CN112345131B - 一种聚合物弧形薄板表面内应力的测定装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种聚合物弧形薄板表面内应力的测定装置及使用方法，测定装置包括两个竖向平行的活动梁，活动梁的上端转动设置有大旋转臂，下端设置有行走轮，两个活动梁的上端之间设置有手持臂，两个大旋转臂对向设置，大旋转臂的自由端转动设置有向下的中支撑臂，中支撑臂的下端转动设置有小支撑臂，小支撑臂的自由端设置有超声波探头。本发明可以快速准确的测量不同聚合物异形弧面制品表面内应力，对聚合物制品表面内应力进行无损检测。

Description

一种聚合物弧形薄板表面内应力的测定装置及使用方法

技术领域

本发明涉及聚合物制品表面内应力无损检测领域，特别是指一种聚合物弧形薄板表面内应力的测定装置及使用方法。

背景技术

现阶段在航空航天领域、通用交通等领域都会用到透明薄板聚合物制品，如飞机前挡风钢化玻璃和汽车前挡风玻璃等都是采用聚合物PMMA作为原材料，通过注塑成型的工艺加工而成，对于弧形聚合物制品的模腔形状复杂，极易造成模腔内聚合物制品流动不均匀，另外透明聚合物制品熔体在模腔内由于冷却不均匀、流动的不均匀、或是熔体本身塑化不均匀等综合因素的影响，导致最终成型制品表面产生内应力，这种表面内应力的存在，会使制品产生翘曲、变形甚至会在制品表面产生细微裂纹，最终影响聚合物薄板制品的光学性能和使用寿命。CN104007179B公开了 一种聚合物平面薄板制品表面内应力的测定装置及其实施方法，主要用于平面薄板的内应力检测，但是并不适用于球面薄板的检测。而现有的聚合物透明薄板，除了平面以外，也会有不同直径的弧形制品，而对于弧形聚合物透明薄板制品，其内应力的准确测量是有效控制内应力的前提。

发明内容

本发明提出一种聚合物弧形薄板表面内应力的测定装置及使用方法，可以快速准确的测量不同聚合物异形弧面制品表面内应力，对聚合物制品表面内应力进行无损检测。

本发明的技术方案是这样实现的：一种聚合物弧形薄板表面内应力的测定装置，包括两个竖向平行的活动梁，活动梁的上端转动设置有大旋转臂，下端设置有行走轮，两个活动梁的上端之间设置有手持臂，两个大旋转臂对向设置，大旋转臂的自由端转动设置有向下的中支撑臂，中支撑臂的下端转动设置有小支撑臂，小支撑臂的自由端设置有超声波探头。

进一步地，活动梁的下端设置有安装槽，行走轮转动设置于安装槽的下端，行走轮上方的安装槽内设置有中空的横气管，横气管下端的两侧均设置有伸缩气管，伸缩气管的下端设置有真空吸附机构，横气管与抽真空装置相连。

进一步地，伸缩气管包括中空的细管和中空的粗管，细管的上端与横气管相通，下端滑动置于粗管内，粗管的下端与真空吸附机构相连，粗管与横气管之间细管上套装有弹簧，粗管的上端设置有密封圈。

进一步地，两个伸缩气管的粗管之间设置有连接杆，连接杆一侧的活动梁上设置有竖向的条形孔，另一侧的活动梁上设置有定位孔，条形孔内滑动设置有定位销，定位销的端部滑动穿过连接杆，且置于定位孔内。

进一步地，真空吸附机构包括真空室，真空室的下端从上到下依次设置有密封层、弹性层和衬垫层，衬垫层上设置有多个与真空室相连的吸盘。

进一步地，小支撑臂与小臂电机相连，小臂电机驱动小支撑臂转动，中支撑臂与中臂电机相连，中臂电机驱动中支撑臂转动，大旋转臂与大臂电机相连，大臂电机驱动大旋转臂转动。

一种聚合物弧形薄板表面内应力的测定装置的使用方法，包括以下步骤：

（1）将定位销的端部插入定位孔内，伸缩气管收缩，弹簧压缩，真空吸附机构缩至安装槽内，握住手持臂，活动梁通过行走轮沿聚合物弧形薄板移动，移动至检测位置；

（2）从定位孔内拔出定位销，伸缩气管伸展带动真空吸附机构伸出安装槽，弹簧通过粗管使真空吸附机构贴紧聚合物弧形薄板表面，抽真空装置通过横气管和伸缩气管对真空吸附机构抽真空，使真空吸附机构吸附在聚合物弧形薄板表面，从而使活动梁固定在聚合物弧形薄板上；

