[发明专利]一种柔性绳索的张力-位移测控与压接设备

说明书

本发明公开了一种柔性绳索的张力‑位移测控与压接设备，包括机座、绳索连接装置及人机交互控制箱，其中绳索连接装置包括位移驱动模块、张力驱动模块、张力‑位移测控模块及顺应压接模块，位移驱动模块用于调节绳索的长度，张力驱动模块用于调节绳索的张力，张力‑位移测控模块用于测控绳索的长度和张力，顺应压接模块用于完成夹套的顺应对中压接，通过位移驱动模块、张力驱动模块、张力‑位移测控模块及顺应压接模块的同时作用和共同配合，实现柔性绳索连接的力位混合测量与控制，有效克服了绳索制作过程中因应变比小、长度‑张力耦合等因素造成的精度难控的问题，提高绳索测量连接的精度和效率。

技术领域

本发明属于柔性绳索的制作领域，尤其涉及一种柔性绳索的张力-位移测控与压接设备。

背景技术

柔性绳索结构是组成柔性索网结构的重要组成部分，其由一段延伸率低、热膨胀系数小的纤维编织绳，两枚用于固定编织绳端部位置的节点零件和两枚用于压接编织绳端部绳头的金属管夹套组成。

纤维编织绳各端绳头依次正向穿入金属管夹套，穿过节点零件穿绳孔，反向穿出金属管夹套；在完成对编织绳设定长度和张力的调节后压接金属夹套，从而固定编织绳的长度和张力值，完成特定长度-张力的柔性绳索的制作。

目前，柔性绳索结构的线绳材料主要采用凯夫拉纤维编织绳。由于该纤维编织绳的弹性模量范围跨度大、绳体有编织空隙等原因，凯夫拉纤维编织绳在张紧时所受的张力与形变量不满足线性关系，即不满足胡可定律。又由于每段柔性绳索的理论应变较小，微小的长度误差都会对绳索的张力产生很大的影响。所以，制作柔性绳索时，要同时达到绳索长度和张力的高精度就变得异常困难。

现阶段，柔性绳索结构的制作工作主要由手工配合手动工装完成，不仅工作量大，效率低，而且无法满足柔性绳索的高精度和一致性要求，严重的阻碍了绳索与索网的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性绳索的张力-位移测控与压接设备，实现索网结构中各条柔性绳索长度与张力的高精度性，制作工艺的高一致性以及制作的高效率性。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种柔性绳索的张力-位移测控与压接设备，包括机座、绳索连接装置及人机交互控制箱，所述绳索连接装置固定安装于所述机座上，所述人机交互控制箱安装于所述机座的侧面，所述绳索连接装置包括：

基板，固定安装于所述机座上；

固定平台，沿绳索拉伸的方向固定安装于所述基板的一端；

位移驱动模块，包括位移驱动机构、位移传动机构及移动平台，所述位移驱动机构的信号输入端与所述人机交互控制箱连接，所述位移传动机构沿绳索拉伸的方向固定安装于基板上且位于所述固定平台的一侧，所述位移传动机构靠近所述固定平台的一端为所述位移传动机构的动力输入端，所述位移驱动机构的动力输出端与所述位移传动机构的动力输入端相连，所述移动平台可移动安装于所述位移传动机构上，通过所述移动平台的移动来调节绳索的长度；

张力驱动模块，包括支撑台、张力驱动机构及绕线端子，所述支撑台固定安装于所述固定平台上，所述张力驱动机构固定安装于所述支撑台上，且所述张力驱动机构的信号输入端与所述人机交互控制箱连接，所述张力驱动机构的动力输出端与所述绕线端子连接，通过所述绕线端子的转动调节绳索的张力；

张力-位移测控模块，包括传感器支撑台、力传感器、第一位移传感器、第二位移传感器及第一节点装夹台，所述传感器支撑台固定安装于所述移动平台上，所述第一节点装夹台安装于所述传感器支撑台靠近所述固定平台的一侧，用于装夹绳索的第一节点零件，所述力传感器与所述第一节点装夹台连接，用于测量绳索的张力，所述第一位移传感器与所述传动机构连接，用于测量所述移动平台的大量程位移，所述第二位移传感器安装于所述传感器支撑台上，用于测量所述力传感器因受绳索张力而产生的微变形量；