CN109868666A - 一种可显示拉力的绳索 - Google Patents

Abstract

本发明涉及绳索技术领域，具体涉及一种可显示拉力的绳索。该绳索包括依次设置的绳索主体、包覆层以及显示层；包覆层与绳索主体之间不发生相对位移；在显示层的长度方向上的中间位置设置有固定基线，在固定基线位置将显示层与包覆层固定，使其不发生整体的相对位移；包覆层与绳索主体之间不发生相对位移，包覆层能够与固定基线以外部分的显示层发生相对位移；在包覆层上以固定基线为对称轴，对称设置有零拉力显示线；在显示层上以固定基线为对称轴，依次对称设置有环绕显示层的多条拉力显示线。该绳索与常规绳索相比，具有能够显示拉力的大小，生产方便，简单可靠等优点。使用时不用携带精密仪器即可方便地施加预定拉力，节约了人力物力。

Description

一种可显示拉力的绳索

技术领域

本发明涉及绳索技术领域，具体涉及一种可显示拉力的绳索。

背景技术

绳索是日常生活及项目工程中常用的物品。在绳索实际使用过程中，在某些应用领域，往往需要对绳索施加预定的张力。例如，在纺织厂中，不论是厂房建设还是纺织厂的实际应用中，涉及很多需要应用绳索的地方。在某些场合，需要对绳索施加一定的预定张力以使绳索处于张紧状态。而预定张力有时需要按照设定值施加，不能随意施加。因此，通常需要在对绳索施加预定张力时，采用精密仪器对预加张力进行测量。但某些场合，不方便使用精密仪器，况且精密仪器也比较昂贵，无形中增加了企业成本。再比如，在农村地区，电力输送往往是通过间隔设置的电线桩，将电线固定在电线桩的顶部而实现远距离输送。而在电线桩的安装过程中，往往需要设置具有一定拉力的拉索而拉住电线桩以避免电线桩倒下。在这过程中，往往需要使用精密的仪器等测量拉索的拉力以符合实际需要。然而，这些精密的仪器往往体积较大或者不便携带。例如，工人在使用绳索作业时，作业环境可能是山坡、高空等位置。在这些地方作业时，如果能尽量减少工人们所携带的设备，会大大减少工人们的负担，节约体力。由此，在使用绳索时，如何对绳索施加预定张力，但又不携带拉力检测设备，是一个长期困扰工人们的问题。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种可显示拉力的绳索及其制备方法，通过观察对绳索施加拉力过程中绳索的伸长而直接显示拉力的大小。

本发明为实现上述目的而采用的技术方案是：一种可显示拉力的绳索，包括绳索主体、包覆层以及显示层；其特征在于：绳索主体外包覆有包覆层，包覆层外设置有一定长度的显示层；包覆层与绳索主体之间不发生相对位移；在显示层的长度方向上的中间位置设置有固定基线，在固定基线位置将显示层与包覆层固定，使其不发生整体的相对位移；包覆层与绳索主体之间不发生相对位移，包覆层能够与固定基线以外部分的显示层发生相对位移；在显示层上以固定基线为对称轴，依次对称设置有环绕显示层的第一拉力显示线、第二拉力显示线、第三拉力显示线、第四拉力显示线，第四拉力显示线即为显示层长度方向上的两端的边缘线；在包覆层上以固定基线为对称轴，对称设置有零拉力显示线；零拉力显示线位于固定基线与第一拉力显示线之间；显示层为透明材质制成，以便于观察拉力显示线的位置。

优选地，在显示层外还可以设置透明的保护层，以保护多条拉力显示线不被磨掉。

优选地，包覆层采用橡胶制成。因为钢丝绳一般是采用加捻的方式将多根钢丝捻合而成，因而绳索主体的表面通常是凹凸不平的，不利于拉力显示线的标记。因此，在绳索主体的外面设置包覆层（优选为橡胶材质制成），并使其与绳索主体不发生相对位移，以利于拉力显示线标记在包覆层上。当然，若绳索主体的表面能够方便地设置拉力显示线，那么可以省略包覆层，直接将显示层设置在绳索主体外，并相应地调整可显示拉力的绳索的结构以及下述确定拉力显示线位置的方法中的相应描述术语，但本质方法是不变的。

