CN113916122A - 一种结构安全检测快速自动贴应变片装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结构安全检测快速自动贴应变片装置，包括：磁座、下外壳、齿轮传动系统、粘贴模块、上外壳、电缸、滚珠丝杠传动系统、单向通过机构。齿轮传动系统由固定块Ⅰ、齿轮放置架、齿轮组、电池Ⅰ、电机Ⅰ、固定块Ⅱ、剪叉式伸缩架、推块组成。粘贴模块由弹簧压板、底板、弹簧支承板组成。单向通过机构由挡板、弹簧板、旋转弹簧组成。本发明运用电缸、齿轮传动系统、滚珠丝杠传动系统配合，能够实现高精度自动粘贴应变片，提高工作质量；粘贴模块间可以进行装配，能搭载多个应变片，易于回收和重复使用且不会影响应变片粘贴的效果，减小了对工作进程的影响，提高了工作效率。

Description

一种结构安全检测快速自动贴应变片装置

技术领域

本发明涉及结构件安全检测技术领域，特别涉及一种结构安全检测快速自动贴应变片装置。

背景技术

电测法是一种在技术上非常成熟的方法，已经有多年的历史，应用范围涉及各种行业领域。电测法是工程结构中常用的测试方法之一，这种方法是将电阻应变片粘贴在被测构件表面，当构件变形时，电阻应变片的电阻值将发生相应的变化，通过计算得到电阻变化率便能得到相应的应力值。

而在电测法中，应变片的粘贴质量的优劣对实验、测试结果有很大的影响。且目前应变片的粘贴多采用人工粘贴，不仅耗费大量时间，而且存在施加压力不一致导致粘贴层厚度不均匀、粘贴所用胶水对人体产生较大危害和粘贴精度差等缺陷。

因此，在该应用领域已开发了一些辅助粘贴应变片的装置，但是现有的辅助粘贴应变片装置在使用中仍存在诸多问题，主要有以下几点：

1.大部分辅助粘贴应变片装置不能实现自动粘贴应变片需要人工进行大量的基础操作，能实现自动粘贴应变片的装置对应变片的按压也会出现不均匀等问题，不能提高工作效率；

2.现有的粘贴应变片装置单次只能搭载一个应变片，每次使用都需要重复进行应变片搭载的工作，并且部分装置会采用胶带将应变片和搭载装置连接等方式，此时应变片和搭载装置之间也存在粘力的影响，会导致应变片在粘贴过程中粘贴不牢的现象发生，能搭载多个应变片的装置也存在需要手动调整应变的粘贴方向等问题，使用起来不方便，降低了工作效率；

3.现有的装置在粘贴工作进行时，会出现应变片停留在粘贴模块上或者粘贴模块脱落等现象，影响粘贴工作进程，无法进行高效率的粘贴工作。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明的目的在于：能够通过电缸进行高精度的按压式粘贴，齿轮传动系统和滚珠丝杠传动系统等配合实现自动贴片的工作，解决了人工操作量大，现有装置粘贴应变片时用力不均的问题，提高了工作效率和工作精度。设计一种由多个粘贴模块装配在一起组成能够搭载多个应变片的粘贴模块架，实现搭载多个应变片，并且通过粘贴模块中弹簧压板、底板和弹簧支承板的工作配合，解决了现有装置中粘贴模块影响工作效果的问题；所设计的粘贴模块在齿轮传动系统、滚珠丝杠传动系统和单向通过机构的作用下，实现了易于回收重复使用的功能，解决了现有装置在粘贴无效的情况下影响工作进程的问题。

