一种精准定压跷跷板试验机

技术领域

本发明涉及一种跷跷板试验机，更具体地说，它涉及一种精准定压跷跷板试验机。

背景技术

跷跷板是一种深受儿童喜爱的玩具设施，但由于跷跷板在使用时，两个儿童处于跷跷板的板面两端，支点则在跷跷板的板面中间，跷跷板的板面两端均会受到向下的压力，而中间则受到向上的压力，极易从中间折断，导致儿童摔落受伤，因此跷跷板需要试验在受到不同压力情况下的断裂情况，现有技术中通常采用在板面固定钢丝绳，钢丝绳通过多个滑轮连接至施压装置，继而通过钢丝绳可以精准控制施加压力的大小，但由于跷跷板的板面在转动过程中水平方向的长度在不断变化，因此固定钢丝绳的固定点在水平方向会产生位移，固定点与第一个滑轮不会处于同一竖直方向，导致出现试验误差，因此需要一种能的精准定压跷跷板试验机。

结合以上原因，如何正是本申请所考虑的问题所在。

发明内容

针对现有技术存在的不足，提供一种精准定压跷跷板试验机，该装置能够使钢丝绳的固定点与第一个滑轮始终处于同一竖直方向在。

为实现上述目的，提供了如下技术方案：一种精准定压跷跷板试验机，包括有气罐和用于安装式样跷跷板的平台，平台远离气罐一侧设有支撑气缸，气罐固定连接有支架，支架固定连接有与气罐连接的负荷气缸，负荷气缸的伸缩端连接有用于与式样跷跷板的板面连接的钢丝绳，支架底部转动连接有延伸至平台的第一连接杆，第一连接杆远离支架一端转动连接有用于改变钢丝绳延伸方向的第一滑轮，第一连接杆上还设有用于供第一滑轮滑动的轨道；

使用时，具有以下操作：

将式样跷跷板的底座安装在平台上，并使式样跷跷板的板面延伸方向与第一连接杆的延伸方向呈垂直关系；

将钢丝绳穿过第一滑轮与负荷气缸的伸缩端连接；

将式样跷跷板的板面一端放置于支撑气缸下方并于支撑气缸抵接；

将式样跷跷板的板面的另一端与钢丝绳固定连接，使固定点处于第一滑轮上方并使紧绷的钢丝绳与水平面保持垂直；

调节气罐内部的气压，从而调节负荷气缸通过钢丝绳对跷跷板的板面施加的压力；

将式样跷跷板的板面转动，带动第一滑轮和第一连接杆产生位移；

待第一滑轮和第一连接杆停止位移时，记录压力大小与式样跷跷板表面是否出现裂痕等断裂情况。

综上所述，上述技术方案中具有以下有益效果：负荷气缸通过拉动钢丝绳产生压力，紧绷的钢丝绳与水平面保持垂直则可以让这个压力集中在式样跷跷板一端，若是无法保持垂直，则会将压力分散为水平方向压力和竖直方向压力，水平方向压力会作用在第一滑轮上，而竖直方向压力才是式样跷跷板一端所受到的真正压力，无法通过气罐调节真正作用在式样跷跷板上的压力，因此需要紧绷的钢丝绳始终与水平面保持垂直；

跷跷板的板面在转动过程中，固定钢丝绳的固定点会沿以支点为中心的圆弧轨道移动，这样就会产生在水平方向的位移，使得原本与水平面保持垂直的钢丝绳倾斜，继而分散压力使得无法通过气罐调节真正作用在式样跷跷板上的压力，因此需要设置能够跟随固定点移动的第一滑轮，本发明中的第一滑轮可以在第一连接杆上的轨道内任意移动，第一连接杆也能转动，因此第一滑轮可以向任意方向移动；

此外，由于钢丝绳和第一滑轮的接触点位于第一滑轮的侧面，因此设置第一滑轮可以在轨道内转动，进一步微调位置使钢丝绳与水平面保持垂直；

本发明设置了相对可以自由移动的滑轮，使滑轮的位置可以跟随式样跷跷板与钢丝绳的固定点移动，从而让钢丝绳始终与水平面保持垂直，避免了由于跷跷板的板面在转动过程中水平方向的长度在不断变化，而导致固定钢丝绳的固定点在水平方向产生位移，最终由于钢丝绳的倾斜使得试验出现误差。

