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一種落錘試驗(yàn)機(jī)位移測量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種落錘試驗(yàn)機(jī)位移測量裝置，包括兩個(gè)激光位移計(jì)和隨所述落錘試驗(yàn)機(jī)錘頭移動的兩個(gè)反射塊，兩個(gè)反射塊包括傾斜反射塊和豎直反射塊，所述激光位移計(jì)并排固定設(shè)置在所述錘頭下落至試件沖擊加載的位置一側(cè)，并分別與傾斜反射塊和豎直反射塊的反射面位置對應(yīng)。通過將反射組件安裝在落錘試驗(yàn)機(jī)的錘頭上，而傳感器設(shè)置在落錘試驗(yàn)機(jī)錘頭滑落區(qū)域以外，避免了傳感器在測試過程中受損。同時(shí)采用兩組激光位移計(jì)進(jìn)行位移測試，一組激光位移計(jì)對著傾斜反射塊，另一組對著豎直反射塊，通過采集兩組激光位移計(jì)輸出信號的差值，可以抵消錘頭施加沖擊荷載過程中，由橫向振動而引起的誤差，進(jìn)一步提高測試精度。
【專利說明】一種落錘試驗(yàn)機(jī)位移測量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于位移測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種落錘試驗(yàn)機(jī)沖擊加載過程的位移測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]沖擊加載試驗(yàn)往往需要根據(jù)不同的加載速度范圍，選擇相應(yīng)的加載方式。在高速沖擊加載時(shí)，采用分離式霍普金森壓桿試驗(yàn)裝置、泰勒桿沖擊試驗(yàn)，或輕氣炮進(jìn)行加載，但對于實(shí)際工程中經(jīng)常出現(xiàn)的沖擊問題，均屬于低速沖擊的范疇，對于這類問題進(jìn)行研究時(shí)，落錘沖擊試驗(yàn)具有簡單可靠，重復(fù)性好，通常被用來對應(yīng)變率在10_5/s?IOVs范圍內(nèi)施加沖擊荷載。落錘試驗(yàn)機(jī)是專門進(jìn)行落錘試驗(yàn)的裝置，由于能夠方便的控制沖擊能量的大小，被廣泛應(yīng)用于沖擊力學(xué)研究以及產(chǎn)品質(zhì)量控制等領(lǐng)域。
[0003]落錘試驗(yàn)機(jī)一般由質(zhì)量塊、錘頭、導(dǎo)軌、提升電機(jī)、錘頭釋放裝置、沖擊試驗(yàn)臺座等部分組成，質(zhì)量塊被安裝在錘頭上，當(dāng)錘頭提升到指定高度后，釋放錘頭，錘頭和質(zhì)量塊沿著導(dǎo)軌豎直下落，施加沖擊力于試件上，從而完成沖擊加載過程。施加的沖擊力通過安裝在錘頭上的傳感器來捕捉，比如力傳感器，或者加速度傳感器。而錘頭在接觸到試件后的位移則往往通過安裝在試件上的電阻尺或線性差動變送器(LVDT)等位移傳感器測量，當(dāng)采用較高的輸入能量對試件進(jìn)行加載的時(shí)候，試件往往被擊潰，安裝在試件上的位移傳感器很容易由于超量程損壞或直接被砸壞。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種安全可靠的位移測試裝置，以避免現(xiàn)有的落錘試驗(yàn)機(jī)位移測量裝置在高能量輸入時(shí)，由于試件擊潰而導(dǎo)致的安裝在試件上的位移傳感器容易損壞的問題。
[0005]為了解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種落錘試驗(yàn)機(jī)位移測量裝置，包括兩個(gè)激光位移計(jì)和隨所述落錘試驗(yàn)機(jī)錘頭移動的兩個(gè)反射塊，兩個(gè)反射塊包括傾斜反射塊和豎直反射塊，所述激光位移計(jì)并排固定設(shè)置在所述錘頭下落至試件沖擊加載的位置一偵牝并分別與傾斜反射塊和豎直反射塊的反射面位置對應(yīng)。本實(shí)用新型采用激光位移計(jì)作為所述位移測量裝置的傳感單元，水平并排放置于試驗(yàn)機(jī)錘頭滑落的范圍以外，產(chǎn)生的激光束分別正對傾斜反射塊和豎直反射塊的反射面，所述傾斜反射塊和所述豎直反射塊用于對所述激光位移計(jì)投射的激光進(jìn)行反射，所述傾斜反射塊和所述豎直反射塊并排放置，通過所述底座固定在落錘試驗(yàn)機(jī)錘頭上部軸心位置，并與底座共同組成位移測試裝置的反射組件。