（二）技术方案

本发明专利解决其技术问题所采用以下技术方案是：一种结构安全检测快速自动贴应变片装置，由磁座、下外壳、齿轮传动系统、粘贴模块、上外壳、电缸、滚珠丝杠传动系统、单向通过机构组成;其中齿轮传动系统由固定块Ⅰ、齿轮放置架、齿轮组、电池Ⅰ、电机Ⅰ、固定块Ⅱ、剪叉式伸缩架、推块组成；粘贴模块由弹簧压板、底板、弹簧支承板组成；电缸由电池Ⅱ、电机箱、缸体、电缸推杆组成；滚珠丝杠系统由电机Ⅱ、电池Ⅲ、联轴器、滚珠丝杠、升降台组成；单向通过机构E由挡板、弹簧板、旋转弹簧组成；所述下外壳上设置有把手、矩形槽Ⅰ、推块槽、滚珠丝杠安装孔，所述上外壳上设置有操作窗口Ⅰ、操作窗口Ⅱ、操作窗口Ⅲ、观测窗口、矩形槽Ⅳ，所述底板上设置有楔形柱和楔形槽，所述的磁座上设置有安装孔、应变片粘贴槽和定位槽，磁座与下外壳上设置有相应的安装孔，可以通过平头螺钉进行连接；将齿轮组、固定块Ⅰ和固定块Ⅱ放入齿轮放置架内，将电池Ⅰ和电机Ⅰ安装至齿轮放置架上，通过螺栓将剪叉式伸缩架组装连接，再与固定块Ⅰ、固定块Ⅱ和推块进行连接，组成齿轮传动系统；将滚珠丝杠与升降台通过螺钉连接，通过联轴器把电机Ⅱ和滚珠丝杠连接，把电池Ⅲ装在电机Ⅱ一侧，组成滚珠丝杠传动系统，齿轮传动系统和滚珠丝杠传动系统通过螺纹连接安装在下外壳中；把弹簧压板安装到底板的矩形槽Ⅲ内，再将弹簧支撑板安装至弹簧压板的矩形槽Ⅱ内，组成粘贴模块，将应变片放在每个粘贴模块的弹簧支撑板上,多个粘贴模块通过楔形柱和楔形槽的配合装配在一起组成粘贴模块架，粘贴模块架中的顶部粘贴模块与电缸推杆连接，电缸通过操作窗口Ⅱ安装在上外壳内；把旋转弹簧安装到弹簧板两侧的轴上，将弹簧板和挡板组合在一起，组成单向通过机构，将单向通过机构放入上外壳内的矩形槽Ⅳ和下外壳内的矩形槽Ⅰ中,然后将上外壳与下外壳进行螺纹连接,在操作窗口Ⅲ中将滚珠丝杠传动系统的电机Ⅱ固定在上外壳内。

所述的磁座上设置有安装孔、应变片粘贴槽和定位槽。具体地，应变片粘贴槽适应于应变片的大小和形状。在进行粘贴工作的过程中，弹簧支承板下翻，应变片掉落到应变片粘贴槽内，避免应变片在空中进行翻转，影响工作效果。

所述剪叉式伸缩架上设置有连接孔Ⅰ、连接孔Ⅱ，满足了自身的组装要求，并且也能够通过螺栓与固定块Ⅰ、固定块Ⅱ和推块连接。

所述弹簧压板上设置有矩形槽Ⅱ，用于弹簧支撑板的安装。

所述缸体上设置有连接孔Ⅲ，用于与上外壳连接。

所述粘贴模块由弹簧压板、底板和弹簧支承板组成。其中底板上设置有楔形柱和楔形槽。多个粘贴模块之间可以通过楔形柱和楔形槽的配合互相装配在一起，组成能够搭载多个应变片的粘贴模块架。粘贴模块架中的顶部粘贴模块去掉了楔形槽与电缸连接。

所述上壳体内设置有操作窗口Ⅰ、操作窗口Ⅱ、操作窗口Ⅲ、观测窗口和矩形槽Ⅳ。三个操控窗口方便进行电机Ⅰ、电缸和电机Ⅱ的开关和安装，观测窗口方便进行装置工作时对装置的工作状态的观测。

所述电缸推杆上设置有连接孔Ⅳ，用于与粘贴模块顶部连接。

所述电机Ⅱ上设置有连接孔Ⅴ，用于与上外壳固定安装。

所述下外壳上的推块槽可以让推块在槽内进行直线运动，且可以限定推块的行程，将粘贴模块B推至升降台上。

所述应变片的工作面上有涂覆有胶粘层，可以减少涂胶水的步骤，提高工作效率。

所述弹簧支承板为聚四氟乙烯板，聚四氟乙烯板强度满足要求且具有不粘胶的性能，可以将带胶的应变片安置在弹簧支承板上并且不粘连。

（三）有益效果

本发明的有益效果是：（1）一种结构安全检测快速自动贴应变片装置，通过电缸能够高精度地自动完成贴应变片的工作，减少人工操作的工作量，避免手动贴应变片时的精度和误差问题，提高工作的精度和工作的质量；（2）通过拆装式的粘贴模块，可以实现有效地搭载多个应变片且不影响粘贴工作的效果，提高了工作效率，减少了工作误差；（3）搭载应变片的粘贴模块易于回收重复使用，不会影响粘贴工作的进程，提高了工作效率。

