專利名稱：材料拉伸杠桿式激光檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，特別涉及一種用于材料拉伸應(yīng)變檢測(cè)的激光檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
在材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，為了測(cè)定試件在比例極限內(nèi)的變形，需要用靈敏度和精確度較高的專門儀器?，F(xiàn)有的儀器設(shè)備一般包括有機(jī)械、電子和光學(xué)結(jié)構(gòu)，均具有由于其工作空間小、視讀窗小的缺點(diǎn)，比如千分表、毫伏表、單筒望遠(yuǎn)鏡等，只能被單獨(dú)的人員讀取，其他參與檢測(cè)的人員被動(dòng)接受，從而影響學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，現(xiàn)有的拉伸設(shè)備體現(xiàn)為外形體積大，噪音較大的特點(diǎn)，而現(xiàn)有技術(shù)的檢測(cè)設(shè)備必須安裝于拉伸設(shè)備中就近讀數(shù)，由于具有較大的噪聲，不利于現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，而且現(xiàn)場(chǎng)還布置一些導(dǎo)線等附屬設(shè)備，更不利于群體性現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)；而對(duì)于望遠(yuǎn)鏡等遠(yuǎn)距離觀察設(shè)備，受光線影響并易受外界干擾，適合單人操作，不適用于群體教學(xué)。而且，上述檢測(cè)設(shè)備結(jié)構(gòu)以及使用比較復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)過程中也只能對(duì)試件一處標(biāo)矩測(cè)試，具有局限性。因此，需要一種用于檢測(cè)試件拉伸應(yīng)變的設(shè)備，在實(shí)驗(yàn)條件相同的前提下能夠?qū)ν辉嚰M(jìn)行多處標(biāo)距長(zhǎng)度同時(shí)測(cè)定，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，并進(jìn)行遠(yuǎn)距離讀數(shù)，避免及其噪聲對(duì)教學(xué)過程造成的影響，而且試驗(yàn)過程直觀開放，能夠使在場(chǎng)人員均都能看清實(shí)驗(yàn)過程及參數(shù)的變化，適用于課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種材料拉伸杠桿式激光檢測(cè)裝置，在實(shí)驗(yàn)條件相同的前提下能夠?qū)ν辉嚰M(jìn)行多處標(biāo)距長(zhǎng)度同時(shí)測(cè)定，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，并進(jìn)行遠(yuǎn)距離讀數(shù)，避免及其噪聲對(duì)教學(xué)過程造成的影響，而且試驗(yàn)過程直觀開放，能夠使在場(chǎng)人員均都能看清實(shí)驗(yàn)過程及參數(shù)的變化，適用于課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明的材料拉伸杠桿式激光檢測(cè)裝置，包括支撐架和激光檢測(cè)組件；激光檢測(cè)組件為至少兩組沿試件拉伸方向并列設(shè)置，包括激光器、標(biāo)距叉和連桿， 所述激光器殼體鉸接于支撐架形成杠桿結(jié)構(gòu)，所述標(biāo)距叉一端部以可使標(biāo)距叉沿試件拉伸方向轉(zhuǎn)動(dòng)的方式鉸接于支撐架，所述連桿一端鉸接于標(biāo)距叉自由端，另一端鉸接于激光器殼體的動(dòng)力臂；與激光器的激光傳輸線路對(duì)應(yīng)設(shè)有用于讀取激光線路轉(zhuǎn)角的標(biāo)尺；所述支撐架上設(shè)有定標(biāo)距叉，所述定標(biāo)距叉沿拉伸方向位于全部標(biāo)距叉的最前端標(biāo)距叉和定標(biāo)距叉均設(shè)有用于夾持試件的夾持部，所述標(biāo)距叉的夾持部夾持于試件需檢測(cè)部位。進(jìn)一步，所述支撐架包括豎直支架和固定設(shè)置于豎直支架上的水平梁，所述試件拉伸方向?yàn)樨Q直方向；所述水平梁與激光檢測(cè)組件一一對(duì)應(yīng)沿試件拉伸方向并列設(shè)置，所述標(biāo)距叉位于對(duì)應(yīng)的水平梁上部鉸接于豎直支架，所述激光器殼體鉸接于對(duì)應(yīng)的水平梁形成杠桿結(jié)構(gòu)；
