[发明专利]自平衡测力仪及其使用方法

说明书

本发明公开了自平衡测力仪及其使用方法，包括一弧形底座、一支架、一受力轮、若干测力计和若干位移传感器；支架包括一支架主体和若干支腿，各支腿底端设有可转动球铰，所有支腿底端的可转动球铰共平面；各支腿上均设有测力计；支腿置于弧形凹面上，可转动球铰与弧形凹面点接触；受力轮固定于支架主体的上端，受力轮和支架的中心轴线重合；受力轮用来承载动态构件并随动态构件的运动而转动；受力轮两侧分别设有一第一位移传感器；至少一支腿上设有第二位移传感器；动态构件置于受力轮外沿且与受力轮外沿点接触，若干支腿的延长线交于该接触点。本发明结构简单，成本低廉，实现了动态构件的张力监测，解决了室内及现场动态构件张力监测的难题。

技术领域

本发明涉及土木工程、实验测量和机械等技术领域，特别涉及匀速动态构件的张力监测，更具体的是一种自平衡测力仪及其使用方法。

背景技术

动态构件的张力监测是一个迄今未得到很好解决的科学难题，其监测的理论和方法还不完善。另外，目前使用的动态构件张力监测方法，不仅使用费用高，而且测量精度得不到保证，甚至有的构件张力监测难以实现。本发明自平衡测力仪可以很好的解决动态构件张力监测存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可用于动态构件张力监测的自平衡测力仪及其使用方法。

本发明提供自平衡测力仪，包括一弧形底座（100）、一支架（200）、一受力轮（300）、若干测力计（400）和若干位移传感器；所述位移传感器包括第一位移传感器（510）和第二位移传感器（520）；

所述弧形底座（100）的底面为平面，顶面为弧形凹面；

所述支架（200）包括一支架主体（210）和若干支腿（220），支腿（220）均匀设于支架主体（210）下方；各支腿（220）底端设有可转动球铰（230），所有支腿（220）底端的可转动球铰（230）共平面；各支腿（220）上均设有测力计（400），测力计（400）用来测量所在支腿（220）所受压力；

所述支腿（220）置于所述弧形凹面上，可转动球铰（230）与弧形凹面点接触；

所述受力轮（300）固定于所述支架主体（210）的上端，受力轮（300）和支架（200）的中心轴线重合；受力轮（300）用来承载动态构件并随动态构件的运动而转动；

所述受力轮（300）两侧分别设有一第一位移传感器（510），第一位移传感器（510）用来测量受力轮（300）上所承担动态构件两侧的位移量；

至少一支腿（220）上设有第二位移传感器（520），第二位移传感器（520）用来测量自平衡测力仪在水平方向的位移量；

动态构件置于受力轮（300）外沿且与受力轮（300）外沿点接触，若干支腿（220）的延长线交于该接触点。

进一步的，所述支架主体（210）上端固定有中心轴（211），所述受力轮（300）以共轴转动方式安装于所述中心轴（211）上。

进一步的，所述支腿（220）采用杆体或弹簧体。

进一步的，所述支腿（220）数量为3~5个。

进一步的，所述受力轮（300）外沿设置有用来放置动态构件的凹槽（310）。

进一步的，两相邻的支腿（220）上分别设置一第二位移传感器（520）。

进一步的，本发明自平衡测力仪还包括计算模块，所述计算模块与测力计（400）、第一位移传感器（510）、第二位移传感器（520）均相连，用来接收测力计（400）、第一位移传感器（510）、第二位移传感器（520）的测量值，并基于动态构件（600）的张力和支腿（220）所受压力的自平衡关系，，，解算并显示动态构件（600）的张力，其中，、、分别表示各张力和各压力在X、Y、Z三个方向的投影。