25Hz，由于臺(tái)風(fēng)的功率譜能量主要集中在1Hz以內(nèi)，因此，這樣一組 常規(guī)參數(shù)設(shè)計(jì)即可滿足動(dòng)態(tài)加載的要求。
[0023] 進(jìn)一步的，所述凸輪6外緣沿周向設(shè)有凹槽，所述鋼絲繩2壓入所述凹槽內(nèi)。
[0024] 進(jìn)一步的，所述固定架8的中心與兩凸輪6頂點(diǎn)連線的中點(diǎn)重合，所述減速器5輸 出軸的中心軸線與兩凸輪6頂點(diǎn)連線垂直。確保良凸輪6對鋼絲繩2所產(chǎn)生的拉力具有對 稱性。
[0025] 進(jìn)一步的，所述固定架8的兩側(cè)沿長度方向分別設(shè)有導(dǎo)軌9,所述凸輪6架設(shè)于所 述導(dǎo)軌9上沿所述導(dǎo)軌9移動(dòng)。
[0026] 進(jìn)一步的，所述雙向絲桿10設(shè)置于所述固定架8中部且經(jīng)位于固定架8兩端的軸 承座固定，所述雙向絲桿10其中一端穿過所述軸承座且設(shè)有一用于手動(dòng)旋轉(zhuǎn)雙向絲桿10 的手柄。雙向絲桿10的滑動(dòng)螺母為梯形結(jié)構(gòu)，具有自鎖功能，當(dāng)電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩凸輪6之 間的距離保持不變。
[0027] 進(jìn)一步的，還包括一信號采集處理模塊，所述拉力傳感器7經(jīng)信號采集處理模塊 與控制單元電連接，所述電機(jī)4經(jīng)一電機(jī)4驅(qū)動(dòng)模塊與所述控制單元電連接。
[0028] 進(jìn)一步的，還包括一用于顯示電機(jī)4當(dāng)前轉(zhuǎn)速和當(dāng)前拉力傳感器7輸出拉力值的 顯示模塊，所述顯示模塊與所述控制單元連接。所述控制單元可以采用個(gè)人電腦、工控機(jī)或 其他嵌入式控制器，信號采集處理模塊對傳感器信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換、放大、濾波等處理，把轉(zhuǎn) 換后的數(shù)據(jù)經(jīng)控制單元后在顯示模塊中顯示；控制單元輸出指令給電機(jī)4驅(qū)動(dòng)模塊對電機(jī) 4的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。信號采集處理模塊可以采用PCI或USB總線數(shù)據(jù)采集卡，電機(jī)4和電 機(jī)4驅(qū)動(dòng)模塊可以采用交流伺服電機(jī)4及其配套驅(qū)動(dòng)器，所述控制單元還可以連接一人機(jī) 界面，該人機(jī)界面可以是觸摸屏或鍵盤、顯示器等。
[0029] 如圖3a~3e所示，本發(fā)明還提供一種如上述所述的水泥電桿動(dòng)態(tài)加載裝置的加 載方法，包括以下步驟： 步驟S1 :根據(jù)臺(tái)風(fēng)等級、水泥電桿高度和加載作用點(diǎn)，計(jì)算動(dòng)態(tài)加載力的最小值、最大 值和加載頻率； 步驟S2 :設(shè)定鋼絲繩2的初始狀態(tài)； 步驟S20 :通過一旋轉(zhuǎn)手柄轉(zhuǎn)動(dòng)雙向絲桿10,調(diào)整位于雙向絲桿10上兩滑動(dòng)螺母的距 離，使得兩凸輪6頂點(diǎn)的連線最短，如圖3a所示；將鋼絲繩2壓入凸輪6外緣的凹槽內(nèi)，并 且通過控制單元驅(qū)動(dòng)電機(jī)4使得固定架8繞其中心轉(zhuǎn)動(dòng)，使鋼絲繩2與凸輪6接觸點(diǎn)到固 定架8中心距離最短，停止驅(qū)動(dòng)電機(jī)4,固定架8中心即為旋轉(zhuǎn)中心，如圖3b所示； 步驟S21 :預(yù)緊鋼絲繩2,使得鋼絲繩2預(yù)緊力等于動(dòng)態(tài)加載力的最小值，此時(shí)鋼絲繩2 處于初始狀態(tài)，如圖3c所示； 步驟S3 :設(shè)定鋼絲繩2的飽和狀態(tài)； 步驟S31 :通過控制單元驅(qū)動(dòng)電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)觀測拉力傳感器7的拉力值，當(dāng)拉力達(dá) 到最大值時(shí)，停止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖3d所示，若該拉力最大值已經(jīng)達(dá)到所需動(dòng)態(tài)加載力的最 大值，則此時(shí)鋼絲繩2處于飽和狀態(tài)，，轉(zhuǎn)至步驟S4 ;否則轉(zhuǎn)至步驟S32 ; 步驟S32 :旋轉(zhuǎn)雙向絲桿10,使得凸輪6沿導(dǎo)軌9在固定架8反向移動(dòng)，同時(shí)觀測拉力 傳感器7的拉力值； 步驟S33 :若鋼絲繩2的拉力值達(dá)到動(dòng)態(tài)加載力的最大值時(shí)，停止旋轉(zhuǎn)雙向絲桿10,此 時(shí)鋼絲繩2處于飽和狀態(tài)，如圖3e所示；否則轉(zhuǎn)至步驟S32 ; 步驟S4 :確定電機(jī)4的轉(zhuǎn)速；設(shè)電機(jī)4轉(zhuǎn)速為η轉(zhuǎn)/分，減速器5減速比為?，則動(dòng)態(tài)加
