一种力学性能检测装置的制作方法

1.本发明涉及混凝土力学性能测试领域，尤其涉及一种力学性能检测装置。


背景技术：

2.在建筑工程中，为了保障混凝土建筑的质量，需要对混凝土的力学性能进行检测，而在众多的力学性能检测项目中，常常会利用试验装置对圆柱状的混凝土试样的抗压强度进行试验，而圆柱状的混凝土试件在试验前则需要测量其直径、高度、承压面的平面度以及试件相邻面的夹角，在测量时通常会借助多种手动测量工具（游标卡尺、外径千分尺、塞尺、钢尺等）和自动测量设备进行测量，而由于测量项目众多，单纯的依靠手动测量不仅效率低下，而且容易出错，而使用多种自动测量设备则需要频繁的转移试件，提高了试件损坏的风险和测量的成本，突出了其不足之处。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种力学性能检测装置，以解决上述技术问题。
4.为实现上述目的本发明采用以下技术方案：一种力学性能检测装置，包括压力机主体、测试台、支撑台、下推杆电机、二号支撑架、前v型架、后v型架、一号滑块、二号滑块、三号滑块、四号滑块、一号轴、二号轴、三号轴、四号轴、托轮、步进电机、中光杆、下光杆、检测部分、调节部分，所述压力机主体左部安装有测试台，且右部固定有支撑台，所述支撑台底端中部固定有下推杆电机，所述下推杆电机的推杆末端固定有二号支撑架，所述二号支撑架顶端前部固定有两竖直的前v型架，且顶端后部固定有两竖直的后v型架，两所述前v型架左部分别滑动连接有两一号滑块，且右部分别滑动连接有两二号滑块，两所述后v型架左部分别滑动连接有两三号滑块，且右部分别滑动连接有两四号滑块，两所述一号滑块共同转动连接有一号轴，两所述二号滑块共同转动连接有二号轴，两所述三号滑块共同转动连接有三号轴，两所述四号滑块共同转动连接有四号轴，所述一号轴、二号轴、三号轴和四号轴中部分别轴向固定有托轮，所述一号轴前部的一号滑块前端固定有步进电机，所述步进电机的转轴与一号轴前部相固定，所述二号支撑架顶端前后两部各固定有竖直的中光杆，且底端前后两部各固定有竖直的下光杆，所述支撑台上方安装有检测部分和调节部分。
5.在上述技术方案基础上，所述检测部分包括四号支撑架、上推杆电机、十字限位架、连接杆、二号红外测距传感器、滑动架、上光杆、传动板、调节螺栓，所述支撑台顶端后部固定有竖直的四号支撑架，所述四号支撑架上部后端固定有水平的上推杆电机，所述上推杆电机的推杆与四号支撑架相间歇插接，所述上推杆电机的推杆前端固定有竖直的十字限位架，所述十字限位架前部呈刀刃状，所述十字限位架左右两部各固定有竖直的连接杆，两所述连接杆之间共同固定有水平的二号红外测距传感器，两所述中光杆共同滑动连接有滑动架，所述滑动架前后两部分别固定有水平的上光杆，两所述上光杆左右两部分别滑动连接有传动板，各所述传动板分别与一号轴、二号轴、三号轴和四号轴相转动连接，所述一号
轴、二号轴、三号轴和四号轴所在的轴心始终共面，所述滑动架中部转动连接有调节螺栓，所述调节螺栓与二号支撑架相螺纹连接。
