CN102359987A - 一种三轴水平调整架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三轴水平调整架，包括一固定法兰，一具有三个螺纹通孔的固定底板，三个可调节位置的螺钉，一可进行俯仰调节的活动板，固定板和活动板间由若干拉簧连接，由于拉簧有较高的变形强度和恢复力矩，因此当螺钉顶推活动板时，活动板会有倾角变化，即可进行活动板的俯仰调节，进而保证放置于其上的水槽中的试件处于水平位置。本发明三轴水平调整架固定在四轴精密运动平台上，可便捷地调整水槽水平位置，保证待测材料处于水平方向上，进而进行待测材料的超声测量。

Description

一种三轴水平调整架

技术领域

本发明涉及水平调节装置，是一种三轴水平调整架，主要应用于线聚焦超声显微自动化测量系统中，实现待测材料的水平调整，以满足超声信号准确测量的需要，属于超声波无损检测领域。

背景技术

超声波在介质中的传播速度依赖于传声介质自身的密度、弹性模量等性质，还与超声波的波型有关，超声波波速是反映材料特性的主要声学参数之一。同时由于超声波具有穿透力强，频带宽和可实现对材料的无损检测等优势，超声波速法在材料质量检测和评价中得到广泛应用。线聚焦超声显微技术由于成本低廉，测量信号信噪比高，可实现对纳米材料和涂层材料弹性常数的测量，进而获得了广大科研工作者的青睐。但是，线聚焦超声显微测量系统要求待测材料处于水平位置，而且该测量系统需要用水做耦合剂，需将待测材料放置于一水槽中，这就很难保证待测材料处于水平位置。因此，研究一种水平调整架就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低廉，安装工艺简单，可以进行水平调节的调整架，实现对放置于其上的水槽中的待测材料进行水平调节。

本发明采用以下技术方案：一种三轴水平调整架包括一固定法兰1，一具有三个螺纹通孔的固定底板2，三个可调节位置的螺钉41，42，43，一可进行俯仰调节的活动板3，固定板2和活动板3间由拉簧5连接。固定法兰1和固定板2连接。用于调节活动板3俯仰角度的三个可调螺钉4一端顶在活动板上，另一端与固定板螺旋连接。当调节螺钉41、42、43的时候，由于拉簧存在恢复力矩，即可调节活动板的俯仰角度。

固定板和活动板间由八根拉簧连接，拉簧5两端由沉头螺钉6、7固定，拉簧5的弹性系数为10N/mm。

固定法兰1和固定板2由紧固螺钉8连接。

上述的固定法兰为三个圆柱体组成的一体化结构，三个圆柱体同轴，中间小，两头大，可将调整架平稳地放于实验台上。

上述的固定板如图4所示，为一正方形去掉一角，在未去掉的其它三个顶角处有三个用于穿过调节螺钉的螺纹通孔10，通过调节螺钉，保证在较大倾角范围内进行活动板的水平调节。

上述的水平调整架中，固定板和活动板间由八根弹性系数为10N/mm的拉簧连接，由于拉簧恢复力矩的存在，可以实现水平调整架的微调。由于具有三个可调螺钉，且都在固定板的顶角位置，可实现活动板的高精度水平调节。

本发明的优点：其一，调整架由固定法兰支撑，可平稳放置在试验台上，且由紧固螺钉将固定法兰与固定板连接在一起，大大提高了调整架的稳定性；其二，由于有三个可调螺钉，可在三个自由度调整活动板的水平位置，极大的提高了三轴水平调整架的精度。

附图说明

图1是本发明三轴水平调整架的主视图。

图2是本发明三轴水平调整架的俯视图。

图3是本发明固定法兰的俯视图。

图4是本发明的固定板的俯视图。

图5是本发明所应用的线聚焦超声显微系统。

图中：1、固定法兰，2、固定板，3、活动板，4、可调位置的螺钉，5、拉簧，6、沉头螺钉，7、沉头螺钉，8、紧固螺钉，9、通孔，10、螺纹通孔，11、螺纹孔，12、线聚焦探头，13、被测材料。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1和图2所示，本发明提供一种三轴水平调整架，包括：