進(jìn)一步，所述標(biāo)距叉和定標(biāo)距叉的夾持部均為矩形開口槽，矩形開口槽內(nèi)設(shè)有用于夾持試件的固定刃口和活動(dòng)刃口，所述固定刃口和活動(dòng)刃口分別對(duì)應(yīng)設(shè)置于矩形開口槽的兩側(cè)壁且刃口相對(duì)，活動(dòng)刃口鉸接于對(duì)應(yīng)的矩形開口槽側(cè)壁形成擺臂結(jié)構(gòu)，且活動(dòng)刃口的背側(cè)與矩形開口槽的側(cè)壁之間設(shè)有對(duì)活動(dòng)刃口施加向內(nèi)預(yù)緊力的夾緊彈簧；進(jìn)一步，所述激光器殼體位于水平梁水平側(cè)面與其鉸接，所述激光器光路經(jīng)衍射形成水平的線形光斑；進(jìn)一步，所述水平梁和與其對(duì)應(yīng)的標(biāo)距叉之間設(shè)有可閉合和打開的鎖扣；進(jìn)一步，所述標(biāo)尺安裝于一標(biāo)尺架，且標(biāo)尺的前后、左右和上下位置可調(diào)；進(jìn)一步，所述標(biāo)尺表面設(shè)有熒光層；進(jìn)一步，所述標(biāo)尺架為高度可調(diào)的套管結(jié)構(gòu)，所述套管結(jié)構(gòu)的標(biāo)尺架設(shè)有將其鎖緊的鎖緊螺釘I，所述標(biāo)尺架通過滑板設(shè)置于一標(biāo)尺架座，所述滑板以可前后滑動(dòng)的方式單自由度設(shè)置于標(biāo)尺架座，并設(shè)有鎖緊螺釘II，所述標(biāo)尺以可橫向滑動(dòng)的方式單自由度設(shè)置于滑板，并設(shè)有鎖緊螺釘III ；進(jìn)一步，所述激光器發(fā)光端設(shè)置于動(dòng)力臂端部或阻力臂端部。進(jìn)一步，所述標(biāo)距叉和定標(biāo)距叉的夾持部的矩形開口槽底部均設(shè)置用于對(duì)試件橫向定位的限位突起。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的材料拉伸杠桿式激光檢測(cè)裝置，采用在試件上設(shè)置多個(gè)激光器的結(jié)構(gòu)，隨著試件的拉伸而扭轉(zhuǎn)一定角度，所發(fā)激光光路的偏轉(zhuǎn)角度并由標(biāo)尺讀出，根據(jù)各個(gè)激光器各自的讀數(shù)，得出材料拉伸應(yīng)變多點(diǎn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證材料拉伸虎克定律； 由此，本發(fā)明能夠同時(shí)對(duì)試件的多點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，而且試驗(yàn)過程直觀開放，能夠使在場(chǎng)人員均都能看清實(shí)驗(yàn)過程及參數(shù)的變化，適用于課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸、安裝及操作容易，實(shí)驗(yàn)成本較現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備低。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1沿A向視圖；圖3為本發(fā)明原理圖。
具體實(shí)施例方式圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1沿A向視圖，圖3為本發(fā)明原理圖，如圖所示本實(shí)施例的材料拉伸杠桿式激光檢測(cè)裝置，包括支撐架1和激光檢測(cè)組件；激光檢測(cè)組件為至少兩組沿試件拉伸方向并列設(shè)置，本實(shí)施例為兩組；包括激光器7、標(biāo)距叉2和連桿5，所述激光器7殼體鉸接于支撐架1形成杠桿結(jié)構(gòu)，所述標(biāo)距叉2 — 端部以可使標(biāo)距叉2沿試件4拉伸方向轉(zhuǎn)動(dòng)的方式鉸接于支撐架1，也就是可通過球形鉸鏈鉸接，也可以通過垂直于試件拉伸方向三位鉸接軸鉸接；所述連桿5 —端鉸接于標(biāo)距叉2 自由端(非與支撐架鉸接的一端)，連桿5另一端鉸接于激光器殼體7的動(dòng)力臂71 ；與激光器7的激光傳輸線路對(duì)應(yīng)設(shè)有用于讀取激光線路轉(zhuǎn)角的標(biāo)尺8 ；所述支撐架1上設(shè)有定標(biāo)距叉6，所述定標(biāo)距叉6沿拉伸方向位于全部標(biāo)距叉的同一側(cè)，也就是全部標(biāo)距叉并列設(shè)置，定標(biāo)距叉6位于最邊側(cè)；標(biāo)距叉2和定標(biāo)距叉6均設(shè)有用于夾持試件的夾持部(二者夾持部結(jié)構(gòu)相同)，所述標(biāo)距叉2的夾持部21夾持于試件4需檢測(cè)部位；標(biāo)距叉2和定標(biāo)距叉6的夾持部結(jié)構(gòu)相同，操作相同。