优选地，第四拉力显示线、第三拉力显示线、第二拉力显示线、第一拉力显示线以及零拉力显示线为不同颜色，以便于直观区分拉力大小；进一步优选地，第四拉力显示线为黑色，第三拉力显示线为红色，第二拉力显示线为橙色，第一拉力显示线为黄色，零拉力显示线为蓝色。

优选地，第四拉力显示线为绳索断裂强力显示线，第三拉力显示线为80%绳索断裂强力显示线，第二拉力显示线为50%绳索断裂强力显示线，第一拉力显示线为20%绳索断裂强力显示线，零拉力显示线为拉力为零时的显示线。即，在可显示拉力的绳索在拉力的作用下，当零拉力显示线随着拉力的作用而在绳索长度方向发生位移并与第一拉力显示线重合时，则表示可显示拉力的绳索上承受的拉力值为第一拉力。以此类推，当零拉力显示线随着拉力的作用而在绳索长度方向发生位移并与第二拉力显示线重合时，则表示可显示拉力的绳索上承受的拉力值为第二拉力；当零拉力显示线随着拉力的作用而在绳索长度方向发生位移并与第三拉力显示线重合时，则表示可显示拉力的绳索上承受的拉力值为第三拉力；当零拉力显示线随着拉力的作用而在绳索长度方向发生位移并与第四拉力显示线重合时，则表示可显示拉力的绳索上承受的拉力值为第四拉力。

优选地，可以根据实际需要而选择设置多条表示不同拉力大小的拉力显示线，更优选地，将多条拉力显示线直接设置成刻度尺的形式，便于直接读取绳索上所承受的拉力。

显示层上各条拉力显示线的位置以及包覆层上的零拉力显示线的位置通过以下方法确定，具体步骤如下：

1）选取用于制备可显示拉力的绳索的绳索主体和包覆层，绳索主体外包覆有包覆层；将其截取成15-20段长度各异的测试绳；

2）在每个长度下取4根相同长度的测试绳，采用万能材料试验机对测试绳在设定拉伸速度下进行拉伸测试，直到测试绳断裂；记录拉伸载荷与测试绳长度的关系曲线及数据；

3)采用数学分析软件对步骤2）得到的拉伸载荷与测试绳长度的关系曲线及数据进行分析计算，得到测试绳的拉伸载荷-伸长率曲线，并拟合出拉伸载荷-伸长率关系的数学公式；

4）将测试绳的第一拉力F₁、第二拉力F₂、第三拉力F₃、第四拉力F₄分别代入步骤3)得到的拉伸载荷-伸长率关系的数学公式中，得到对应拉力的测试绳的伸长率X₁、X₂、X₃、X₄；

5）选取长度为L的显示层，固定基线与第四拉力显示线之间的距离为L/2，第四拉力显示线与零拉力显示线的距离为L₄、第三拉力显示线与零拉力显示线的距离为L₃、第二拉力显示线与零拉力显示线的距离为L₂、第一拉力显示线与零拉力显示线的距离为L₁；根据（L/2-L₄）×（1+X₄）=L/2,即可显示拉力的绳索中，零拉力显示线与固定基线之间的区域在第四拉力的作用下拉伸后的长度应等于显示层长度的一半，经推算得到L₄=(LX₄/(2+2X₄));同理，L₃=(LX₃/(2+2X₃)); L₂=(LX₂/(2+2X₂))，L₁=(LX₁/(2+2X₁))。

进一步地，将第四拉力显示线选择为黑色，第三拉力显示线选择为红色，第二拉力显示线选择为橙色，第一拉力显示线选择为黄色，零拉力显示线为蓝色。在可显示拉力的绳索在未拉伸时，包覆层上的零拉力显示线位于第一拉力显示线与固定基线之间；当可显示拉力的绳索在拉伸状态下黄色的第一拉力显示线与包覆层上的零拉力显示线重合时，表示绳索的拉力为第一拉力F₁;同理，当可显示拉力的绳索在拉伸状态下橙色的第二拉力显示线与包覆层上的零拉力显示线重合时，表示绳索的拉力为第二拉力F₂；当可显示拉力的绳索在拉伸状态下红色的第三拉力显示线与包覆层上的零拉力显示线重合时，表示绳索的拉力为第三拉力F₃。若选择第三拉力为安全负荷拉力值，第四拉力为绳索的断裂强力，则当可显示拉力的绳索在拉伸状态下，包覆层上的零拉力显示线位于第三拉力显示线与第四拉力显示线之间时，表示绳索濒临断裂，不能再向绳索施加更大的拉力。

