CN109724739B - 一种绳索缓冲力测试装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种绳索缓冲力测试装置及测量方法，包括左支撑架、右支撑架、导轨以及滑块，导轨的两端分别固定安装在左支撑架和右支撑架上，由两个支撑架支撑；所述滑块设置在导轨上且能够沿着导轨来回滑动；一弹簧的一端固定连接在其中一个支撑架上，弹簧的另一端通过绳子与滑块连接，与连接有弹簧的支撑架相对的另一支撑架上设有一用于连接待测绳索的定位杆，待测绳索的一端连接在定位杆上，另一端连接在滑块上。本发明提供的绳索缓冲力测试装置其结构简单，拆装方便，便于更换待测绳索，能够为待测绳索提供一个良好的测量环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种绳索缓冲力测试装置，严格来讲是一种绳索缓冲力测量辅助装置。
背景技术
绳索广泛应用到各个领域。绳索缓冲力是绳索的一个重要的性能参数。在很多应用中，需要对绳索缓冲力进行准确的测量。绳索缓冲力测量往往借助很多的设备或者装置，结构复杂，或者在绳索缓冲力测量时存在方便安装、拆卸待测绳索的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种绳索缓冲力测试装置及测量方法。绳索缓冲力测试装置其结构简单，拆装方便，便于更换待测绳索。本发明提供的绳索缓冲力测试装置是一种辅助测试绳索缓冲力的装置，其能够为待测绳索提供一个良好的测量环境。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是：
本发明提供一种绳索缓冲力测试装置，包括左支撑架、右支撑架、导轨以及滑块，导轨的两端分别固定安装在左支撑架和右支撑架上，由两个支撑架支撑。所述滑块设置在导轨上且能够沿着导轨来回滑动。一弹簧的一端固定连接在其中一个支撑架上，弹簧的另一端通过连接绳与滑块连接，与连接有弹簧的支撑架相对的另一支撑架上设有一用于连接待测绳索的定位杆。待测绳索的一端连接在定位杆上，另一端连接在滑块上。所述滑块上设有限位结构，通过限位结构将滑块定位固定在导轨上的对应位置上。在进行绳索缓冲力测试前，利用限位结构实现滑块在导轨上的定位，将待测绳索的一端固定连接在定位杆上，待测绳索的另一端固定连接在滑块上。所述限位结构为滑块定位销，滑块定位销能够将滑块限定在导轨上，在滑块定位销拨出前，待测绳索是松弛的。待测绳索的长度一般为导轨长度的1/3左右。在进行绳索缓冲力测试时，解除限位结构对滑块的定位即将滑块定位销拨出，实现对滑块的解锁。滑块在弹簧作用下加速滑动。在待测绳索完全拉直后，滑块在减速冲击力的作用下减速至速度为零或回弹。通过高速摄像机拍摄整个绳索缓冲力测试的动力学过程，采用采集到的图像能够分析出待测绳索对冲击力的缓冲作用，提取出待测绳索在冲击力作用下的等效阻尼系数和等效刚度系数随时间变化的规律。
所述导轨上设有固定孔，所述固定孔开设在远离设有弹簧的一端，所述滑块上设置的限位机构包括能够与固定孔相对的销孔，将滑块定位销穿过导轨上的固定孔并插入滑块上的销孔中，实现滑块在导轨上的定位，且此时弹簧是被滑块通过连接绳拉伸的。在进行绳索缓冲力测试前，利用滑块定位销穿过导轨上的固定孔并插入滑块上的销孔中实现滑块在导轨上的定位，将待测绳索的一端固定连接在定位杆上，待测绳索的另一端固定连接在滑块上。在滑块定位销拨出前，待测绳索是松弛的。在进行绳索缓冲力测试时，将滑块定位销拨出时，实现对滑块的解锁。
所述左支撑架包括左支架底座、左支杆、托盘以及左导轨连接件，所述左支杆的底部固定在左支架底座上，左支杆的顶部固定安装有托盘，所述托盘上设置有用于固定连接导轨左端头的左导轨连接件，所述托盘下方设置有用于连接待测绳索的定位杆。进一步地，所述左导轨连接件为十字插销，十字插销具有4个正交分布的子插销，导轨左端头固定在其中一个子插销内且通过螺钉紧固安装。其他几个子插销作为备用接口，可用于安装连接其他组件。
