CN111551439B - 一种一体式偏压实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体式偏压实验装置，其安全性高，该一体式偏压实验装置包括固定台、下偏压加载平台、铰支座、上偏压加载平台、主控模块、加载平台安装装置、加载平台锁紧装置及加压装置；固定台提供一供所述工件进行偏压实验的实验空间，下偏压加载平台设置于所述实验空间的底部，上偏压加载平台设置于所述实验空间的顶部，主控模块分别与加载平台安装装置、加载平台锁紧装置及所述加压装置连接。在进行偏压实验时，仅需实验者将工件放入下偏压加载平台，再通过主控模块、加载平台安装装置、加载平台锁紧装置及加压装置完成偏压实验，解决了偏压实验依赖人工扶稳工件的问题，实现了消除偏压实验中存在的安全隐患的效果。

Description

一种一体式偏压实验装置

技术领域

本发明涉及偏压测试领域，尤其涉及一种一体式偏压实验装置。

背景技术

偏压实验是研究梁柱的抗弯性能的重要实验，其中偏压指的是对柱进行加载时，荷载方向并不在柱心的轴上，而是距离轴心一段距离。在实验的过程中，实验者需要将工件安装在偏压实验平台上，这个过程往往需要两个以上的实验者，一个实验者负责扶稳工件，另一实验者负责将夹具夹紧工件。

在安装的过程中，一旦工件没有扶稳，就可能会发生实验意外，因此，现有的偏压实验装置存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一体式偏压实验装置，来解决目前偏压实验装置存在的安全隐患的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种一体式偏压实验装置，用于对工件进行偏压实验，包括：

一固定台，所述固定台提供一供所述工件进行偏压实验的实验空间；

一下偏压加载平台，所述下偏压加载平台设置于所述实验空间的底部，用于与所述工件连接；

一铰支座，设置于所述固定台与所述下偏压加载平台之间，两端分别连接所述固定台和所述下偏压加载平台；

一上偏压加载平台，所述上偏压加载平台设置于所述实验空间的顶部，用于与所述工件连接；

一主控模块，分别与一加载平台安装装置、两加载平台锁紧装置及一加压装置连接；

所述加载平台安装装置，设置于所述上偏压加载平台与所述固定台之间，且与所述固定台固定连接，用于在所述主控模块的控制下将所述上偏压加载平台放置在所述工件上；

两所述加载平台锁紧装置，分别设置于所述实验空间的底部和顶部，位于底部的所述加载平台锁紧装置用于在所述主控模块的控制下将所述下偏压加载平台与所述工件锁紧，位于顶部的所述加载平台锁紧装置用于在所述主控模块的控制下将所述上偏压加载平台与所述工件锁紧；

所述加压装置，设置于所述上偏压加载平台与所述固定台之间，且与所述固定台固定连接，用于在所述主控模块的控制下向所述上偏压加载平台施加载荷。

可选地，所述下偏压加载平台包括牛腿、压块、加载垫片及滑动装置；

所述牛腿及所述压块分别设置于所述加载垫片的两端，所述牛腿与所述加载垫片固定连接；所述牛腿通过螺栓与所述压块连接；

所述压块通过所述滑动装置与所述加载垫片滑动连接；所述滑动装置设置于所述压块与所述加载垫片之间，一端与所述加载垫片固定连接，另一端与所述压块固定连接。

可选地，所述滑动装置包括两个固定板、两个移动板及至少一个辊筒；

两个所述固定板分别设置于所述加载垫片的两侧，与所述加载垫片固定连接；两个所述移动板分别设置于所述压块的两侧，与所述压块固定连接；其中，所述固定板通过所述辊筒与所述移动板滑动连接；

所述固定板开设有辊筒固定孔，所述移动板开设有辊筒滑动槽；所述辊筒位于所述压块与所述加载垫片之间，所述辊筒的两端部均套设于所述辊筒固定孔内，所述辊筒滑动槽与所述辊筒的端部滑动连接。