，當(dāng)確定加載力頻率后，據(jù)此可以獲得電機(jī)4轉(zhuǎn)速η; 步驟S5 :通過控制單元按照轉(zhuǎn)速η驅(qū)動(dòng)電機(jī)4帶動(dòng)固定架8連續(xù)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對水泥電 桿1進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載，同時(shí)記錄鋼絲繩2拉力即加載力的變化數(shù)據(jù)。
[0030] 綜上所述，本發(fā)明提供的一種水泥電桿動(dòng)態(tài)加載裝置及加載方法，可以實(shí)現(xiàn)通過 鋼絲繩對水泥桿進(jìn)行拉力動(dòng)態(tài)加載，從而模擬水泥電桿承受臺(tái)風(fēng)的能力。
[0031] 本發(fā)明提供的上列較佳實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步 詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明， 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水泥電桿動(dòng)態(tài)加載裝置，其特征在于：包括一端固定于水泥電桿頂部的鋼絲 繩，所述鋼絲繩的另一端經(jīng)若干個(gè)縱向間隔固定的導(dǎo)向輪固定于地面，位于最高處的導(dǎo)向 輪的高度與鋼絲繩與水泥電桿的固定位置處于同一高度；所述導(dǎo)向輪經(jīng)一支架固定于水泥 電桿的旁側(cè)；所述鋼絲繩上還串接有一拉力傳感器，所述拉力傳感器與一控制單元電連接； 還包括一用于動(dòng)態(tài)拉動(dòng)所述鋼絲繩的凸輪機(jī)構(gòu)，所述凸輪機(jī)構(gòu)包括一固定架、沿固定架長 度方向設(shè)有一雙向絲桿，位于雙向絲桿上的兩滑動(dòng)螺母上分別固定有一半楠圓狀的凸輪， 兩凸輪相對于所述固定架中屯、對稱，并且沿所述固定架移動(dòng)；所述固定架經(jīng)一電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋 轉(zhuǎn)，并且旋轉(zhuǎn)中屯、與所述固定架的中屯、重合。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥電桿動(dòng)態(tài)加載裝置，其特征在于：所述固定架的中 屯、處固定套接有一減速器，所述減速器與所述電機(jī)相連。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥電桿動(dòng)態(tài)加載裝置，其特征在于：所述凸輪外緣沿 周向設(shè)有凹槽，所述鋼絲繩壓入所述凹槽內(nèi)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥電桿動(dòng)態(tài)加載裝置，其特征在于：所述固定架的中 屯、與兩凸輪頂點(diǎn)連線的中點(diǎn)重合，所述減速器輸出軸的中屯、軸線與兩凸輪頂點(diǎn)連線垂直。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥電桿動(dòng)態(tài)加載裝置，其特征在于：所述固定架的兩 側(cè)沿長度方向分別設(shè)有導(dǎo)軌，所述凸輪架設(shè)于所述導(dǎo)軌上沿所述導(dǎo)軌移動(dòng)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥電桿動(dòng)態(tài)加載裝置，其特征在于：所述雙向絲桿設(shè) 置于所述固定架中部且經(jīng)位于固定架兩端的軸承座固定，所述雙向絲桿其中一端穿過所述 軸承座且設(shè)有一用于手動(dòng)旋轉(zhuǎn)雙向絲桿的手柄。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥電桿動(dòng)態(tài)加載裝置，其特征在于：還包括一信號采 集處理模塊，所述拉力傳感器經(jīng)信號采集處理模塊與控制單元電連接，所述電機(jī)經(jīng)一電機(jī) 驅(qū)動(dòng)模塊與所述控制單元電連接。