所述右支撑架包括右支架底座、右支杆以及右连接座，所述右支杆的底部固定在右支架底座上，右支杆的顶部固定安装有右连接座，所述右连接座上设置有用于固定连接导轨右端头的右导轨连接件。右导轨连接件即为一个插销，导轨右端头固定在插销内且通过螺钉紧固安装。所述右连接座的竖直内侧面上水平连接有弹簧。其中所述右连接座为筒状结构，右连接座套装在右支杆上，右连接座与右支杆之间开设有多组匹配的销孔，调节好右连接座的安装高度后通过销钉将右连接座与右支杆固定。通过调整右连接座在右支杆上的位置从而调整导轨与水平面的倾斜角度。调整导轨与水平面的倾角可以控制各种测试受力因素，例如摩擦力等。
所述导轨的左、右端头分别通过螺钉固定安装在左导轨连接件和右导轨连接件上。
所述滑块包括滑块本体和滚轮，所述滑块本体为一体成型，滑块本体整体呈C形，包括左侧板、底板和右侧板，在左侧板和右侧板内侧相对设置有多个滚轮且各滚轮均设置在同一高度上。所述滑块还包括限位轮，所述底板的左右两边设置有与左侧板和右侧板上各滚轮上下一一对应的限位轮，即每个滚轮的下方底板上设置一个限位轮。所述导轨的左侧对应卡设在左侧板的滚轮和限位轮之间，导轨的右侧对应卡设在右侧板的滚轮和限位轮之间，外力推动滑块使滑块能够在导轨上来回滑动。其中底板上设置有限位轮安装座，限位轮安装座通过竖直方向的调节螺钉安装在底板上，通过调节螺钉调节限位轮安装座的高度进而调节限位轮与滚轮之间的间距，使得滚轮和限位轮与导轨充分接触，防止滑块在导轨上滑动过程中的抖动。
采用本发明提供一种绳索缓冲力测试装置对待测绳索进行缓冲力测量的方法是：
(1)安装搭建上述绳索缓冲力测试装置；
(2)按照测量要求调整导轨导轨与水平面的倾斜角度；
(3)利用滑块定位销实现滑块在导轨上的定位，然后将待测绳索的一端固定连接在定位杆上，待测绳索的另一端固定连接在滑块上。
(4)进行绳索缓冲力测试，将滑块定位销拨出，实现对滑块的解锁。滑块在弹簧作用下加速滑动。在待测绳索完全拉直后，滑块在减速冲击力的作用下减速至速度为零或回弹。通过高速摄像机拍摄整个绳索缓冲力测试的动力学过程，采用采集到的图像能够分析出待测绳索对冲击力的缓冲作用，提取出待测绳索在冲击力作用下的等效阻尼系数和等效刚度系数随时间变化的规律。
与现有技术相比，本发明能够产生以下技术效果：
本发明提供一种绳索缓冲力测试装置，严格来讲是一种绳索缓冲力测量辅助装置。本发明提供的装置易于搭建，便于操作，其能够为待测绳索提供一个良好的测量环境。本发明提供的该装置是一种绳索缓冲力测量辅助装置，其结合现有的图像采集、图像处理以及分析技术就能够实现绳索缓冲力测量。
附图说明
图1为一具体实施例的结构示意图；
图2为图1中左支撑架的结构示意图；
图3为图2中托盘以及左导轨连接件的结构示意图；
图4为图1中右支撑架的结构示意图；
图5为图1的主视图；
图6为滑块的剖视图；
图7为滑块的立体图；
图8为滑块的俯视图。
标号说明：
1、导轨；2、滑块；3、左支架底座；4、左支杆；5、托盘；6、左导轨连接件；7、定位杆；8、右支架底座；9、右支杆；10、右连接座；11、右导轨连接件；12、弹簧；13、连接绳；14、销孔；201、滑块本体；202、滚轮；203、限位轮；204、左侧板；205、底板；206、右侧板；207、限位轮安装座；208、调节螺钉。
具体实施方式
下面结合附图1至图8，对本发明的具体实施方法进行进一步的说明。
本发明提供一种绳索缓冲力测试装置，包括左支撑架、右支撑架、导轨1以及滑块2，导轨1的两端分别固定安装在左支撑架和右支撑架上，由两个支撑架支撑。所述滑块2设置在导轨1上且能够沿着导轨1来回滑动。
