一种撞锤系统及冲击试验方法技术方案

本发明专利技术公开了一种撞锤系统及冲击试验方法，所述系统包括提升装置、固定装置和撞锤，所述提升装置用于吊起撞锤，所述固定装置包括方向修正筒，初始状态下，撞锤位于方向修正筒内；所述撞锤上安装有用于测量撞锤偏移方向和角度的陀螺仪，所述方向修正筒用于根据撞锤偏移方向和角度修正撞锤的角度。本发明专利技术的陀螺仪用于测量撞锤的偏转方向和角度，根据撞锤实时的偏转角度和方向，对相应的电磁铁施加电源，以修正撞锤下落瞬间的偏移带来的误差；由电磁铁控制铁质撞锤下落方向和位移，故实验在撞锤下落瞬间的偏移带来的误差有所减少。本发明专利技术方案合理，结构简单，容易实现，能充分发挥了陀螺仪的优势。的优势。的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种撞锤系统及冲击试验方法


[0001]本专利技术属于冲击试验
，具体涉及一种撞锤系统及冲击试验方法。

技术介绍

[0002]落重试验，是一种冲击试验方法。指的是撞锤从不同高度落到试样上，求取落下高度或撞锤质量与试样破坏率的关系。传统的撞锤冲击试验装置通过卷扬机将铁质撞锤拉到指定高度进行自由落体运动，测量出撞锤在下落过程中落在混凝土试块上瞬时的力。长期以来导致冲击试验结果离散性大甚至失效的一个重要原因是：撞锤在脱钩过程中会与连接的挂钩产生摩擦，发生了倾斜，从而无法保证锤头的冲击作用垂直作用于预设的撞击面，不可避免地产生非预计的切向破坏和切向作用力，为了将切向破坏和切向作用力的产生的偏差控制在允许范围内，最终会大幅度增加冲击试验的重复次数和试验成本。
[0003]此外，撞锤在拉到指定高度后，会摇摆不定，为了确保撞锤是垂直下落的，等待撞锤静止会浪费大量时间。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种撞锤系统及冲击试验方法，以解决撞锤在下落过程中会发生微小转动和位移的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术所述一种撞锤系统，包括提升装置、固定装置和撞锤，所述提升装置用于吊起撞锤，所述固定装置包括方向修正筒，初始状态下，撞锤位于方向修正筒内；所述撞锤上安装有用于测量撞锤偏移方向和角度的陀螺仪，所述方向修正筒用于根据撞锤偏移方向和角度修正撞锤的角度。
[0006]进一步的，撞锤包括可拆卸连接的撞锤加重装置和锤头。
[0007]进一步的，陀螺仪设置在空腔中。/>[0008]进一步的，提升装置包括两根支撑立柱、两个卷扬机、两个第一轴轮和两个第二轴轮，所述两根支撑立柱相对竖直设置，两个支撑立柱上端分别安装有安装板和第一轴轮，安装板上设置有两个分别与两个第一轴轮配合的第二轴轮，卷扬机上的钢绞线依次缠绕在卷扬机、第一轴轮、第二轴轮，最后牵引撞锤。
[0009]进一步的，两个第二轴轮之间相隔间距小于撞锤的直径。
[0010]进一步的，方向修正筒由多个电磁铁组成，所述多个电磁铁依次沿周向排列成一个圆筒，每个电磁铁均与电源连接，所述电源由控制装置控制，所述控制装置用于根据撞锤偏移方向和角度控制电源向哪个电磁铁供电以及供电电流大小。
[0011]基于上述的撞锤系统的冲击试验方法，包括以下步骤：
[0012]步骤1、确定好混凝土试块的位置，将混凝土试块安装在底座上，并固定；
[0013]步骤2、控制提升装置，通将撞锤拉到指定高度；
[0014]步骤3、使撞锤自由落体，此时陀螺仪实时测量撞锤偏移方向和角度，并传递至控制装置，通过控制装置计算出撞锤偏移的方向和角度，并将偏移方向对立面的电磁铁通电，
将偏移的铁质撞锤通过吸力拉回原定的下落路线，当锤偏移的方向和角度为0时，给电磁铁断电；
[0015]步骤4、撞锤落在混凝土试块上，观察混凝土试块的破坏情况并记录，完成一次冲击试验。
[0016]进一步的，步骤2中，通过方向修正筒将撞锤达到平衡状态，所述方向修正筒由多个电磁铁依次沿周向排列形成。
[0017]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益的技术效果：
[0018]1)本专利技术在撞锤中设置陀螺仪，在撞锤外侧设置具有电磁铁的方向修正筒，陀螺仪用于测量撞锤的偏转方向和角度，根据撞锤实时的偏转角度和方向，对相应的电磁铁施加电源，以修正撞锤下落瞬间的偏移带来的误差；由电磁铁控制铁质撞锤下落方向和位移，故实验在撞锤下落瞬间的偏移带来的误差有所减少，可在提高准确度的基础上减少冲击试验的重复次数，节约时间和成本。本专利技术方案合理，结构简单，容易实现，能充分发挥陀螺仪的优势。
[0019]2)在进行试验前，可利用方向修正筒对撞锤施加作用力，使撞锤快速静止，大大缩短做实验为了等待撞锤垂直而浪费的时间，极大加大了效率。
[0020]进一步的，撞锤包括可拆卸连接的撞锤加重装置和锤头，进行试验时，可根据需求仅更换撞锤加重装置，节约了锤头所需数量。
[0021]进一步的，本专利技术是将陀螺仪置于撞锤加重装置的封闭空腔中，不会出现零件由于操作问题导致零件破坏而乱蹦的情况。
