CN105855854A - 一种机械臂式管内贴片装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机械臂式管内贴片装置，包括紧固支撑系统、机械臂运动系统、待贴片管运动系统、应变片安装系统；机械臂运动系统包括中心轴，在中心轴四周沿环形均布若干传递杆，传递杆尾端连接水平滚珠丝杠机构，通过水平滚珠丝杠机构带动传递杆水平运动；待贴片管运动系统包括管夹，管夹套在传递杆外侧，管夹连接竖直滚珠丝杠机构，通过竖直滚珠丝杠带动管夹竖直运动；应变片安装系统包括水平运动环，水平运动环套在中心轴前端上并与传递杆前端连接，水平滑块通过连杆与水平运动环连接，竖直滑块通过连杆与水平滑块连接，安装爪安装在竖直滑块上。本发明能实现在管径较小的圆管或异形截面管内壁准确定位并粘贴应变片。

Description

一种机械臂式管内贴片装置
技术领域
本发明涉及电阻应变测试领域，具体来说是用于在管状物内壁粘贴应变片的一种机械臂式管内贴片装置。
背景技术
电阻应变测试技术是力学实验中应变测试的基础，精确地测得测试体的应变数值是力学分析的关键。目前为止，对于管径较小的管内壁的应力、应变的电阻量测，仍具有一定的困难，没有好的解决方法。对于管径较小的管，通常是在其外壁粘贴应变片，来代替内壁的应力、应变量测，这样所测得数据并不能真实的反应管内壁的应力、应变的实际情况。目前市场上出现的几种小型的管内贴片工具，均尺寸较小，对于管较长且需要在管的中部贴应变片的情况下就无能为力了。对于异形截面管，尤其是对于中空的椎体、台体内壁的应力应变量测，目前仍没有比较好的解决方法。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对现有技术所存在的不足，设计一种机械臂式管内贴片装置，能实现在管径较小的圆管或异形截面管内壁准确定位并粘贴应变片，进行管内壁应力、应变的电阻量测。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种机械臂式管内贴片装置，其特征在于：包括紧固支撑系统、机械臂运动系统、待贴片管运动系统、应变片安装系统；
所述紧固支撑系统包括机械臂支撑底座、中心轴紧固件、支撑水平滚珠丝杠座紧固件、竖直滚珠丝杠紧固件，中心轴紧固件、支撑水平滚珠丝杠支撑座紧固件、竖直滚珠丝杠紧固件均安装在机械臂支撑底座上上；
所述机械臂运动系统包括中心轴、水平滚珠丝杠、传递杆，中心轴水平设置，中心轴尾端与中心轴紧固件连接，在中心轴四周沿环形均布若干传递杆，传递杆平行于中心轴，传递杆尾端连接水平滚珠丝杠机构，水平滚珠丝杠机构连接支撑水平滚珠丝杠座紧固件，通过水平滚珠丝杠机构带动传递杆水平运动；
所述待贴片管运动系统包括管夹、竖直滚珠丝杠，管夹套在传递杆外侧，管夹连接竖直滚珠丝杠机构，竖直滚珠丝杠机构连接竖直滚珠丝杠紧固件，通过竖直滚珠丝杠带动管夹竖直运动；
所述应变片安装系统包括水平运动环、连杆、水平滑块、水平滑轨、竖直滑块、竖直滑轨、安装爪,水平运动环套在中心轴前端上并与传递杆前端连接，水平滑轨尾端与中心轴前端连接，水平滑轨前端与竖直滑轨下端连接，水平滑块安装在水平滑轨上并通过连杆与水平运动环连接，竖直滑块安装在竖直滑轨上并通过连杆与水平滑块连接，安装爪安装在竖直滑块上。