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種水泥電桿動(dòng)態(tài)加載裝置，其特征在于：還包括一用于顯 示電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速和當(dāng)前拉力傳感器輸出拉力值的顯示模塊，所述顯示模塊與所述控制單元 連接。9. 一種如權(quán)利要求1所述的水泥電桿動(dòng)態(tài)加載裝置的加載方法，其特征在于，包括W 下步驟： 步驟S1 :根據(jù)臺(tái)風(fēng)等級、水泥電桿高度和加載作用點(diǎn)，計(jì)算動(dòng)態(tài)加載力的最小值、最大 值和加載頻率； 步驟S2 :設(shè)定鋼絲繩的初始狀態(tài)； 步驟S20 :通過一旋轉(zhuǎn)手柄轉(zhuǎn)動(dòng)雙向絲桿，調(diào)整位于雙向絲桿上兩滑動(dòng)螺母的距離，使 得兩凸輪頂點(diǎn)的連線最短，將鋼絲繩壓入凸輪外緣的凹槽內(nèi)，并且通過控制單元驅(qū)動(dòng)電機(jī) 使得固定架繞其中屯、轉(zhuǎn)動(dòng)，使鋼絲繩與凸輪接觸點(diǎn)到固定架中屯、距離最短，停止驅(qū)動(dòng)電機(jī)， 固定架中屯、即為旋轉(zhuǎn)中屯、； 步驟S21 :預(yù)緊鋼絲繩，使得鋼絲繩預(yù)緊力等于動(dòng)態(tài)加載力的最小值，此時(shí)鋼絲繩處于 初始狀態(tài)； 步驟S3 :設(shè)定鋼絲繩的飽和狀態(tài)； 步驟S31 :通過控制單元驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)觀測拉力傳感器的拉力值，當(dāng)拉力值達(dá)到 最大時(shí)，停止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，若該拉力最大值達(dá)到所需動(dòng)態(tài)加載力的最大值，則鋼絲繩處于飽和 狀態(tài)，轉(zhuǎn)至步驟S4 ;否則轉(zhuǎn)至步驟S32 ; 步驟S32 :旋轉(zhuǎn)雙向絲桿，使得凸輪沿導(dǎo)軌在固定架反向移動(dòng)，同時(shí)觀測拉力傳感器的 拉力值； 步驟S33 :若鋼絲繩的拉力值達(dá)到動(dòng)態(tài)加載力的最大值時(shí)，停止旋轉(zhuǎn)雙向絲桿，此時(shí)鋼 絲繩處于飽和狀態(tài)；否則轉(zhuǎn)至步驟S32 ; 步驟S4 :確定電機(jī)的轉(zhuǎn)速；設(shè)電機(jī)轉(zhuǎn)速為η轉(zhuǎn)/分，減速器減速比為；?，則動(dòng)態(tài)加載頻率 為：當(dāng)確定加載力頻率后，據(jù)此可W獲得電機(jī)轉(zhuǎn)速η; 步驟S5 :通過控制單元按照轉(zhuǎn)速η驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)固定架連續(xù)旋轉(zhuǎn)，即對水泥電桿的進(jìn) 行動(dòng)態(tài)加載，同時(shí)記錄鋼絲繩拉力即加載力的在加載過程中變化數(shù)據(jù)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水泥電桿動(dòng)態(tài)加載裝置，包括一端固定于水泥電桿頂部的鋼絲繩，鋼絲繩的另一端經(jīng)若干個(gè)縱向間隔固定的導(dǎo)向輪固定于地面；所述導(dǎo)向輪經(jīng)一支架固定于水泥電桿的旁側(cè)；鋼絲繩上還串接有一拉力傳感器，拉力傳感器與一控制單元電連接；還包括一用于動(dòng)態(tài)拉動(dòng)所述鋼絲繩的凸輪機(jī)構(gòu)，所述凸輪機(jī)構(gòu)包括一固定架、沿固定架長度方向設(shè)有一雙向絲桿，位于雙向絲桿上的兩滑動(dòng)螺母上分別固定有一半橢圓狀的凸輪，兩凸輪相對于所述固定架中心對稱，并且沿所述固定架移動(dòng)；固定架經(jīng)一電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并且旋轉(zhuǎn)中心與所述固定架的中心重合。本發(fā)明的有益效果在于：通過加載裝置對底部固定的水泥電桿或類似桿狀物進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載，模擬其承受臺(tái)風(fēng)等動(dòng)態(tài)載荷的能力。
【IPC分類】G01N3/38
【公開號】CN105241769
【申請?zhí)枴緾N201510786432
【發(fā)明人】郭曉君, 許軍, 謝文炳, 黃海鯤, 廖福旺, 吳海彬
【申請人】國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年11月17日