[發(fā)明專利]一種自張緊式繩索伺服牽引測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110111894.1
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN112924069B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張飛;尚偉偉;龐順翔;叢爽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01B21/02
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮(zhèn)勇

1.一種自張緊式繩索牽引測量裝置，其特征在于，包括繩索導(dǎo)引機(jī)構(gòu)(1000)、拉力測量機(jī)構(gòu)(2000)、卷索機(jī)構(gòu)(3000)、裝置殼體(4000)、伺服張緊機(jī)構(gòu)(5000)以及測量繩索(6000)；

所述繩索導(dǎo)引機(jī)構(gòu)(1000)包括：繩索導(dǎo)引支架(1001)、導(dǎo)引支架軸(1002)、導(dǎo)引滑輪(1003)、旋轉(zhuǎn)支架(1004)、旋轉(zhuǎn)支架軸承(1005)；

所述拉力測量機(jī)構(gòu)(2000)包括：測量支架支撐軸承(2001)、壓力傳感器(2002)、測量支架(2003)、測量支架軸(2004)、測量滑輪(2005)；

所述卷索機(jī)構(gòu)(3000)包括：卷軸(3001)、卷筒滑軸(3002)、滑動軸承(3003)、卷筒(3004)、卷筒滑軸支架(3005)、卷筒蓋板(3006)、卷筒螺桿底座(3007)；

所述伺服張緊機(jī)構(gòu)(5000)包括：電機(jī)軸支撐軸承(5001)、蝸卷彈簧(5002)、彈簧蓋板(5003)、伺服電機(jī)(5004)、編碼器(5005)、固定底板(5006)、聯(lián)軸器(5007)、卷軸支撐軸承(5008)；

所述裝置殼體(4000)包括：上部殼體(4001)、殼體底座(4003)；

所述上部殼體(4001)一角設(shè)置有通孔，所述旋轉(zhuǎn)支架(1004)安裝在該通孔中；

所述上部殼體(4001)的下部和所述殼體底座(4003)的上部分別設(shè)置有固定螺栓孔，并通過螺栓(4002)與所述固定底板(5006)連接；

所述上部殼體(4001)側(cè)面還設(shè)置有穿過控制信號線的通孔；

所述殼體底座(4003)還設(shè)置有該自張緊式繩索牽引測量裝置的安裝螺紋孔；

所述繩索導(dǎo)引支架(1001)上設(shè)置有穿過測量繩索的通孔，所述測量繩索(6000)從導(dǎo)引滑輪(1003)穿出后穿過該通孔抵達(dá)被測量點(diǎn)；

所述繩索導(dǎo)引支架(1001)通過導(dǎo)引支架軸(1002)與導(dǎo)引滑輪(1003)和旋轉(zhuǎn)支架(1004)連接，所述旋轉(zhuǎn)支架(1004)上設(shè)置有光軸，該光軸通過旋轉(zhuǎn)支架軸承(1005)與所述上部殼體(4001)連接，該光軸中心設(shè)置有穿過測量繩索(6000)的通孔；

所述測量支架(2003)通過測量支架軸(2004)與測量滑輪(2005)連接，所述測量支架(2003)通過測量支架支撐軸承(2001)與所述固定底板(5006)連接；

在測量支架支撐軸承(2001)與測量支架(2003)之間設(shè)置有壓力傳感器(2002)，所述測量支架(2003)上設(shè)置有穿過測量繩索(6000)的通孔；

所述卷軸(3001)上部通過所述卷軸支撐軸承(5008)固定在所述固定底板(5006)上，所述卷軸(3001)上端通過聯(lián)軸器(5007)與伺服電機(jī)(5004)的轉(zhuǎn)軸連接，所述伺服電機(jī)(5004)固定在所述固定底板(5006)上；

所述卷軸(3001)中部設(shè)置所述卷筒滑軸支架(3005)，所述卷筒滑軸支架(3005)兩端設(shè)置所述卷筒滑軸(3002)，滑動軸承(3003)滑動安裝在卷筒滑軸(3002)上；

所述滑動軸承(3003)固定在卷筒(3004)一端，卷筒(3004)下端設(shè)置所述卷筒蓋板(3006)；

所述卷筒蓋板(3006)上設(shè)有與卷筒(3004)一端螺紋孔連通的通孔，并通過螺栓固定連接卷筒(3004)與卷筒蓋板(3006)；

所述卷筒蓋板(3006)中部設(shè)置有螺孔，并與卷筒螺桿底座(3007)上的螺紋進(jìn)行配合轉(zhuǎn)動，所述卷筒螺桿底座(3007)固定在殼體底座(4003)上；

所述伺服電機(jī)(3004)與固定底板(5006)之間設(shè)置有編碼器(5005)，所述伺服電機(jī)(5004)上端設(shè)置有電機(jī)軸支撐軸承(5001)，所述伺服電機(jī)(5004)下端設(shè)置有卷軸支撐軸承(5008)；

在伺服電機(jī)(5004)與電機(jī)軸支撐軸承(5001)之間設(shè)置有蝸卷彈簧(5002)和彈簧蓋板(5003)，蝸卷彈簧(5002)的內(nèi)圈與伺服電機(jī)(5004)的轉(zhuǎn)軸固定連接；

所述測量繩索(6000)纏繞在所述卷筒(3004)上，繞過所述測量滑輪(2005)后，穿過所述測量支架(2003)上的通孔到達(dá)繩索導(dǎo)引機(jī)構(gòu)(1000)，繞過所述導(dǎo)引滑輪(1003)后，穿過所述繩索導(dǎo)引支架(1001)上的通孔抵達(dá)外部測量點(diǎn)；

蝸卷彈簧(5002)的回彈扭力作用在伺服電機(jī)(3004)軸上，驅(qū)動電機(jī)軸帶動卷軸(3001)旋轉(zhuǎn)，從而使得卷軸(3001)和卷筒(3004)一同回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)測量繩索(6000)的自動張緊；

當(dāng)測量點(diǎn)拉力大于蝸卷彈簧(5002)回彈扭力時(shí)，測量繩索(6000)將帶動卷筒(3004)旋轉(zhuǎn)，釋放測量繩索(6000)；

所述卷筒蓋板(3006)上的螺紋孔通過卷筒螺桿底座(3007)配合旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)卷筒(3004)沿著卷筒滑軸(3002)上下移動，使得測量繩索(6000)總是與卷筒(3004)橫界面平行輸出到拉力測量機(jī)構(gòu)(2000)的測量滑輪(2005)上；

所述壓力傳感器(2002)用于測量纏繞在測量滑輪(2005)上的測量繩索(6000)對測量支架(2003)產(chǎn)生下壓力，即能測量得到作用在測量繩索(6000)上的拉力；

當(dāng)外界環(huán)境溫度或濕度變化導(dǎo)致測量繩索(6000)受重力影響下垂時(shí)，控制系統(tǒng)能檢測得到測量繩索(6000)上的拉力變化，控制伺服電機(jī)(5004)驅(qū)動卷軸(3001)旋轉(zhuǎn)，從而回收測量繩索(6000)；

伺服電機(jī)(5004)上設(shè)置有編碼器(5005)，能時(shí)刻記錄測量繩索(6000)的繩長變化量，從而使得自張緊式繩索伺服牽引測量裝置能實(shí)時(shí)測量繩索繩長和拉力的變化。