一種基於並聯機構的橋梁靜力加載設備的製作方法

2023-07-07 16:20:36 3

本實用新型屬於橋梁模型靜力加載設備技術領域，具體來說，涉及一種基於並聯機構的橋梁靜力加載設備。

背景技術：

隨著我國經濟快速發展，交通運輸事業駛入了超常規發展的快車道，截至2012年，我國機動車保有量達到2.23億輛，汽車保有量達到1.04億輛。橋梁作為道路的重要組成部分，是交通工程中關鍵性樞紐，是國家經濟和社會發展的重要基礎設施。據統計至2012年底中國公路、城市橋梁已分別建成71.3萬座和5.8萬座，其中包含不少施工難度大、技術複雜、科技含量高的橋梁結構。然而，近幾年世界各國普遍發現已建橋梁存在使用性能差、使用壽命短、壽命周期經濟指標差等問題，截止到2011年底我國危橋數量已經超過了1萬座，嚴重危險橋梁的正常運營，給人們的生命財產安全造成極大隱患，給養護、維修等後期運營管理帶來巨大的經濟和社會負擔。因此，對橋梁結構安全性和耐久性進行檢測與評估，對提升橋梁在日益增長的交通量和載重量情況下的安全性和耐久性意義深遠。橋梁結構模型試驗是分析橋梁新結構型式、探索複雜橋跨橋結構受力狀態的重要手段，具有直觀、快捷的特點，是對橋梁承載力評價最有效的方法。目前市面上常用設備的加載位置和大小一般通過人工進行調整，控制精度低且可重複性差；加載力調整範圍小，適用橋梁模型尺寸少，若要對大尺寸模型進行試驗則設備尺寸很大，使用很不方便。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種性能優異的基於並聯機構的橋梁靜力加載設備。

本實用新型所述的一種基於並聯機構的橋梁靜力加載設備，所述橋梁靜力加載設備包括機架、並聯式移動機構、靜力加載裝置和電控系統四部分；所述機架由底座1、模型移動導軌2、立柱6、放置臺7和模型支撐導軌11組成，所述立柱6均勻布置在呈長方形狀的底座1的四個頂角；所述模型移動導軌2有兩條，位於立柱6內側，平等於並貼近底座1的兩個長邊，並通過螺釘與底座1連接；所述放置臺7呈長方形，與底座1平行，放置於4根立柱6上；所述模型支撐導軌11有多個，垂直放置在兩條模型移動導軌2上，其兩端的下方為凸型結構，與模型移動導軌2凹槽配合實現滑動；橋梁模型10垂直放置於模型支撐導軌11上，通過調整模型移動導軌2和模型支撐導軌11位置以適應橋梁模型10尺寸；所述並聯式移動機構由短導軌12、電機13、長導軌14、滑塊15、萬向鉸16、伸縮杆17、球鉸18和下平臺19組成；所述短導軌12由兩根平行安裝的導軌組成，安裝放置臺7的長邊中間；所述長導軌14有兩組，八字形對稱分布短導軌12兩側；所述滑塊15安裝在導軌上並沿著導軌移動；所述電機13安裝於導軌兩側；所述伸縮杆17有六根，一端通過萬向鉸16與滑塊15連接，另一端通過球鉸18與呈六邊形狀的下平臺19的六個角連接；所述靜力加載裝置由下平臺19支撐，包括刀具3、連接軸及其壓力傳感器4、氣缸5和空壓機9；所述刀具3和連接軸及其壓力傳感器4同軸連接，位於下平臺19下端；所述氣缸5穿過並卡在下平臺19上，為系統提供壓力；所述電控系統由計算機及其採集模塊8組成，安裝在放置臺7上。