可选地，所述辊筒的一侧与所述压块抵接，另一侧与所述加载垫片抵接。

可选地，其特征在于，所述上偏压加载平台与所述下偏压加载平台结构相同，且所述上偏压加载平台与所述下偏压加载平台对称设置。

可选地，所述加载平台安装装置包括气缸及负压吸头；所述负压吸头用于夹持所述上偏压加载平台，所述气缸用于带动所述负压吸头移动，从而带动所述上偏压加载平台放置于所述工件上；

所述气缸的固定端与所述固定台固定连接，所述气缸的伸缩端与所述负压吸头固定连接。

可选地，所述加载平台锁紧装置包括底座、直线电机、锁紧滑动座及锁紧装置；

所述底座与所述固定台固定连接；

所述锁紧滑动座的一端套设于所述底座内，并与所述底座滑动连接；所述锁紧装置设置于所述锁紧滑动座的另一端，用于旋拧所述螺栓；

所述直线电机设置于所述底座的内部，所述直线电机的定子与所述底座固定连接，所述直线电机的动子与所述锁紧滑动座固定连接。

可选地，所述锁紧装置包括旋转电机，所述旋转电机的定子与所述锁紧滑动座固定连接，所述旋转电机的转子固定连接有一用于与所述螺栓的头部卡接的卡合部。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的偏压实验装置，在进行偏压实验时，仅需实验者将工件放入下偏压加载平台，随后主控模块控制加载平台安装装置将上偏压加载平台放置于工件上，控制加载平台锁紧装置将下偏压加载平台及上偏压加载平台分别与工件锁紧，控制加压装置施加载荷；通过对偏压实验装置进行改进，解决了偏压实验依赖人工扶稳工件的问题，实现了消除偏压实验中存在的安全隐患的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一体式偏压实验装置整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一体式偏压实验装置侧视结构示意图；

图3为在图2在A处的局部放大图；

图4为本发明实施例提供的一体式偏压实验装置侧视剖面结构示意图。

图示说明：10、工件；20、固定台；30、下偏压加载平台；31、牛腿；32、压块；33、加载垫片；34、滑动装置；341、固定板；3411、辊筒固定孔；342、移动板；3421、辊筒滑动槽；343、辊筒；40、铰支座；50、上偏压加载平台；60、加载平台安装装置；61、气缸；62、负压吸头；70、加载平台锁紧装置；71、底座；72、直线电机；73、锁紧滑动座；74、锁紧装置；80、加压装置。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

请参考图1至图4，图1为本发明实施例提供的一体式偏压实验装置整体结构示意图，图2为本发明实施例提供的一体式偏压实验装置侧视结构示意图，图3为在图2在A处的局部放大图，图4为本发明实施例提供的一体式偏压实验装置侧视剖面结构示意图。

本发明实施例提供的一体式偏压实验装置，主要应用于对工件进行偏压实验的场景，其中工件具有多种形式，工件可以为普通的方形混凝土柱，也可以为工字型钢。无论对哪一种工件进行偏压实验，一体式偏压实验装置都能消除实验过程中的安全隐患，以提高偏压实验装置的安全性。

如图1所示，本实施例提供的一体式偏压实验装置，用于对工件10进行偏压实验，包括：

一固定台20，固定台20提供一供工件10进行偏压实验的实验空间；

一下偏压加载平台30，下偏压加载平台30设置于实验空间的底部，用于与工件10连接；

一铰支座40，设置于固定台20与下偏压加载平台30之间，两端分别连接固定台20和下偏压加载平台30；

一上偏压加载平台50，上偏压加载平台50设置于实验空间的顶部，用于与工件10连接；

一主控模块，分别与一加载平台安装装置60、两加载平台锁紧装置70及一加压装置80连接；

加载平台安装装置60，设置于上偏压加载平台50与固定台20之间，且与固定台20固定连接，用于在主控模块的控制下将上偏压加载平台50放置在工件10上；

两加载平台锁紧装置70，分别设置于实验空间的底部和顶部，位于底部的所述加载平台锁紧装置70用于在主控模块的控制下将下偏压加载平台30与工件10锁紧，位于顶部的所述加载平台锁紧装置70用于在主控模块的控制下将上偏压加载平台50与工件10锁紧；