本實(shí)施例中，所述支撐架1包括豎直支架11和固定設(shè)置于豎直支架11上的水平梁12，所述試件4拉伸方向?yàn)樨Q直方向；所述水平梁12與激光檢測(cè)組件一一對(duì)應(yīng)沿試件4 拉伸方向并列設(shè)置，所述標(biāo)距叉2位于對(duì)應(yīng)的水平梁12上部鉸接于豎直支架11，所述激光器7殼體鉸接于對(duì)應(yīng)的水平梁形成杠桿結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，各部件運(yùn)動(dòng)不發(fā)生干擾，使用時(shí)直接將夾持部夾在試件上，通過拉伸機(jī)進(jìn)行拉伸，在較遠(yuǎn)處讀出讀數(shù)。本實(shí)施例中，所述標(biāo)距叉2和定標(biāo)距叉6的夾持部均為矩形開口槽(由于結(jié)構(gòu)相同，圖中僅表示標(biāo)距叉的夾持部結(jié)構(gòu))，矩形開口槽內(nèi)設(shè)有用于夾持試件的固定刃口 9和活動(dòng)刃口 10，所述固定刃口 9和活動(dòng)刃口 10分別對(duì)應(yīng)設(shè)置于矩形開口槽的兩側(cè)壁且刃口相對(duì)，活動(dòng)刃口 10鉸接于對(duì)應(yīng)的矩形開口槽側(cè)壁形成擺臂結(jié)構(gòu)，且活動(dòng)刃口 10的背側(cè)與矩形開口槽的側(cè)壁之間設(shè)有對(duì)活動(dòng)刃口 10施加向內(nèi)預(yù)緊力的夾緊彈簧13，夾緊彈簧13可以是現(xiàn)有技術(shù)中任何結(jié)構(gòu)的彈簧，本實(shí)施例采用如圖所示的彈簧片結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，使用時(shí)直接將矩形開口槽卡在試件上，活動(dòng)刃口 10的刃口在彈簧的作用下施加向固定刃口 9的夾緊力夾緊試件4，完成檢測(cè)過程，并且由于采用刃口結(jié)構(gòu)，對(duì)于試件4截面具有較為精確的定位，并能適應(yīng)于標(biāo)距叉2轉(zhuǎn)角時(shí)產(chǎn)生的橫行微小位移。本實(shí)施例中，所述激光器7殼體位于水平梁12水平側(cè)面與其鉸接，所述激光器7 光路經(jīng)衍射形成水平的線形光斑，避免發(fā)生光路傳播干擾，保證檢測(cè)過程順利進(jìn)行，并能準(zhǔn)確讀數(shù)。本實(shí)施例中，所述水平梁12和與其對(duì)應(yīng)的標(biāo)距叉2之間設(shè)有可閉合和打開的鎖扣 3 ；使用時(shí)打開鎖扣，否則關(guān)閉鎖扣，以確保讀數(shù)的準(zhǔn)確性；縮口結(jié)構(gòu)可以采用彈性掛鉤結(jié)構(gòu)，具有預(yù)緊作用，進(jìn)一步保證各檢測(cè)點(diǎn)的同步性。本實(shí)施例中，所述標(biāo)尺8安裝于一標(biāo)尺架15，且標(biāo)尺的前后、左右和上下位置可調(diào)；標(biāo)尺8的前后和左右移動(dòng)可以采用滑槽結(jié)構(gòu)設(shè)置，并設(shè)置相應(yīng)的鎖緊螺釘；上下調(diào)整可通過將標(biāo)尺架設(shè)置成拉伸套管結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整容易；根據(jù)需要調(diào)整標(biāo)尺的位置，利于擴(kuò)大本發(fā)明的適用范圍。本實(shí)施例中，所述標(biāo)尺8表面設(shè)有熒光層；讀數(shù)清楚直觀，在衍射光斑下隨光斑變亮，更易看清實(shí)驗(yàn)過程中讀數(shù)位置的變化。