6.在上述技术方案基础上，所述调节部分包括一号支撑架、三号红外测距传感器、四号红外测距传感器、燕尾导轨、燕尾座、导向筒、电磁铁、一号红外测距传感器、矩形槽、导向柱、导向板、永磁铁、安装块、接触针、微调部分，所述支撑台顶端固定有一号支撑架，所述一号支撑架内壁左右两端分别固定有三个三号红外测距传感器，各所述三号红外测距传感器依次位于一号支撑架前部、中部和后部，且相较于一号支撑架呈左右对称的相向固定，所述一号支撑架内壁中部前后两端分别固定有一个四号红外测距传感器，所述一号支撑架上部底端固定有燕尾导轨，所述燕尾导轨滑动连接有燕尾座，所述燕尾座底端前后方向上等距固定有多个竖直的导向筒和电磁铁，所述燕尾座后部底端与连接杆顶端相固定，且后部底端固定有一号红外测距传感器，各所述电磁铁分别与各导向筒相间隙插接，各所述导向筒底部分别设有竖直的矩形槽，各所述导向筒内分别滑动连接有导向柱，各所述导向柱底端分别固定有导向板，且顶端分别固定有永磁铁，各所述导向板分别与矩形槽相滑动连接，且底端分别安装有安装块，各所述安装块底端分别固定有竖直的接触针，所述接触针呈圆柱状，各所述导向板底部共同安装有微调部分。
7.在上述技术方案基础上，所述微调部分包括安装板、转动槽、微调盘、微调孔、定位槽、蚀刻台、安装槽、压缩弹簧、定位块、反射板，各所述导向板底部分别固定有安装板，所述安装板和导向板共同贯穿有水平的转动槽，各所述转动槽分别转动连接有水平的微调盘，各所述微调盘前后方向上圆周等角度贯穿有多个大小不一的微调孔，各所述微调盘外圆周壁圆周等角度开有多个定位槽，各所述微调盘外圆周壁圆周等角度固定有多个蚀刻台，所述蚀刻台与最远处的微调孔一一对应，各所述安装板上部分别开有竖直的安装槽，各所述安装槽分别位于转动槽上方，且分别与转动槽相连通，各所述安装槽内壁顶端分别固定有竖直的压缩弹簧，各所述压缩弹簧底端分别固定有定位块，各所述定位块分别与安装槽相滑动连接，且能够与定位槽相贴合，各所述定位槽与定位块相贴合时能够使得有且仅有一个微调孔的轴心与导向筒的轴心相交且垂直，所述连接杆紧邻的安装板右端固定有反射板，两所述四号红外测距传感器均位于一号支撑架中部，且相较于一号支撑架呈前后对称的相向固定，所述二号红外测距传感器的位置高于三号红外测距传感器和四号红外测距传感器的位置，所述一号红外测距传感器实时测量到反射板的竖直距离。
8.在上述技术方案基础上，所述前v型架和后v型架均为左右对称结构，所述下光杆与支撑台相滑动连接，所述步进电机通电转动时能够带动一号轴转动，所述滑动架通过手动旋转调节螺栓能够沿着中光杆上下滑动，所述滑动架在沿着中光杆上下滑动时能够使得传动板沿着上光杆左右滑动，所述传动板在沿着上光杆左右滑动时能够间接带动一号轴、二号轴、三号轴和四号轴相互靠近和相互远离，所述上推杆电机伸缩推杆时能够同时带动十字限位架、连接杆、二号红外测距传感器和燕尾座前后移动，所述一号支撑架左右两部的三号红外测距传感器能够测量到托轮外圆周壁的距离，所述电磁铁通以不同方向的电流时能够对永磁铁进行磁性吸附和磁性排斥，所述电磁铁与永磁铁进行磁性吸附和磁性排斥时能够带动导向柱沿着导向筒上下滑动，所述导向筒在上下滑动时能够使得导向板沿着矩形槽上下滑动，所述压缩弹簧始终处于弹性压缩状态，所述永磁铁处于导向筒内腔的中部位置时能够使得二号红外测距传感器发出的红外线穿过与导向筒轴心相交且垂直的微调孔。
9.与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明通过三号红外测距传感器能够计算得到圆柱试件前部、中部和后部的直径，通过四号测距传感器能够计算得到圆柱试件的高度和施压面的平面度，通过微调孔和二号红外测距传感器相配合能够对圆柱试件外圆周面的光滑程度和外圆周面与前后端面的垂直度进行检测，通过手动旋转各微调盘即可使得不同孔径的微调孔的轴线与导向筒的轴线相交且垂直，继而达到调节二号红外测距传感器的红外线能够通过的范围的目的，从而达到调节对比标准的目的，而通过控制步进电机间歇转动与下推杆电机的间歇往复动作的交替进行，能够逐一对圆柱试件端面和外圆周面不同部位的平面度、高度、直径和端面与外圆周面的垂直度进行一一检测，从而提高检测的准确性，同时减少问题部位的遗漏。
