CN207903766U - 实验加载系统的试件变轨输送装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及试件加载试验领域，公开了一种实验加载系统的试件变轨输送装置。该实验加载系统的试件变轨输送装置，包括轨道支撑结构、输送轨道和试件装载机构，所述试件装载机构设置于输送轨道上，所述输送轨道包括相互对接的固定轨道和活动轨道，所述活动轨道设置于轨道支撑结构上并设置有将活动轨道向侧方移动的变轨机构。其采用固定轨道和活动轨道相组合进行试件的输送，采用本实用新型的试件吊装辅助装置及试件吊装方法可以在不影响加载系统内部空间的情况下，实现试件的安全高效的吊装搬运，其不仅可以运用于六自由度加载系统，对于其他有着类似构造的加载系统均能适用。

Description

实验加载系统的试件变轨输送装置

技术领域

本实用新型涉及试件加载试验领域，尤其是一种实验加载系统的试件变轨输送装置。

背景技术

在结构或构件加载实验设备中，以基于Stewart平台的六自由度加载系统效果最佳，Stewart平台可以在空间六维实现运动和力的输出，与构件的实际受力最为接近。六自由度加载系统结构上主要由地基基础、工作平台和反力框架等组成。其中，反力框架和工作平台采用上下布置的方式，加载效果最佳。试件安装于反力框架和工作平台之间，通过工作平台的动作实现加载。

然而，由于反力框架和工作平台上下布置，试件难以直接通过试验室桁车完成安装与拆卸，特别是对于大型的试件其安装拆卸存在更大的困难。目前六自由度加载系统多处于理论或者小型实验阶段，现有技术中也没有专用的设备能够安全、高效地完成试件的吊装运输工作。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种实验加载系统的试件变轨输送装置，安全高效地实现试件的吊装搬运。

本实用新型公开的实验加载系统的试件变轨输送装置，包括轨道支撑结构、输送轨道和试件装载机构，所述试件装载机构设置于输送轨道上，所述输送轨道包括相互对接的固定轨道和活动轨道，所述活动轨道设置于轨道支撑结构上并设置有将活动轨道向侧方移动的变轨机构。

优选地，所述活动轨道和固定轨道均为包含两侧轨道的双轨道；

所述变轨机构为摆臂，所述摆臂的一端铰接于活动轨道上，另一端铰接于轨道支撑结构上，一侧的活动轨道上连接有至少两个摆臂，同侧的各摆臂长度相等且相互平行。

优选地，所述两侧的活动轨道上分别设置有锁闭机构，所述锁闭机构包括插销座和锁闭插销，所述插销座对应摆臂设置于活动轨道上，所述插销座上设置有插销孔，所述插销孔与活动轨道之间的间距等于摆臂的宽度；

在活动轨道与固定轨道对接时，所述摆臂贴合于活动轨道上，所述锁闭插销插接于插销孔内锁定摆臂。

优选地，所述轨道支撑结构包括支撑横梁，所述活动轨道设置于支撑横梁上，所述支撑横梁上对应两侧活动轨道分别设置有滑动块，所述滑动块与支撑横梁滑动连接，所述滑动块顶部两侧设置有夹持滚轮，所述夹持滚轮的滚轮轴竖直设置，所述夹持滚轮具有环向台阶，所述活动轨道架设于环向台阶上并且夹持于滑动块两侧的夹持滚轮之间。

优选地，所述轨道支撑结构上设置有横向导杆，所述横向导杆上对应两侧活动轨道分别设置有滑动块，所述滑动块与横向导杆滑动连接，所述滑动块与对应的活动轨道之间设置有连接杆，所述连接杆两端分别与活动轨道以及滑动块铰接。

优选地，所述的实验加载系统的试件变轨输送装置设置有变轨牵引系统，所述变轨牵引系统包括绞盘、末端反向轮以及变轨牵引绳，所述变轨牵引绳穿绕于绞盘和末端反向轮上，所述变轨牵引绳以绞盘和末端反向轮为界分为第一牵引段和第二牵引段，两侧活动轨道对应的滑动块分别与第一牵引段和第二牵引段相连接。