附图说明：

图1为一种结构安全检测快速自动贴应变片装置整体的半剖示意图；

图2为一种结构安全检测快速自动贴应变片装置整体示意图；

图3为一种结构安全检测快速自动贴应变片装置的磁座示意图；

图4为一种结构安全检测快速自动贴应变片装置的下外壳半剖示意图；

图5为一种结构安全检测快速自动贴应变片装置的齿轮传动系统示意图；

图6为一种结构安全检测快速自动贴应变片装置的剪叉式伸缩架示意图；

图7为一种结构安全检测快速自动贴应变片装置的弹簧支撑板示意图；

图8为一种结构安全检测快速自动贴应变片装置的粘贴模块侧视图；

图9为一种结构安全检测快速自动贴应变片装置的顶部粘贴模块示意图图；

图10为一种结构安全检测快速自动贴应变片装置的粘贴模块架示意图；

图11为一种结构安全检测快速自动贴应变片装置的上外壳示意图；

图12为一种结构安全检测快速自动贴应变片装置的上外壳半剖示意图；

图13为一种结构安全检测快速自动贴应变片装置的电缸示意图；

图14为一种结构安全检测快速自动贴应变片装置的滚珠丝杠传动系统示意图；

图15为一种结构安全检测快速自动贴应变片装置的单向通过机构示意图；

图中A、齿轮传动系统；B、粘贴模块；C、电缸；D、滚珠丝杠传动系统；E、单向通过机构；1、磁座；101、安装孔；102、应变片粘贴槽；103、定位槽；2、下外壳；201、把手；202、矩形槽Ⅰ；203、推块槽；204、滚珠丝杠安装孔；3、上外壳；301、操作窗口Ⅰ；302、操作窗口Ⅱ；303、操作窗口Ⅲ；304、观测窗口；305、矩形槽Ⅳ；4、固定块Ⅰ；5、齿轮放置架；6、齿轮组；7、电池Ⅰ；8、电机Ⅰ；9、固定块Ⅱ；10、剪叉式伸缩架；1001、连接孔Ⅰ；1002、连接孔Ⅱ；11、推块；12、弹簧压板；1201、矩形槽Ⅱ；13、底板；1301、楔形柱；1302、楔形槽；1303、矩形槽Ⅲ；14、弹簧支承板；15、电池Ⅱ；16、电机箱；17、缸体；1701、连接孔Ⅲ；18、电缸推杆；1801、连接孔Ⅳ；19、电机Ⅱ；1901、连接孔Ⅴ；20、电池Ⅲ；21、联轴器；22、滚珠丝杠；23、升降台；24、挡板；25、弹簧板；26、旋转弹簧。

具体实施方式：

本发明提供了一种结构安全检测快速自动贴应变片装置，该装置减少了人工操作的工作量，提高了工作质量，加强了工作精度，促进了工作效率。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下描述：

