[发明专利]一种弹性结构内腔刚度测量装置及其方法

权利要求书

1.一种弹性结构内腔刚度测量装置，其特征在于，包括动力机构（1）与加载组件（2）；

所述加载组件（2）包括第一加载杆（21）和第二加载杆（22），所述第一加载杆（21）与所述第二加载杆（22）穿过弹性结构内腔后分别位于弹性结构内腔相对的两端，所述动力机构（1）与所述第一加载杆（21）传动连接；

固定所述第二加载杆（22）后，所述动力机构（1）带动所述第一加载杆（21）相对所述第二加载杆（22）水平移动；

所述动力机构（1）包括电机（11）、丝杠（12）以及传动连接旋块组件（13），所述丝杠（12）的一端与所述电机（11）转动连接，其另一端与所述传动连接旋块组件（13）螺接，所述传动连接旋块组件（13）将所述丝杠（12）的径向旋转变为水平位移，所述传动连接旋块组件（13）带动所述第一加载杆（21）相对所述第二加载杆（22）水平移动；

所述传动连接旋块组件（13）包括筒体（131）、限位框（132）、旋块（133）以及导杆（134），所述旋块（133）置于所述限位框（132）内，所述导杆（134）连接于所述限位框（132）端面，所述限位框（132）置于所述筒体（131）内并沿所述筒体（131）的轴向移动，所述筒体（131）限制所述限位框（132）的径向旋转。

2.根据权利要求1所述的弹性结构内腔刚度测量装置，其特征在于，所述加载组件（2）还包括连接杆（23），所述第一加载杆（21）和多根所述连接杆（23）与所述第二加载杆（22）和多根所述连接杆（23）形成两组结构相同的矩形加载框。

3.根据权利要求1所述的弹性结构内腔刚度测量装置，其特征在于，还包括传感器（3），所述传感器（3）包括载荷传感器（31）和位移传感器（32），所述载荷传感器（31）用于检测所述动力机构（1）加载于所述加载组件（2）的载荷值，所述位移传感器（32）用于检测所述第一加载杆（21）相对所述第二加载杆（22）的位移。

4.根据权利要求3所述的弹性结构内腔刚度测量装置，其特征在于，还包括支撑平台（4），所述支撑平台（4）包括固定架（41）和试样基座（42），所述固定架（41）为矩形框架结构，所述试样基座（42）位于所述固定架（41）的框架内，所述第一加载杆（21）通过所述动力机构（1）与所述固定架（41）的一侧边框传动连接，与所述第一加载杆（21）相对的所述固定架（41）的另一侧边框用于固定所述第二加载杆（22）。

5.根据权利要求4所述的弹性结构内腔刚度测量装置，其特征在于，还包括高度调节机构（5），所述高度调节机构（5）安装于所述试样基座（42）下方，所述高度调节机构（5）用于调节所述试样基座（42）的垂直高度。

6.根据权利要求5所述的弹性结构内腔刚度测量装置，其特征在于，还包括水平调节机构（6），所述水平调节机构（6）包括基板（61）和调节底脚（62），所述支撑平台（4）与所述高度调节机构（5）安装于所述基板（61）上表面，多个所述调节底脚（62）分布于所述基板（61）的下表面。

7.一种弹性结构内腔刚度的测量方法，其特征在于，采用如权利要求3-6任一所述的弹性结构内腔刚度测量装置，包括如下步骤：

传感器标定步骤：通过标准弹簧（7）对载荷传感器（31）和位移传感器（32）进行标定；

载荷信号调零步骤：将待测的弹性结构内腔放置于试样基座（42）上，根据第一加载杆（21）和第二加载杆（22）的高度和弹性结构内腔的位置，通过高度调节机构（5）使得所述第一加载杆（21）和所述第二加载杆（22）以及弹性结构内腔处于同一水平线上后，进行载荷加载信号调零处理；

位移信号调零步骤：将所述第一加载杆（21）和所述第二加载杆（22）穿过弹性结构内腔后，进行位移信号调零处理；

载荷位移数据获取步骤：设置加载参数，通过电机（11）持续转动达到加载参数的目标值，通过读取并保存所述载荷传感器（31）和所述位移传感器（32）传输的信号，进而计算弹性结构内腔的刚度值。

8.根据权利要求7所述的弹性结构内腔刚度的测量方法，其特征在于，所述载荷位移数据获取步骤中，设置的加载参数为载荷值或位移值。