CN108362462A - 一种砰击实验落体高度精确控制装置及控制方法 - Google Patents

一种砰击实验落体高度精确控制装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及砰击实验技术领域，特指一种砰击实验落体高度精确控制装置及控制方法，包括固定框架、砰击实验落体、软布尺、读数装置、滑轮组件与铅锤，滑轮组件固定于固定框架顶部位置上，读数装置固定于固定框架侧部框架位置上，软布尺一端固定于砰击实验落体上，砰击实验落体设于固定框架内部，软布尺另一端缠绕于滑轮组件，并穿过读数装置后固定于铅锤上。本发明采用这样的结构设置，初始砰击实验落体的高度可以通过读数装置得到，当砰击实验落体的高度发生变化，由于铅锤的作用，软布尺通过滑轮组件的传动，通过读数装置可以得到新的读数，两读数之差即为砰击实验落体的高度变化值，从而实现对砰击落体高度进行精确的控制。

Description

一种砰击实验落体高度精确控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及砰击实验技术领域，特指一种砰击实验落体高度精确控制装置及控制方法。
背景技术
船舶在海浪中航行时，难免会受到砰击作用，强烈的砰击载荷对船舶结构安全性产生巨大的威胁，然而，由于砰击载荷和砰击载荷作用下结构的动力响应具有很大的随机性和非线性，所以目前理论方面还不成熟，对于砰击载荷和砰击载荷作用下的结构响应的准确预报需要进行落体砰击实验。经大量实验研究表明，砰击压力峰值与结构的入水砰击速度的平方成比例，所以入水平砰击速度的精确控制对砰击压力的准确预报有至关重要的影响。对于落体砰击实验装置，砰击落体的高度与实验落体入水时速度的平方成正比，所以砰击落体的实验高度的变化对砰击实验结果有很大的影响，如何精确控制砰击落体的高度就显得至关重要了。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种砰击实验落体高度精确控制装置及控制方法，初始砰击实验落体的高度可以通过读数装置得到，当砰击实验落体的高度发生变化，由于铅锤的作用，软布尺通过定滑轮的传动，通过读数装置可以得到新的读数，两读数之差即为砰击实验落体的高度变化值，从而实现对砰击落体高度进行精确的控制，其结构简单，组装方便，使用便捷，成本低，具有高精度的落体高度精确测量，且实验装置寿命长，工作稳定，不易损坏。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种砰击实验落体高度精确控制装置，包括固定框架、砰击实验落体、软布尺、读数装置、滑轮组件与铅锤，滑轮组件固定于固定框架顶部位置上，读数装置固定于固定框架侧部框架位置上，软布尺一端固定于砰击实验落体上，砰击实验落体设于固定框架内部，软布尺另一端缠绕于滑轮组件，并穿过读数装置后固定于铅锤上。
进一步而言，所述读数装置包括支架、凸透镜与滚轮，支架的支脚固定于固定框架侧部框架位置，凸透镜设于支架中心位置上，滚轮设于支架内部，且滚轮与凸透镜间隔一定距离设置，软布尺缠绕于滑轮组件并穿过滚轮与凸透镜之间后固定于铅锤上。
进一步而言，所述支架内壁位置上设有便于读数的发光二极管。
进一步而言，所述固定框架顶部中心位置设有可使软布尺穿过的圆形通孔，滑轮组件包括定滑轮一与定滑轮二，定滑轮一设于圆形通孔旁侧，定滑轮二设于固定框架外边缘侧。
一种砰击实验落体高度精确控制装置，其控制方法，步骤如下：
步骤一、落体砰击实验装置处于初始状态时，砰击实验落体的高度有一个初始位置，通过安装于固定框架侧部框架位置上的读数装置进行读数并记录；
步骤二、由于砰击实验落体通过软布尺与铅锤连接，软布尺中间部分通过滑轮组件进行传动，铅锤的使用可以使软布尺在实验中始终处于张紧的状态，并且可以沿滑轮组件正常传动，降低读数误差；
步骤三、当砰击实验落体的高度发生变化时，由于铅锤的重力作用，使软布尺通过滑轮组件进行传动，则铅锤的高度将发生变化，同时读数装置处的软布尺的读数也将发生变化，读取此时的读数，此读数与落体砰击实验装置处于初始状态时的读数之差即为落体变化的高度，从而实现对砰击落体高度进行精确的控制。
本发明有益效果：
本发明采用这样的结构设置，初始砰击实验落体的高度可以通过读数装置得到，当砰击实验落体的高度发生变化，由于铅锤的作用，软布尺通过滑轮组件的传动，通过读数装置可以得到新的读数，两读数之差即为砰击实验落体的高度变化值，从而实现对砰击落体高度进行精确的控制，其结构简单，组装方便，使用便捷，成本低，具有高精度的落体高度精确测量，且实验装置寿命长，工作稳定，不易损坏。
附图说明
图1是本发明整体结构立体图；
图2是本发明整体结构平面主视图；
图3是图2俯视图；
图4是读数装置结构图；
图5是读数装置的支架结构图；
图6是读数装置的滚轮结构图。
1.砰击实验落体；2.软布尺；3.读数装置；30.支架；31.发光二极管；32.凸透镜；33.滚轮；4.滑轮组件；40.定滑轮一；41.定滑轮二；5.铅锤；10.固定框架；11.圆形通孔。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1至图6所示，本发明所述一种砰击实验落体高度精确控制装置，包括固定框架10、砰击实验落体1、软布尺2、读数装置3、滑轮组件4与铅锤5，滑轮组件4固定于固定框架10顶部位置上，读数装置3固定于固定框架10侧部框架位置上，软布尺2一端固定于砰击实验落体1上，砰击实验落体1设于固定框架10内部，软布尺2另一端缠绕于滑轮组件4，并穿过读数装置3后固定于铅锤5上。以上所述构成本发明基本结构。