优选地，所述试件装载机构包括牵引小车、托盘以及驱动机构，所述牵引小车与托盘均搭接于输送轨道上，所述托盘位于牵引小车靠近活动轨道的一端，所述牵引小车与托盘之间通过可拆卸方式连接，所述驱动机构连接于牵引小车上。

优选地，所述驱动机构包括手动双向卷扬机和电动双向卷扬机，所述手动双向卷扬机和电动双向卷扬机分别通过小车牵引绳与牵引小车相连接。

本实用新型还提供一种试件吊装方法，采用上述的实验加载系统的试件变轨输送装置；

其包括将试件吊装进入加载系统，步骤如下：

活动轨道变轨与固定轨道对接，试件吊装于试件装载机构上；

试件装载机构输送试件至加载系统的工作平台上方；

工作平台上升托起试件装载机构，活动轨道变轨与固定轨道分离，让开空间，工作平台继续上升至试件顶部与反力框架接触，将试件顶部与反力框架连接；

工作平台下降，活动轨道变轨与固定轨道对接，试件装载机构下落至活动轨道上；

试件装载机构回到固定轨道上，活动轨道变轨与固定轨道分离，让开空间，工作平台上升与试件底部相连接，试件安装完成。

优选地，所述的试件吊装方法，包括将试件吊离加载系统，步骤如下：

工作平台下降至活动轨道下方，活动轨道变轨与固定轨道对接；

试件装载机构运动至试件下方，工作平台上升托起试件装载机构；

活动轨道变轨与固定轨道分离，让开空间，工作平台托起试件装载机构继续上升至试件装载机构与试件相接触，将解除试件与反力框架之间的连接；

工作平台下降将试件装载机构连同试件下降，活动轨道变轨与固定轨道对接，工作平台继续下降将试件装载机构连同试放置于活动轨道上；

试件装载机构将试件输送至固定轨道上，调离试件，试件卸出完成。

本实用新型的有益效果是：该吊装辅助装置中采用固定轨道和活动轨道相组合进行试件的输送，在需要进行输送试件时，活动轨道与固定轨道对接构成完整的输送轨道；在无需进行试件输送时，活动轨道与固定轨道变轨分离，让开空间以供工作平台运动。采用本实用新型的试件吊装辅助装置及试件吊装方法可以在不影响加载系统内部空间的情况下，实现试件的安全高效的吊装搬运，其不仅可以运用于六自由度加载系统，对于其他有着类似构造的加载系统均能适用。

附图说明

图1是本实用新型的六自由度加载系统的示意图；

图2是本实用新型的试件吊装辅助装置的示意图；

图3是锁闭机构的一种实施方式示意图；

图4是将活动轨道斜向运动转化为直线运动的方式一的示意图；

图5是将活动轨道斜向运动转化为直线运动的方式二的示意图。

附图标记：轨道支撑结构1，支撑横梁11，横向导杆12，固定轨道2，活动轨道3，摆臂4，插销座51，锁闭插销52，牵引小车61，托盘62，滑动块71，夹持滚轮72，连接杆73，绞盘81，末端反向轮82，变轨牵引绳83，反力框架91，工作平台92。

具体实施方式

如图1所示，即为一种包含反力框架91和工作平台92的六自由度加载系统，其工作平台92位于反力框架91下方，试件置于工作平台92与反力框架91之间进行加载试验，下面以图1所示的加载系统对本实用新型进一步说明。

本实用新型公开的实验加载系统的试件变轨输送装置，包括轨道支撑结构1、输送轨道和试件装载机构，所述试件装载机构设置于输送轨道上，所述输送轨道包括相互对接的固定轨道2和活动轨道3，所述活动轨道3设置于轨道支撑结构1上并设置有将活动轨道3向侧方移动的变轨机构。