附图说明
10.图1为本发明的结构示意图。
11.图2为本发明二号支撑架的结构示意图。
12.图3为本发明二号支撑架的俯视示意图。
13.图4为本发明燕尾座的安装示意图。
14.图5为本发明燕尾座的底部结构示意图。
15.图6为本发明燕尾座和导向筒的前剖结构示意图。
16.图7为本发明a处的局部放大示意图。
17.图8为本发明安装板的前剖结构示意图。
18.图中：1、压力机主体，2、测试台，3、支撑台，4、下推杆电机，5、二号支撑架，6、前v型架，7、后v型架，8、一号滑块，9、二号滑块，10、三号滑块，11、四号滑块，12、一号轴，13、二号轴，14、三号轴，15、四号轴，16、托轮，17、步进电机，18、中光杆，19、下光杆，20、检测部分，21、调节部分，22、四号支撑架，23、上推杆电机，24、十字限位架，25、连接杆，26、二号红外测距传感器，27、滑动架，28、上光杆，29、传动板，30、调节螺栓，31、一号支撑架，32、三号红外测距传感器，33、四号红外测距传感器，34、燕尾导轨，35、燕尾座，36、导向筒，37、电磁铁，38、一号红外测距传感器，39、矩形槽，40、导向柱，41、导向板，42、永磁铁，43、安装块，44、接触针，45、微调部分，46、安装板，47、转动槽，48、微调盘，49、微调孔，50、定位槽，51、蚀刻台，52、安装槽，53、压缩弹簧，54、定位块，55、反射板。
具体实施方式
19.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细阐述。
20.如图1-8所示，一种力学性能检测装置，包括压力机主体1、测试台2、支撑台3、下推杆电机4、二号支撑架5、前v型架6、后v型架7、一号滑块8、二号滑块9、三号滑块10、四号滑块11、一号轴12、二号轴13、三号轴14、四号轴15、托轮16、步进电机17、中光杆18、下光杆19、检测部分20、调节部分21，所述压力机主体1左部安装有测试台2，且右部固定有支撑台3，所述支撑台3底端中部固定有下推杆电机4，所述下推杆电机4的推杆末端固定有二号支撑架5，所述二号支撑架5顶端前部固定有两竖直的前v型架6，且顶端后部固定有两竖直的后v型架7，两所述前v型架6左部分别滑动连接有两一号滑块8，且右部分别滑动连接有两二号滑块9，两所述后v型架7左部分别滑动连接有两三号滑块10，且右部分别滑动连接有两四号滑块
11，两所述一号滑块8共同转动连接有一号轴12，两所述二号滑块9共同转动连接有二号轴13，两所述三号滑块10共同转动连接有三号轴14，两所述四号滑块11共同转动连接有四号轴15，所述一号轴12、二号轴13、三号轴14和四号轴15中部分别轴向固定有托轮16，所述一号轴12前部的一号滑块8前端固定有步进电机17，所述步进电机17的转轴与一号轴12前部相固定，所述托轮16用于对圆柱试件外圆周壁相接触，同时对圆柱试件进行支撑，从而利用步进电机17的转动对圆柱试件进行转动，所述二号支撑架5顶端前后两部各固定有竖直的中光杆18，且底端前后两部各固定有竖直的下光杆19，所述支撑台3上方安装有检测部分20和调节部分21。