进一步的，所述水平滚珠丝杠机构包括外螺纹管、水平滚珠丝杠螺母、水平滚珠丝杠导向环、水平滚珠丝杠支撑座，中心轴穿过外螺纹管内孔，水平滚珠丝杠导向环套在中心轴上并与外螺纹管一端连接，外螺纹管另一端通过法兰与传递杆连接，水平滚珠丝杠支撑座与支撑水平滚珠丝杠座紧固件连接，水平滚珠丝杠螺母安装在水平滚珠丝杠支撑座内并与外螺纹管螺纹配合，水平滚珠丝杠螺母设置转动手轮。
进一步的，所述机械臂运动系统还包括导向轴、导向轴承，所述紧固支撑系统还包括导向轴紧固件，导向轴紧固件安装在机械臂支撑底座上上，导向轴设置在中心轴一侧并且平行于中心轴，导向轴一端连接导向轴紧固件，导向轴承套在导向轴上并与水平滚珠丝杠导向环连接。
进一步的，所述管夹包括两个弧形夹板以及管夹底座，弧形夹板之间通过螺栓连接并固定在管夹底座上，所述竖直滚珠丝杠机构包括螺杆和竖直滚珠丝杠螺母，螺杆竖直设置，螺杆下端连接竖直滚珠丝杠紧固件，螺杆上端设置转动手轮，竖直滚珠丝杠螺母与螺杆螺纹配合并与管夹底座连接。
进一步的，所述待贴片管运动系统还包括管夹导向轴，所述紧固支撑系统还包括管夹导向轴紧固件，管夹导向轴竖直设置，管夹导向轴下端连接管夹导向轴紧固件，管夹导向轴上套有管夹导向滑块，管夹导向滑块与管夹底座连接。
进一步的，所述安装爪上部设置聚四氟乙烯垫片。
有益效果：
(1)使用本发明的机械臂式管内贴片装置，通过待贴片管运动系统，可以实现用竖直滚珠丝杠对预设贴片位置的精确定位。
(2)使用本发明的机械臂式管内贴片装置，相比传统管内贴片装置只能在圆形截面管内贴片，该装置可以通过改变管夹形状，实现对异形截面管或中空的椎体、台体内壁进行贴片操作。
(3)使用本发明的机械臂式管内贴片装置，通过机械臂运动系统、应变片安装系统可以实现用水平滚珠丝杠准确控制安装爪的竖直运动和粘贴应变片的压力。
(4)使用本发明的机械臂式管内贴片装置，通过安装爪上部的聚四氟乙烯垫片可以实现指压粘贴应变片的效果。
附图说明
图1为本发明装置的侧面结构示意图。
图2为本发明装置的等轴测示意图。
其中：1-机械臂支撑底座，2-中心轴紧固件，3-导向轴紧固件，4-支撑水平滚珠丝杠座紧固件，5-竖直滚珠丝杠紧固件，6-管夹导向轴紧固件，7-导向轴，8-水平滚珠丝杠导向环，9-导向轴承，10-水平滚珠丝杠，11-水平滚珠丝杠支撑座，12-法兰，13-传递杆，14-中心轴，15-管夹，16-管夹底座，17-竖直滚珠丝杠，18-管夹导向轴，19-水平运动环，20-水平滑块，21-水平滑轨，22-连杆，23-竖直滑块，24-竖直滑轨，25-安装爪。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1和2所示，本发明的一种机械臂式管内贴片装置，包括紧固支撑系统、机械臂运动系统、待贴片管运动系统、应变片安装系统。
所述紧固支撑系统包括机械臂支撑底座1、中心轴紧固件2、支撑水平滚珠丝杠座紧固件4、竖直滚珠丝杠紧固件5、导向轴紧固件3、管夹导向轴紧固件6。中心轴紧固件2、支撑水平滚珠丝杠座紧固件4、竖直滚珠丝杠紧固件5、导向轴紧固件3、管夹导向轴紧固件6均安装在机械臂支撑底座上1上。
所述机械臂运动系统包括中心轴14、水平滚珠丝杠10、传递杆13、导向轴7、导向轴承9。中心轴14水平设置，中心轴14尾端与中心轴紧固件2连接，在中心轴14四周沿环形均布若干传递杆13，传递杆13平行于中心轴14，传递杆13尾端连接水平滚珠丝杠机构10，水平滚珠丝杠机构10连接支撑水平滚珠丝杠座紧固件4，通过水平滚珠丝杠机构10带动传递杆13水平运动。