所述左支撑架包括左支架底座3、左支杆4、托盘5以及左导轨连接件6，所述左支杆4的底部固定在左支架底座3上，左支杆4的顶部固定安装有托盘5，所述托盘5上设置有用于固定连接导轨左端头的左导轨连接件6。所述托盘5下方设置有用于连接待测绳索的定位杆7。本实施例中，参照图3，所述左导轨连接件6为十字插销，十字插销具有4个正交分布的子插销，导轨左端头固定在其中一个子插销内且通过螺钉紧固安装。其他几个子插销作为备用接口，可用于安装连接其他组件。
所述右支撑架包括右支架底座8、右支杆9以及右连接座10，所述右支杆9的底部固定在右支架底座8上，右支杆9的顶部固定安装有右连接座10，所述右连接座10上设置有用于固定连接导轨右端头的右导轨连接件11。右导轨连接件11即为一个插销，导轨右端头固定在插销内且通过螺钉紧固安装。所述右连接座10的竖直内侧面上水平连接有弹簧12，弹簧12的另一端通过连接绳13与滑块2连接。其中所述右连接座10为筒状结构，右连接座10套装在右支杆9上，右连接座10与右支杆9之间开设有多组匹配的销孔，调节好右连接座10的安装高度后通过销钉将右连接座10与右支杆9固定。通过调整右连接座10在右支杆9上的位置从而调整导轨1与水平面的倾斜角度。
所述导轨1的左、右端头分别通过螺钉固定安装在左导轨连接件6和右导轨连接件11上。
所述导轨1上设有固定孔，所述固定孔开设在远离设有弹簧12的一端，所述滑块2上设有能够与固定孔相对的销孔14，将滑块定位销穿过导轨1上的固定孔并插入滑块2上的销孔14中，实现滑块2在导轨1上的定位，且此时弹簧12是被滑块2通过连接绳13拉伸的。在进行绳索缓冲力测试前，利用滑块定位销实现滑块2在导轨1上的定位，将待测绳索的一端固定连接在定位杆7上，待测绳索的另一端固定连接在滑块2上，在滑块定位销拨出前，待测绳索是松弛的。在进行绳索缓冲力测试时，将滑块定位销拨出时，实现对滑块的解锁。
所述滑块2包括滑块本体201、滚轮202、限位轮203，所述滑块本体201为一体成型，滑块本体201整体呈C形，包括左侧板204、底板205和右侧板206，在左侧板204和右侧板206内侧相对设置有多个滚轮202且各滚轮202均设置在同一高度上。所述底板205的左右两边设置有与左侧板204和右侧板206上各滚轮202上下一一对应的限位轮203，即每个滚轮202的下方底板上设置一个限位轮203。所述导轨1的左侧对应卡设在左侧板204的滚轮202和限位轮203之间，导轨1的右侧对应卡设在右侧板206的滚轮202和限位轮203之间，外力推动滑块使滑块能够在导轨上来回滑动。其中底板205上设置有限位轮安装座207，限位轮安装座207通过竖直方向的调节螺钉208安装在底板205上，通过调节螺钉208调节限位轮安装座207的高度进而调节限位轮203与滚轮202之间的间距，使得滚轮202和限位轮203与导轨1充分接触，防止滑块2在导轨1上滑动过程中的抖动。
采用本发明提供一种绳索缓冲力测试装置对待测绳索进行缓冲力测量的方法是：
(1)安装搭建上述绳索缓冲力测试装置；
(2)按照测量要求调整导轨导轨与水平面的倾斜角度；
(3)利用滑块定位销实现滑块在导轨上的定位，然后将待测绳索的一端固定连接在定位杆上，待测绳索的另一端固定连接在滑块上。
(4)进行绳索缓冲力测试，将滑块定位销拨出，实现对滑块的解锁。滑块在弹簧作用下加速滑动。在待测绳索完全拉直后，滑块在减速冲击力的作用下减速至速度为零或回弹。通过高速摄像机拍摄整个绳索缓冲力测试的动力学过程，采用采集到的图像能够分析出待测绳索对冲击力的缓冲作用，提取出待测绳索在冲击力作用下的等效阻尼系数和等效刚度系数随时间变化的规律。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书界定的范围为准。
Claims (8)