21.所述检测部分20包括四号支撑架22、上推杆电机23、十字限位架24、连接杆25、二号红外测距传感器26、滑动架27、上光杆28、传动板29、调节螺栓30，所述支撑台3顶端后部固定有竖直的四号支撑架22，所述四号支撑架22上部后端固定有水平的上推杆电机23，所述上推杆电机23的推杆与四号支撑架22相间歇插接，所述上推杆电机23的推杆前端固定有竖直的十字限位架24，所述十字限位架24前部呈刀刃状，刀刃状的十字限位架24能够更好得与圆柱试件后端相接触，所述十字限位架24左右两部各固定有竖直的连接杆25，两所述连接杆25之间共同固定有水平的二号红外测距传感器26，两所述中光杆18共同滑动连接有滑动架27，所述滑动架27前后两部分别固定有水平的上光杆28，两所述上光杆28左右两部分别滑动连接有传动板29，各所述传动板29分别与一号轴12、二号轴13、三号轴14和四号轴15相转动连接，所述一号轴12、二号轴13、三号轴14和四号轴15所在的轴心始终共面，所述滑动架27中部转动连接有调节螺栓30，所述调节螺栓30与二号支撑架5相螺纹连接，所述调节螺栓30用于调节滑动架27在中光杆18上的位置。
22.所述调节部分21包括一号支撑架31、三号红外测距传感器32、四号红外测距传感器33、燕尾导轨34、燕尾座35、导向筒36、电磁铁37、一号红外测距传感器38、矩形槽39、导向柱40、导向板41、永磁铁42、安装块43、接触针44、微调部分45，所述支撑台3顶端固定有一号支撑架31，所述一号支撑架31内壁左右两端分别固定有三个三号红外测距传感器32，各所述三号红外测距传感器32依次位于一号支撑架31前部、中部和后部，且相较于一号支撑架31呈左右对称的相向固定，从而能够测量到圆柱试件前部、中部和后部外圆周壁的距离，所述一号支撑架31内壁中部前后两端分别固定有一个四号红外测距传感器33，所述一号支撑架31上部底端固定有燕尾导轨34，所述燕尾导轨34滑动连接有燕尾座35，所述燕尾座35底端前后方向上等距固定有多个竖直的导向筒36和电磁铁37，所述燕尾座35后部底端与连接杆25顶端相固定，且后部底端固定有一号红外测距传感器38，各所述电磁铁37分别与各导向筒36相间隙插接，各所述导向筒36底部分别设有竖直的矩形槽39，各所述导向筒36内分别滑动连接有导向柱40，各所述导向柱40底端分别固定有导向板41，且顶端分别固定有永磁铁42，各所述导向板41分别与矩形槽39相滑动连接，且底端分别安装有安装块43，各所述安装块43底端分别固定有竖直的接触针44，所述接触针44呈圆柱状，所述接触针44底端用于与圆柱试件外圆周壁相接触，各所述导向板41底部共同安装有微调部分45。
23.所述微调部分45包括安装板46、转动槽47、微调盘48、微调孔49、定位槽50、蚀刻台51、安装槽52、压缩弹簧53、定位块54、反射板55，各所述导向板41底部分别固定有安装板46，所述安装板46和导向板41共同贯穿有水平的转动槽47，各所述转动槽47分别转动连接有水平的微调盘48，各所述微调盘48前后方向上圆周等角度贯穿有多个大小不一的微调孔
49，各所述微调盘48外圆周壁圆周等角度开有多个定位槽50，各所述微调盘48外圆周壁圆周等角度固定有多个蚀刻台51，所述蚀刻台51与最远处的微调孔49一一对应，所述蚀刻台51用于蚀刻对应的微调孔49的直径，从而方便对微调盘48进行调节，继而可以得知当前与导向筒36轴心相交且垂直的微调孔49的孔径大小，各所述安装板46上部分别开有竖直的安装槽52，各所述安装槽52分别位于转动槽47上方，且分别与转动槽47相连通，各所述安装槽52内壁顶端分别固定有竖直的压缩弹簧53，各所述压缩弹簧53底端分别固定有定位块54，各所述定位块54分别与安装槽52相滑动连接，且能够与定位槽50相贴合，从而能够防止转动槽47的意外转动，各所述定位槽50与定位块54相贴合时能够使得有且仅有一个微调孔49的轴心与导向筒36的轴心相交且垂直，所述连接杆25紧邻的安装板46右端固定有反射板55，两所述四号红外测距传感器33均位于一号支撑架31中部，且相较于一号支撑架31呈前后对称的相向固定，所述二号红外测距传感器26的位置高于三号红外测距传感器32和四号红外测距传感器33的位置，所述一号红外测距传感器38实时测量到反射板55的竖直距离。
