方式紧密配合，在两个半圆盘形构件的各自的外圆弧部分都以沿着外圆周的方式形成有外部凹槽，在两个半圆盘形构件组合在一起形成圆柱体时，在圆柱体的外圆周方向两个半圆盘形构件上的外部凹槽平滑过渡，外部凹槽的剖面为弧形，在安装钢丝绳时，钢丝绳以与外部凹槽配合的方式被安放于外部凹槽内。

Description

力传递装置

技术领域

本发明涉及一种力传递装置，特别涉及一种可用于防护网钢丝绳与拉力传感器之间的力传递装置。

背景技术

在危岩落石防护方面，柔性被动防护网开始广泛使用，如果柔性防护网受到超过其防护能级的落石冲击，经常会发生防护网破网、或者防护网支撑立柱被破坏等多种形式的失效。因此，防护网失效监测显得尤为重要。目前常采用的监测手段是在下支撑绳或者拉锚绳上安装力传感器。

拉力传感器与防护网钢丝绳之间的连接有附着式和串入式这两种连接方式。串入式的连接方式具有稳定性高、安全度高等优点。但是，目前力传感器与防护网钢丝绳的连接方式多通过卸扣串入连接，一般存在的问题有：

（1）卸扣加工精度不高，跟传感器连接配合不紧密，力传递为拉力、弯曲并存；

（2）钢丝绳在施工中受扭转载荷，卸扣无法抵消。

综上所述，力传感器无法真实反映防护网钢丝绳的受力情况，会造成误报或者漏报现象。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种克服现有技术的不足、可用于防护网钢丝绳与力传感器之间的力传递装置。

本发明的目的是提供一种力传递装置，可以真实地将钢丝绳上的拉力传递给传感器，以保证测量的精确性。

本发明提供一种力传递装置，其特征在于，

所述力传递装置由具有预定厚度并且能够组合在一起形成圆柱体的第一半圆盘形构件和第二半圆盘形构件构成，在所述第一半圆盘形构件的与所述第二半圆盘形构件结合的面形成有在厚度方向上贯通所述第一半圆盘形构件的第一凹槽，在所述第二半圆盘形构件的与所述第一半圆盘形构件结合的面形成有在厚度方向上贯通所述第二半圆盘形构件的第二凹槽，在所述第一半圆盘形构件和所述第二半圆盘形构件组合后所述第一凹槽和所述第二凹槽组合成平滑过渡的组合孔，所述组合孔能够扣合于拉力传感器的安装孔，在安装时所述组合孔的位于安装孔内的部分的侧壁与安装孔的内壁以面接触的方式紧密配合，

在所述第一半圆盘形构件的外圆弧部分以沿着外圆周的方式形成有第一外部凹槽，在所述第二半圆盘形构件的外圆弧部分以沿着外圆周的方式形成有第二外部凹槽，在所述第一半圆盘形构件和所述第二半圆盘形构件组合在一起形成圆柱体时，在所述圆柱体的外圆周方向所述第一外部凹槽和所述第二外部凹槽平滑过渡，所述第一以及第二外部凹槽的剖面为弧形，在安装钢丝绳时，钢丝绳以与所述第一以及第二外部凹槽配合的方式被安放于所述第一以及第二外部凹槽内。

此外，在本发明中，钢丝绳能够沿着所述第一以及第二外部凹槽的弧形剖面移动。

此外，在本发明中，在将所述力传递装置安装于拉力传感器的情况下，在拉力传感器的上下以对称的方式安装所述第一以及第二半圆盘形构件，所述第一以及第二半圆盘形构件的各自的结合面在拉力传感器的安装孔内彼此抵接。

此外，在本发明中，所述第一以及第二外部外部凹槽的底部构成钢丝绳导向弧面，钢丝绳能够沿着所述钢丝绳导向弧面移动。

此外，在本发明中，所述钢丝绳导向弧面具有使钢丝绳工作弧度不小于其最小折弯半径的弧度。

此外，在本发明中，所述半圆盘形构件的材料是金属材料。

本发明提供一种力传递装置，其特征在于，

所述力传递装置由两个对称的半圆盘形构件构成，所述两个半圆盘形构件的结构完全相同并且能够组合安装于拉力传感器的圆孔，

所述半圆盘形构件具有：钢丝绳定位槽，在所述半圆盘形构件的圆弧部分，沿着圆的半径方向以朝向圆心凹入的方式形成有预定深度，

在所述半圆盘形构件的厚度方向上将以圆心为中心的中心部分除去，中心部分被除去后的剩余部分的一端作为插入安装于拉力传感器的圆孔的安装部，所述安装部的与拉力传感器的圆孔配合的部分形成为与拉力传感器的圆孔的内壁完全吻合的圆弧配合面，

