CN207216943U - 一种组合桁架智能测试实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种组合桁架智能测试实验装置。该装置为实验教学用的实验装备，它由承载机架及移动机构、桁架结构梁、手动加载与应变挠度测量系统、智能程控加载与应变挠度测量系统、悬臂梁实验机构等部分组合而成；本装置有两套各自独立组合桁架的实验装备及测量系统和一套附设的悬臂梁实验机构；具有简装、前瞻、智能和专业、高质、实用等特点，可满足高水平实验教学；为教学的研究提供实践平台。
Description
技术领域
本实用新型涉及实验教学用的教学工具，尤其涉及一种组合桁架智能测试实验装置。
背景技术
培养创新人才,在于创新教学。高等学校开展创新创业教育一个重要方面是实验教学改革创新，实验教学应与科技发展、社会应用紧密结合，着重培养学生实践和创造能力。在高校工科领域中，结合现况的工程实例制作的实验教具是开放性创新实验教学开展的支撑硬件，是实现高等学校创新型、复合型人才培养的实践教育根基。
在实践教育的实验教学中，实验教具时代性与教学方法创新性决定了实践教学的效果和创新实践型人才培养目标的成效。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种组合桁架智能测试实验装置。该装置结构简单，能满足多层次的实验教学和教学研探，为学科研究提供实验平台。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种组合桁架智能测试实验装置，包括如下部件：
带滚轮可移动的承载机架1；
第一桁架结构梁2-1；
第二桁架结构梁2-2；
所述第一桁架结构梁2-1和第二桁架结构梁2-2并列安装在承载机架1上；
所述第一桁架结构梁2-1用于搭载手动加载与应变挠度测量系统；
该手动加载与应变挠度测量系统包括如下部件：
手轮加力机构3；
第一测力计4-1；
第一精密数字测量仪5-1；
第一测试分析仪6-1；
电脑7；
两根第一螺杆9-1；
带有第一磁性表座15-1的数显千分表8-1；
所述手轮加力机构3安装在承载机架1底架上，两根第一螺杆9-1的其中一根与第一桁架结构梁2-1的中部固联，第二根与手轮加力机构3固联；第一测力计4-1设置在两根第一螺杆9-1之间；所述两根第一螺杆9-1和手轮加力机构3的加载杆轴线重合；旋动手轮加力机构3可实现对第一桁架结构梁2-1施加荷载；
所述第一测力计4-1的其中一信号输出口依次电连接第一测试分析仪6-1和电脑7，电脑7可显示加力数据；
所述第一测力计4-1的另一信号输出口电连接第一精密数字测量仪5-1，第一精密数字测量仪5-1可显示力值；
所述固定第一磁性表座15-1的数显千分表8-1安置在第一桁架结构梁2-1的中部，用于测量挠度值。
所述第二桁架结构梁2-2用于搭载智能程控加载与应变挠度测量系统，
该智能程控加载与应变挠度测量系统包括如下部件：
第二测力计4-2；
第二精密数字测量仪5-2；
第二测试分析仪6-2；
第二螺杆9-2；
伺服电机与加力机构10；
无线程控全自动加力控制系统11；
手提电脑13；
带有磁性表座及夹套15的平板电脑14；
带有第二磁性表座15-2的高精度动态位移计12；
所述伺服电机与加力机构10与无线程控全自动加力控制系统11电连接；
所述伺服电机与加力机构10安装在承载机架1底架上，两根第二螺杆9-2的其中一根与第二桁架结构梁2-2的中部固联，第二根与伺服电机与加力机构10的加载杆固联；第二测力计4-2设置在两根第二螺杆9-2之间；所述两根第二螺杆9-2和伺服电机与加力机构10的加载杆的加杆轴线重合；伺服电机与加力机构10用于对第二桁架结构梁2-2施加荷载；
所述第二测力计4-2的其中一个信号输出口与第二精密数字测量仪5-2电连接，以显示力值；
所述第二测力计4-2的另一个信号输出口与第二测试分析仪6-2电连接；