[0022]一种冲击试验方法，利用陀螺仪测量撞锤的偏转方向和角度，根据撞锤实时的偏转角度和方向，对相应的电磁铁施加电源，以修正撞锤下落瞬间的偏移带来的误差，减小试验误差。
[0023]进一步的，在冲击试验准备阶段，通过给方向修正筒两个位置相对的电磁铁通电，使撞锤同时受两个方向的作用力，可将撞锤在极短时间内静止，节约试验时间。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的总体结构正面示意图；
[0025]图2是铁质撞锤的结构示意图；
[0026]图3是铁质撞锤内部空腔的陀螺仪结构示意图；
[0027]图4是铁质撞锤与方向修正筒的俯视图。
[0028]其中：1
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第一轴轮，2
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卷扬机，3
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锤头，4
‑
撞锤加重装置，5
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电磁铁，6
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混凝土试块，7
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刚性支撑杆，8
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支撑立柱，9
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第二轴轮，10
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内环力矩器，11
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外环，12
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旋转轴，13
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转子，14
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内环，15
‑
内环角度传感器，16
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外环角度传感器，17
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外环力矩器，18
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空腔，19
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支架，20
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陀螺仪，21
‑
地面，22、钢绞线。
具体实施方式
[0029]为了使本专利技术的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术。
[0030]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种撞锤系统，其特征在于，包括提升装置、固定装置和撞锤，所述提升装置用于吊起撞锤，所述固定装置包括方向修正筒，初始状态下，撞锤位于方向修正筒内；所述撞锤上安装有用于测量撞锤偏移方向和角度的陀螺仪(20)，所述方向修正筒用于根据撞锤偏移方向和角度修正撞锤的角度。2.根据权利要求1所述的一种撞锤系统，其特征在于，所述撞锤包括可拆卸连接的撞锤加重装置(4)和锤头(3)。3.根据权利要求1所述的一种撞锤系统，其特征在于，所述撞锤加重装置(4)内设置有空腔(18)，所述陀螺仪(20)设置在空腔(18)中。4.根据权利要求1所述的一种撞锤系统，其特征在于，所述提升装置包括两根支撑立柱(8)、两个卷扬机(2)、两个第一轴轮(1)和两个第二轴轮(9)，所述两根支撑立柱(8)相对竖直设置，两个支撑立柱(8)上端分别安装有安装板和第一轴轮(1)，安装板上设置有两个分别与两个第一轴轮(1)配合的第二轴轮(9)，卷扬机(2)上的钢绞线(22)依次缠绕在卷扬机(8)、第一轴轮(1)、第二轴轮(9)，最后牵引撞锤。5.根据权利要求4所述的一种撞锤系统，其特征在于，两个第二轴轮(9)之间相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王步，吴星，闫宝琪，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：