所述半圆盘形构件的中心部分被除去后的剩余部分的另一端是定向限位部，所述定向限位部的与所述安装部的所述圆弧配合面相面对的面是定向限位面，所述定向限位面与所述半圆盘形构件的表面垂直。

此外，在本发明中，在将所述力传递装置安装于拉力传感器的情况下，在拉力传感器的上下以对称的方式安装两个所述半圆盘形构件，两个所述半圆盘形构件的各自的所述安装部在拉力传感器的圆孔内彼此抵接，各自的所述定向限位部彼此抵接，所述圆弧配合面与拉力传感器的圆孔的内壁面紧贴配置。

此外，在本发明中，所述定向限位面与拉力传感器的外缘之间存在间隙。

此外，在本发明中，所述力传递装置能够沿着拉力传感器的圆孔的内壁面转动。

此外，在本发明中，所述钢丝绳定位槽的底部构成钢丝绳导向弧面，钢丝绳能够沿着所述钢丝绳导向弧面移动。

此外，在本发明中，所述半圆盘形构件的材料是金属材料。

如上所述，本发明的力传递装置用于防护网钢丝绳与拉力传感器之间，由两个半圆盘形构件构成。所述半圆盘形构件是对金属材料进行一系列的加工处理而成的，具有用于使钢丝绳在安装过程中不脱落出所述力传递装置之外的钢丝绳定位槽（外部凹槽），圆弧面的弧度保证钢丝绳与拉力传感器的连接部分平滑过度，圆弧面半径不小于钢丝绳的最小折弯半径，钢丝绳不会因此存在应力，提高钢丝绳的使用寿命。此外，在所述力传递装置与拉力传感器采用圆弧面接触的情况下，当钢丝绳有拉力时，会使所述力传递装置与拉力传感器安装孔的圆心自动对准，从而保证了载荷的均匀施加。

根据本发明，使用所述力传递装置避免因卸扣连接造成的力加载不均，也因使用钢丝绳直接连接的软连接方式，抵消扭转载荷。

附图说明

图1是本发明的力传递装置的结构示意图，（A）是半圆盘形构件的俯视图，（B）是半圆盘形构件的侧视图。

图2是本发明的力传递装置和拉力传感器的安装示意图，（A）是俯视图，（B）是正视图。

图3是本发明的力传递装置的半圆盘形构件安装于拉力传感器的圆孔的图。

图4是本发明的力传递装置、拉力传感器和钢丝绳的安装示意图。

附图标记说明：

1 力传递装置的半圆盘形构件；

1-1 钢丝绳定位槽；

1-2 圆弧配合面；

1-3 钢丝绳导向弧面；

1-4 定向限位面；

2 拉力传感器；

3 钢丝绳。

具体实施方式

为了使本发明的目的、结构和优点更加清楚，下面结合附图对本发明进一步地进行详细描述。

在本发明中，力传递装置由具有预定厚度并且能够组合在一起形成圆柱体的两个半圆盘形构件（即，第一半圆盘形构件和第二半圆盘形构件）构成，这两个半圆盘形构件的结构可以完全相同，并且能够组合安装于拉力传感器的安装孔。关于拉力传感器的安装孔，可以是圆形或者方形，但不限于此，也可以是其它的形状，只要能够将本发明的力传递装置安装于拉力传感器即可。即，本发明的力传递装置能够根据拉力传感器的安装孔的形状来设计其安装于安装孔的部分。

此外，在第一半圆盘形构件的与第二半圆盘形构件结合的面（即，结合面）形成有在厚度方向上贯通第一半圆盘形构件的凹槽（即，第一凹槽），同样地，在第二半圆盘形构件的与第一半圆盘形构件结合的面（即，结合面）形成有在厚度方向上贯通第二半圆盘形构件的凹槽（即，第二凹槽），在第一半圆盘形构件和第二半圆盘形构件组合后，第一凹槽和第二凹槽组合成平滑过渡的组合孔，组合孔能够扣合于拉力传感器的安装孔，在安装时，组合孔的位于安装孔内的部分的侧壁与安装孔的内壁以面接触的方式紧密配合。

此外，在第一半圆盘形构件的外圆弧部分以沿着外圆周的方式形成有外部凹槽（即，第一外部凹槽），同样地，在第二半圆盘形构件的外圆弧部分以沿着外圆周的方式形成有外部凹槽（即，第二外部凹槽），在第一半圆盘形构件和第二半圆盘形构件组合在一起形成圆柱体时，在所形成的圆柱体的外圆周方向第一外部凹槽和第二外部凹槽平滑过渡。此外，第一以及第二外部凹槽的剖面为弧形，在安装钢丝绳时，钢丝绳以与第一以及第二外部凹槽配合的方式被安放于第一以及第二外部凹槽内。