1.一种绳索缓冲力测试装置，其特征在于：包括左支撑架、右支撑架、导轨以及滑块，导轨的两端分别固定安装在左支撑架和右支撑架上，由两个支撑架支撑；所述滑块设置在导轨上且能够沿着导轨来回滑动；一弹簧的一端固定连接在其中一个支撑架上，弹簧的另一端通过连接绳与滑块连接，与连接有弹簧的支撑架相对的另一支撑架上设有一用于连接待测绳索的定位杆，待测绳索的一端连接在定位杆上，另一端连接在滑块上；所述滑块上设有限位结构，在进行绳索缓冲力测试前通过限位结构将滑块定位固定在导轨上的对应位置上；所述限位结构为滑块定位销，滑块定位销能够将滑块限定在导轨上，在滑块定位销拨出前，待测绳索是松弛的；在进行绳索缓冲力测试时，将滑块定位销拨出，实现对滑块的解锁，滑块在弹簧作用下加速滑动；在待测绳索完全拉直后，滑块在减速冲击力的作用下减速至速度为零或回弹；通过高速摄像机拍摄整个绳索缓冲力测试的动力学过程，采用采集到的图像能够分析出待测绳索对冲击力的缓冲作用，提取出待测绳索在冲击力作用下的等效阻尼系数和等效刚度系数随时间变化的规律。
2.根据权利要求1所述的绳索缓冲力测试装置，其特征在于：所述左支撑架包括左支架底座、左支杆、托盘以及左导轨连接件，所述左支杆的底部固定在左支架底座上，左支杆的顶部固定安装有托盘，所述托盘上设置有用于固定连接导轨左端头的左导轨连接件，所述托盘下方设置有用于连接待测绳索的定位杆。
3.根据权利要求2所述的绳索缓冲力测试装置，其特征在于：所述左导轨连接件为十字插销，十字插销具有4个正交分布的子插销，导轨左端头固定在其中一个子插销内且通过螺钉紧固安装。
4.根据权利要求2所述的绳索缓冲力测试装置，其特征在于：所述右支撑架包括右支架底座、右支杆以及右连接座，所述右支杆的底部固定在右支架底座上，右支杆的顶部固定安装有右连接座，所述右连接座上设置有用于固定连接导轨右端头的右导轨连接件。
5.根据权利要求4所述的绳索缓冲力测试装置，其特征在于：右导轨连接件为一个插销，导轨右端头固定在右导轨连接件内且通过螺钉紧固安装；所述右连接座的竖直内侧面上水平连接有弹簧；其中所述右连接座为筒状结构，右连接座套装在右支杆上，右连接座与右支杆之间开设有多组匹配的销孔，调节好右连接座的安装高度后通过销钉将右连接座与右支杆固定，通过调整右连接座在右支杆上的位置从而调整导轨与水平面的倾斜角度。
6.根据权利要求1所述的绳索缓冲力测试装置，其特征在于：所述滑块包括滑块本体和滚轮，所述滑块本体为一体成型，滑块本体整体呈C形，包括左侧板、底板和右侧板，在左侧板和右侧板内侧相对设置有多个滚轮且各滚轮均设置在同一高度上。
7.根据权利要求6所述的绳索缓冲力测试装置，其特征在于：所述滑块还包括限位轮，所述底板的左右两边设置有与左侧板和右侧板上各滚轮上下一一对应的限位轮，即每个滚轮的下方底板上设置一个限位轮；所述导轨的左侧对应卡设在左侧板的滚轮和限位轮之间，导轨的右侧对应卡设在右侧板的滚轮和限位轮之间，外力推动滑块使滑块能够在导轨上来回滑动；底板上设置有限位轮安装座，限位轮安装座通过竖直方向的调节螺钉安装在底板上，通过调节螺钉调节限位轮安装座的高度进而调节限位轮与滚轮之间的间距，使得滚轮和限位轮与导轨充分接触。
8.一种绳索缓冲力测试装置对待测绳索进行缓冲力测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)安装搭建权利要求1至7中任一权利要求所述的绳索缓冲力测试装置；
(2)按照测量要求调整导轨与水平面的倾斜角度；
(3)利用滑块定位销实现滑块在导轨上的定位，然后将待测绳索的一端固定连接在定位杆上，待测绳索的另一端固定连接在滑块上；
(4)进行绳索缓冲力测试，将滑块定位销拨出，实现对滑块的解锁；滑块在弹簧作用下加速滑动；在待测绳索完全拉直后，滑块在减速冲击力的作用下减速至速度为零或回弹；通过高速摄像机拍摄整个绳索缓冲力测试的动力学过程，采用采集到的图像能够分析出待测绳索对冲击力的缓冲作用，提取出待测绳索在冲击力作用下的等效阻尼系数和等效刚度系数随时间变化的规律。
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