拉绳用测力装置及使用方法与流程

本发明涉及传感器设备检测领域，尤其是涉及一种拉绳用测力装置及使用方法。

背景技术：

1、拉绳传感器主要由柔性线缆、弹簧式卷筒和传感器组件构成，用以精确测量线性位置，行程从几百毫米至十几米不等，是一种精密的长度测量装置。其中柔性线缆主要材质为钢丝绳，作为拉绳传感器主要组成部件，需要对其承载能力进行检测。目前对钢丝绳进行拉力检测的方式是在钢丝绳两端安装拉环，安装于推拉力计机架上，该机架通常为手摇丝杆，通过手摇丝杆给力进而测试钢丝绳是否能承载目标力值。

2、目前测拉力装置分为自动和手动两类，自动的有万能拉力测试仪，通过电机驱动或者液压系统驱动，能得到较大拉力。手动的有手摇测力仪，通过手摇丝杆或者齿轮齿条驱动，拉力由人工提供，力放大倍数取决于杠杆比例，即手轮与丝杆半径之比或者手柄摇杆长度与齿轮半径之比。

3、然而，采用手摇丝杆的方式，若采用手动驱动，人力有极限，无法满足较大目标值的测力需求，也不适用批量检测，并且手摇丝杆的结构仅靠螺纹自锁和人力很难将测力值稳定在目标值，进而影响测量精度。若采用电机驱动则需要功率较大电机或者液压系统，结构复杂价格昂贵，不能适用于小型实验室或研发场地使用。

4、可见，现有技术存在测力规模与生产成本难以兼顾的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种拉绳用测力装置及使用方法，解决了现有技术中存在测力规模与生产成本难以兼顾的问题。

2、本发明提供了一种拉绳用测力装置，包括竖直支架、滑轮组件、拉力计、驱动件以及滑轨组件；滑轨组件包括导轨和滑块，导轨安装于竖直支架，滑块安装于导轨且能够沿导轨滑动，拉力计连接于滑块，以跟随滑块滑动；

3、滑轮组件包括至少一个定滑轮、至少一个动滑轮以及滑轮线，至少一个动滑轮安装于滑块，以跟随滑块滑动，至少一个定滑轮中的至少部分固定于竖直支架的顶端，滑轮线的一端固定于竖直支架，滑轮线的另一端固定于驱动件，滑轮线的部分线段绕设于至少一个定滑轮和至少一个动滑轮，以使得：拉力计能够通过滑轮组件被驱动件驱动沿导轨滑动；

4、测力时，待测拉绳的一端连接于拉力计的拉环。

5、本发明通过滑轮组件和驱动件的配合，相较于传统的测力装置，能够在输出较小力的情况下，达到更大的力值，满足较大目标值的测力需求且更适用于批量测力，有助于提高测力规模，并且，由于本发明需要的输出力较小，因而无论采用人力驱动还是电机驱动，均可以减小驱动端的投入成本(例如减少人员投入以及减小电机的输出功率等等)，能够有效降低生产成本。

6、可选的，还包括压线组件，驱动件包括绕线轮和手柄摇杆；

7、滑轮线的另一端连接于绕线轮且滑轮线的部分线段绕设于绕线轮，手柄摇杆连接于绕线轮的轮轴，以驱动绕线轮绕轮轴转动；

8、压线组件包括压线筒和压板，压板能够贴合于压线筒的周向侧壁，测力时，所待测拉绳的部分绳段绕设并夹持压紧于压线筒和压板之间。

9、通过将滑轮线绕设在绕线轮上，能够大大增加滑轮线在绕线轮上的摩擦力，进而大大增加滑轮组件在运行过程中的稳定性和准确性，并且，测力过程中通过压线组件将待测拉绳夹持固定，并通过将待测拉绳绕设于压线筒进一步增加摩擦力，能够避免待测拉绳受力时发生移动和偏转，可见，本发明实施例通过绕线轮、手柄摇杆和压线组件的配合，能够增加整个测力装置的稳定性和准确性，能够有效提高测力的精确度。

10、可选的，驱动件还包括棘轮机构和安装台；

11、绕线轮位于安装台的下侧，棘轮机构安装于安装台远离绕线轮的一侧，绕线轮的轮轴穿过棘轮机构并连接于手柄摇杆，以被手柄摇杆驱动沿逆时针或者顺时针按齿距步进转动。

12、可选的，棘轮机构包括外壳、棘轮、第一棘爪、第二棘爪、以及调向扣；

13、外壳内部具有相互连通的棘轮腔和棘爪腔，棘轮设于棘轮腔，第一棘爪和第二棘爪位于棘爪腔内，第一棘爪的转动部和第二棘爪的转动部分别可转动的连接于外壳的内壁，调向扣位于第一棘爪和第二棘爪之间；

14、调向扣能够在第一位置和第二位置之间切换，当调向扣位于第一位置时，第一棘爪的啮合部啮合于棘轮且第二棘爪未啮合于棘轮，当调向扣位于第二位置时，第二棘爪的啮合部啮合于棘轮且第一棘爪未啮合于棘轮，以使得：棘轮仅能沿一个方向转动。

15、本发明实施例能够通过棘轮机构实现滑轮线的双向绕线(逆时针或者顺时针)和自锁，并且，棘轮、棘爪以及调向扣的配合使得整个滑轮组件具有较佳的自锁性能，无需额外的人力控制，即能够长时间维持目标力值，提高了测力的精确度。

16、可选的，棘轮机构还包括第一弹性件和第二弹性件，第一弹性件设于外壳的内壁与第一棘爪之间，第二弹性件设于外壳内壁与第二棘爪之间；调向扣呈扇形结构，调向扣通过转轴转动连接于外壳，调向扣具有相背设置的圆弧部和尖端部，圆弧部绕转轴转动的转动半径大于尖端部至转轴的距离。