所述水平滚珠丝杠机构10包括外螺纹管、水平滚珠丝杠螺母、水平滚珠丝杠导向环8、水平滚珠丝杠支撑座11。中心轴14穿过外螺纹管内孔，水平滚珠丝杠导向环8套在中心轴14上并与外螺纹管一端连接，外螺纹管另一端通过法兰12与传递杆13连接，水平滚珠丝杠支撑座11与支撑水平滚珠丝杠座紧固件4连接，水平滚珠丝杠螺母安装在水平滚珠丝杠支撑座11内并与外螺纹管螺纹配合，水平滚珠丝杠螺母设置转动手轮。通过转动手轮带动水平滚珠丝杠螺母旋转，水平滚珠丝杠螺母驱动外螺纹管和传递杆13一起水平运动。
导向轴7设置在中心轴14一侧并且平行于中心轴14，导向轴7一端连接导向轴紧固件3，导向轴承9套在导向轴7上并与水平滚珠丝杠导向环8连接。传递杆13水平运动时，导向轴7起导向作用。
所述待贴片管运动系统包括管夹15、竖直滚珠丝杠17、管夹导向轴18。管夹15套在传递杆13外侧，管夹15连接竖直滚珠丝杠机构17，竖直滚珠丝杠机构17连接竖直滚珠丝杠紧固件5，通过竖直滚珠丝杠17带动管夹15竖直运动。
所述管夹15包括两个弧形夹板以及管夹底座16，弧形夹板之间通过螺栓连接并固定在管夹底座16上，所述竖直滚珠丝杠机构17包括螺杆和竖直滚珠丝杠螺母，螺杆竖直设置，螺杆下端连接竖直滚珠丝杠紧固件5，螺杆上端设置转动手轮，竖直滚珠丝杠螺母与螺杆螺纹配合并与管夹底座16连接。通过转动手轮带动螺杆，螺杆驱动竖直滚珠丝杠螺母和管夹15一起竖直运动。
管夹导向轴18竖直设置，管夹导向轴18下端连接管夹导向轴紧固件6，管夹导向轴18上套有管夹导向滑块，管夹导向滑块与管夹底座16连接。管夹15竖直运动时，管夹导向轴18起导向作用。
所述应变片安装系统包括水平运动环19、连杆22、水平滑块20、水平滑轨21、竖直滑块23、竖直滑轨24、安装爪25,水平运动环19套在中心轴14前端上并与传递杆13前端连接，水平滑轨21尾端与中心轴14前端连接，水平滑轨21前端与竖直滑轨24下端连接，水平滑块20安装在水平滑轨21上并通过连杆23与水平运动环19连接，竖直滑块23安装在竖直滑轨24上并通过连杆23与水平滑块20连接，安装爪25安装在竖直滑块23上，安装爪25上部设置聚四氟乙烯垫片。传递杆13水平运动时，水平运动环19随传递杆13一起运动，水平运动环19通过连杆23带动安装爪25竖直运动。
使用本发明在管径较小的管内粘贴应变片时，首先将外侧涂有胶水的应变片固定于安装爪25上部的聚四氟乙烯垫片上，随后移动待贴片管使应变片安装系统伸入待贴片管内，并且待贴片管伸入管夹15内，调整待贴片管位置使应变片对准待贴片位置，然后用管夹15将待贴片管固定，转动竖直滚珠丝杠17，使应变片靠近待贴片位置，之后转动水平滚珠丝杠11，推动传递杆13和水平运动环19，通过水平滑块20和连杆22将水平运动转换为竖直滑块23的竖直运动，推动安装爪25向待贴片位置移动至应变片与待贴片管内壁接触，继续转动水平滚珠丝杠11，使竖直滑块23的压力通过安装爪25上部的聚四氟乙烯垫片均匀传递到应变片，直至达到应变片指压粘贴压力。保持压力一定时间后，逆向转动水平滚珠丝杠11，卸载，拆除管夹15，取出待贴片管，完成应变片粘贴。重复上述操作步骤，进行下一位置应变片粘贴。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种机械臂式管内贴片装置，其特征在于：包括紧固支撑系统、机械臂运动系统、待贴片管运动系统、应变片安装系统；
所述紧固支撑系统包括机械臂支撑底座(1)、中心轴紧固件(2)、支撑水平滚珠丝杠座紧固件(4)、竖直滚珠丝杠紧固件(5)，中心轴紧固件(2)、水平滚珠丝杠支撑座紧固件(4)、竖直滚珠丝杠紧固件(5)均安装在机械臂支撑底座上(1)上；