在安装该试件吊装辅助装置时，将轨道支撑结构1安装于地基上或者反力框架91上，使活动轨道3位于工作平台上方，固定轨道2则位于反力框架91以外，可以直接采用行车吊运试件的位置。

采用该试件吊装辅助装置将试件吊装进入加载系统的步骤如下：

活动轨道3变轨与固定轨道2对接，试件吊装于试件装载机构上；

试件装载机构输送试件至加载系统的工作平台上方；

工作平台上升托起试件装载机构，活动轨道3变轨与固定轨道2分离，让开空间，工作平台继续上升至试件顶部与反力框架91接触，将试件顶部与反力框架91连接；

工作平台下降，活动轨道3变轨与固定轨道2对接，试件装载机构下落至活动轨道3上；

试件装载机构回到固定轨道2上，活动轨道3变轨与固定轨道2分离，让开空间，工作平台上升与试件底部相连接，试件安装完成。

试件安装完成后即可进行加载试验，在加载试验完成后，则需要将试件从加载系统中拆下吊离加载系统，其步骤如下：

工作平台下降至活动轨道3下方，活动轨道3变轨与固定轨道2对接；

试件装载机构运动至试件下方，工作平台上升托起试件装载机构；

活动轨道3变轨与固定轨道2分离，让开空间，工作平台托起试件装载机构继续上升至试件装载机构与试件相接触，将解除试件与反力框架91之间的连接；

工作平台下降将试件装载机构连同试件下降，活动轨道3变轨与固定轨道2对接，工作平台继续下降将试件装载机构连同试放置于活动轨道3上；

试件装载机构将试件输送至固定轨道2上，调离试件，试件卸出完成。

整个吊装过程，不但利用变轨避免了轨道与工作平台的位置冲突，而且巧妙地运用了加载系统中自带的工作平台配合完成了试件的安装工作，整个吊装过程操作难度低，安全性高，可以有效避免意外事故的发生。

理论上来讲，输送轨道可以采用单轨道，也可采用多轨道，但为兼顾结构的简单和安全性，所述活动轨道3和固定轨道2均为包含两侧轨道的双轨道；变轨机构可以采用滑动式、推拉式等等，只要能够保证活动轨道3与固定轨道2对位准确，且能让开空间即可。但是，若想做到这两点，活动轨道3在变轨过程中始终处于平行状态最好，为了实现这一目标，如图2所示，所述变轨机构为摆臂4，所述摆臂4的一端铰接于活动轨道3上，另一端铰接于轨道支撑结构1上，一侧的活动轨道3上连接有至少两个摆臂4，同侧的各摆臂4长度相等且相互平行。通常每侧活动轨道3采用两个摆臂4即可，两个摆臂4与活动轨道3以及轨道支撑结构1形成了一个平行四边形结构，两个摆臂4在轨道支撑结构1上的铰接点固定，则活动轨道3在变轨过程中永远平行于这两个铰接点之间的连线，因此，在安装过程中只要保证这两个铰接点的连线与固定轨道2平行，则活动轨道3也就能够准确与固定轨道2平行对接。

在轨道对接完成后，最好能够将活动轨道3锁定，提高安全性，因此，针对活动轨道3需要设置锁闭机构，锁闭机构可采用常用的插销锁定，螺钉锁定等等方式，如图3所示，具体在采用摆臂4作为变轨机构时，所述锁闭机构包括插销座51和锁闭插销52，所述插销座51对应摆臂4设置于活动轨道3上，所述插销座51上设置有插销孔，所述插销孔与活动轨道3之间的间距等于摆臂4的宽度；

在活动轨道3与固定轨道2对接时，所述摆臂4贴合于活动轨道3上，所述锁闭插销52插接于插销孔内锁定摆臂4。摆臂4贴合于活动轨道3则活动轨道3无法再向内移动，同时利用锁闭插销52使其不能再向外侧移动，活动轨道3的两侧均固定了，活动轨道3也就被锁定了。此外为了对接准确，还可将活动轨道3与固定轨道2的对接处设置于斜面，同时在对接处多设置一道插销锁闭。

