CN113340553A - 一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，试验底座上设有多个试验工位，每个试验工位上对应设置有至少一个磕碰施力机构、底部固定机构和变形视觉检测机构，实现对建筑结构的不同角度和位置磕碰的同步试验，便于同步比较，提高试验能力与试验效果，采用视觉检测机构进行检测，可以有效提高磕碰后变形的情况的监测，提高后续的分析准确度，便于对磕碰耐久性试验的分析与比较；磕碰施力机构通过转动的方式来实现冲击，并能够实现直线冲击的方式实现冲击，有效提高冲击能力与冲击磕碰力的调节，便于对不同情况对建筑结构进行研究与分析，此外，本发明的底部固定机构可以很好方便的对建筑结构进行固定，提高固定能力与固定效果。
Description
技术领域
本发明具体是一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，涉及建筑结构试验相关领域。
背景技术
对于建筑结构的设计来说，在进行设计后，往往需要对建筑结构的刚度、强度以及支撑能力等进行试验研究，以便于对建筑结构的具体磕碰受力情况以及抗变形能力等进行分析，然而，目前的建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械结构一般比较简单，一般仅仅是对单一的建筑结构进行试验，然而，磕碰力的角度和位置不同，对建筑结构的受力情况不同，建筑结构的变形等情况具有较大的差异，因此，目前的这种磕碰试验难以实现横向比较，也难以对建筑结构的整体性能进行研究与对比，影响试验能力与效果。
发明内容
因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械。
本发明是这样实现的，构造一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，其包括试验底座、磕碰施力机构、底部固定机构和变形视觉检测机构，其中，所述试验底座上设置有多个试验工位，每个所述试验工位上对应设置有至少一个所述磕碰施力机构、底部固定机构和变形视觉检测机构，其特征在于，所述磕碰施力机构采用机械臂安装在机器人上，所述机器人位于所述试验底座上，所述底部固定机构固定安装在所述试验底座上，所述变形视觉检测机构位于所述底部固定机构的正上方，所述底部固定机构用于对待试验的建筑结构的底侧进行锁紧固定，所述磕碰施力机构用于对所述建筑结构施加磕碰力，所述变形视觉检测机构用于对所述建筑结构的变形进行视觉检测；所述磕碰施力机构对待试验的建筑结构的磕碰力的方向能够调节的设置。
进一步，作为优选，所述底部固定机构包括第一固定组、第二固定组，所述第一固定组和第二固定组位于所述试验底座上的各个试验工位的两侧，所述第一固定组和第二固定组之间的区域为固定待试验的建筑结构的固定区域，所述磕碰施力机构位于所述固定区域的上方一侧。
进一步，作为优选，所述变形视觉检测机构包括视觉摄像头和角度调节机器人，所述角度调节机器人可移动行走的设置在所述试验底座上，所述角度调节机器人的机械手上设置有所述视觉摄像头，所述角度调节机器人能够控制所述视觉摄像头在多个位置和角度对所述建筑结构进行图像拍摄。
进一步，作为优选，所述磕碰施力机构包括旋转液压缸、升降液压杆、并联角度调节机构和磕碰施加机构，其中，所述旋转液压缸安装在所述机械臂上，所述旋转液压缸的输出端连接有所述升降液压杆，所述旋转液压缸能够驱动所述升降液压杆绕水平轴线转动，以便使得所述升降液压杆摆动，所述升降液压杆的下端采用所述并联角度调节机构连接所述磕碰施加机构，所述磕碰施加机构的磕碰执行头能够在一定频率下不断直线冲击运动，以便进行磕碰力的施加。
进一步，作为优选，所述旋转液压缸通过使得所述升降液压杆从上侧向下侧旋转来增加所述磕碰施加机构的磕碰冲击力，且采用所述旋转液压缸进行转动冲击时，所述旋转液压缸的转动驱动来使得所述磕碰施加机构的磕碰执行头具有旋转冲击力。
进一步，作为优选，所述旋转液压缸的输出端采用驱动轴连接有驱动套，所述驱动套与所述升降液压缸的上端连接，所述驱动套套设于所述驱动轴上，且所述驱动套与所述驱动轴之间设置有阻尼传动套，所述阻尼传动套构设为当所述驱动套与所述驱动轴之间的传动力矩小于设定值时，所述驱动套与所述驱动轴之间不可相对转动的设置，当所述驱动套与所述驱动轴之间的传动力矩大于设定值时，所述驱动套与所述驱动轴之间为可相对转动的设置。