17、可选的，压线组件还包括立板和锁紧件，锁紧件能够在锁紧位置和解锁位置之间切换；压线筒沿轴向的第一侧壁安装于立板，压板的一端铰接于立板；

18、当锁紧件处于锁紧位置时，压板的另一端锁紧于压线筒沿轴向的第二侧壁，以使得：压板朝向压线筒的侧壁与压线筒的周向侧壁压紧以固定待测拉绳。

19、本发明实施例通过压线组件能够在测试过程中将待测拉绳压紧使其始终处于张紧状态，能够有效防止测力时待测拉绳发生滑动，进而影响测量精度。

20、可选的，锁紧件为弹簧搭扣，弹簧搭扣包括具有弹簧的搭扣主体和搭扣头；

21、搭扣头设于压板的另一端，搭扣主体设于压线筒沿轴向的第二侧壁。

22、可选的，至少一个定滑轮包括两个定滑轮组，每个定滑轮组包括至少一个定滑轮，两个定滑轮组中的一个定滑轮组固定于竖直支架的顶端，另一个定滑轮组固定于竖直支架的底端。

23、可选的，驱动件产生的驱动力与测力目标值之间的关系可通过以下公式计算得到：

24、

25、其中，f1为测力目标值，f2为人出力值数，l2为手柄摇杆长度，l1为绕线轮半径，n为滑轮组件中动滑轮上绕线条数。

26、本发明还提供了一种拉绳用测力装置的使用方法，采用上述各实施例及可能的实施方式中所涉及的拉绳用测力装置对待测拉绳进行测力；使用方法包括：

27、步骤s1：将待测拉绳的一端勾挂于拉力计，另一端缠绕于压线筒；

28、步骤s2：将压线组件中的压板压紧于压线筒，操作锁紧件使其处于锁紧位置；

29、步骤s3：将调向扣调节至第一位置，转动手柄摇杆，以使得拉力计沿导轨滑动直至待测拉绳处于张紧状态；

30、步骤s4：继续转动手柄摇杆，按照齿距步进的方式直至拉力计的显示值到达目标测力值；

31、步骤s5：将锁紧件调整至解锁位置，并将调向扣调节至第二位置，转动手柄摇杆以将拉力计复位至初始位置，完成测力。

技术特征：

1.一种拉绳用测力装置，其特征在于，包括竖直支架、滑轮组件、拉力计、驱动件以及滑轨组件；所述滑轨组件包括导轨和滑块，所述导轨安装于所述竖直支架，所述滑块安装于所述导轨且能够沿所述导轨滑动，所述拉力计连接于所述滑块，以跟随所述滑块滑动；

2.根据权利要求1所述的拉绳用测力装置，其特征在于，还包括压线组件，所述驱动件包括绕线轮和手柄摇杆；

3.根据权利要求2所述的拉绳用测力装置，其特征在于，所述驱动件还包括棘轮机构和安装台；

4.根据权利要求3所述的拉绳用测力装置，其特征在于，所述棘轮机构包括外壳、棘轮、第一棘爪、第二棘爪以及调向扣；

5.根据权利要求4所述的拉绳用测力装置，其特征在于，所述棘轮机构还包括第一弹性件和第二弹性件，所述第一弹性件设于所述外壳的内壁与所述第一棘爪之间，所述第二弹性件设于所述外壳内壁与所述第二棘爪之间；

6.根据权利要求2所述的拉绳用测力装置，其特征在于，所述压线组件还包括立板和锁紧件，所述锁紧件能够在锁紧位置和解锁位置之间切换；所述压线筒沿轴向的第一侧壁安装于所述立板，所述压板的一端铰接于所述立板；

7.根据权利要求6所述的拉绳用测力装置，其特征在于，所述锁紧件为弹簧搭扣，所述弹簧搭扣包括设有弹簧的搭扣主体和搭扣头；

8.根据权利要求1所述的拉绳用测力装置，其特征在于，所述至少一个定滑轮包括两个定滑轮组，每个定滑轮组包括至少一个定滑轮，所述两个定滑轮组中的一个定滑轮组固定于所述竖直支架的顶端，另一个定滑轮组固定于所述竖直支架的底端。

9.根据权利要求2所述的拉绳用测力装置，其特征在于，所述驱动件产生的驱动力与测力目标值之间的关系可通过以下公式计算得到：

10.一种拉绳用测力装置的使用方法，其特征在于，采用权利要求1～9任一项所述的拉绳用测力装置对待测拉绳进行测力；所述使用方法包括：

技术总结
本发明涉及一种拉绳用测力装置及使用方法，包括竖直支架、滑轮组件、拉力计、驱动件以及滑轨组件；滑轨组件包括导轨和滑块，导轨安装于竖直支架，滑块安装于导轨且能够沿导轨滑动，拉力计连接于滑块，以跟随滑块滑动。滑轮组件包括至少一个定滑轮、至少一个动滑轮以及滑轮线，至少一个动滑轮安装于滑块，以跟随滑块滑动，至少一个定滑轮中的至少部分固定于竖直支架的顶端，滑轮线的一端固定于竖直支架，滑轮线的另一端固定于驱动件，滑轮线的部分线段绕设于至少一个定滑轮和至少一个动滑轮，以使得：拉力计能够通过滑轮组件被驱动件驱动沿导轨滑动。测力时，待测拉绳的一端连接于拉力计的拉环。本发明通过滑轮组件和驱动件的配合，相较于传统的测力装置，能够在输出较小力的情况下，达到更大的力值且有效降低生产成本。

技术研发人员：刘岳,冉龙,杨宏泰,张同兴,夏正亚
受保护的技术使用者：直川科技（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10