[0006]兩個(gè)激光位移計(jì)技術(shù)的參數(shù)一致，用于產(chǎn)生測試用的激光，并對反射回來的激光信號進(jìn)行采集，得到反射面上的激光光斑在投射方向上的水平位移變化，并通過傾斜反射塊的傾斜角度計(jì)算出錘頭在沖擊加載過程中的豎直位移。在錘頭沖擊加載的過程中會產(chǎn)生一定的橫向振動導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)誤差，并排設(shè)置的豎直反射塊用于檢測這種水平位移的誤差，并通過與傾斜反射塊的檢測結(jié)果合并計(jì)算最終消除這種誤差。
[0007]所述傾斜反射塊和豎直反射塊均采用不銹鋼材質(zhì)加工而成，反射塊上的反射面進(jìn)行精密拋光，用于反射激光信號。
[0008]所述傾斜反射塊和所述豎直反射塊采用固定螺釘與底座連接。
[0009]所述底座與落錘試驗(yàn)機(jī)錘頭采用固定螺釘連接，固定在錘頭中軸線位置。
[0010]本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0011]I)通過將反射組件安裝在落錘試驗(yàn)機(jī)的錘頭上，實(shí)現(xiàn)了落錘試驗(yàn)機(jī)位移測量方式的轉(zhuǎn)變，由原來的豎向直接測量，變?yōu)殄N頭下落位移的水平間接測量，傳感器在落錘試驗(yàn)機(jī)錘頭滑落區(qū)域以外，避免了傳感器在測試過程中受損。
[0012]2)由于激光位移計(jì)有聚焦和量程的限制，采用不同坡度的傾斜面反射塊，可以擴(kuò)大測試量程。對于不同測試要求，可以選擇使用相應(yīng)坡度的傾斜面反射塊，提高測試精度。
[0013]3)由于采用兩組激光位移計(jì)進(jìn)行位移測試，一組激光位移計(jì)對著傾斜反射塊，另一組對著豎直反射塊，通過采集兩組激光位移計(jì)輸出信號的差值，可以抵消錘頭施加沖擊荷載過程中，由橫向振動而引起的誤差，進(jìn)一步提高測試精度。
[0014]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為落錘試驗(yàn)機(jī)錘頭及本實(shí)用新型涉及的位移測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型涉及的位移測量裝置俯視圖。
[0017]圖3為傾斜反射塊、豎直反射塊和底座的分解示意圖。
[0018]圖中標(biāo)號:1-第一激光位移計(jì)，2-第二激光位移計(jì)，3-傾斜反射塊，4-豎直反射塊，5-反射塊固定螺釘，6-底座，7-底座固定螺釘，8-錘頭。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例
[0020]參見圖1和圖2，圖中所示為落錘試驗(yàn)機(jī)的錘頭部分，位移測量裝置包括兩個(gè)激光位移計(jì)和隨落錘試驗(yàn)機(jī)錘頭8移動的兩個(gè)反射塊，兩個(gè)反射塊包括傾斜反射塊3和豎直反射塊4，結(jié)合參見圖2，第一激光位移計(jì)I和第二激光位移計(jì)2并排固定設(shè)置在錘頭下落至試件沖擊加載的位置一側(cè)的導(dǎo)軌或外部支架上，并分別與傾斜反射塊3和豎直反射塊4的反射面位置對應(yīng)，其中第一激光位移計(jì)I對應(yīng)傾斜反射塊3，第二激光位移計(jì)2對應(yīng)豎直反射塊4。