一固定法兰1，该固定法兰1为三个圆柱体组成的一体化结构，三个圆柱体中间小，两头大，在和固定板相连接的那个圆柱体上有四个螺纹孔11，螺纹孔11位于圆柱体边缘位置，在圆周方向上以90°为间隔均匀布置，如图3所示，用紧固螺钉8和固定板2相连接。由于固定法兰1的存在，可将调整架平稳放置在试验台上。

一四边形缺角的固定板2，其上其未缺的三个角各有一个螺纹通孔10，如图4所示，用于调节活动板3倾角的螺钉41、42、43一端顶在活动板3上，另一端穿过螺纹孔10与固定板2螺旋连接。当调节螺钉41、42、43的时候，由于缺角的存在，使得活动板3能在较大倾角范围内调整，可在大范围内调整活动板3的水平位置，使固定法兰和固定板连接既稳固又不偏心。

为防止在调节过程中，紧固螺钉8影响活动板3的运动，在紧固螺钉正上方活动板3的相对位置处开一内径大于紧固螺钉8的通孔9，当固定板2和活动板3间距较小时，紧固螺钉8可以进入活动板3中的通孔9内，而不至于影响活动板3的运动。

活动板3和固定板2由拉簧5连接，拉簧5两端由沉头螺钉6、7固定。拉簧5的弹性系数为10N/mm，当调节螺钉41、42、43的时候，由于拉簧5存在恢复力矩，即可调节活动板3的俯仰角度。所述的拉簧的数量为八根。

举例来说，当调节螺钉41的时候，螺钉41的一端411顶推活动板3的端面31时，活动板3相对固定板2产生倾角变化，进而调节活动板的俯仰位置。

如图5所示，线聚焦超声显微系统中，线聚焦探头12垂直固定在四轴平台上，通过计算机编程控制PXI-7344运动控制卡，驱动富士交流伺服电机进而控制四轴运动平台带动线聚焦探头12上下运动。待测材料13放在三轴水平调整架上的水槽中，水作为耦合剂。由超声发射接收仪激励脉冲信号到线聚焦探头12产生超声波信号，声波被待测材料13表面发射后，经线聚焦探头接收后传输到超声发射接收仪，超声发射接收仪的输出端口与数字示波器相连，线聚焦探头接收到的信号在数字示波器上显示出来，最后将接收信号传输到计算机以实现数据的分析与处理。当待测材料在线聚焦探头12聚焦位置处，示波器所得信号峰峰值最大。首先控制探头上下运动，在示波器信号峰峰值最大处，停止探头运动。调节螺钉41、42、43，观察示波器信号峰峰值变化，当信号峰峰值最大时，停止调节螺钉。控制四轴精密运动平台，使三轴水平调整架旋转某一固定角度，再次调节螺钉41、42、43，使得信号峰峰值最大。按照此种方法，旋转水平调整架一周，在每个固定角度处，调节螺钉41、42、43，使信号峰峰值最大。只有严格按照此种方法，才能保证待测材料处于水平位置，进而进行后续的实验测量。如果待测材料不在水平位置，无法得到理想的实验结果。

Claims (5)

1.一种三轴水平调整架，其特征在于：其包括一固定法兰(1)，一具有三个螺纹通孔的固定底板(2)，三个可调节位置的螺钉(41，42，43)，一可进行俯仰调节的活动板(3)，固定板(2)和活动板(3)间由拉簧(5)连接。固定法兰(1)和固定板(2)连接，用于调节活动板(3)俯仰角度的三个可调螺钉(4)一端顶在活动板(3)上，另一端与固定板(2)螺旋连接。

2.根据权利要求1所述的一种三轴水平调整架，其特征在于：所述的拉簧(5)的数量为(8)，拉簧(5)两端由沉头螺钉(6、7)固定，其弹性系数为10N/mm。

3.根据权利要求1所述的一种三轴水平调整架，其特征在于：所述的固定法兰(1)和固定板(2)由紧固螺钉(8)连接。

4.根据权利要求1所述的一种三轴水平调整架，其特征在于：上述的固定法兰(1)为三个圆柱体组成的一体化结构，三个圆柱体同轴，中间小，两头大。

5.根据权利要求1所述的一种三轴水平调整架，其特征在于：上述的固定板(2)所示，为一正方形去掉一角，在未去掉的其它三个顶角处有三个用于穿过调节螺钉的螺纹通孔(10)。

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