根据本发明，由于在安装时，本发明的力传递装置的组合孔的位于安装孔内的部分的侧壁与安装孔的内壁以面接触的方式紧密配合，并且，钢丝绳装配在第一以及第二外部凹槽内且第一以及第二外部凹槽的剖面形状为弧形，所以，钢丝绳能够沿着第一以及第二外部凹槽的弧形剖面移动即能够在第一以及第二外部凹槽内调整位置（即，能够调整钢丝绳的圆形剖面在第一以及第二外部凹槽的弧形剖面内的位置），从而能够消除钢丝绳的扭转载荷，能够更精确地测量到受力情况。

此外，在拉力传感器的安装孔是圆孔的情况下，前述的组合孔的位于圆孔内的部分的侧壁形成为与圆孔的内壁完全吻合的圆弧配合面，从而力传递装置能够沿着圆孔的内壁移动。由于力传递装置具有圆弧配合面，所以保证了钢丝绳存在拉力时，利用圆弧的对心作用，通过力传递装置将载荷施加在拉力传感器的轴心线上，实现了受力检测的精度的进一步的提高。

以下示出本发明的一个具体的实施方式。

图1是本发明的一个实施方式的力传递装置的结构示意图，（A）是半圆盘形构件的俯视图，（B）是半圆盘形构件的侧视图。图2是本发明的一个实施方式的力传递装置和拉力传感器的安装示意图，（A）是俯视图，（B）是正视图。图3是本发明的一个实施方式的力传递装置的半圆盘形构件安装于拉力传感器的圆孔的图。

如图1、图2（B）以及图3所示，本实施方式的力传递装置由两个对称的半圆盘形构件1构成，这两个半圆盘形构件的结构完全相同，能够组合安装于拉力传感器的圆孔。每个半圆盘形构件1是将具有预定厚度且两个表面彼此平行的圆盘沿着通过其圆心的直线分割而得到的。半圆盘形构件1的两个彼此对置的表面分别为第一表面和第二表面。在半圆盘形构件1的外圆弧部分，沿着圆的半径方向以朝向圆心凹入的方式形成有预定深度的凹槽作为钢丝绳定位槽1-1（即，前述的外部凹槽），由此，能够将钢丝绳安放在钢丝绳定位槽1-1内并且钢丝绳在安装和工作的整个过程中不会从半圆盘形构件1上脱落，保证钢丝绳在拉伸移动的过程中沿着钢丝绳定位槽1-1移动。此外，关于钢丝绳定位槽1-1，其底部构成了钢丝绳导向弧面1-3，使得钢丝绳能够沿着钢丝绳导向弧面1-3顺畅移动。

此外，在本发明中，钢丝绳定位槽1-1的深度和宽度等没有特别限定，只要能够安放钢丝绳且钢丝绳不脱落即可。此外，钢丝绳定位槽1-1的剖面形状弧形，并且优选的是圆弧形。此外，在本发明中，优选的是力传递装置的钢丝绳导向弧面1-3具有使钢丝绳工作弧度不小于其最小折弯半径的弧度，这样，能够减小钢丝绳的应力，从而延长钢丝绳的使用寿命。

此外，在半圆盘形构件1上，在半圆盘形构件1的厚度方向上将以圆心为中心的中心部分除去，中心部分被除去后的剩余部分的一端作为插入安装于拉力传感器的圆孔的安装部，安装部的与拉力传感器的圆孔配合的部分形成为与拉力传感器的圆孔的内壁完全吻合的圆弧配合面1-2。如图3所示那样，在安装部插入到拉力传感器的圆孔中时，圆弧配合面1-2与圆孔的内壁面完全吻合，并且使得半圆盘形构件1能够沿着圆孔的内壁面旋转（转动）。例如，可以有一个小角度的旋转。

此外，由于本发明的力传递装置具有圆弧配合面1-2，所以保证了钢丝绳存在拉力时，利用圆弧的对心作用，通过力传递装置将载荷施加在拉力传感器的轴心线上。即，在前述的能够消除钢丝绳的扭转载荷的基础上，能够进一步精确地测量受力情况。