（3）转动大旋转臂至设定角度，然后旋转中臂电机和小支撑臂，小支撑臂带动超声波探头在聚合物弧形薄板表面移动进行内应力测试。

本发明的有益效果：

本发明可以快速准确的测量不同聚合物异形弧面制品表面内应力，属于聚合物制品表面内应力无损检测，可以测量任意弧面，任意半径的的弧形制品表面内应力大小。

本发明底部有两个行走轮，可以在弧形制品表面任意滑动，在测试装置在弧形制品表面滑动时，两个超声波探头始终和制品表面紧密接触，在测试某一位置的内应力时，通过各个电机的配合，让两个超声波探头在制品表面移动一定的距离，通过测量两个超声波探头在制品表面的飞跃时间反映出制品表面内应力的大小。

本发明通过设置横气管、伸缩气管和真空吸附机构的配合，也可将装置吸附固定在弧形制品表面，弹簧通过粗管使真空吸附机构紧贴弧形制备表面，而弹性层和衬垫层的配合，使真空吸附机构可适应于不同弧面，提高吸附的稳定性，无需一直手持装置；通过定位销和定位孔的配合，便于根据需要，将真空吸附机构收纳于安装槽内，不影响行走轮的使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例一的立体图；

图3为实施例二安装槽的结构示意图；

图4为实施例二活动梁的结构示意图；

图5为伸缩气管的结构示意图。

活动梁1，大旋转臂2，行走轮3，大臂电机4，手持臂5，中支撑臂6，中臂电机7，小支撑臂8，超声波探头9，小臂电机10，安装槽11，横气管12，细管13，粗管14，弹簧15，密封圈16，连接杆17，条形孔18，定位孔19，定位销20，真空室21，密封层22，弹性层23，衬垫层24，吸盘25。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1和2所示，一种聚合物弧形薄板表面内应力的测定装置，包括两个竖向平行的活动梁1，活动梁1的上端通过转轴转动连接大旋转臂2，下端通过转轴连接有行走轮3，大旋转臂2与大臂电机4相连，大臂电机4驱动大旋转臂2转动。两个活动梁1的上端之间通过手持臂5相连，两个大旋转臂2对向设置，大旋转臂2的自由端转动连接有向下的中支撑臂6，中支撑臂6与中臂电机7相连，中臂电机7驱动中支撑臂6转动，中支撑臂6的下端转动连接有小支撑臂8，小支撑臂8的自由端安装有超声波探头9，小支撑臂8与小臂电机10相连，小臂电机10驱动小支撑臂8转动，大臂电机4、中臂电机7和小臂电机10均为伺服电机。

本实施例的使用方法：握住手持臂5，把测试装置放在待测弧形薄板的凸面，通过行走轮3在凸面上移动，首先大臂电机4旋转一定的角度，之后小臂电机10启动旋转带动小支撑臂8在制品表面运动，同时带动超声波探头9在弧形薄板表面移动，调节小臂电机10的旋转角度是为了保证超声波探头和待测样品的凸面保持紧密接触的状态；当超声波探头9检测到明显的信号时，小臂电机10停止运动，开始采集超声波传播时间。如果需要测试不同位置不同侧面内应力，就需要启动中臂电机7，同时配合小臂电机10的运动，测试不同位置处内应力大小。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，如图3-5所示，活动梁1的下端设置有安装槽11，行走轮3通过转轴转动连接于安装槽11的下端，行走轮3上方的安装槽11内固定有中空的横气管12，横气管12下端的两侧均连接有伸缩气管，伸缩气管的下端连接有真空吸附机构，横气管12与抽真空装置相连。

伸缩气管包括中空的细管13和中空的粗管14，细管13的上端与横气管12相通，下端滑动置于粗管14内，粗管14的下端与真空吸附机构相连，粗管14与横气管12之间细管13上套装有弹簧15，粗管14的上端设置有密封圈16，保证细管13和粗管14的密封滑动。

两个伸缩气管的粗管14之间通过连接杆17相连，连接杆17一侧的活动梁1上设置有竖向的条形孔18，另一侧的活动梁1上设置有定位孔19，条形孔18内滑动插有定位销20，定位销20的端部滑动穿过连接杆17，且置于定位孔19内。

真空吸附机构包括真空室21，真空室21的下端从上到下依次固定有密封层22、弹性层23和衬垫层24，衬垫层24上设置有多个与真空室21相连的吸盘25。

本实施例的使用方法：将定位销20的端部插入定位孔19内，伸缩气管收缩，弹簧15压缩，真空吸附机构缩至安装槽11内，握住手持臂5，活动梁1通过行走轮3沿聚合物弧形薄板移动，移动至检测位置；从定位孔19内拔出定位销20，定位销20沿条形孔18下移，伸缩气管伸展带动真空吸附机构伸出安装槽11，弹簧15通过粗管14使真空吸附机构贴紧聚合物弧形薄板表面，抽真空装置通过横气管12和伸缩气管对真空吸附机构抽真空，使真空吸附机构吸附在聚合物弧形薄板表面，从而使活动梁1固定在聚合物弧形薄板上。

