[發明專利]一種束纖維拉壓的杠桿式測力裝置及用途

在審

• 申請號: 201811480276.9
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109540671A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 劉洪玲;于偉東;盧笛;崔瑞國
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;吳小麗

1.一種束纖維拉壓的杠桿式測力裝置，其特征在于：包括用于夾持或松開束纖維的定夾持機構(1)和動夾持機構(4)，定夾持機構(1)設于用于實現力傳遞的受力架(2)上，動夾持機構(4)設于移動架(5)上，測力機構(3)連接受力架(2)，還包括用于驅動移動架(5)移動并測量移動架(5)位移的拉壓機構(6)和用于數據采集與控制機構運行的測量控制系統；

所述受力架(2)包括簡支梁(21)，簡支梁(21)中部穿設支點軸(22)，平衡桿(23)固接在簡支梁(21)上，平衡重錘(24)設于平衡桿(23)上且可在平衡桿(23)上作水平移動調節簡支梁(21)隨遇平穩；簡支梁(21)底部設有用于與測力機構(3)相連的固定孔(25)；

支點軸(22)和簡支梁(21)組成杠桿將束纖維的拉伸或壓縮力傳遞到測力機構(3)，束纖維的受力使簡支梁(21)上端受力傳遞到底端的固定孔(25)處受力，通過測力機構(3)進行測量。

2.如權利要求1所述的一種束纖維拉壓的杠桿式測力裝置，其特征在于：所述定夾持機構(1)包括固定嵌裝在簡支梁(21)一側上部的由左上夾頭(11)和左下夾頭(12)組成的左夾頭，所述拉伸支點(22)位于左下夾頭(12)下方；左夾架(15)、左氣缸架(16)均固定嵌裝在簡支梁(21)另一側上部，左滑桿(13)穿過左夾架(15)與左氣缸架(16)從而保持左夾頭平穩，左氣缸(14)固裝在左氣缸架(16)上；左下夾頭(12)固定，左氣缸(14)連接左上夾頭(11)，左上夾頭(11)在左氣缸(14)的控制下上下移動來實現松開和夾緊束纖維的目的。

3.如權利要求2所述的一種束纖維拉壓的杠桿式測力裝置，其特征在于：所述移動架(5)包括右支架(51)，右支架(51)底部設有可螺旋穿入拉壓機構(6)的移動螺孔(52)。

4.如權利要求3所述的一種束纖維拉壓的杠桿式測力裝置，其特征在于：所述動夾持機構(4)包括固定嵌裝在右支架(51)一側上部的由右上夾頭(41)和右下夾頭(42)組成的右夾頭，右夾架(45)、右氣缸架(46)均固定嵌裝在右支架(51)上另一側上部，右滑桿(43)穿過右夾架(45)與右氣缸架(46)從而保持右夾頭平穩，右氣缸(44)固裝在右氣缸架(46)上；右下夾頭(42)固定，右氣缸(44)連接右上夾頭(41)，右上夾頭(41)在右氣缸(44)的控制下上下移動來實現松開和夾緊束纖維的目的。

5.如權利要求4所述的一種束纖維拉壓的杠桿式測力裝置，其特征在于：所述測力機構(3)包括力傳感器(31)，連接螺釘(32)一端通過固定螺母(34)與力傳感器(31)連接，連接螺釘(32)另一端插入簡支梁(21)底部的固定孔(28)并通過支梁固定螺母(33)固定；力傳感器(31)的輸出端與測量控制系統相連。

6.如權利要求5所述的一種束纖維拉壓的杠桿式測力裝置，其特征在于：所述拉壓機構(6)包括用于推動移動架(5)拉伸或復位的移動螺桿(61)，和用于驅動移動螺桿(61)反轉拉伸或復位的步進電機(62)，移動螺桿(61)螺旋穿入右支架(51)底部的移動螺孔(52)內，移動螺桿(61)連接步進電機(62)，步進電機(62)控制端與測量控制系統相連。

7.如權利要求6所述的一種束纖維拉壓的杠桿式測力裝置，其特征在于：所述測量控制系統包括與左氣缸(14)和右氣缸(44)相連的控制氣缸運動的氣缸控制單元、與力傳感器(31)相連的用于力采集與分析的力信號采集單元、與步進電機(62)相連并用于控制其運動的平移控制單元，計算機與氣缸控制單元、力信號采集單元、平移控制單元連接。

8.如權利要求7所述的一種束纖維拉壓的杠桿式測力裝置，其特征在于：所述將束纖維的左、右兩端分別夾持在左、右夾頭上，調節平衡重錘(27)的位置，使得簡支梁(21)隨遇穩態；右夾頭通過步進電機(62)驅動正轉對纖維束進行拉伸，或者通過步進電機(62)驅動反轉對纖維束進行壓縮，通過力傳感器(31)檢測纖維束的斷裂力，計算機根據力傳感器(31)和步進電機(62)的數據進行處理給出各力學指標。