参照图1和图2，图1为本发明一种实例中一种结构安全检测快速自动贴应变片装置的结构示意图；图2将上外壳、下外壳和磁座半剖开展示装置的内部结构。

1.如图1～图15所示，一种结构安全检测快速自动贴应变片装置，由磁座1、下外壳2、齿轮传动系统A、粘贴模块B、上外壳3、电缸C、滚珠丝杠传动系统D、单向通过机构E组成;其中齿轮传动系统A由固定块Ⅰ4、齿轮放置架5、齿轮组6、电池Ⅰ7、电机Ⅰ8、固定块Ⅱ9、剪叉式伸缩架10、推块11组成；粘贴模块B由弹簧压板12、底板13、弹簧支承板14组成；电缸C由电池Ⅱ15、电机箱16、缸体17、电缸推杆18组成；滚珠丝杠系统D由电机Ⅱ19、电池Ⅲ20、联轴器21、滚珠丝杠22、升降台23组成；单向通过机构E由挡板24、弹簧板25、旋转弹簧26组成；所述下外壳2上设置有把手201、矩形槽Ⅰ202、推块槽203、滚珠丝杠安装孔204，所述上外壳3上设置有操作窗口Ⅰ301、操作窗口Ⅱ302、操作窗口Ⅲ303、观测窗口304、矩形槽Ⅳ305，所述底板13上设置有楔形柱1301、楔形槽1302和矩形槽Ⅲ1303，所述的磁座1上设置有安装孔101、应变片粘贴槽102和定位槽103，磁座1与下外壳2上设置有相应的安装孔101，可以通过平头螺钉进行连接；齿轮组6、固定块Ⅰ4和固定块Ⅱ9放入齿轮放置架5内，电池Ⅰ7和电机Ⅰ8安装至齿轮放置架5上，通过螺栓将剪叉式伸缩架10组装连接，再与固定块Ⅰ4、固定块Ⅱ9和推块11进行连接，组成齿轮传动系统A；滚珠丝杠22与升降台23通过螺钉连接，通过联轴器21把电机Ⅱ19和滚珠丝杠22连接，电池Ⅲ20装在电机Ⅱ19一侧，组成滚珠丝杠传动系统D，齿轮传动系统A和滚珠丝杠传动系统D通过螺纹连接安装在下外壳2中；弹簧压板12安装到底板13的矩形槽Ⅲ1303内，弹簧支撑板14安装至弹簧压板12的矩形槽Ⅱ1201内，组成粘贴模块B，应变片放在每个粘贴模块B的弹簧支撑板14上,多个粘贴模块B通过楔形柱1301和楔形槽1302的配合装配在一起组成粘贴模块架，粘贴模块架中的顶部粘贴模块B与电缸推杆18连接，电缸C通过操作窗口Ⅱ302安装在上外壳3内；旋转弹簧26安装到弹簧板25两侧的轴上，弹簧板25和挡板24组合在一起，组成单向通过机构E，单向通过机构E放入上外壳3内的矩形槽Ⅳ305和下外壳2内的矩形槽Ⅰ202中,上外壳3与下外壳2进行螺纹连接,在操作窗口Ⅲ303中将滚珠丝杠传动系统D的电机Ⅱ19固定在上外壳3内。

