一种基于并联机构的桥梁静力加载设备的制作方法

本实用新型属于桥梁模型静力加载设备技术领域，具体来说，涉及一种基于并联机构的桥梁静力加载设备。

背景技术：

随着我国经济快速发展，交通运输事业驶入了超常规发展的快车道，截至2012年，我国机动车保有量达到2.23亿辆，汽车保有量达到1.04亿辆。桥梁作为道路的重要组成部分，是交通工程中关键性枢纽，是国家经济和社会发展的重要基础设施。据统计至2012年底中国公路、城市桥梁已分别建成71.3万座和5.8万座，其中包含不少施工难度大、技术复杂、科技含量高的桥梁结构。然而，近几年世界各国普遍发现已建桥梁存在使用性能差、使用寿命短、寿命周期经济指标差等问题，截止到2011年底我国危桥数量已经超过了1万座，严重危险桥梁的正常运营，给人们的生命财产安全造成极大隐患，给养护、维修等后期运营管理带来巨大的经济和社会负担。因此，对桥梁结构安全性和耐久性进行检测与评估，对提升桥梁在日益增长的交通量和载重量情况下的安全性和耐久性意义深远。桥梁结构模型试验是分析桥梁新结构型式、探索复杂桥跨桥结构受力状态的重要手段，具有直观、快捷的特点，是对桥梁承载力评价最有效的方法。目前市面上常用设备的加载位置和大小一般通过人工进行调整，控制精度低且可重复性差；加载力调整范围小，适用桥梁模型尺寸少，若要对大尺寸模型进行试验则设备尺寸很大，使用很不方便。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种性能优异的基于并联机构的桥梁静力加载设备。

本实用新型所述的一种基于并联机构的桥梁静力加载设备，所述桥梁静力加载设备包括机架、并联式移动机构、静力加载装置和电控系统四部分；所述机架由底座1、模型移动导轨2、立柱6、放置台7和模型支撑导轨11组成，所述立柱6均匀布置在呈长方形状的底座1的四个顶角；所述模型移动导轨2有两条，位于立柱6内侧，平等于并贴近底座1的两个长边，并通过螺钉与底座1连接；所述放置台7呈长方形，与底座1平行，放置于4根立柱6上；所述模型支撑导轨11有多个，垂直放置在两条模型移动导轨2上，其两端的下方为凸型结构，与模型移动导轨2凹槽配合实现滑动；桥梁模型10垂直放置于模型支撑导轨11上，通过调整模型移动导轨2和模型支撑导轨11位置以适应桥梁模型10尺寸；所述并联式移动机构由短导轨12、电机13、长导轨14、滑块15、万向铰16、伸缩杆17、球铰18和下平台19组成；所述短导轨12由两根平行安装的导轨组成，安装放置台7的长边中间；所述长导轨14有两组，八字形对称分布短导轨12两侧；所述滑块15安装在导轨上并沿着导轨移动；所述电机13安装于导轨两侧；所述伸缩杆17有六根，一端通过万向铰16与滑块15连接，另一端通过球铰18与呈六边形状的下平台19的六个角连接；所述静力加载装置由下平台19支撑，包括刀具3、连接轴及其压力传感器4、气缸5和空压机9；所述刀具3和连接轴及其压力传感器4同轴连接，位于下平台19下端；所述气缸5穿过并卡在下平台19上，为系统提供压力；所述电控系统由计算机及其采集模块8组成，安装在放置台7上。