[0021]進(jìn)一步的方案中，落錘試驗(yàn)機(jī)的錘頭8上方的中軸線位置設(shè)有底座6，傾斜反射塊3和豎直反射塊4并排設(shè)置在底座6上，結(jié)合參見附圖3，底座6與錘頭8之間通過底座固定螺釘7固定，底座6上設(shè)有豎直背板，傾斜反射塊3和豎直反射塊4通過反射塊固定螺釘5固定設(shè)置在背板上。
[0022]作為優(yōu)選方案，傾斜反射塊3為不銹鋼材質(zhì)的楔形塊，其反射面為傾斜面。豎直反射塊4為不銹鋼材質(zhì)長方體，其反射面為其中一個(gè)豎直側(cè)面。
[0023]激光位移計(jì)水平并排固定在落錘試驗(yàn)機(jī)錘頭8下落區(qū)域以外，杜絕了沖擊加載中試件被擊潰而導(dǎo)致的傳感器受損。反射組件通過底座與安裝在落錘試驗(yàn)機(jī)錘頭的上部軸心處，第一激光位移計(jì)I校準(zhǔn)后對準(zhǔn)傾斜反射塊3的反射面，第二激光位移計(jì)2校準(zhǔn)后對準(zhǔn)豎直反射塊4的反射面，在沖擊加載之前，同步調(diào)整兩個(gè)激光位移計(jì)的高度，保證落錘試驗(yàn)機(jī)的錘頭沖擊加載剛剛接觸試件時(shí)，激光位移計(jì)發(fā)射的激光光斑落在反射塊反射面的中部位置，避免測試過程超量程。由于激光位移計(jì)有聚焦和量程的限制，測試過程中可以換用不同坡度的傾斜反射塊，擴(kuò)大測試量程，根據(jù)不同測試要求，可以選擇使用相應(yīng)坡度的傾斜面反射塊，提高測試精度。
[0024]測試過程中，兩個(gè)反射塊隨著落錘試驗(yàn)機(jī)錘頭8 一起下落，當(dāng)沖擊開始后，第一激光位移計(jì)I和第二激光位移計(jì)2投射的激光光斑在傾斜反射塊3和豎直反射塊4的反射面上移動，通過檢測反射回來的激光信號，第一激光位移計(jì)I和第二激光位移計(jì)2分別可以測出光斑在各自的反射面上的水平位移。假如傾斜反射面3的坡度為α，第一激光位移計(jì)I讀取的水平位移為X1，第二激光位移計(jì)2讀取的水平位移為X2，則落錘試驗(yàn)機(jī)錘頭8的豎向位移δ為:
【權(quán)利要求】
1.一種落錘試驗(yàn)機(jī)位移測量裝置，其特征在于:包括兩個(gè)激光位移計(jì)和隨所述落錘試驗(yàn)機(jī)錘頭移動的兩個(gè)反射塊，兩個(gè)反射塊包括傾斜反射塊和豎直反射塊，所述激光位移計(jì)并排固定設(shè)置在所述錘頭下落至試件沖擊加載的位置一側(cè)，并分別與傾斜反射塊和豎直反射塊的反射面位置對應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種落錘試驗(yàn)機(jī)位移測量裝置，其特征在于:所述落錘試驗(yàn)機(jī)的錘頭上方的中軸線位置設(shè)有底座，所述傾斜反射塊和豎直反射塊并排設(shè)置在所述底座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種落錘試驗(yàn)機(jī)位移測量裝置，其特征在于:所述底座與錘頭之間通過底座固定螺釘固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種落錘試驗(yàn)機(jī)位移測量裝置，其特征在于:所述底座上設(shè)有豎直的背板，所述傾斜反射塊和豎直反射塊通過反射塊固定螺釘固定設(shè)置在所述背板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種落錘試驗(yàn)機(jī)位移測量裝置，其特征在于:所述傾斜反射塊為不銹鋼材質(zhì)的楔形塊，其反射面為傾斜面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種落錘試驗(yàn)機(jī)位移測量裝置，其特征在于:所述豎直反射塊為不銹鋼材質(zhì)長方體，其反射面為其中一個(gè)豎直側(cè)面。
【文檔編號】G01B11/02GK203672323SQ201320850016
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】孟一, 張掙鑫 申請人:中南大學(xué), 貴州理工學(xué)院