一種落錘試驗機位移測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種落錘試驗機位移測量裝置，包括兩個激光位移計和隨所述落錘試驗機錘頭移動的兩個反射塊，兩個反射塊包括傾斜反射塊和豎直反射塊，所述激光位移計并排固定設置在所述錘頭下落至試件沖擊加載的位置一側，并分別與傾斜反射塊和豎直反射塊的反射面位置對應。通過將反射組件安裝在落錘試驗機的錘頭上，而傳感器設置在落錘試驗機錘頭滑落區域以外，避免了傳感器在測試過程中受損。同時采用兩組激光位移計進行位移測試，一組激光位移計對著傾斜反射塊，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，進一步提高測試精度。
【專利說明】一種落錘試驗機位移測量裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于位移測量【技術領域】，具體涉及一種落錘試驗機沖擊加載過程的位移測量裝置。
【背景技術】
[0002]沖擊加載試驗往往需要根據不同的加載速度范圍，選擇相應的加載方式。在高速沖擊加載時，采用分離式霍普金森壓桿試驗裝置、泰勒桿沖擊試驗，或輕氣炮進行加載，但對于實際工程中經常出現的沖擊問題，均屬于低速沖擊的范疇，對于這類問題進行研究時，落錘沖擊試驗具有簡單可靠，重復性好，通常被用來對應變率在10_5/s?IOVs范圍內施加沖擊荷載。落錘試驗機是專門進行落錘試驗的裝置，由于能夠方便的控制沖擊能量的大小，被廣泛應用于沖擊力學研究以及產品質量控制等領域。
[0003]落錘試驗機一般由質量塊、錘頭、導軌、提升電機、錘頭釋放裝置、沖擊試驗臺座等部分組成，質量塊被安裝在錘頭上，當錘頭提升到指定高度后，釋放錘頭，錘頭和質量塊沿著導軌豎直下落，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，當采用較高的輸入能量對試件進行加載的時候，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。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種安全可靠的位移測試裝置，以避免現有的落錘試驗機位移測量裝置在高能量輸入時，由于試件擊潰而導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問題，本實用新型提供了一種落錘試驗機位移測量裝置，包括兩個激光位移計和隨所述落錘試驗機錘頭移動的兩個反射塊，兩個反射塊包括傾斜反射塊和豎直反射塊，所述激光位移計并排固定設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。本實用新型采用激光位移計作為所述位移測量裝置的傳感單元，水平并排放置于試驗機錘頭滑落的范圍以外，產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投射的激光進行反射，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機錘頭上部軸心位置，并與底座共同組成位移測試裝置的反射組件。
[0006]兩個激光位移計技術的參數一致，用于產生測試用的激光，并對反射回來的激光信號進行采集，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生一定的橫向振動導致測量結果出現誤差，并排設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果合并計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加工而成，反射塊上的反射面進行精密拋光，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機錘頭采用固定螺釘連接，固定在錘頭中軸線位置。
[0010]本實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機的錘頭上，實現了落錘試驗機位移測量方式的轉變，由原來的豎向直接測量，變為錘頭下落位移的水平間接測量，傳感器在落錘試驗機錘頭滑落區域以外，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，可以擴大測試量程。對于不同測試要求，可以選擇使用相應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進行位移測試，一組激光位移計對著傾斜反射塊，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，進一步提高測試精度。
[0014]以下結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為落錘試驗機錘頭及本實用新型涉及的位移測量裝置結構示意圖。
[0016]圖2為本實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]圖中標號:1-第一激光位移計，2-第二激光位移計，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。
【具體實施方式】
[0019]實施例
[0020]參見圖1和圖2，圖中所示為落錘試驗機的錘頭部分，位移測量裝置包括兩個激光位移計和隨落錘試驗機錘頭8移動的兩個反射塊，兩個反射塊包括傾斜反射塊3和豎直反射塊4，結合參見圖2，第一激光位移計I和第二激光位移計2并排固定設置在錘頭下落至試件沖擊加載的位置一側的導軌或外部支架上，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，其中第一激光位移計I對應傾斜反射塊3，第二激光位移計2對應豎直反射塊4。
[0021]進一步的方案中，落錘試驗機的錘頭8上方的中軸線位置設有底座6，傾斜反射塊3和豎直反射塊4并排設置在底座6上，結合參見附圖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固定設置在背板上。
[0022]作為優選方案，傾斜反射塊3為不銹鋼材質的楔形塊，其反射面為傾斜面。豎直反射塊4為不銹鋼材質長方體，其反射面為其中一個豎直側面。
[0023]激光位移計水平并排固定在落錘試驗機錘頭8下落區域以外，杜絕了沖擊加載中試件被擊潰而導致的傳感器受損。反射組件通過底座與安裝在落錘試驗機錘頭的上部軸心處，第一激光位移計I校準后對準傾斜反射塊3的反射面，第二激光位移計2校準后對準豎直反射塊4的反射面，在沖擊加載之前，同步調整兩個激光位移計的高度，保證落錘試驗機的錘頭沖擊加載剛剛接觸試件時，激光位移計發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，擴大測試量程，根據不同測試要求，可以選擇使用相應坡度的傾斜面反射塊，提高測試精度。
[0024]測試過程中，兩個反射塊隨著落錘試驗機錘頭8 一起下落，當沖擊開始后，第一激光位移計I和第二激光位移計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I和第二激光位移計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I讀取的水平位移為X1，第二激光位移計2讀取的水平位移為X2，則落錘試驗機錘頭8的豎向位移δ為:
【權利要求】
1.一種落錘試驗機位移測量裝置，其特征在于:包括兩個激光位移計和隨所述落錘試驗機錘頭移動的兩個反射塊，兩個反射塊包括傾斜反射塊和豎直反射塊，所述激光位移計并排固定設置在所述錘頭下落至試件沖擊加載的位置一側，并分別與傾斜反射塊和豎直反射塊的反射面位置對應。
2.根據權利要求1所述的一種落錘試驗機位移測量裝置，其特征在于:所述落錘試驗機的錘頭上方的中軸線位置設有底座，所述傾斜反射塊和豎直反射塊并排設置在所述底座上。
3.根據權利要求2所述的一種落錘試驗機位移測量裝置，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.根據權利要求3所述的一種落錘試驗機位移測量裝置，其特征在于:所述底座上設有豎直的背板，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置在所述背板上。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的一種落錘試驗機位移測量裝置，其特征在于:所述傾斜反射塊為不銹鋼材質的楔形塊，其反射面為傾斜面。
6.根據權利要求5所述的一種落錘試驗機位移測量裝置，其特征在于:所述豎直反射塊為不銹鋼材質長方體，其反射面為其中一個豎直側面。
【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 優先權日:2013年12月20日
【發明者】孟一, 張掙鑫 申請人:中南大學, 貴州理工學院
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