实施例3

实施例2所述的测定装置的使用方法，包括以下步骤：

（1）将定位销20的端部插入定位孔19内，伸缩气管收缩，弹簧15压缩，真空吸附机构缩至安装槽11内，握住手持臂5，活动梁1通过行走轮3沿聚合物弧形薄板移动，移动至检测位置；

（2）从定位孔19内拔出定位销20，定位销20沿条形孔18下移，伸缩气管伸展带动真空吸附机构伸出安装槽11，弹簧15通过粗管14使真空吸附机构贴紧聚合物弧形薄板表面，抽真空装置通过横气管12和伸缩气管对真空吸附机构抽真空，使真空吸附机构吸附在聚合物弧形薄板表面，从而使活动梁1固定在聚合物弧形薄板上；

（3）转动大旋转臂2至设定角度，然后旋转中臂电机7和小支撑臂8，小支撑臂8带动超声波探头9在聚合物弧形薄板表面移动进行内应力测试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种聚合物弧形薄板表面内应力的测定装置，其特征在于：包括两个竖向平行的活动梁（1），活动梁（1）的上端转动设置有大旋转臂（2），下端设置有行走轮（3），两个活动梁（1）的上端之间设置有手持臂（5），两个大旋转臂（2）对向设置，大旋转臂（2）的自由端转动设置有向下的中支撑臂（6），中支撑臂（6）的下端转动设置有小支撑臂（8），小支撑臂（8）的自由端设置有超声波探头（9）；

活动梁（1）的下端设置有安装槽（11），行走轮（3）转动设置于安装槽（11）的下端，行走轮（3）上方的安装槽（11）内设置有中空的横气管（12），横气管（12）下端的两侧均设置有伸缩气管，伸缩气管的下端设置有真空吸附机构，横气管（12）与抽真空装置相连；

伸缩气管包括中空的细管（13）和中空的粗管（14），细管（13）的上端与横气管（12）相通，下端滑动置于粗管（14）内，粗管（14）的下端与真空吸附机构相连，粗管（14）与横气管（12）之间细管（13）上套装有弹簧（15），粗管（14）的上端设置有密封圈（16）；

两个伸缩气管的粗管（14）之间设置有连接杆（17），连接杆（17）一侧的活动梁（1）上设置有竖向的条形孔（18），另一侧的活动梁（1）上设置有定位孔（19），条形孔（18）内滑动设置有定位销（20），定位销（20）的端部滑动穿过连接杆（17），且置于定位孔（19）内；

真空吸附机构包括真空室（21），真空室（21）的下端从上到下依次设置有密封层（22）、弹性层（23）和衬垫层（24），衬垫层（24）上设置有多个与真空室（21）相连的吸盘（25）。

2.根据权利要求1所述的一种聚合物弧形薄板表面内应力的测定装置，其特征在于：小支撑臂（8）与小臂电机（10）相连，小臂电机（10）驱动小支撑臂（8）转动，中支撑臂（6）与中臂电机（7）相连，中臂电机（7）驱动中支撑臂（6）转动，大旋转臂（2）与大臂电机（4）相连，大臂电机（4）驱动大旋转臂（2）转动。

3.一种权利要求1或2所述的测定装置的使用方法，包括以下步骤：

（1）将定位销（20）的端部插入定位孔（19）内，伸缩气管收缩，弹簧（15）压缩，真空吸附机构缩至安装槽（11）内，握住手持臂（5），活动梁（1）通过行走轮（3）沿聚合物弧形薄板移动，移动至检测位置；

（2）从定位孔（19）内拔出定位销（20），定位销（20）沿条形孔（18）下移，伸缩气管伸展带动真空吸附机构伸出安装槽（11），弹簧（15）通过粗管（14）使真空吸附机构贴紧聚合物弧形薄板表面，抽真空装置通过横气管（12）和伸缩气管对真空吸附机构抽真空，使真空吸附机构吸附在聚合物弧形薄板表面，从而使活动梁（1）固定在聚合物弧形薄板上；

（3）转动大旋转臂（2）至设定角度，然后旋转中臂电机（7）和小支撑臂（8），小支撑臂（8）带动超声波探头（9）在聚合物弧形薄板表面移动进行内应力测试。

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