进一步，作为优选，所述并联角度调节机构包括三个上铰接臂和三个下铰接臂，其中，所述上铰接臂的上端铰接在上平台上，所述上铰接臂的下端铰接在下铰接臂的上端，所述下铰接臂的下端铰接在下平台上，所述上铰接臂与所述下铰接臂之间设置有控制所述上铰接臂与下铰接臂之间角度的并联控制液压缸，所述磕碰施加机构固定在所述下平台的底部，所述上平台的顶部采用可转轴可转动的设置在固定盘上，所述固定盘固定在所述升降液压杆的底端，所述可转轴的转动轴线与所述升降液压杆的伸缩方向的中心轴线重合。
进一步，作为优选，所述磕碰施加机构包括磕碰执行头、导向滑座、滑道、冲击液压缸和滑块，其中，所述导向滑座固定在所述下平台的底部，所述导向滑座内设置有滑道，所述滑道内设置有所述滑块，所述滑块的一端与所述冲击液压缸的活塞杆连接，所述滑块的另一端通过连接柱连接至所述磕碰执行头，所述磕碰执行头的前端为球头结构。
进一步，作为优选，所述第一固定组、第二固定组结构相同，均包括可调节座、固定架、固定螺柱、第一固定螺母、第二固定螺母、上固定套和下固定套，其中，所述可调节座可调节位置的安装在所述试验底座上，所述可调节座上安装有所述固定架，所述固定架的中上部位置设置有水平延伸的所述固定螺柱，所述固定螺柱的一端采用所述第一固定螺母固定，所述固定螺柱的另一端向前伸出所述固定架，且所述固定柱的另一端螺纹连接有第二固定螺母，所述固定架的顶部前侧设置有所述上固定套，所述上固定套的上方正对设置有所述下固定套，待试验的建筑结构的底端设置有与所述固定螺柱套设配合的工艺孔一，所述第二固定螺母能够将所述固定螺柱固定在所述工艺孔一内，所述上固定套和下固定套上均设置有相对布置的固定孔，建筑结构上设置有与所述固定孔同轴配合的工艺孔二，所述固定孔与所述工艺二之间过盈配合有锁紧柱。
此外，本发明还提供了一种建筑结构磕碰耐久性试验的试验方法，其采用本发明所述一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，其特征在于：其包括以下步骤：
(1)将待试验的建筑结构分别置于各个试验工位上，并采用各个第一固定组和第二固定组对相应的建筑结构进行固定，在固定时，待试验的建筑结构上的工艺孔一套设在固定螺柱上，并采用第二固定螺母锁紧，待试验的建筑结构上的工艺孔二采用锁紧柱固定在固定孔处；
(2)通过调节机器人，使得机器人的机械臂对磕碰施力机构的位置和角度进行调节，调节好各个试验工位上的磕碰施力机构的位置和角度，使得不同试验工位上的磕碰施力机构对应不同的角度和位置，以便于对建筑结构的不同位置和角度进行同步试验；
(3)启动磕碰施力机构，利用磕碰施力机构对建筑结构进行磕碰作业，并利用变形视觉检测机构实时监测建筑结构的变形情况，便于后续的变形试验分析。
本发明具有如下优点：本发明提供的一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，与同类型设备相比，具有如下优点：
(1)本发明所述一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，其所述试验底座上设置有多个试验工位，每个所述试验工位上对应设置有至少一个所述磕碰施力机构、底部固定机构和变形视觉检测机构，这样，可以实现对建筑结构的不同角度和位置磕碰的同步试验，便于同步比较，提高试验能力与试验效果，同时，采用视觉检测机构进行检测，可以有效提高磕碰后变形的情况的监测，提高后续的分析准确度，便于对磕碰耐久性试验的分析与比较。
(2)本发明磕碰施力机构结果简单，使用方便，其可以通过转动的方式来实现冲击，并能够实现直线冲击的方式实现冲击，有效提高冲击能力与冲击磕碰力的调节，便于对不同情况对建筑结构进行研究与分析，此外，本发明的底部固定机构可以很好方便的对建筑结构进行固定，提高固定能力与固定效果。
附图说明
图1是本发明的整体主视结构示意图；
图2是本发明的底部固定机构结构示意图；
图3是本发明的磕碰施力机构的磕碰执行头处于水平状态时结构示意图；
图4是本发明磕碰执行头倾斜向下转动冲击磕碰时的结构示意图；