加压装置80，设置于上偏压加载平台50与固定台20之间，且与固定台20固定连接，用于在主控模块的控制下向上偏压加载平台50施加载荷。

在进行偏压实验时，仅需实验者将工件10放入下偏压加载平台30，随后主控模块控制加载平台安装装置60将上偏压加载平台50放置于工件10上，令两个加载平台锁紧装置70分别将下偏压加载平台30及上偏压加载平台50分别与工件10锁紧，控制加压装置80施加载荷，最终完成偏压实验。同时，通过一体式偏压实验装置，还能减少实验者的人数，即便仅有一个实验者也能方便快捷地完成偏压实验，节约人力资源。需要补充的是，在工件10放入下偏压加载平台30后，既可以通过遥控等方式向主控模块发送指令以启动加载平台安装装置60及加载平台锁紧装置70；也可以通过红外传感器、压力传感器等传感器检测到工件10放入下偏压加载平台30后，向主控模块发送指令。

进一步地，如图2所示，下偏压加载平台30包括牛腿31、压块32、加载垫片33及滑动装置34；牛腿31及压块32分别设置于加载垫片33的两端，牛腿31与加载垫片33固定连接；牛腿31通过螺栓与压块32连接；压块32通过滑动装置34与加载垫片33滑动连接；滑动装置34设置于压块32与加载垫片33之间，一端与加载垫片33固定连接，另一端与压块32固定连接。具体地，牛腿31、压块32及螺栓之间形成有一供工件10放置的空间，螺栓的两端分别与牛腿31及压块32螺纹连接，牛腿31及压块32对应每个螺栓开设有螺纹孔，在工件10放入牛腿31与压块32之间后，主控模块控制加载平台锁紧装置70将螺栓旋紧，螺栓在旋转的同时会带动压块32向靠近牛腿31的方向移动，使得压块32与牛腿31在螺栓的作用下夹紧工件10。上述设计无需对工件10进行开孔等工序，保证工件10的结构完整性，且使得偏压实验装置具有多次循环使用的功能，无需针对工件10的不同截面作适应性变化，适应性高。

进一步地，如图2和图3所示，滑动装置34包括两个固定板341、两个移动板342及至少一个辊筒343；两个固定板341分别设置于加载垫片33的两侧，与加载垫片33固定连接；两个移动板342分别设置于压块32的两侧，与压块32固定连接；其中，固定板341通过辊筒343与移动板342滑动连接；固定板341开设有辊筒固定孔3411，移动板342开设有辊筒滑动槽3421；辊筒343位于压块32与加载垫片33之间，辊筒343的两端部均套设于辊筒固定孔3411内，辊筒滑动槽3421与辊筒343的端部滑动连接。需要说明的是，辊筒343的形状为三段圆柱，中间的圆柱为辊筒343的本体，两端的圆柱为辊筒343的端部，两端的圆柱直径小于中间的圆柱的直径。

具体地，压块32在加载平台锁紧装置70的作用下向工件10挤压时，压块32会带动移动板342滑动，即移动板342上的辊筒滑动槽3421与辊筒343的端部滑动连接，而辊筒343的端部又被辊筒固定孔3411所限制，且移动板342位于固定板341远离加载垫片33的一侧，起到限位的效果。也就是说，辊筒343的任一端部，由内至外先套设在辊筒固定孔3411内，与固定板341连接，再与辊筒滑动槽3421滑动连接，令移动板342与固定板341滑动连接；采用该种滑动方式，通过辊筒343的端部实现滑动连接，再通过固定板341及移动板342的设置限制压块32相对于加载垫片33的位置，保证压块32相对于加载垫片33的位置精度，从而提高偏压实验的准确性；且通过滑动装置34的设置，使得下偏压加载平台30的内部结构一体化，避免出现压块32脱离加载垫片33的情况。

