[发明专利]导轮式弹性绳索模拟装置及应用方法

权利要求书

1.一种导轮式弹性绳索模拟装置，其特征在于：包括两个滑道板，在滑道板上沿其长向竖直开设有多个滑槽，在每一个滑槽上设置可以上下自由滑动的限位螺丝；在两个滑道板中间竖直设置有一空心导轨，空心导轨底部固定于底板上，空心导轨顶端设置一定滑轮，空心导轨的底部还滑动套装有一托盘；定滑轮一侧的导线竖直穿过空心导轨并与底部托盘相连；其中空心导轨侧面留有缝隙，以使托盘能够随导线通过导轨上下移动；在空心导轨上还套设有多个重块，重块的数量与单个滑道板上的滑槽的数量一致；重块之间通过弹簧连接，并在每个重块的底部水平设置支撑杆，支撑杆的两端分别搭接在两个滑道板滑槽上的限位螺丝上，以使重块只能向上移动而限制其向下运动；

当弹性绳索受力时，绳索拉力通过滑轮导线将底部托盘提起，并压缩弹簧，当重块提升高度达到一定程度时，底部托盘与其上重块相接并继续向上运动；至拉力达到最大值时，重块停止向上运动，并随着拉力变小向下运动；当拉力恢复至小于某个重块的重量时，该重块由于受到限位螺丝的阻挡而停止向下运动。

2.根据权利要求1所述的导轮式弹性绳索模拟装置，其特征在于：每个滑道板上竖直设置5-10个规格相同的滑槽，每个滑槽等间距布置。

3.根据权利要求1所述的导轮式弹性绳索模拟装置，其特征在于：滑轮另一侧的导线与另一个可移动的滑轮相连，该可移动的滑轮可灵活固定于弹性绳索的一段。

4.根据权利要求1所述的导轮式弹性绳索模拟装置，其特征在于：在滑道板一侧，设置一标尺，其精度为毫米级，用于控制各个重块之间的距离。

5.根据权利要求1所述的导轮式弹性绳索模拟装置，其特征在于：为防止重块在与托盘或前一个重块接触前被弹簧顶起，将重块下部设置凹槽，将弹簧一段设置在凹槽内。

6.如权利要求1所述的导轮式弹性绳索模拟装置的具体设置方法：其特征在于：

(1)根据原型弹性绳索拉力-变形对应关系，计算得到缩尺后的与原型对应的模型绳索的拉力-变形关系，并取若干节点(F_n，L_n)，见下表，

拉力F₁F₂F₃F₄…F_n变形L₁L₂L₃L₄…L_n

其中F_n-F_n-1为模型重块Gn的重力,重块G_n到G_n-1之间距离为L_n-L_n-1，n＝1,2,3…n，当n＝1时，模型重块G1的重力为F₁，且重块G1到G0之间距离即重块G1到托盘的距离，等于L₁

(2)根据胡克定律计算每个重块(Gn,n＝1,2,3…)下边连接的弹簧的弹性系数K_n：

K_n＝(F_n-F_n-1)/(L_n-L_n-1)；

由于实际弹簧的弹性系数不可能完全等于理论上求得的弹性系数，所以实际中，保证弹簧的弹性系小于或数等于理论上求得的弹性系数即可；

(3)根据需要，设置每个滑道板上的滑槽数目为n个；

(4)通过调节限位螺丝，设置重块G_n到G_n-1之间距离为L_n-L_n-1，并将弹性系数K_n<＝(F_n-F_n-1)/(L_n-L_n-1)的弹簧分别置入重块下边。