图5是本发明磕碰执行头水平伸出冲击磕碰时的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图1-5对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明通过改进在此提供一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，其包括试验底座1、磕碰施力机构、底部固定机构和变形视觉检测机构11，其中，所述试验底座1上设置有多个试验工位9，每个所述试验工位9上对应设置有至少一个所述磕碰施力机构、底部固定机构和变形视觉检测机构11，其特征在于，所述磕碰施力机构采用机械臂4安装在机器人上，所述机器人位于所述试验底座上，所述底部固定机构固定安装在所述试验底座上，所述变形视觉检测机构位于所述底部固定机构的正上方，所述底部固定机构用于对待试验的建筑结构的底侧进行锁紧固定，所述磕碰施力机构用于对所述建筑结构施加磕碰力，所述变形视觉检测机构用于对所述建筑结构的变形进行视觉检测；所述磕碰施力机构对待试验的建筑结构的磕碰力的方向能够调节的设置。
在本实施例中，所述底部固定机构包括第一固定组3、第二固定组5，所述第一固定组和第二固定组位于所述试验底座上的各个试验工位的两侧，所述第一固定组和第二固定组之间的区域为固定待试验的建筑结构的固定区域2，所述磕碰施力机构位于所述固定区域的上方一侧。
所述变形视觉检测机构11包括视觉摄像头11和角度调节机器人，所述角度调节机器人可移动行走的设置在所述试验底座上，所述角度调节机器人的机械手上设置有所述视觉摄像头，所述角度调节机器人能够控制所述视觉摄像头在多个位置和角度对所述建筑结构进行图像拍摄。
所述磕碰施力机构包括旋转液压缸7、升降液压杆8、并联角度调节机构6和磕碰施加机构10，其中，所述旋转液压缸安装在所述机械臂4上，所述旋转液压缸的输出端连接有所述升降液压杆，所述旋转液压缸能够驱动所述升降液压杆绕水平轴线转动，以便使得所述升降液压杆摆动，所述升降液压杆的下端采用所述并联角度调节机构连接所述磕碰施加机构10，所述磕碰施加机构10的磕碰执行头15能够在一定频率下不断直线冲击运动，以便进行磕碰力的施加。
所述旋转液压缸通过使得所述升降液压杆从上侧向下侧旋转来增加所述磕碰施加机构的磕碰冲击力，且采用所述旋转液压缸进行转动冲击时，所述旋转液压缸的转动驱动来使得所述磕碰施加机构10的磕碰执行头15具有旋转冲击力。
所述旋转液压缸的输出端采用驱动轴连接有驱动套，所述驱动套与所述升降液压缸的上端连接，所述驱动套套设于所述驱动轴上，且所述驱动套与所述驱动轴之间设置有阻尼传动套，所述阻尼传动套构设为当所述驱动套与所述驱动轴之间的传动力矩小于设定值时，所述驱动套与所述驱动轴之间不可相对转动的设置，当所述驱动套与所述驱动轴之间的传动力矩大于设定值时，所述驱动套与所述驱动轴之间为可相对转动的设置。
所述并联角度调节机构6包括三个上铰接臂14和三个下铰接臂16，其中，所述上铰接臂的上端铰接在上平台上，所述上铰接臂的下端铰接在下铰接臂的上端，所述下铰接臂的下端铰接在下平台6上，所述上铰接臂与所述下铰接臂之间设置有控制所述上铰接臂与下铰接臂之间角度的并联控制液压缸，所述磕碰施加机构10固定在所述下平台的底部，所述上平台的顶部采用可转轴13可转动的设置在固定盘上，所述固定盘固定在所述升降液压杆的底端，所述可转轴的转动轴线与所述升降液压杆的伸缩方向的中心轴线重合，当然，并联角度调节机构也可以采用其他的并联机构，只要能够实现空间角度调节即可。
所述磕碰施加机构10包括磕碰执行头15、导向滑座18、滑道17、冲击液压缸12和滑块，其中，所述导向滑座固定在所述下平台的底部，所述导向滑座内设置有滑道，所述滑道内设置有所述滑块，所述滑块的一端与所述冲击液压缸的活塞杆连接，所述滑块的另一端通过连接柱连接至所述磕碰执行头15，所述磕碰执行头的前端为球头结构。
所述第一固定组3、第二固定组5结构相同，均包括可调节座25、固定架26、固定螺柱21、第一固定螺母20、第二固定螺母24、上固定套22和下固定套23，其中，所述可调节座可调节位置的安装在所述试验底座上，所述可调节座上安装有所述固定架，所述固定架的中上部位置设置有水平延伸的所述固定螺柱，所述固定螺柱的一端采用所述第一固定螺母固定，所述固定螺柱的另一端向前伸出所述固定架，且所述固定柱的另一端螺纹连接有第二固定螺母，所述固定架的顶部前侧设置有所述上固定套，所述上固定套的上方正对设置有所述下固定套，待试验的建筑结构的底端设置有与所述固定螺柱套设配合的工艺孔一，所述第二固定螺母能够将所述固定螺柱固定在所述工艺孔一内，所述上固定套和下固定套上均设置有相对布置的固定孔，建筑结构上设置有与所述固定孔同轴配合的工艺孔二，所述固定孔与所述工艺二之间过盈配合有锁紧柱。
另外，本发明还提供了一种建筑结构磕碰耐久性试验的试验方法，其采用本发明所述一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，其特征在于：其包括以下步骤：