本實用新型所述的一種基於並聯機構的橋梁靜力加載設備，所述長導軌14與短導軌12共面並對稱分布在短導軌12兩側，兩組長導軌14之間夾角為150°。

本實用新型所述的一種基於並聯機構的橋梁靜力加載設備，所述長導軌14長度為短導軌12長度的2～3倍。

本實用新型所述的一種基於並聯機構的橋梁靜力加載設備，所述模型移動導軌2長度為模型支撐導軌11長度的2～3倍。

本實用新型所述的一種基於並聯機構的橋梁靜力加載設備，所述下平臺19為具有兩平行短邊的六邊形，其短邊平行放置臺7的長邊。

本實用新型所述的一種基於並聯機構的橋梁靜力加載設備，所述底座1的短邊方向均勻分布3行螺紋孔，模型移動導軌2之間通過連接不同行的螺紋孔調整間距。

本實用新型所述的一種基於並聯機構的橋梁靜力加載設備，所述模型支撐導軌11中間段為伸縮結構，以對應兩條模型移動導軌2的不同間距。

本實用新型所述的一種基於並聯機構的橋梁靜力加載設備，所述並聯式移動機構移動控制精度為0.01mm；壓力傳感器的檢測精度為加載壓力的0.1％。

與現有技術相比，本實用新型採用計算機全自動控制實現橋梁模型加載位置和壓力的實時調整，具有操作便捷、精準控制的優點；並聯式加載機構剛度高、加載空間大，空間內任意位置可精確操控，實現橋梁模型力學性能的多點測試；模型移動導軌和模型支撐導軌位置可調，以便適用於不同尺寸的橋梁模型；本實用新型實現橋梁模型靜力加載試驗的全自動化控制，操作簡單便捷、試驗數值控制精度高，大大降低了工人的勞動強度，具有很大的實用價值。

附圖說明

圖1：本實用新型的結構主視圖；圖2：本實用新型的結構下視圖；其中，底座-1、模型移動導軌-2、刀具-3、連接軸及其壓力傳感器-4、氣缸-5、立柱-6、放置臺-7、計算機及其採集模塊-8、空壓機-9、橋梁模型-10、模型支撐導軌-11、短導軌-12、電機-13、長導軌-14、滑塊-15、萬向鉸-16、伸縮杆-17、球鉸-18、下平臺-19。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本實用新型所述的基於並聯機構的橋梁靜力加載設備做進一步說明，但是本實用新型的保護範圍並不限於此。

實施例1

一種基於並聯機構的橋梁靜力加載設備，所述橋梁靜力加載設備包括機架、並聯式移動機構、靜力加載裝置和電控系統四部分；所述機架由底座1、模型移動導軌2、立柱6、放置臺7和模型支撐導軌11組成，所述立柱6均勻布置在呈長方形狀的底座1的四個頂角；所述模型移動導軌2有兩條，位於立柱6內側，平等於並貼近底座1的兩個長邊，並通過螺釘與底座1連接；所述放置臺7呈長方形，與底座1平行，放置於4根立柱6上；所述模型支撐導軌11有3個，垂直放置在兩條模型移動導軌2上，其兩端的下方為凸型結構，與模型移動導軌2凹槽配合實現滑動；橋梁模型10垂直放置於模型支撐導軌11上，通過調整模型移動導軌2和模型支撐導軌11位置以適應橋梁模型10尺寸；所述並聯式移動機構由短導軌12、電機13、長導軌14、滑塊15、萬向鉸16、伸縮杆17、球鉸18和下平臺19組成；所述短導軌12由兩根平行安裝的導軌組成，安裝放置臺7的長邊中間；所述長導軌14有兩組，八字形對稱分布短導軌12兩側；所述滑塊15安裝在導軌上並沿著導軌移動；所述電機13安裝於導軌兩側；所述伸縮杆17有六根，一端通過萬向鉸16與滑塊15連接，另一端通過球鉸18與呈六邊形狀的下平臺19的六個角連接；所述靜力加載裝置由下平臺19支撐，包括刀具3、連接軸及其壓力傳感器4、氣缸5和空壓機9；所述刀具3和連接軸及其壓力傳感器4同軸連接，位於下平臺19下端；所述氣缸5穿過並卡在下平臺19上，為系統提供壓力；所述電控系統由計算機及其採集模塊8組成，安裝在放置臺7上。

所述長導軌14與短導軌12共面並對稱分布在短導軌12兩側，兩組長導軌14之間夾角為150°。所述長導軌14長度為短導軌12長度的2.5倍。所述模型移動導軌2長度為模型支撐導軌11長度的2.5倍。所述下平臺19為具有兩平行短邊的六邊形，其短邊平行放置臺7的長邊。所述底座1的短邊方向均勻分布3行螺紋孔，模型移動導軌2之間通過連接不同行的螺紋孔調整間距。所述模型支撐導軌11中間段為伸縮結構，以對應兩條模型移動導軌2的不同間距。所述並聯式移動機構移動控制精度為0.01mm；壓力傳感器的檢測精度為加載壓力的0.1％。

與現有技術相比，本實用新型採用計算機全自動控制實現橋梁模型加載位置和壓力的實時調整，具有操作便捷、精準控制的優點；並聯式加載機構剛度高、加載空間大，空間內任意位置可精確操控，實現橋梁模型力學性能的多點測試；模型移動導軌和模型支撐導軌位置可調，以便適用於不同尺寸的橋梁模型；本實用新型實現橋梁模型靜力加載試驗的全自動化控制，操作簡單便捷、試驗數值控制精度高，大大降低了工人的勞動強度，具有很大的實用價值。