所述第二磁性表座15-1安装在承载机架1顶部的横梁上；
所述高精度动态位移计12连接第二测试分析仪6-2；
所述平板电脑14连接第二精密数字测量仪5-2，第二精密数字测量仪5-2固定在承载机架1支撑柱上；
通过手提电脑13所设定的加载数据操控无线程控全自动加力控制系统11，可实现对第二桁架结构梁2-2施加荷载；
平板电脑14及第二测试分析仪6-2可实时测量显示的第二桁架结构梁2-2测点应变值和跨中挠度值。
所述承载机架1的一侧还安装有一套悬臂梁实验机构；
该悬臂梁实验机构包括如下部件：
第三磁性表座15-3；
第二数显千分表8-2；
悬臂梁16；
吊重托17；
砝码18；
所述悬臂梁16的固定端安装在承载机架1侧中部的横梁上、承重端安装有吊重托17，砝码18放置在吊重托17上，起施加荷载作用；
所述悬臂梁16上设定有若干个应变测点，并连接第一测试分析仪6-1；
所述第三磁性表座15-3固定在承载机架1一侧的横杆上，并安装第二数显千分表8-2；
当砝码18放在吊重托17时，悬臂梁16的承重端受重力作用，此时，第一测试分析仪6-1测量应变值、第二数显千分表8-2测量挠度数值。
所述第一桁架结构梁2-1和第二桁架结构梁2-2，由铝型材按所需几何形状用螺栓紧固而成。
本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本实用新型外形新颖、设计轻巧、占用面少，轮式移动；简装一体、装备两套，独立操作；结构安稳钢铝制作，稳固安全、机械弹性机能好。
本实用新型具有实验装置仪器、测试手段有与同类设备的通用性；本实用新型所搭载的内容涉面广、专业适用宽；本实用新型各个部件及其仪器互换灵活，桁架梁与支承座的形状、构构造及其联固方式可方便变换及拆卸。
本实用新型是一种实验教具和试验研究的装备，可通过对桁架梁模型计算(有限元建模)与模型的实验数据进行分析验证、研究和探索等方式实现教学和研探的实践途径。
本实用新型沿用传统技术和现代智能测试技术；实现教学创新模式。
附图说明
图1是本实用新型组合桁架智能测试实验装置整体结构示意图。
图2是本实用新型承载机架结构示意图。
图3是本实用新型手动加载与应变挠度测量系统结构示意图。
图4是图3联结原理方框图。
图5是本实用新型智能程控加载与应变挠度测量系统结构示意图。
图6是图5联结原理方框图。
图7是本实用新型悬臂梁实验机构结构示意图。
图8是图7联结原理方框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。
如图1、2所示；本实用新型公开了一种组合桁架智能测试实验装置，包括如下部件：
带滚轮可移动的承载机架1；
第一桁架结构梁2-1；
第二桁架结构梁2-2；
所述第一桁架结构梁2-1和第二桁架结构梁2-2并列安装在承载机架1上；
所述第一桁架结构梁2-1用于搭载手动加载与应变挠度测量系统；
如图3、4所示；该手动加载与应变挠度测量系统包括如下部件：
手轮加力机构3；
第一测力计4-1；
第一精密数字测量仪5-1；
第一测试分析仪6-1；
电脑7；
两根第一螺杆9-1；
带有第一磁性表座15-1的数显千分表8-1；
所述手轮加力机构3安装在承载机架1底架上，两根第一螺杆9-1的其中一根与第一桁架结构梁2-1的中部固联，第二根与手轮加力机构3固联；第一测力计4-1设置在两根第一螺杆9-1之间；所述两根第一螺杆9-1和手轮加力机构3的加载杆轴线重合；旋动手轮加力机构3可实现对第一桁架结构梁2-1施加荷载；
所述第一测力计4-1的其中一信号输出口依次电连接第一测试分析仪6-1和电脑7，电脑7可显示加力数据；
所述第一测力计4-1的另一信号输出口电连接第一精密数字测量仪5-1，第一精密数字测量仪5-1可显示力值；
所述固定第一磁性表座15-1的数显千分表8-1安置在第一桁架结构梁2-1的中部，用于测量挠度值。
所述第二桁架结构梁2-2用于搭载智能程控加载与应变挠度测量系统，