(1)将待试验的建筑结构分别置于各个试验工位上，并采用各个第一固定组和第二固定组对相应的建筑结构进行固定，在固定时，待试验的建筑结构上的工艺孔一套设在固定螺柱上，并采用第二固定螺母锁紧，待试验的建筑结构上的工艺孔二采用锁紧柱固定在固定孔处；
(2)通过调节机器人，使得机器人的机械臂对磕碰施力机构的位置和角度进行调节，调节好各个试验工位上的磕碰施力机构的位置和角度，使得不同试验工位上的磕碰施力机构对应不同的角度和位置，以便于对建筑结构的不同位置和角度进行同步试验；
(3)启动磕碰施力机构，利用磕碰施力机构对建筑结构进行磕碰作业，并利用变形视觉检测机构11实时监测建筑结构的变形情况，便于后续的变形试验分析。
本发明所述一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，其所述试验底座上设置有多个试验工位，每个所述试验工位上对应设置有至少一个所述磕碰施力机构、底部固定机构和变形视觉检测机构，这样，可以实现对建筑结构的不同角度和位置磕碰的同步试验，便于同步比较，提高试验能力与试验效果，同时，采用视觉检测机构进行检测，可以有效提高磕碰后变形的情况的监测，提高后续的分析准确度，便于对磕碰耐久性试验的分析与比较。本发明磕碰施力机构结果简单，使用方便，其可以通过转动的方式来实现冲击，并能够实现直线冲击的方式实现冲击，有效提高冲击能力与冲击磕碰力的调节，便于对不同情况对建筑结构进行研究与分析，此外，本发明的底部固定机构可以很好方便的对建筑结构进行固定，提高固定能力与固定效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,并且本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中,常规的型号,加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式,在此不再详述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，其包括试验底座(1)、磕碰施力机构、底部固定机构和变形视觉检测机构(11)，其中，所述试验底座(1)上设置有多个试验工位(9)，每个所述试验工位(9)上对应设置有至少一个所述磕碰施力机构、底部固定机构和变形视觉检测机构(11)，其特征在于，所述磕碰施力机构采用机械臂(4)安装在机器人上，所述机器人位于所述试验底座上，所述底部固定机构固定安装在所述试验底座上，所述变形视觉检测机构位于所述底部固定机构的正上方，所述底部固定机构用于对待试验的建筑结构的底侧进行锁紧固定，所述磕碰施力机构用于对所述建筑结构施加磕碰力，所述变形视觉检测机构用于对所述建筑结构的变形进行视觉检测；所述磕碰施力机构对待试验的建筑结构的磕碰力的方向能够调节的设置。
2.根据权利要求1所述一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，其特征在于：所述底部固定机构包括第一固定组(3)、第二固定组(5)，所述第一固定组和第二固定组位于所述试验底座上的各个试验工位的两侧，所述第一固定组和第二固定组之间的区域为固定待试验的建筑结构的固定区域(2)，所述磕碰施力机构位于所述固定区域的上方一侧。
3.根据权利要求2所述一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，其特征在于：所述变形视觉检测机构(11)包括视觉摄像头(11)和角度调节机器人，所述角度调节机器人可移动行走的设置在所述试验底座上，所述角度调节机器人的机械手上设置有所述视觉摄像头，所述角度调节机器人能够控制所述视觉摄像头在多个位置和角度对所述建筑结构进行图像拍摄。
4.根据权利要求2所述一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，其特征在于：所述磕碰施力机构包括旋转液压缸(7)、升降液压杆(8)、并联角度调节机构(6)和磕碰施加机构(10)，其中，所述旋转液压缸安装在所述机械臂(4)上，所述旋转液压缸的输出端连接有所述升降液压杆，所述旋转液压缸能够驱动所述升降液压杆绕水平轴线转动，以便使得所述升降液压杆摆动，所述升降液压杆的下端采用所述并联角度调节机构连接所述磕碰施加机构(10)，所述磕碰施加机构(10)的磕碰执行头(15)能够在一定频率下不断直线冲击运动，以便进行磕碰力的施加。