本发明的工作过程如下：

在已处理好的被测物件上画上十字表出载荷测试点，确定应变片的粘贴位置，将装置放在被测物件上，通过观测窗口304将定位槽103对准以画十字完成定位。在操作窗口Ⅱ302内打开电缸C开关，电缸C工作并推动粘贴模块架，至粘贴模块架接触到磁座1时，由于电缸C继续工作，弹簧压板12受力使弹簧伸缩，弹簧压板12相对于整个粘贴模块B向上移动，其中底板13继续下降，当触碰到应变片时，弹簧支撑板13受力向下翻折，使应变片脱离弹簧支撑板13从应变片粘贴槽102落到被测物体上，底板13继续下降压住应变片3至5秒完成应变片的粘贴。完成粘贴后电缸C带动粘贴模块架上升到指定位置，关闭电缸C，打开齿轮传动系统A的电机Ⅰ8让电机Ⅰ8正转，齿轮组6开始运作，控制推块11前进从而推动粘贴模块B退出楔形槽1302，当推块11行进到推块槽203末端时，粘贴模块B也被推至升降台23上，反转电机Ⅰ8，使齿轮传动系统B回到原位。从操作窗口Ⅲ303中打开滚珠丝杠系统D的电机Ⅱ19，升降台23上升，粘贴模块B通过单向通过机构E，上升至所对应的单向通过机构E，电机Ⅱ19反转升降台23下降，粘贴模块B停留在单向通过机构E上完成回收。升降台23回到原处，关闭电机Ⅱ19,完成一次粘贴工作，需要进行下次粘贴工作时，重复上述过程。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对本专利进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种结构安全检测快速自动贴应变片装置，由磁座（1）、下外壳（2）、齿轮传动系统A、粘贴模块B、上外壳（3）、电缸C、滚珠丝杠传动系统D、单向通过机构E组成;其中齿轮传动系统A由固定块Ⅰ（4）、齿轮放置架（5）、齿轮组（6）、电池Ⅰ（7）、电机Ⅰ（8）、固定块Ⅱ（9）、剪叉式伸缩架（10）、推块（11）组成；粘贴模块B由弹簧压板（12）、底板（13）、弹簧支承板（14）组成；电缸C由电池Ⅱ（15）、电机箱（16）、缸体（17）、电缸推杆（18）组成；滚珠丝杠系统D由电机Ⅱ（19）、电池Ⅲ（20）、联轴器（21）、滚珠丝杠（22）、升降台（23）组成；单向通过机构E由挡板（24）、弹簧板（25）、旋转弹簧（26）组成；所述下外壳（2）上设置有把手（201）、矩形槽Ⅰ（202）、推块槽（203）、滚珠丝杠安装孔（204），所述上外壳（3）上设置有操作窗口Ⅰ（301）、操作窗口Ⅱ（302）、操作窗口Ⅲ（303）、观测窗口（304）、矩形槽Ⅳ（305），所述底板（13）上设置有楔形柱（1301）、楔形槽（1302）和矩形槽Ⅲ（1303），所述的磁座（1）上设置有安装孔（101）、应变片粘贴槽（102）和定位槽（103），磁座（1）与下外壳（2）上设置有相应的安装孔（101），可以通过平头螺钉进行连接；齿轮组（6）、固定块Ⅰ（4）和固定块Ⅱ（9）放入齿轮放置架（5）内，电池Ⅰ（7）和电机Ⅰ（8）安装至齿轮放置架（5）上，通过螺栓将剪叉式伸缩架（10）组装连接，再与固定块Ⅰ（4）、固定块Ⅱ（9）和推块（11）进行连接，组成齿轮传动系统A；滚珠丝杠（22）与升降台（23）通过螺钉连接，通过联轴器（21）把电机Ⅱ（19）和滚珠丝杠（22）连接，电池Ⅲ（20）装在电机Ⅱ（19）一侧，组成滚珠丝杠传动系统D，齿轮传动系统A和滚珠丝杠传动系统D通过螺纹连接安装在下外壳（2）中；弹簧压板（12）安装到底板（13）的矩形槽Ⅲ（1303）内，弹簧支撑板（14）安装至弹簧压板（12）的矩形槽Ⅱ（1201）内，组成粘贴模块B，应变片放在每个粘贴模块B的弹簧支撑板(14)上,多个粘贴模块B通过楔形柱（1301）和楔形槽（1302）的配合装配在一起组成粘贴模块架，粘贴模块架中的顶部粘贴模块B与电缸推杆（18）连接，电缸C通过操作窗口Ⅱ（302）安装在上外壳（3）内；旋转弹簧（26）安装到弹簧板（25）两侧的轴上，弹簧板（25）和挡板（24）组合在一起，组成单向通过机构E，单向通过机构E放入上外壳（3）内的矩形槽Ⅳ（305）和下外壳（2）内的矩形槽Ⅰ（202）中,上外壳（3）与下外壳（2）进行螺纹连接,在操作窗口Ⅲ（303）中将滚珠丝杠传动系统D的电机Ⅱ（19）固定在上外壳（3）内。

2.根据权利要求1所述的一种结构安全检测快速自动贴应变片装置，其特征在于：所述剪叉式伸缩架（10）上设置有连接孔Ⅰ(1001)、连接孔Ⅱ（1002），连接孔Ⅰ(1001)满足了剪叉式伸缩架（10）的组装要求，并且用于与推块（11）连接，连接孔Ⅱ（1002）用于与固定块Ⅰ（4）、固定块Ⅱ（9）连接。

3.根据权利要求1所述的一种结构安全检测快速自动贴应变片装置，其特征在于：所述弹簧压板（12）上设置有矩形槽Ⅱ（1201），矩形槽Ⅱ（1201）用于弹簧支撑板（14）的安装。

4.根据权利要求1所述的一种结构安全检测快速自动贴应变片装置，其特征在于：所述缸体（17）上设置有连接孔Ⅲ（1701），连接孔Ⅲ（1701）用于与上外壳（3）连接。

5.根据权利要求1所述的一种结构安全检测快速自动贴应变片装置，其特征在于：所述电缸推杆（18）通过连接孔Ⅳ（1801）与粘贴模块架中的顶部粘贴模块B连接；所述粘贴模块架中的顶部粘贴模块B无楔形柱（1301）。

6.根据权利要求1所述的一种结构安全检测快速自动贴应变片装置，其特征在于：所述电机Ⅱ（19）上设置有连接孔Ⅴ（1901），连接孔Ⅴ（1901）用于与上外壳（3）固定安装。

7.根据权利要求1所述的一种结构安全检测快速自动贴应变片装置，其特征在于：所述推块（11）在下外壳（2）上的推块槽（203）槽内进行直线运动，且推块槽（203）限定了推块（11）的行程，可以将粘贴模块B推至升降台（23）上。

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