24.所述前v型架6和后v型架7均为左右对称结构，所述下光杆19与支撑台3相滑动连接，所述步进电机17通电转动时能够带动一号轴12转动，所述滑动架27通过手动旋转调节螺栓30能够沿着中光杆18上下滑动，所述滑动架27在沿着中光杆18上下滑动时能够使得传动板29沿着上光杆28左右滑动，所述传动板29在沿着上光杆28左右滑动时能够间接带动一号轴12、二号轴13、三号轴14和四号轴15相互靠近和相互远离，从而能够适应不同直径的圆柱试件，所述上推杆电机23伸缩推杆时能够同时带动十字限位架24、连接杆25、二号红外测距传感器26和燕尾座35前后移动，可以前后移动的十字限位架24能够适应不同高度的圆柱试件，所述一号支撑架31左右两部的三号红外测距传感器32能够测量到托轮16外圆周壁的距离，所述电磁铁37通以不同方向的电流时能够对永磁铁42进行磁性吸附和磁性排斥，所述电磁铁37与永磁铁42进行磁性吸附和磁性排斥时能够带动导向柱40沿着导向筒36上下滑动，所述导向筒36在上下滑动时能够使得导向板41沿着矩形槽39上下滑动，所述压缩弹簧53始终处于弹性压缩状态，从而能够使得定位块54始终具有与定位槽50贴合的趋势，所述永磁铁42处于导向筒36内腔的中部位置时能够使得二号红外测距传感器26发出的红外线穿过与导向筒36轴心相交且垂直的微调孔49。
25.本发明的工作原理：初始时下推杆电机4的推杆保持收缩状态，电磁铁37与永磁铁42处于排斥状态在对圆柱试件进行测量前，需保证圆柱试件的长度不小于二号支撑架5前后方向的长度，且不大于相距最远的接触针44之间的轴距，当圆柱试件平放在托轮16上时，其外圆周壁最高点位置低于三号红外测距传感器32和四号红外测距传感器33的位置，当圆柱试件的轴心与三号红外测距传感器32和四号红外测距传感器33等高时，其外圆周壁最高点位置低于接触针44底端，开始测试时，压力机主体1先对各电磁铁37通以正向电流，此时电磁铁37与永磁铁42产生磁性吸附，则一号红外测距传感器38测得到反射板55的最小距离的数值a，随后压力机主体1对各电磁铁37通以反向电流，此时电磁铁37与永磁铁42产生磁性排斥，则一号红外测距传感器38测得到反射板55最大的距离的数值b，随后将圆柱试件水平放置到前v型架6和后v型架7中上方，使得托轮16对圆柱试件的圆周面进行充分支撑，即根据圆柱试件在制作时的预期直径对调节螺栓30进行调节，从而通过上下滑动的滑动架27和左右滑动的传动板29来调节各托轮16的轴距，继而使得各托轮16能够对圆柱试件的圆周面进行充分支撑，同时应使得圆柱试件的圆周壁不与前v型架6和后v型架7相接触，且需要