进一步地，辊筒343的一侧与压块32抵接，另一侧与加载垫片33抵接。在压块32与加载垫片33发生滑动时，由于辊筒343分别与压块32及加载垫片33抵接，辊筒343会转动，以产生滚动摩擦力，滚动摩擦力极小可忽略不计，不会影响压块32与加载垫片33的滑动，但辊筒343能保证压块32相对于加载垫片33的平行度，从而保证滑动装置34的稳定性。

在上述实施例的基础上，上偏压加载平台50与下偏压加载平台30结构相同，且上偏压加载平台50与下偏压加载平台30对称设置。

在另一个实施例中，如图4所示，加载平台安装装置60包括气缸61及负压吸头62；负压吸头62用于夹持上偏压加载平台50，气缸61用于带动负压吸头62移动，从而带动上偏压加载平台50放置于工件10上；气缸61的固定端与固定台20固定连接，气缸61的伸缩端与负压吸头62固定连接。当工件10放入下偏压加载平台30后，气缸61带动上偏压加载平台50放置于工件10上，在上偏压加载平台50与工件10锁紧后，负压吸头62通入气压，令负压吸头62不再吸附上偏压加载平台50，便于后续的偏压实验。

进一步地，加载平台锁紧装置70包括底座71、直线电机72、锁紧滑动座73及锁紧装置74；底座71与固定台20固定连接；锁紧滑动座73的一端套设于底座71内，并与底座71滑动连接；锁紧装置74设置于锁紧滑动座73的另一端，用于旋拧螺栓；直线电机72设置于底座71的内部，直线电机72的定子与底座71固定连接，直线电机72的动子与锁紧滑动座73固定连接。

进一步地，锁紧装置74包括旋转电机，旋转电机的定子与锁紧滑动座73固定连接，旋转电机的转子固定连接有一用于与螺栓的头部卡接的卡合部。具体地，当需要将下偏压加载平台30或上偏压加载平台50与工件10锁紧时，直线电机72推动锁紧滑动座73，使卡合部与螺栓的头部卡合，随后旋转电机带动卡合部顺时针旋转，使得螺栓拧紧，同时直线电机72依照螺栓的螺距与螺栓的旋转量的乘积，继续推动锁紧滑动座73，保持卡合部与螺栓的头部的卡合；直至下偏压加载平台30或上偏压加载平台50与工件10锁紧。

综上所述，本发明提供的一体式偏压实验装置，消除了偏压实验过程中的安全隐患，节约了人力资源；且保证了偏压实验的精度，提高了偏压实验的稳定性。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种一体式偏压实验装置，用于对工件(10)进行偏压实验，其特征在于，包括：

一固定台(20)，所述固定台(20)提供一供所述工件(10)进行偏压实验的实验空间；

一下偏压加载平台(30)，所述下偏压加载平台(30)设置于所述实验空间的底部，用于与所述工件(10)连接；

一铰支座(40)，设置于所述固定台(20)与所述下偏压加载平台(30)之间，两端分别连接所述固定台(20)和所述下偏压加载平台(30)；

一上偏压加载平台(50)，所述上偏压加载平台(50)设置于所述实验空间的顶部，用于与所述工件(10)连接；

一主控模块，分别与一加载平台安装装置(60)、两加载平台锁紧装置(70)及一加压装置(80)连接；

所述加载平台安装装置(60)，设置于所述上偏压加载平台(50)与所述固定台(20)之间，且与所述固定台(20)固定连接，用于在所述主控模块的控制下将所述上偏压加载平台(50)放置在所述工件(10)上；