活动轨道3的变轨可以完全由人工操作，也可配合液压缸、气缸、电动推杆等设备进行驱动，由于采用了摆臂4作为变轨机构，实际活动轨道3在变轨过程中是斜向平行运动的，直接采用前述的杆状伸缩驱动件驱动效果并不理想，而且对于采用卷扬机类的牵引设备更是难以直接对活动轨道3实现稳定的驱动。就这个问题，本实用新型提出了一下两种驱动方式，将斜向运动转化为直线运动再进行驱动，则很好地解决了上述问题。

方式一，如图4所示，所述轨道支撑结构1包括支撑横梁11，所述活动轨道3设置于支撑横梁11上，所述支撑横梁11上对应两侧活动轨道3分别设置有滑动块71，所述滑动块71与支撑横梁11滑动连接，所述滑动块71顶部两侧设置有夹持滚轮72，所述夹持滚轮72的滚轮轴竖直设置，所述夹持滚轮72具有环向台阶，所述活动轨道3架设于环向台阶上并且夹持于滑动块71两侧的夹持滚轮72之间。滑动块71在变轨过程中是沿着支撑横梁11直线运动的，同时由于夹持滚轮72的作用，其夹持的活动轨道3可以相对于滑动块71沿轴向滑动。通过驱动滑动块71沿着支撑横梁11运动，即可使得夹持于其上的活动轨道3斜向运动，从而将活动轨道3的斜向运动转化为了滑动块71的直线运动，更有利于利用驱动设备驱动活动轨道3变轨。

除了方式一以外，如图5所示，本实用新型还提供了方式二，所述轨道支撑结构1上设置有横向导杆12，所述横向导杆12上对应两侧活动轨道3分别设置有滑动块71，所述滑动块71与横向导杆12滑动连接，所述滑动块71与对应的活动轨道3之间设置有连接杆73，所述连接杆73两端分别与活动轨道3以及滑动块71铰接。与方式一类似，通过驱动滑动块71沿着导杆做直线运动，即可驱动活动轨道3变轨。

采用了上述两种方式即可通过牵引绳实现轨道的牵引变轨，具体方式是设置变轨牵引系统，所述变轨牵引系统包括绞盘81、末端反向轮82以及变轨牵引绳83，所述变轨牵引绳83穿绕于绞盘81和末端反向轮82上，所述变轨牵引绳83以绞盘81和末端反向轮82为界分为第一牵引段和第二牵引段，两侧活动轨道3对应的滑动块71分别与第一牵引段和第二牵引段相连接。在转动绞盘81时，第一牵引段和第二牵引段的运动方向相反，两个滑动块71分别固定在两者上，则通过转动绞盘81可以实现两个滑动块71的相向运动或者相背运动，进而实现两侧活动轨道3向内变轨对接或者向外变轨分离。

同样试件装载机构通常也是需要设备对其进行驱动的，因而会将其与驱动设备相连接，若其采用整体设计，则不便于工作平台将其托起，以安装试件或者承接试件；因此，在如图2所示的实施例中，所述试件装载机构包括牵引小车61、托盘62以及驱动机构，所述牵引小车61与托盘62均搭接于输送轨道上，所述托盘62位于牵引小车61靠近活动轨道3的一端，所述牵引小车61与托盘62之间通过可拆卸方式连接，所述驱动机构连接于牵引小车61上。托盘62用于承载试件，其通过插销等可拆卸方式与牵引小车61相连，需要工作平台托起托盘62时，则将牵引小车61与其分离，需要进行牵引时，则将两者再连接起来。为了方便统一，所述驱动机构也可采用卷扬机牵引，在本实施例中，所述驱动机构包括手动双向卷扬机和电动双向卷扬机，所述手动双向卷扬机和电动双向卷扬机分别通过小车牵引绳与牵引小车61相连接。