进一步地，提供一种可显示拉力的绳索的制备方法，包括如下步骤：

1）选择绳索主体，在绳索主体外设置包覆层，使包覆层与绳索主体之间不会发生相对位移；

2）在包覆层上选定基准线，同时选定长度为L的透明的显示层，并确定显示层的长度方向上的中间位置的固定基线；在显示层的长度方向上的两端边缘线为第四拉力显示线，第四拉力显示线与基准线的距离为L/2；

3）在包覆层上划定零拉力显示线，在显示层上依次划定第一拉力显示线、第二拉力显示线、第三拉力显示线；

4)将显示层设置在包覆层外，使显示层的固定基线与包覆层上的基准线重合，并在固定基线位置将显示层与包覆层固定，使其不发生整体的相对位移，但包覆层能够与固定基线以外部分的显示层发生相对位移；由此而得到可显示拉力的绳索。

更优选地，在显示层外还可以设置透明的保护层，以保护多条拉力显示线不被磨掉。

本发明的有益效果：

本发明的有益效果是：本发明提供了一种可显示拉力的绳索及其制备方法。这能够在绳索拉伸过程中，不使用拉力测试仪器就可以对绳索施加预定的张力。简单可靠，减少了工人在作业时携带精密的拉力测试仪等设备，节约了体力。例如，当将这种可显示拉力的绳索用作电线桩的拉索时，设定第一拉力为所需要的预定拉力值，施工作业时，对这种可显示拉力的绳索进行施加拉力，当第一拉力显示线与包覆层上的零拉力显示线重合时，即可确定对拉索施加的拉力为预定拉力值。这极大地方便了工人的施工作业，并且不用携带精密的拉力测试仪，也不用担心工地上施工时将拉力测试仪遗失，避免财产损失。同理，设置第二拉力显示线、第三拉力显示线等，方便工人根据实际需要而选择所需要施加的预定张力。更优选地，将多条拉力显示线直接设置成刻度尺的形式，便于直接读取绳索上所承受的拉力。

附图说明

图1为本发明的可显示拉力的绳索的整体结构示意图。

附图标记：

1、绳索主体；2、包覆层；3、显示层；A、零拉力显示线；B、第一拉力显示线；C、第二拉力显示线；D、第三拉力显示线；E、第四拉力显示线；F、固定基线。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。

一种可显示拉力的绳索，包括绳索主体1、包覆层2以及显示层3；其特征在于：绳索主体1外包覆有包覆层2，包覆层2外设置有一定长度的显示层3；包覆层2与绳索主体1之间不发生相对位移；在显示层3的长度方向上的中间位置设置有固定基线F，在固定基线F位置将显示层3与包覆层2固定，使其不发生整体的相对位移；包覆层2与绳索主体1之间不发生相对位移，包覆层2能够与固定基线F以外部分的显示层3发生相对位移；在显示层3上以固定基线F为对称轴，依次对称设置有环绕显示层3的第一拉力显示线B、第二拉力显示线C、第三拉力显示线D、第四拉力显示线E，第四拉力显示线E即为显示层3长度方向上的两端的边缘线；在包覆层2上以固定基线F为对称轴，对称设置有零拉力显示线A；零拉力显示线A位于固定基线F与第一拉力显示线B之间；显示层3为透明材质制成，以便于观察拉力显示线的位置。

优选地，包覆层2采用橡胶制成。因为钢丝绳一般是采用加捻的方式将多根钢丝捻合而成，因而绳索主体1的表面通常是凹凸不平的，不利于拉力显示线的标记。因此，在绳索主体1的外面设置包覆层2（优选为橡胶材质制成），并使其与绳索主体1不发生相对位移，以利于拉力显示线标记在包覆层2上。当然，若绳索主体1的表面能够方便地设置拉力显示线，那么可以省略包覆层2，直接将显示层3设置在绳索主体1外，并相应地调整可显示拉力的绳索的结构以及下述确定拉力显示线位置的方法中的相应描述术语，但本质方法是不变的。

优选地，第四拉力显示线E、第三拉力显示线D、第二拉力显示线C、第一拉力显示线B以及零拉力显示线A为不同颜色，以便于直观区分拉力大小；进一步优选地，第四拉力显示线E为黑色，第三拉力显示线D为红色，第二拉力显示线C为橙色，第一拉力显示线B为黄色，零拉力显示线A为蓝色。