本實(shí)施例中，所述標(biāo)尺架15為高度可調(diào)的套管結(jié)構(gòu)，所述套管結(jié)構(gòu)的標(biāo)尺架15設(shè)有將其鎖緊的鎖緊螺釘I 17，所述標(biāo)尺架15通過滑板14設(shè)置于一標(biāo)尺架座20，所述滑板 14以可前后滑動(dòng)的方式單自由度設(shè)置于標(biāo)尺架座21，如圖所示，可通過燕尾槽結(jié)構(gòu)201設(shè)置，并設(shè)有鎖緊螺釘1118，所述標(biāo)尺8以可橫向滑動(dòng)的方式單自由度設(shè)置于滑板14，也可采用燕尾槽結(jié)構(gòu)141，并設(shè)有鎖緊螺釘III ；橫向是相對(duì)于激光光路所在平面垂直的的水平方向。本實(shí)施例中，所述激光器7發(fā)光端位于激光器7殼體的阻力臂72，所述激光器7殼體的動(dòng)力臂71長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于激光器7殼體的阻力臂72長(zhǎng)度；當(dāng)然，激光器7發(fā)光端也可以位于激光器7殼體的動(dòng)力臂71，同樣達(dá)到發(fā)明目的。
本實(shí)施例中，所述標(biāo)距叉2和定標(biāo)距叉6的夾持部的矩形開口槽底部均設(shè)置用于對(duì)試件橫向定位的限位突起23(標(biāo)距叉2和定標(biāo)距叉6均以圖2中所標(biāo)示為準(zhǔn))；用于安裝過程中限制安裝位置，保持各個(gè)激光檢測(cè)組件具有同等的試驗(yàn)條件，并使標(biāo)距叉2和定標(biāo)距叉6在同一豎直方向。本發(fā)明在使用時(shí)，先在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上按要求裝上試件，在確定上、中標(biāo)距叉都鎖閉的情況下將標(biāo)距叉和定標(biāo)距叉的刃口卡入試件，試件拉伸，帶動(dòng)標(biāo)距叉轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)激光器繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，其光路發(fā)生轉(zhuǎn)角并顯示于標(biāo)尺，標(biāo)尺距離可遠(yuǎn)可近；試驗(yàn)完成拆卸則在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)回油，手握支撐架拔出即可，安裝與拆卸較為簡(jiǎn)便，提高實(shí)驗(yàn)效率。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種材料拉伸杠桿式激光檢測(cè)裝置，其特征在于包括支撐架和激光檢測(cè)組件；激光檢測(cè)組件為至少兩組沿試件拉伸方向并列設(shè)置，包括激光器、標(biāo)距叉和連桿，所述激光器殼體鉸接于支撐架形成杠桿結(jié)構(gòu)，所述標(biāo)距叉一端部以可使標(biāo)距叉沿試件拉伸方向轉(zhuǎn)動(dòng)的方式鉸接于支撐架，所述連桿一端鉸接于標(biāo)距叉自由端，另一端鉸接于激光器殼體的動(dòng)力臂；激光器的激光傳輸線路對(duì)應(yīng)設(shè)有用于讀取激光線路轉(zhuǎn)角的標(biāo)尺；所述支撐架上設(shè)有定標(biāo)距叉，所述定標(biāo)距叉沿拉伸方向位于全部標(biāo)距叉的最前端；標(biāo)距叉和定標(biāo)距叉均設(shè)有用于夾持試件的夾持部，所述標(biāo)距叉的夾持部夾持于試件需檢測(cè)部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料拉伸杠桿式激光檢測(cè)裝置，其特征在于所述支撐架包括豎直支架和固定設(shè)置于豎直支架上的水平梁，所述試件拉伸方向?yàn)樨Q直方向；所述水平梁與激光檢測(cè)組件一一對(duì)應(yīng)沿試件拉伸方向并列設(shè)置，所述標(biāo)距叉位于對(duì)應(yīng)的水平梁上部鉸接于豎直支架，所述激光器殼體鉸接于對(duì)應(yīng)的水平梁形成杠桿結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的材料拉伸杠桿式激光檢測(cè)裝置，其特征在于所述標(biāo)距叉和定標(biāo)距叉的夾持部均為矩形開口槽，矩形開口槽內(nèi)設(shè)有用于夾持試件的固定刃口和活動(dòng)刃口，所述固定刃口和活動(dòng)刃口分別對(duì)應(yīng)設(shè)置于矩形開口槽的兩側(cè)壁且刃口相對(duì)，活動(dòng)刃口鉸接于對(duì)