保证各托轮16外圆周壁所在的最高点低于圆柱试件水平放置时回转轴所在的高度，在放置圆柱试件的同时应使得圆柱试件的后端与十字限位架24前端相接触，即根据圆柱试件在制作时的预期高度对上推杆电机23和下推杆电机4进行控制，从而利用上推杆电机23使得十字限位架24处于合适的水平位置（即使得十字限位架24前端到二号支撑架5中部的水平距离大致等于圆柱试件的预期高度的一半），同时利用下推杆电机4将二号支撑架5的位置调整到适宜位置，从而使得十字限位架24的中部高度和托轮16的轴线所在的高度大致保持一致，随后即可控制压力机主体1自动进行测量工作，具体工作步骤如下：压力机主体1自动控制下推杆电机4逐渐伸出推杆，直至一号红外测距传感器38测量得到的数值为数值a与数值b的代数和的一半为止，那么此时接触针44已与圆柱试件的外圆周壁相接触，且永磁铁42已位于导向筒36内腔的中部，此时二号红外测距传感器26发出的红外线即可穿过圆柱试件正上方的且其轴心与导向筒36轴心垂直且相交的微调孔49，而在下推杆电机4逐渐伸出推杆过程中，圆柱试件逐渐通过三号红外测距传感器32和四号红外测距传感器33所在的高度时，三号红外测距传感器32发出的红外线与圆柱试件的外圆周壁相接触，从而能够动态测量到圆柱试件外圆周壁的距离，而三号红外测距传感器32测量得到最短距离时表明圆柱试件的轴心与三号红外测距传感器32等高，而由于一号支撑架31左右两部的三号红外测距传感器32之间的水平距离的数值c是固定的，故压力机主体1自动计算数值c与三号红外测距传感器32测得的最短距离的数值d的代数差，即可得到圆柱试件的前部、中部和后部三处的直径，与此同时四号红外测距传感器33发出的红外线与圆柱试件的前后端面相接触，从而能够动态测量到圆柱试件前后端面的距离，而由于两四号红外测距传感器33之间的距离的数值e是固定的，故压力机主体1自动计算数值数值e与两四号红外测距传感器33测得的距离的数值f的代数差，即可得到圆柱试件的高度，而如果圆柱试件前后端面并不完全平整时，通过分析数值e与数值f的代数差的实时变化，即可对其平面度进行评估，而此时的永磁铁42位于导向筒36内腔的中部，故此时的二号红外测距传感器26发出的红外线应当穿过圆柱试件正上方的微调孔49，而对于非位于圆柱试件正上方的微调孔49而言（即燕尾座35前下方一定数量的微调孔49），则无法被二号红外测距传感器26所发出的红外线通过（即二号红外测距传感器26会测得到相应的安装板46或微调盘48或导向板41的水平距离），而由于二号红外测距传感器26到紧邻的接触针44轴心之间的水平距离的数值g不变，故此时二号红外测距传感器26所测得的数值h与数值g的差值应当小于且最接近于所计算得到的圆柱试件的高度，而当圆柱试件的外圆周表面不光滑或者其前后直径差别较大时，就会造成其正上方的接触针44所处高度不一致，从而使得各微调孔49不共轴，严重时会使得相应的微调孔49无法被二号红外测距传感器26所穿过，继而会使得数值h与数值g的差值远小于计算所得的圆柱试件的高度，即表明圆柱试件的圆周面的光滑程度或者与前后端面的垂直角度不符合标准要求，而在测量前通过手动旋转各微调盘48即可使得不同孔径的微调孔49的轴线与导向筒36的轴线相交且垂直，继而达到调节二号红外测距传感器26的红外线能够通过的范围的目的，从而达到调节对比标准的目的，即微调孔49孔径的大小即为接触针44的浮动范围，当红外线无法通过该微调孔49时即说明圆柱试件的外圆周面对应部位的光滑程度或者与前后端面的垂直角度不符合标准要求，而通过控制步进电机17间歇转动与下推杆电机4的间歇往复动作的交替进行，能够逐一对圆柱试件端面和外圆周面不同部位的平面度、高度、直径和端面与外圆周面的垂直度进行一一检测，从而提高检测的准确性，同时减少问
题部位的遗漏，待检测完毕后即可将符合要求的圆周试件竖直放置于测试台顶端进行压力测试。
26.以上所述为本发明较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。