附图说明

图1为一种精准定压跷跷板试验机的立体结构示意图；

图2为本发明的底部剖面图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为图2中B处的局部放大图；

图5为气罐的剖面图；

图6为防撞气缸和安全气缸的剖面图。

附图标记：1、平台；2、气罐；3、支撑气缸；4、支架；5、负荷气缸；6、钢丝绳；7、第一连接杆；

11、防撞气缸；12、安全气缸；13、第二连接杆；

111、第一伸缩杆；112、第一缸体；113、第一密封件；

121、第二伸缩杆；122、第二缸体；123、第二密封件；

131、抵触杆；

21、第三连接杆；22、阀门机构；23、仓室；24、第二转动连接件；25、开口；26、控制机构；27、压力检测器；28、显示屏；

211、抵触块；

221、安全阀门；222、第三转动连接件；223、第四连接杆；

231、连接阀门；

71、第一滑轮；72、轨道；73、第一转动连接件；74、第二滑轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图1-6所示，一种精准定压跷跷板试验机，包括有气罐2和用于安装式样跷跷板的平台1，平台1远离气罐2一侧设有支撑气缸3，气罐2固定连接有支架4，支架4固定连接有与气罐2连接的负荷气缸5，负荷气缸5的伸缩端连接有用于与式样跷跷板的板面连接的钢丝绳6，支架4底部转动连接有延伸至平台1的第一连接杆7，第一连接杆7远离支架4一端转动连接有用于改变钢丝绳6延伸方向的第一滑轮71，第一连接杆7上还设有用于供第一滑轮71滑动的轨道72；

使用时，具有以下操作：

将式样跷跷板的底座安装在平台1上，并使式样跷跷板的板面延伸方向与第一连接杆7的延伸方向呈垂直关系；

将钢丝绳6穿过第一滑轮71与负荷气缸5的伸缩端连接；

将式样跷跷板的板面一端放置于支撑气缸3下方并于支撑气缸3抵接；

将式样跷跷板的板面的另一端与钢丝绳6固定连接，使固定点处于第一滑轮71上方并使紧绷的钢丝绳6与水平面保持垂直；

调节气罐2内部的气压，从而调节负荷气缸5通过钢丝绳6对跷跷板的板面施加的压力；

将式样跷跷板的板面转动，带动第一滑轮71和第一连接杆7产生位移；

待第一滑轮71和第一连接杆7停止位移时，记录压力大小与式样跷跷板表面是否出现裂痕等断裂情况；

负荷气缸5通过拉动钢丝绳6产生压力，紧绷的钢丝绳6与水平面保持垂直则可以让这个压力集中在式样跷跷板一端，若是无法保持垂直，则会将压力分散为水平方向压力和竖直方向压力，水平方向压力会作用在第一滑轮71上，而竖直方向压力才是式样跷跷板一端所受到的真正压力，无法通过气罐2调节真正作用在式样跷跷板上的压力，因此需要紧绷的钢丝绳6始终与水平面保持垂直；

跷跷板的板面在转动过程中，固定钢丝绳6的固定点会沿以支点为中心的圆弧轨道72移动，这样就会产生在水平方向的位移，使得原本与水平面保持垂直的钢丝绳6倾斜，继而分散压力使得无法通过气罐2调节真正作用在式样跷跷板上的压力，因此需要设置能够跟随固定点移动的第一滑轮71，本发明中的第一滑轮71可以在第一连接杆7上的轨道72内任意移动，第一连接杆7也能转动，因此第一滑轮71可以向任意方向移动；

此外，由于钢丝绳6和第一滑轮71的接触点位于第一滑轮71的侧面，因此设置第一滑轮71可以在轨道72内转动，进一步微调位置使钢丝绳6与水平面保持垂直；

本发明设置了相对可以自由移动的滑轮，使滑轮的位置可以跟随式样跷跷板与钢丝绳6的固定点移动，从而让钢丝绳6始终与水平面保持垂直，避免了由于跷跷板的板面在转动过程中水平方向的长度在不断变化，而导致固定钢丝绳6的固定点在水平方向产生位移，最终由于钢丝绳的倾斜使得试验出现误差。

进一步的，负荷气缸5固定连接于支架4顶部且负荷气缸5的伸缩端可以在竖直方向上伸缩，支架4底部还转动连接有与第一连接杆7固定连接的第一转动连接件73，第一转动连接件73设于负荷气缸5下方且与负荷气缸5设于同一竖直方向；