优选地，第四拉力显示线E为绳索断裂强力显示线，第三拉力显示线D为80%绳索断裂强力显示线，第二拉力显示线C为50%绳索断裂强力显示线，第一拉力显示线B为20%绳索断裂强力显示线，零拉力显示线A为拉力为零时的显示线。即，在可显示拉力的绳索在拉力的作用下，当零拉力显示线A随着拉力的作用而在绳索长度方向发生位移并与第一拉力显示线B重合时，则表示可显示拉力的绳索上承受的拉力值为第一拉力。以此类推，当零拉力显示线A随着拉力的作用而在绳索长度方向发生位移并与第二拉力显示线C重合时，则表示可显示拉力的绳索上承受的拉力值为第二拉力；当零拉力显示线A随着拉力的作用而在绳索长度方向发生位移并与第三拉力显示线D重合时，则表示可显示拉力的绳索上承受的拉力值为第三拉力；当零拉力显示线A随着拉力的作用而在绳索长度方向发生位移并与第四拉力显示线E重合时，则表示可显示拉力的绳索上承受的拉力值为第四拉力。

优选地，可以根据实际需要而选择设置多条表示不同拉力大小的拉力显示线，更优选地，将多条拉力显示线直接设置成刻度尺的形式，便于直接读取绳索上所承受的拉力。

显示层3上各条拉力显示线的位置以及包覆层2上的零拉力显示线AA的位置通过以下方法确定，具体步骤如下：

1）选取用于制备可显示拉力的绳索的绳索主体1和包覆层2，绳索主体1外包覆有包覆层2；将其截取成15-20段长度各异的测试绳；

2）在每个长度下取4根相同长度的测试绳，采用万能材料试验机对测试绳在设定拉伸速度下进行拉伸测试，直到测试绳断裂；记录拉伸载荷与测试绳长度的关系曲线及数据；

3)采用数学分析软件对步骤2）得到的拉伸载荷与测试绳长度的关系曲线及数据进行分析计算，得到测试绳的拉伸载荷-伸长率曲线，并拟合出拉伸载荷-伸长率关系的数学公式；

4）将测试绳的第一拉力F₁、第二拉力F₂、第三拉力F₃、第四拉力F₄分别代入步骤3)得到的拉伸载荷-伸长率关系的数学公式中，得到对应拉力的测试绳的伸长率X₁、X₂、X₃、X₄；

5）选取长度为L的显示层3，固定基线F与第四拉力显示线E之间的距离为L/2，第四拉力显示线E与零拉力显示线A的距离为L₄、第三拉力显示线D与零拉力显示线A的距离为L₃、第二拉力显示线C与零拉力显示线A的距离为L₂、第一拉力显示线B与零拉力显示线A的距离为L₁；根据（L/2-L₄）×（1+X₄）=L/2,即可显示拉力的绳索中，零拉力显示线A与固定基线F之间的区域在第四拉力的作用下拉伸后的长度应等于显示层3长度的一半，经推算得到L₄=(LX₄/(2+2X₄));同理，L₃=(LX₃/(2+2X₃)); L₂=(LX₂/(2+2X₂))，L₁=(LX₁/(2+2X₁))。

进一步地，将第四拉力显示线E选择为黑色，第三拉力显示线D选择为红色，第二拉力显示线C选择为橙色，第一拉力显示线B选择为黄色，零拉力显示线A为蓝色。在可显示拉力的绳索在未拉伸时，包覆层2上的零拉力显示线A位于第一拉力显示线B与固定基线F之间；当可显示拉力的绳索在拉伸状态下黄色的第一拉力显示线B与包覆层2上的零拉力显示线A重合时，表示绳索的拉力为第一拉力F₁;同理，当可显示拉力的绳索在拉伸状态下橙色的第二拉力显示线C与包覆层2上的零拉力显示线A重合时，表示绳索的拉力为第二拉力F₂；当可显示拉力的绳索在拉伸状态下红色的第三拉力显示线D与包覆层2上的零拉力显示线A重合时，表示绳索的拉力为第三拉力F₃。若选择第三拉力为安全负荷拉力值，第四拉力为绳索的断裂强力，则当可显示拉力的绳索在拉伸状态下，包覆层2上的零拉力显示线A位于第三拉力显示线D与第四拉力显示线E之间时，表示绳索濒临断裂，不能再向绳索施加更大的拉力。