此外，如图2以及图3所示，半圆盘形构件1的中心部分被除去后的剩余部分的另一端是定向限位部，定向限位部的与安装部的圆弧配合面1-2相面对的面1-4是定向限位面，定向限位面1-4是与第一以及第二表面垂直的平面。在将半圆盘形构件1安装在拉力传感器上时，当圆弧配合面1-2与拉力传感器的圆孔紧密配合时，定向限位面1-4与拉力传感器的外缘之间存在预定大小的间隙。此外，优选的是该预定大小的间隙保证了力传递装置和拉力传感器的无间隙配合，但是又不能间隙过大，还得限制力传递装置在拉力传感器上的转动角度。

此外，在本发明中，半圆盘形构件1的材料是金属材料，但是，并不限于此，只要是能够承受钢丝绳的拉力以使得能够准确测定该拉力，也可以是其它的材料。

此外，图2是本发明的一个实施方式的力传递装置和拉力传感器的安装示意图，图3是本发明的一个实施方式的力传递装置的半圆盘形构件安装于拉力传感器的圆孔的图。如图2（B）所示，要使本发明的力传递装置起到力传递的作用，需要在拉力传感器2的上下以对称的方式安装两件半圆盘形构件1。具体地说，两件半圆盘形构件1的各自的安装部在拉力传感器的圆孔内彼此抵接，并且，两件半圆盘形构件1的各自的定向限位部也彼此抵接，此时，位于上方的半圆盘形构件和位于下方的半圆盘形构件以上下无缝隙的方式将拉力传感器的形成有圆孔的部分夹持在二者的中心部分被除去的部分。此外，如图3所示，在使圆弧配合面1-2与圆孔的内壁面紧贴时，定向限位面1-4与拉力传感器的外缘之间存在间隙，这个间隙可以根据需要通过调整圆弧配合面1-2与定向限位面1-4之间的距离来改变大小。此外，在位于上方的半圆盘形构件和位于下方的半圆盘形构件的各自的安装部和定向限位部分别抵接的状态下将它们固定在一起，从而完成安装。将上下两个半圆盘形构件固定在一起的方式可以是现有技术中的任意手段，只要能够将它们固定在一起即可。

此外，图4是本发明的一个实施方式的力传递装置、拉力传感器和钢丝绳的安装示意图。即，在图2所示的状态下，进一步将钢丝绳安放于本实施方式的力传递装置的钢丝绳定位槽1-1，使钢丝绳穿过拉力传感器的圆孔绕回并固定，从而完成安装。

以上对本发明的力传递装置的结构以及该力传递装置与拉力传感器及钢丝绳的安装进行了说明，但是，并不限于此，只要是在安装时安装部的圆弧配合面1-2与拉力传感器的圆孔的内壁面吻合并能相对移动（或者，力传递装置的安装部与拉力传感器的安装孔（圆形以外的其它形状）以面接触的方式紧密配合并且力传递装置的边缘部形成有用于安放钢丝绳的剖面为圆弧形的凹槽），还可以是其它的结构。例如，力传递装置的半圆盘形构件1也可以变更为其它形状，例如带圆角的长方形等，由于在钢丝绳穿过拉力传感器的圆孔的部分具有圆角，所以能够根据钢丝绳的材质等设计该圆角的大小，使得钢丝绳在圆角处不会产生集中应力。此外，半圆盘形构件1的厚度可以根据要求来设定，半圆盘形构件1的两个表面也可以不平行，圆弧配合面1-2也可以根据拉力传感器的圆孔的大小来设定，从而可以适应各种拉力传感器的安装。

如上所述，根据本发明，能够真实地将钢丝绳上的拉力传递给传感器，以保证测量的精确性。

此外，本发明不仅局限于柔性被动防护网或者拉力传感器的力传递，还可以广泛适用于相类似的工程应用。

此外，应该理解为，上述的说明仅是为了说明本发明的示例而不是限定，本发明可以在上述技术思想内进行各种组合或者变更。

Claims

1. 一种力传递装置，其特征在于，

2. 如权利要求1所述的力传递装置，其特征在于，

钢丝绳能够沿着所述第一以及第二外部凹槽的弧形剖面移动。

3. 如权利要求2所述的力传递装置，其特征在于，

在将所述力传递装置安装于拉力传感器的情况下，在拉力传感器的上下以对称的方式安装所述第一以及第二半圆盘形构件，所述第一以及第二半圆盘形构件的各自的结合面在拉力传感器的安装孔内彼此抵接。

4. 如权利要求1～3的任意一项所述的力传递装置，其特征在于，

所述第一以及第二外部凹槽的底部构成钢丝绳导向弧面，钢丝绳能够沿着所述钢丝绳导向弧面移动。

5. 如权利要求4所述的力传递装置，其特征在于，

所述钢丝绳导向弧面具有使钢丝绳工作弧度不小于其最小折弯半径的弧度。