第一连接杆7还固定连接有用于改变钢丝绳6延伸方向的第二滑轮74，第二滑轮74设于负荷气缸5下方且与负荷气缸5以及第一转动连接件73设于同一竖直方向；

第一连接杆7可以以第一转动连接件73为中心转动，同时为了尽量减少钢丝绳6的实际移动距离，将负荷气缸5和第一转动连接件73设于同一竖直方向，避免负荷气缸5的伸缩端在伸缩时，钢丝绳6在水平方向产生额外移动；

为了防止钢丝绳6倾斜导致施加的压力分散，设置与负荷气缸5以及第一转动连接件73设于同一竖直方向的第二滑轮74，使连接负荷气缸5这一段的钢丝绳6始终与水平面保持垂直。

进一步的，平台1上还固定连接有用于供式样跷跷板的板面抵触的防撞气缸11；

防撞气缸11底部伸出平台1且固定连接有与防撞气缸11连通的安全气缸12，在防撞气缸11的伸缩端被抵触受缩时安全气缸12的伸缩端会伸长，平台1底部还转动连接有用于供安全气缸12的伸缩端抵触的第二连接杆13，第二连接杆13延伸至支架4底部且远离安全气缸12一端固定连接有伸入支架4内部的抵触杆131，抵触杆131抵接有深入气罐2内部的第三连接杆21，第三连接杆21连接有设于气罐2内的阀门机构22；

当跷跷板的板面抵触防撞气缸11的伸缩端时，安全气缸12的伸缩端会伸长，继而抵触第二连接杆13并使第二连接杆13转动，此时第二连接杆13上的抵触杆131会通过抵触使第三连接杆21打开阀门机构22，继而气罐2内部与大气连通，从而防止气罐2内部压力过小使得跷跷板的板面过度贴近地面。

进一步的，防撞气缸11包括有用于供式样跷跷板的板面抵触的第一伸缩杆111和用于容纳第一伸缩杆111的第一缸体112，第一抵触杆131设于第一缸体112内部一端固定连接有与第一缸体112内壁滑动连接的第一密封件113，安全气缸12包括有用于抵触第二连接杆13的第二伸缩杆121和用于容纳第二伸缩杆121的第二缸体122，第二抵触杆131设于第二缸体122内部一端固定连接有与第二缸体122内壁滑动连接的第二密封件123，第一缸体112底部与第二缸体122底部连通；

第一密封件113、第一缸体112、第二密封件123和第二缸体122形成一个体积固定的密闭空间，当第一伸缩杆111朝向第一缸体112内部移动时，由第一密封件113和第一缸体112组成的部分密闭空间变小，因此由第二密封件123和第二缸体122组成的部分密闭空间会变大，从而使第二抵触杆131伸长。

进一步的，气罐2内设有密封的仓室23，仓室23与负载气缸连通，仓室23内部设有用于连接气泵的连接阀门231，气罐2内底部转动连接有与第三连接杆21固定连接的第二转动连接件24，气罐2内底部还设有用于供第三连接杆21转动的开口25，第三连接杆21底部固定连接有用于与抵触杆131抵接的抵触块211；

阀门机构22设于仓室23底部，阀门机构22包括有与仓室23的外壁转动连接的安全阀门221，安全阀门221上固定连接有第三转动连接件222，第三转动连接件222转动连接有与第三连接杆21转动连接的第四连接杆223；

由于第二连接杆13在转动时会带动抵触杆131做弧形移动，因此为了保障抵触杆131能时刻带动第三连接杆21转动，设置与长度较长的抵触块211与抵触杆131保持抵触状态，抵触块211被抵触杆131抵触后会带动第三连接杆21以第二转动连接件24为中心转动，转动时会带动第四连接杆223移动，第四连接杆223则会通过第三转动连接件222带动安全阀门221转动，从而打开阀门机构22使气罐2内部与大气连通。

进一步的，气罐2内还设有控制机构26，控制机构26电连接有设于仓室23内的压力检测器27和伸出气罐2表面的显示屏28，压力检测器27可以实时检测气罐2内部的气压，继而通过控制机构26计算出实际施加的压力大小并显示在显示屏28上，方便实验人员精确控制压力大小。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。