两所述加载平台锁紧装置(70)，分别设置于所述实验空间的底部和顶部，位于底部的所述加载平台锁紧装置(70)用于在所述主控模块的控制下将所述下偏压加载平台(30)与所述工件(10)锁紧，位于顶部的所述加载平台锁紧装置(70)用于在所述主控模块的控制下将所述上偏压加载平台(50)与所述工件(10)锁紧；

所述加压装置(80)，设置于所述上偏压加载平台(50)与所述固定台(20)之间，且与所述固定台(20)固定连接，用于在所述主控模块的控制下向所述上偏压加载平台(50)施加载荷。

2.根据权利要求1所述的一体式偏压实验装置，其特征在于，所述下偏压加载平台(30)包括牛腿(31)、压块(32)、加载垫片(33)及滑动装置(34)；

所述牛腿(31)及所述压块(32)分别设置于所述加载垫片(33)的两端，所述牛腿(31)与所述加载垫片(33)固定连接；所述牛腿(31)通过螺栓与所述压块(32)连接；

所述压块(32)通过所述滑动装置(34)与所述加载垫片(33)滑动连接；所述滑动装置(34)设置于所述压块(32)与所述加载垫片(33)之间，一端与所述加载垫片(33)固定连接，另一端与所述压块(32)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一体式偏压实验装置，其特征在于，所述滑动装置(34)包括两个固定板(341)、两个移动板(342)及至少一个辊筒(343)；

两个所述固定板(341)分别设置于所述加载垫片(33)的两侧，与所述加载垫片(33)固定连接；两个所述移动板(342)分别设置于所述压块(32)的两侧，与所述压块(32)固定连接；其中，所述固定板(341)通过所述辊筒(343)与移动板(342)滑动连接；

所述固定板(341)开设有辊筒固定孔(3411)，所述移动板(342)开设有辊筒滑动槽(3421)；所述辊筒(343)位于所述压块(32)与所述加载垫片(33)之间，所述辊筒(343)的两端部均套设于所述辊筒固定孔(3411)内，所述辊筒滑动槽(3421)与所述辊筒(343)的端部滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一体式偏压实验装置，其特征在于，所述辊筒(343)的一侧与所述压块(32)抵接，另一侧与所述加载垫片(33)抵接。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一体式偏压实验装置，其特征在于，所述上偏压加载平台(50)与所述下偏压加载平台(30)结构相同，且所述上偏压加载平台(50)与所述下偏压加载平台(30)对称设置。

6.根据权利要求2所述的一体式偏压实验装置，其特征在于，所述加载平台安装装置(60)包括气缸(61)及负压吸头(62)；所述负压吸头(62)用于夹持所述上偏压加载平台(50)，所述气缸(61)用于带动所述负压吸头(62)移动，从而带动所述上偏压加载平台(50)放置于所述工件(10)上；

所述气缸(61)的固定端与所述固定台(20)固定连接，所述气缸(61)的伸缩端与所述负压吸头(62)固定连接。

7.根据权利要求2所述的一体式偏压实验装置，其特征在于，所述加载平台锁紧装置(70)包括底座(71)、直线电机(72)、锁紧滑动座(73)及锁紧装置(74)；

所述底座(71)与所述固定台(20)固定连接；

所述锁紧滑动座(73)的一端套设于所述底座(71)内，并与所述底座(71)滑动连接；所述锁紧装置(74)设置于所述锁紧滑动座(73)的另一端，用于旋拧所述螺栓；

所述直线电机(72)设置于所述底座(71)的内部，所述直线电机(72)的定子与所述底座(71)固定连接，所述直线电机(72)的动子与所述锁紧滑动座(73)固定连接。

8.根据权利要求7所述的一体式偏压实验装置，其特征在于，所述锁紧装置(74)包括旋转电机，所述旋转电机的定子与所述锁紧滑动座(73)固定连接，所述旋转电机的转子固定连接有一用于与所述螺栓的头部卡接的卡合部。

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