所述机械臂运动系统包括中心轴(14)、水平滚珠丝杠(10)、传递杆(13)，中心轴(14)水平设置，中心轴(14)尾端与中心轴紧固件(2)连接，在中心轴(14)四周沿环形均布若干传递杆(13)，传递杆(13)平行于中心轴(14)，传递杆(13)尾端连接水平滚珠丝杠机构(10)，水平滚珠丝杠机构(10)连接支撑水平滚珠丝杠座紧固件(4)，通过水平滚珠丝杠机构(10)带动传递杆(13)水平运动；
所述待贴片管运动系统包括管夹(15)、竖直滚珠丝杠(17)，管夹(15)套在传递杆(13)外侧，管夹(15)连接竖直滚珠丝杠机构(17)，竖直滚珠丝杠机构(17)连接竖直滚珠丝杠紧固件(5)，通过竖直滚珠丝杠(17)带动管夹(15)竖直运动；
所述应变片安装系统包括水平运动环(19)、连杆(22)、水平滑块(20)、水平滑轨(21)、竖直滑块(23)、竖直滑轨(24)、安装爪(25),水平运动环(19)套在中心轴(14)前端上并与传递杆(13)前端连接，水平滑轨(21)尾端与中心轴(14)前端连接，水平滑轨(21)前端与竖直滑轨(24)下端连接，水平滑块(20)安装在水平滑轨(21)上并通过连杆(23)与水平运动环(19)连接，竖直滑块(23)安装在竖直滑轨(24)上并通过连杆(23)与水平滑块(20)连接，安装爪(25)安装在竖直滑块(23)上。
2.根据权利要求1所述的一种机械臂式管内贴片装置，其特征在于：所述水平滚珠丝杠机构(10)包括外螺纹管、水平滚珠丝杠螺母、水平滚珠丝杠导向环(8)、水平滚珠丝杠支撑座(11)，中心轴(14)穿过外螺纹管内孔，水平滚珠丝杠导向环(8)套在中心轴(14)上并与外螺纹管一端连接，外螺纹管另一端通过法兰(12)与传递杆(13)连接，水平滚珠丝杠支撑座(11)与支撑水平滚珠丝杠座紧固件(4)连接，水平滚珠丝杠螺母安装在水平滚珠丝杠支撑座(11)内并与外螺纹管螺纹配合，水平滚珠丝杠螺母设置转动手轮。
3.根据权利要求2所述的一种机械臂式管内贴片装置，其特征在于：所述机械臂运动系统还包括导向轴(7)、导向轴承(9)，所述紧固支撑系统还包括导向轴紧固件(3)，导向轴紧固件(3)安装在机械臂支撑底座上(1)上，导向轴(7)设置在中心轴(14)一侧并且平行于中心轴(14)，导向轴(7)一端连接导向轴紧固件(3)，导向轴承(9)套在导向轴(7)上并与水平滚珠丝杠导向环(8)连接。
4.根据权利要求1所述的一种机械臂式管内贴片装置，其特征在于：所述管夹(15)包括两个弧形夹板以及管夹底座(16)，弧形夹板之间通过螺栓连接并固定在管夹底座(16)上，所述竖直滚珠丝杠机构(17)包括螺杆和竖直滚珠丝杠螺母，螺杆竖直设置，螺杆下端连接竖直滚珠丝杠紧固件(5)，螺杆上端设置转动手轮，竖直滚珠丝杠螺母与螺杆螺纹配合并与管夹底座(16)连接。
5.根据权利要求4所述的一种机械臂式管内贴片装置，其特征在于：所述待贴片管运动系统还包括管夹导向轴(18)，所述紧固支撑系统还包括管夹导向轴紧固件(6)，管夹导向轴(18)竖直设置，管夹导向轴(18)下端连接管夹导向轴紧固件(6)，管夹导向轴(18)上套有管夹导向滑块，管夹导向滑块与管夹底座(16)连接。
6.根据权利要求1所述的一种机械臂式管内贴片装置，其特征在于：所述安装爪(25)上部设置聚四氟乙烯垫片。
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