應(yīng)的矩形開口槽側(cè)壁形成擺臂結(jié)構(gòu)，且活動(dòng)刃口的背側(cè)與矩形開口槽的側(cè)壁之間設(shè)有對(duì)活動(dòng)刃口施加向內(nèi)預(yù)緊力的夾緊彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的材料拉伸杠桿式激光檢測(cè)裝置，其特征在于所述激光器殼體位于水平梁水平側(cè)面與其鉸接，所述激光器光路經(jīng)衍射形成水平的線形光斑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的材料拉伸杠桿式激光檢測(cè)裝置，其特征在于所述水平梁和與其對(duì)應(yīng)的標(biāo)距叉之間設(shè)有可閉合和打開的鎖扣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的材料拉伸杠桿式激光檢測(cè)裝置，其特征在于所述標(biāo)尺安裝于一標(biāo)尺架，且標(biāo)尺的前后、左右和上下位置可調(diào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的材料拉伸杠桿式激光檢測(cè)裝置，其特征在于所述標(biāo)尺表面設(shè)有熒光層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的材料拉伸杠桿式激光檢測(cè)裝置，其特征在于所述標(biāo)尺架為高度可調(diào)的套管結(jié)構(gòu)，所述套管結(jié)構(gòu)的標(biāo)尺架設(shè)有將其鎖緊的鎖緊螺釘I，所述標(biāo)尺架通過滑板設(shè)置于一標(biāo)尺架座，所述滑板以可前后滑動(dòng)的方式單自由度設(shè)置于標(biāo)尺架座，并設(shè)有鎖緊螺釘II，所述標(biāo)尺以可橫向滑動(dòng)的方式單自由度設(shè)置于滑板，并設(shè)有鎖緊螺釘III。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的材料拉伸杠桿式激光檢測(cè)裝置，其特征在于所述激光器發(fā)光端設(shè)置于動(dòng)力臂端部或阻力臂端部。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的材料拉伸杠桿式激光檢測(cè)裝置，其特征在于所述標(biāo)距叉和定標(biāo)距叉的夾持部的矩形開口槽底部均設(shè)置用于對(duì)試件橫向定位的限位突起。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種材料拉伸杠桿式激光檢測(cè)裝置，包括支撐架和激光檢測(cè)組件；激光檢測(cè)組件為至少兩組沿試件拉伸方向并列設(shè)置，與激光檢測(cè)組件的激光器的激光傳輸線路對(duì)應(yīng)設(shè)有用于讀取激光線路轉(zhuǎn)角的標(biāo)尺，支撐架上設(shè)有定標(biāo)距叉，本發(fā)明采用在試件上設(shè)置多個(gè)激光器的結(jié)構(gòu)，隨著試件的拉伸而扭轉(zhuǎn)一定角度，所發(fā)激光光路的偏轉(zhuǎn)角度并由標(biāo)尺讀出，根據(jù)各個(gè)激光器各自的讀數(shù)，得出材料拉伸應(yīng)變多點(diǎn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證材料拉伸虎克定律；由此，本發(fā)明能夠同時(shí)對(duì)試件的多點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，而且試驗(yàn)過程直觀開放，能夠使在場(chǎng)人員均都能看清實(shí)驗(yàn)過程及參數(shù)的變化，適用于課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸、安裝及操作容易，實(shí)驗(yàn)成本較現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備低。
文檔編號(hào)G01N3/08GK102323148SQ201110156159
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者張明學(xué), 柳琳, 顧佳 申請(qǐng)人:重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院