如图5、6所示；该智能程控加载与应变挠度测量系统包括如下部件：
第二测力计4-2；
第二精密数字测量仪5-2；
第二测试分析仪6-2；
第二螺杆9-2；
伺服电机与加力机构10；
无线程控全自动加力控制系统11；
手提电脑13；
带有磁性表座及夹套15的平板电脑14；
带有第二磁性表座15-2的高精度动态位移计12；
所述伺服电机与加力机构10与无线程控全自动加力控制系统11电连接；
所述伺服电机与加力机构10安装在承载机架1底架上，两根第二螺杆9-2的其中一根与第二桁架结构梁2-2的中部固联，第二根与伺服电机与加力机构10的加载杆固联；第二测力计4-2设置在两根第二螺杆9-2之间；所述两根第二螺杆9-2和伺服电机与加力机构10的加载杆的加杆轴线重合；伺服电机与加力机构10用于对第二桁架结构梁2-2施加荷载；
所述第二测力计4-2的其中一个信号输出口与第二精密数字测量仪5-2电连接，以显示力值；
所述第二测力计4-2的另一个信号输出口与第二测试分析仪6-2电连接；
所述磁性表座与夹套15安装在承载机架1顶部的横梁上；
所述高精度动态位移计12连接第二测试分析仪6-2；
所述平板电脑14连接第二精密数字测量仪5-2，第二精密数字测量仪5-2固定在承载机架1支撑柱上；
通过手提电脑13所设定的加载数据操控无线程控全自动加力控制系统11，可实现对第二桁架结构梁2-2施加荷载；
平板电脑14及第二测试分析仪6-2可实时测量显示的第二桁架结构梁2-2测点应变值和跨中挠度值。
所述承载机架1的一侧还安装有一套悬臂梁实验机构；
如图7、8所示；该悬臂梁实验机构包括如下部件：
第三磁性表座15-3；
第二数显千分表8-2；
悬臂梁16；
吊重托17；
砝码18；
所述悬臂梁16的固定端安装在承载机架1侧中部的横梁上，承重端安装有吊重托17，砝码18放置在吊重托17上，起施加荷载作用；
所述悬臂梁16上设定有若干个应变测点，并连接第一测试分析仪6-1；
所述第三磁性表座15-3固定在承载机架1一侧的横杆上，第二数显千分表8-2安装在第三磁性表座15-3上；
当砝码18放在吊重托17时，悬臂梁16的承重端受重力作用，此时，第一测试分析仪6-1测量应变值、第二数显千分表8-2测量挠度数值。
如图1、2所示；所述第一桁架结构梁2-1和第二桁架结构梁2-2，由铝型材按所需几何形状用螺栓紧固而成。
第一桁架结构梁2-1，由铝型材(规格6×10mm、∟30×30mm)按几何形状用细螺栓连紧固而成，并配有相应形式的支座。桁架结构梁的若干杆件上设定有若干个应变测点贴有应变片(用焊锡连导线)，实验梁。
第二桁架结构梁2-2，与第一桁架结构梁2-1的形状结构存在差异，但材料安配相同。
悬臂梁16，采用钢扁条(360×40×3mm)制备；
砝码18，2.0kg铸铁重块，若干块。
如上所述，便可较好地实现本实用新型。
本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种组合桁架智能测试实验装置，其特征在于，包括如下部件：
带滚轮可移动的承载机架(1)；
第一桁架结构梁(2-1)；
第二桁架结构梁(2-2)；
所述第一桁架结构梁(2-1)和第二桁架结构梁(2-2)并列安装在承载机架(1)上；
所述第一桁架结构梁(2-1)用于搭载手动加载与应变挠度测量系统；
该手动加载与应变挠度测量系统包括如下部件：
手轮加力机构(3)；
第一测力计(4-1)；
第一精密数字测量仪(5-1)；
第一测试分析仪(6-1)；
电脑(7)；
两根第一螺杆(9-1)；
带有第一磁性表座(15-1)的数显千分表(8-1)；
所述手轮加力机构(3)安装在承载机架(1)底架上，两根第一螺杆(9-1)的其中一根与第一桁架结构梁(2-1)的中部固联，第二根与手轮加力机构(3)固联；第一测力计(4-1)设置在两根第一螺杆(9-1)之间；所述两根第一螺杆(9-1)和手轮加力机构(3)的加载杆轴线重合；旋动手轮加力机构(3)可实现对第一桁架结构梁(2-1)施加荷载；