Claims (8)

1.实验加载系统的试件变轨输送装置，其特征在于，包括轨道支撑结构(1)、输送轨道和试件装载机构，所述试件装载机构设置于输送轨道上，所述输送轨道包括相互对接的固定轨道(2)和活动轨道(3)，所述活动轨道(3)设置于轨道支撑结构(1)上并设置有将活动轨道(3)向侧方移动的变轨机构。

2.如权利要求1所述的实验加载系统的试件变轨输送装置，其特征在于，所述活动轨道(3)和固定轨道(2)均为包含两侧轨道的双轨道；

所述变轨机构为摆臂(4)，所述摆臂(4)的一端铰接于活动轨道(3)上，另一端铰接于轨道支撑结构(1)上，一侧的活动轨道(3)上连接有至少两个摆臂(4)，同侧的各摆臂(4)长度相等且相互平行。

3.如权利要求2所述的实验加载系统的试件变轨输送装置，其特征在于，所述两侧的活动轨道(3)上分别设置有锁闭机构，所述锁闭机构包括插销座(51)和锁闭插销(52)，所述插销座(51)对应摆臂(4)设置于活动轨道(3)上，所述插销座(51)上设置有插销孔，所述插销孔与活动轨道(3)之间的间距等于摆臂(4)的宽度；

在活动轨道(3)与固定轨道(2)对接时，所述摆臂(4)贴合于活动轨道(3)上，所述锁闭插销(52)插接于插销孔内锁定摆臂(4)。

4.如权利要求2所述的实验加载系统的试件变轨输送装置，其特征在于，所述轨道支撑结构(1)包括支撑横梁(11)，所述活动轨道(3)设置于支撑横梁(11)上，所述支撑横梁(11)上对应两侧活动轨道(3)分别设置有滑动块(71)，所述滑动块(71)与支撑横梁(11)滑动连接，所述滑动块(71)顶部两侧设置有夹持滚轮(72)，所述夹持滚轮(72)的滚轮轴竖直设置，所述夹持滚轮(72)具有环向台阶，所述活动轨道(3)架设于环向台阶上并且夹持于滑动块(71)两侧的夹持滚轮(72)之间。

5.如权利要求2所述的实验加载系统的试件变轨输送装置，其特征在于，所述轨道支撑结构(1)上设置有横向导杆(12)，所述横向导杆(12)上对应两侧活动轨道(3)分别设置有滑动块(71)，所述滑动块(71)与横向导杆(12)滑动连接，所述滑动块(71)与对应的活动轨道(3)之间设置有连接杆(73)，所述连接杆(73)两端分别与活动轨道(3)以及滑动块(71)铰接。

6.如权利要求4或5所述的实验加载系统的试件变轨输送装置，其特征在于，设置有变轨牵引系统，所述变轨牵引系统包括绞盘(81)、末端反向轮(82)以及变轨牵引绳(83)，所述变轨牵引绳(83)穿绕于绞盘(81)和末端反向轮(82)上，所述变轨牵引绳(83)以绞盘(81)和末端反向轮(82)为界分为第一牵引段和第二牵引段，两侧活动轨道(3)对应的滑动块(71)分别与第一牵引段和第二牵引段相连接。

7.如权利要求1所述的实验加载系统的试件变轨输送装置，其特征在于，所述试件装载机构包括牵引小车(61)、托盘(62)以及驱动机构，所述牵引小车(61)与托盘(62)均搭接于输送轨道上，所述托盘(62)位于牵引小车(61)靠近活动轨道(3)的一端，所述牵引小车(61)与托盘(62)之间通过可拆卸方式连接，所述驱动机构连接于牵引小车(61)上。

8.如权利要求7所述的实验加载系统的试件变轨输送装置，其特征在于，所述驱动机构包括手动双向卷扬机和电动双向卷扬机，所述手动双向卷扬机和电动双向卷扬机分别通过小车牵引绳与牵引小车(61)相连接。