进一步地，提供一种可显示拉力的绳索的制备方法，包括如下步骤：

1）选择绳索主体1，在绳索主体1外设置包覆层2，使包覆层2与绳索主体1之间不会发生相对位移；

2）在包覆层2上选定基准线，同时选定长度为L的透明的显示层3，并确定显示层3的长度方向上的中间位置的固定基线F；在显示层3的长度方向上的两端边缘线为第四拉力显示线E，第四拉力显示线E与基准线的距离为L/2；

3）在包覆层2上划定零拉力显示线A，在显示层3上依次划定第一拉力显示线B、第二拉力显示线C、第三拉力显示线D；

4)将显示层3设置在包覆层2外，使显示层3的固定基线F与包覆层2上的基准线重合，并在固定基线F位置将显示层3与包覆层2固定，使其不发生整体的相对位移，但包覆层2能够与固定基线F以外部分的显示层3发生相对位移；由此而得到可显示拉力的绳索。

更优选地，在显示层3外还可以设置透明的保护层，以保护多条拉力显示线不被磨掉。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种可显示拉力的绳索，包括绳索主体、包覆层以及显示层；其特征在于：所述绳索主体外包覆有所述包覆层，所述包覆层外设置有一定长度的所述显示层；所述包覆层与所述绳索主体之间不发生相对位移；在所述显示层的长度方向上的中间位置设置有固定基线，在所述固定基线位置将所述显示层与所述包覆层固定，使其不发生整体的相对位移；所述包覆层与所述绳索主体之间不发生相对位移，所述包覆层能够与固定基线以外部分的显示层发生相对位移；在所述显示层上以所述固定基线为对称轴，依次对称设置有环绕显示层的第一拉力显示线、第二拉力显示线、第三拉力显示线、第四拉力显示线，第四拉力显示线即为所述显示层长度方向上的两端的边缘线；在所述包覆层上以固定基线为对称轴，对称设置有零拉力显示线；所述零拉力显示线位于所述固定基线与所述第一拉力显示线之间；所述显示层为透明材质制成。

2.如权利要求1的可显示拉力的绳索，其特征在于：所述显示层外设置透明的保护层。

3.如权利要求1的可显示拉力的绳索，其特征在于：所述包覆层采用橡胶制成。

4.如权利要求1的可显示拉力的绳索，其特征在于：所述第四拉力显示线为黑色，所述第三拉力显示线为红色，所述第二拉力显示线为橙色，所述第一拉力显示线为黄色，所述零拉力显示线为蓝色。

5.如权利要求1-4中任一项所述的可显示拉力的绳索，其特征在于：所述显示层上各条拉力显示线的位置以及所述包覆层上的零拉力指示线的位置通过以下方法确定，具体步骤如下：

1）选取用于制备可显示拉力的绳索的绳索主体和包覆层，绳索主体外包覆有包覆层；将其截取成15-20段长度各异的测试绳；

2）在每个长度下取4根相同长度的测试绳，采用万能材料试验机对测试绳在设定拉伸速度下进行拉伸测试，直到测试绳断裂；记录拉伸载荷与测试绳长度的关系曲线及数据；

3)采用数学分析软件对步骤2）得到的拉伸载荷与测试绳长度的关系曲线及数据进行分析计算，得到测试绳的拉伸载荷-伸长率曲线，并拟合出拉伸载荷-伸长率关系的数学公式；

4）将测试绳的第一拉力F₁、第二拉力F₂、第三拉力F₃、第四拉力F₄分别代入步骤3)得到的拉伸载荷-伸长率关系的数学公式中，得到对应拉力的测试绳的伸长率X₁、X₂、X₃、X₄；

5）选取长度为L的显示层，固定基线与第四拉力显示线之间的距离为L/2，第四拉力显示线与零拉力显示线的距离为L₄、第三拉力显示线与零拉力显示线的距离为L₃、第二拉力显示线与零拉力显示线的距离为L₂、第一拉力显示线与零拉力显示线的距离为L₁；根据（L/2-L₄）×（1+X₄）=L/2,即可显示拉力的绳索中，零拉力显示线与固定基线之间的区域在第四拉力的作用下拉伸后的长度应等于显示层长度的一半，经推算得到L₄=(LX₄/(2+2X₄));同理，L₃=(LX₃/(2+2X₃)); L₂=(LX₂/(2+2X₂))，L₁=(LX₁/(2+2X₁))。