所述第一测力计(4-1)的其中一信号输出口依次电连接第一测试分析仪(6-1)和电脑(7)，电脑(7)可显示加力数据；
所述第一测力计(4-1)的另一信号输出口电连接第一精密数字测量仪(5-1)，第一精密数字测量仪(5-1)可显示力值；
固定第一磁性表座(15-1)的数显千分表(8-1)安置在第一桁架结构梁(2-1)的中部，用于测量挠度值。
2.根据权利要求1所述组合桁架智能测试实验装置，其特征在于：所述第二桁架结构梁(2-2)用于搭载智能程控加载与应变挠度测量系统；
该智能程控加载与应变挠度测量系统包括如下部件：
第二测力计(4-2)；
第二精密数字测量仪(5-2)；
第二测试分析仪(6-2)；
第二螺杆(9-2)；
伺服电机与加力机构(10)；
无线程控全自动加力控制系统(11)；
手提电脑(13)；
带有磁性表座及夹套(15)的平板电脑(14)；
带有第二磁性表座(15-2)的高精度动态位移计(12)；
所述伺服电机与加力机构(10)与无线程控全自动加力控制系统(11)电连接；
所述伺服电机与加力机构(10)安装在承载机架(1)底架上，两根第二螺杆(9-2)的其中一根与第二桁架结构梁(2-2)的中部固联，第二根与伺服电机与加力机构(10)的加载杆固联；第二测力计(4-2)设置在两根第二螺杆(9-2)之间；所述两根第二螺杆(9-2)和伺服电机与加力机构(10)的加载杆的加杆轴线重合；伺服电机与加力机构(10)用于对第二桁架结构梁(2-2)施加荷载；
所述第二测力计(4-2)的其中一个信号输出口与第二精密数字测量仪(5-2)电连接，以显示力值；
所述第二测力计(4-2)的另一个信号输出口与第二测试分析仪(6-2)电连接；
所述第二磁性表座(15-2)安装在承载机架(1)顶部的横梁上；
所述高精度动态位移计(12)连接第二测试分析仪(6-2)；
所述平板电脑(14)连接第二精密数字测量仪(5-2)，第二精密数字测量仪(5-2)固定在承载机架(1)支撑柱上；
通过手提电脑(13)所设定的加载数据操控无线程控全自动加力控制系统(11)，可实现对第二桁架结构梁(2-2)施加荷载；
平板电脑(14)及第二测试分析仪(6-2)可实时测量显示的第二桁架结构梁(2-2)测点应变值和跨中挠度值。
3.根据权利要求1所述组合桁架智能测试实验装置，其特征在于：所述承载机架(1)的一侧还安装有一套悬臂梁实验机构；
该悬臂梁实验机构包括如下部件：
第三磁性表座(15-3)；
第二数显千分表(8-2)；
悬臂梁(16)；
吊重托(17)；
砝码(18)；
所述悬臂梁(16)的固定端安装在承载机架(1)侧中部的横梁上，承重端的吊绳安装吊重托(17)，砝码(18)放置在吊重托(17)上；
所述悬臂梁(16)上设定有若干个应变测点，并连接第一测试分析仪(6-1)；
所述第三磁性表座(15-3)固定在承载机架(1)一侧的横杆上，第二数显千分表(8-2)安装在第三磁性表座(15-3)上，第三磁性表座(15-3)的测针置于承重端上；
当砝码(18)放在吊重托(17)时，悬臂梁(16)的承重端受重力作用，此时，第一测试分析仪(6-1)测量应变值、第二数显千分表(8-2)测量挠度数值。
4.根据权利要求1所述组合桁架智能测试实验装置，其特征在于：所述第一桁架结构梁(2-1)和第二桁架结构梁(2-2)，由铝型材按所需几何形状用螺栓紧固而成。
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| CN112396937A (zh) * | 2020-06-18 | 2021-02-23 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种积木式桁架教学实验装置 |
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