本实用新型所述的一种基于并联机构的桥梁静力加载设备，所述长导轨14与短导轨12共面并对称分布在短导轨12两侧，两组长导轨14之间夹角为150°。

本实用新型所述的一种基于并联机构的桥梁静力加载设备，所述长导轨14长度为短导轨12长度的2～3倍。

本实用新型所述的一种基于并联机构的桥梁静力加载设备，所述模型移动导轨2长度为模型支撑导轨11长度的2～3倍。

本实用新型所述的一种基于并联机构的桥梁静力加载设备，所述下平台19为具有两平行短边的六边形，其短边平行放置台7的长边。

本实用新型所述的一种基于并联机构的桥梁静力加载设备，所述底座1的短边方向均匀分布3行螺纹孔，模型移动导轨2之间通过连接不同行的螺纹孔调整间距。

本实用新型所述的一种基于并联机构的桥梁静力加载设备，所述模型支撑导轨11中间段为伸缩结构，以对应两条模型移动导轨2的不同间距。

本实用新型所述的一种基于并联机构的桥梁静力加载设备，所述并联式移动机构移动控制精度为0.01mm；压力传感器的检测精度为加载压力的0.1％。

与现有技术相比，本实用新型采用计算机全自动控制实现桥梁模型加载位置和压力的实时调整，具有操作便捷、精准控制的优点；并联式加载机构刚度高、加载空间大，空间内任意位置可精确操控，实现桥梁模型力学性能的多点测试；模型移动导轨和模型支撑导轨位置可调，以便适用于不同尺寸的桥梁模型；本实用新型实现桥梁模型静力加载试验的全自动化控制，操作简单便捷、试验数值控制精度高，大大降低了工人的劳动强度，具有很大的实用价值。

附图说明

图1：本实用新型的结构主视图；图2：本实用新型的结构下视图；其中，底座-1、模型移动导轨-2、刀具-3、连接轴及其压力传感器-4、气缸-5、立柱-6、放置台-7、计算机及其采集模块-8、空压机-9、桥梁模型-10、模型支撑导轨-11、短导轨-12、电机-13、长导轨-14、滑块-15、万向铰-16、伸缩杆-17、球铰-18、下平台-19。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型所述的基于并联机构的桥梁静力加载设备做进一步说明，但是本实用新型的保护范围并不限于此。

实施例1

一种基于并联机构的桥梁静力加载设备，所述桥梁静力加载设备包括机架、并联式移动机构、静力加载装置和电控系统四部分；所述机架由底座1、模型移动导轨2、立柱6、放置台7和模型支撑导轨11组成，所述立柱6均匀布置在呈长方形状的底座1的四个顶角；所述模型移动导轨2有两条，位于立柱6内侧，平等于并贴近底座1的两个长边，并通过螺钉与底座1连接；所述放置台7呈长方形，与底座1平行，放置于4根立柱6上；所述模型支撑导轨11有3个，垂直放置在两条模型移动导轨2上，其两端的下方为凸型结构，与模型移动导轨2凹槽配合实现滑动；桥梁模型10垂直放置于模型支撑导轨11上，通过调整模型移动导轨2和模型支撑导轨11位置以适应桥梁模型10尺寸；所述并联式移动机构由短导轨12、电机13、长导轨14、滑块15、万向铰16、伸缩杆17、球铰18和下平台19组成；所述短导轨12由两根平行安装的导轨组成，安装放置台7的长边中间；所述长导轨14有两组，八字形对称分布短导轨12两侧；所述滑块15安装在导轨上并沿着导轨移动；所述电机13安装于导轨两侧；所述伸缩杆17有六根，一端通过万向铰16与滑块15连接，另一端通过球铰18与呈六边形状的下平台19的六个角连接；所述静力加载装置由下平台19支撑，包括刀具3、连接轴及其压力传感器4、气缸5和空压机9；所述刀具3和连接轴及其压力传感器4同轴连接，位于下平台19下端；所述气缸5穿过并卡在下平台19上，为系统提供压力；所述电控系统由计算机及其采集模块8组成，安装在放置台7上。

所述长导轨14与短导轨12共面并对称分布在短导轨12两侧，两组长导轨14之间夹角为150°。所述长导轨14长度为短导轨12长度的2.5倍。所述模型移动导轨2长度为模型支撑导轨11长度的2.5倍。所述下平台19为具有两平行短边的六边形，其短边平行放置台7的长边。所述底座1的短边方向均匀分布3行螺纹孔，模型移动导轨2之间通过连接不同行的螺纹孔调整间距。所述模型支撑导轨11中间段为伸缩结构，以对应两条模型移动导轨2的不同间距。所述并联式移动机构移动控制精度为0.01mm；压力传感器的检测精度为加载压力的0.1％。

与现有技术相比，本实用新型采用计算机全自动控制实现桥梁模型加载位置和压力的实时调整，具有操作便捷、精准控制的优点；并联式加载机构刚度高、加载空间大，空间内任意位置可精确操控，实现桥梁模型力学性能的多点测试；模型移动导轨和模型支撑导轨位置可调，以便适用于不同尺寸的桥梁模型；本实用新型实现桥梁模型静力加载试验的全自动化控制，操作简单便捷、试验数值控制精度高，大大降低了工人的劳动强度，具有很大的实用价值。