5.根据权利要求2所述一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，其特征在于：所述旋转液压缸通过使得所述升降液压杆从上侧向下侧旋转来增加所述磕碰施加机构的磕碰冲击力，且采用所述旋转液压缸进行转动冲击时，所述旋转液压缸的转动驱动来使得所述磕碰施加机构(10)的磕碰执行头(15)具有旋转冲击力。
6.根据权利要求5所述一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，其特征在于：所述旋转液压缸的输出端采用驱动轴连接有驱动套，所述驱动套与所述升降液压缸的上端连接，所述驱动套套设于所述驱动轴上，且所述驱动套与所述驱动轴之间设置有阻尼传动套，所述阻尼传动套构设为当所述驱动套与所述驱动轴之间的传动力矩小于设定值时，所述驱动套与所述驱动轴之间不可相对转动的设置，当所述驱动套与所述驱动轴之间的传动力矩大于设定值时，所述驱动套与所述驱动轴之间为可相对转动的设置。
7.根据权利要求5所述一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，其特征在于：所述并联角度调节机构(6)包括三个上铰接臂(14)和三个下铰接臂(16)，其中，所述上铰接臂的上端铰接在上平台上，所述上铰接臂的下端铰接在下铰接臂的上端，所述下铰接臂的下端铰接在下平台(6)上，所述上铰接臂与所述下铰接臂之间设置有控制所述上铰接臂与下铰接臂之间角度的并联控制液压缸，所述磕碰施加机构(10)固定在所述下平台的底部，所述上平台的顶部采用可转轴(13)可转动的设置在固定盘上，所述固定盘固定在所述升降液压杆的底端，所述可转轴的转动轴线与所述升降液压杆的伸缩方向的中心轴线重合。
8.根据权利要求6所述一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，其特征在于：所述磕碰施加机构(10)包括磕碰执行头(15)、导向滑座(18)、滑道(17)、冲击液压缸(12)和滑块，其中，所述导向滑座固定在所述下平台的底部，所述导向滑座内设置有滑道，所述滑道内设置有所述滑块，所述滑块的一端与所述冲击液压缸的活塞杆连接，所述滑块的另一端通过连接柱连接至所述磕碰执行头(15)，所述磕碰执行头的前端为球头结构。
9.根据权利要求5所述一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，其特征在于：所述第一固定组(3)、第二固定组(5)结构相同，均包括可调节座(25)、固定架(26)、固定螺柱(21)、第一固定螺母(20)、第二固定螺母(24)、上固定套(22)和下固定套(23)，其中，所述可调节座可调节位置的安装在所述试验底座上，所述可调节座上安装有所述固定架，所述固定架的中上部位置设置有水平延伸的所述固定螺柱，所述固定螺柱的一端采用所述第一固定螺母固定，所述固定螺柱的另一端向前伸出所述固定架，且所述固定柱的另一端螺纹连接有第二固定螺母，所述固定架的顶部前侧设置有所述上固定套，所述上固定套的上方正对设置有所述下固定套，待试验的建筑结构的底端设置有与所述固定螺柱套设配合的工艺孔一，所述第二固定螺母能够将所述固定螺柱固定在所述工艺孔一内，所述上固定套和下固定套上均设置有相对布置的固定孔，建筑结构上设置有与所述固定孔同轴配合的工艺孔二，所述固定孔与所述工艺二之间过盈配合有锁紧柱。
10.一种建筑结构磕碰耐久性试验的试验方法，其采用权利要求1-9任意一项所述一种建筑结构磕碰耐久性试验的检测器械，其特征在于：其包括以下步骤：
(1)将待试验的建筑结构分别置于各个试验工位上，并采用各个第一固定组和第二固定组对相应的建筑结构进行固定，在固定时，待试验的建筑结构上的工艺孔一套设在固定螺柱上，并采用第二固定螺母锁紧，待试验的建筑结构上的工艺孔二采用锁紧柱固定在固定孔处；
(2)通过调节机器人，使得机器人的机械臂对磕碰施力机构的位置和角度进行调节，调节好各个试验工位上的磕碰施力机构的位置和角度，使得不同试验工位上的磕碰施力机构对应不同的角度和位置，以便于对建筑结构的不同位置和角度进行同步试验；
(3)启动磕碰施力机构，利用磕碰施力机构对建筑结构进行磕碰作业，并利用变形视觉检测机构(11)实时监测建筑结构的变形情况，便于后续的变形试验分析。
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