本发明采用这样的结构设置，初始砰击实验落体1的高度可以通过读数装置3得到，当砰击实验落体1的高度发生变化，由于铅锤5的作用，软布尺2通过滑轮组件4的传动，通过读数装置3可以得到新的读数，两读数之差即为砰击实验落体1的高度变化值，从而实现对砰击落体1高度进行精确的控制，其结构简单，组装方便，使用便捷，成本低，具有高精度的落体高度精确测量，且实验装置寿命长，工作稳定，不易损坏。
更具体而言，所述读数装置3包括支架30、凸透镜32与滚轮33，支架30的支脚固定于固定框架10侧部框架位置，凸透镜32设于支架30中心位置上，滚轮33设于支架30内部，且滚轮33与凸透镜32间隔一定距离设置，软布尺2缠绕于滑轮组件4并穿过滚轮33与凸透镜32之间后固定于铅锤5上。采用这样的结构设置，软布尺2缠绕于滑轮组件4，通过滑轮组件4实现软布尺2的传动，且软布尺2穿过滚轮33与凸透镜32之间，滚轮33可以便于软布尺2的传动，凸透镜32可以进行读数，采用凸透镜32可使读数更清晰。
更具体而方，所述支架30内壁位置上设有便于读数的发光二极管31。采用这样的结构设置，主要是考虑到砰击实验装置一般处于室内，光线不足时可能对读数有一定的影响，所以在支架30内壁位置上设有便于读数的发光二极管31，主要用于照明软布尺2，利于读数。
更具体而言，所述固定框架10顶部中心位置设有可使软布尺2穿过的圆形通孔11，滑轮组件4包括定滑轮一40与定滑轮二41，定滑轮一40设于圆形通孔11旁侧，定滑轮二41设于固定框架10外边缘侧。采用这样的结构设置，在软布尺2折弯位置均设有定滑轮，便于软布尺2的传动，有效降低读数误差。
一种砰击实验落体高度精确控制装置，其控制方法，步骤如下：
步骤一、落体砰击实验装置处于初始状态时，砰击实验落体1的高度有一个初始位置，通过安装于固定框架10侧部框架位置上的读数装置3进行读数并记录；
步骤二、由于砰击实验落体1通过软布尺2与铅锤5连接，软布尺2中间部分通过滑轮组件4进行传动，铅锤5的使用可以使软布尺2在实验中始终处于张紧的状态，并且可以沿滑轮组件4正常传动，降低读数误差；
步骤三、当砰击实验落体1的高度发生变化时，由于铅锤5的重力作用，使软布尺2通过滑轮组件4进行传动，则铅锤5的高度将发生变化，同时读数装置3处的软布尺2的读数也将发生变化，读取此时的读数，此读数与落体砰击实验装置处于初始状态时的读数之差即为落体变化的高度，从而实现对砰击落体高度进行精确的控制。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种砰击实验落体高度精确控制装置，其特征在于：包括固定框架(10)、砰击实验落体(1)、软布尺(2)、读数装置(3)、滑轮组件(4)与铅锤(5)，所述滑轮组件(4)固定于固定框架(10)顶部位置上，所述读数装置(3)固定于固定框架(10)侧部框架位置上，所述软布尺(2)一端固定于砰击实验落体(1)上，所述砰击实验落体(1)设于固定框架(10)内部，所述软布尺(2)另一端缠绕于滑轮组件(4)，并穿过读数装置(3)后固定于铅锤(5)上。
2.根据权利要求1所述的一种砰击实验落体高度精确控制装置，其特征在于：所述读数装置(3)包括支架(30)、凸透镜(32)与滚轮(33)，所述支架(30)的支脚固定于固定框架(10)侧部框架位置，所述凸透镜(32)设于支架(30)中心位置上，所述滚轮(33)设于支架(30)内部，且滚轮(33)与凸透镜(32)间隔一定距离设置，所述软布尺(2)缠绕于滑轮组件(4)并穿过滚轮(33)与凸透镜(32)之间后固定于铅锤(5)上。
3.根据权利要求2所述的一种砰击实验落体高度精确控制装置，其特征在于：所述支架(30)内壁位置上设有便于读数的发光二极管(31)。
4.根据权利要求1所述的一种砰击实验落体高度精确控制装置，其特征在于：所述固定框架(10)顶部中心位置设有可使软布尺(2)穿过的圆形通孔(11)，所述滑轮组件(4)包括定滑轮一(40)与定滑轮二(41)，所述定滑轮一(40)设于圆形通孔(11)旁侧，所述定滑轮二(41)设于固定框架(10)外边缘侧。
5.根据权利要求1～4所述的一种砰击实验落体高度精确控制装置，其控制方法，步骤如下：
步骤一、落体砰击实验装置处于初始状态时，砰击实验落体(1)的高度有一个初始位置，通过安装于固定框架(10)侧部框架位置上的读数装置(3)进行读数并记录；
步骤二、由于砰击实验落体(1)通过软布尺(2)与铅锤(5)连接，软布尺(2)中间部分通过滑轮组件(4)进行传动，铅锤(5)的使用可以使软布尺(2)在实验中始终处于张紧的状态，并且可以沿滑轮组件(4)正常传动，降低读数误差；
步骤三、当砰击实验落体(1)的高度发生变化时，由于铅锤(5)的重力作用，使软布尺(2)通过滑轮组件(4)进行传动，则铅锤(5)的高度将发生变化，同时读数装置(3)处的软布尺(2)的读数也将发生变化，读取此时的读数，此读数与落体砰击实验装置处于初始状态时的读数之差即为落体变化的高度，从而实现对砰击落体高度进行精确的控制。
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