金属材料机械性能检测装置论文和设计-张帆

全文摘要

本实用新型公开了一种金属材料机械性能检测装置，包括：平台、固定板、移动板、第一滑、液压伸缩杆、固定夹、两激光对准框、激光发射装置、激光接收器、单片机等。本实用新型利用激光频率范围极窄，发散角很小的特性，用激光来对检测后的钢筋的伸长量进行测量，测量快速且结果准确，测量效率高；其次，采用拉伸组件横设的方式为门架的架设以及弯曲点的测量提供了一定的空间，使得金属材料机械性能检测装置的检测数据更多样化，不仅可以检测到工件的拉伸力也可以得到待检测金属材料的屈服点压力，以及待检测金属材料的基本宽度数据，简化了测量步骤，实现了一装置多用途的目的。

主设计要求

1.金属机械性能检测装置，其特征在于，包括：平台，其为矩形结构且水平设置，其上表面中心沿长度方向设有与所述平台等长的第一滑槽，所述平台沿长度方向的两侧面各设有一第二滑槽；拉伸组件，其包括：固定板，其有两块分为左固定板和右固定板，所述左固定板和右固定板均为长方形板体且分别竖直设置在所述平台的上表面两短边边沿，所述左固定板和右固定板的长度小于所述平台的宽度；移动板，其竖直设置于所述左固定板和所述右固定板之间，所述移动板与所述右固定板等大，所述第一滑槽内设有第一滑块，所述移动板下端与所述第一滑块固接，使所述移动板可在第一滑槽内滑动，所述移动板与所述右固定板之间设有一水平的液压伸缩杆，所述液压伸缩杆一端与所述移动板的中心处固定连接，另一端与所述右固定板的中心固定连接，以推动所述移动板在所述第一滑槽内滑动；固定夹，其有两个，两固定夹分别设置在所述左固定板与所述移动板相对的板面中心处，所述左固定板和所述移动板的板面中心各设有一垂直板面的空心圆柱，每一空心圆柱的圆面中心开设有一连接孔，两固定夹的固定部包括圆柱柄以及同轴拼接在圆柱柄末端的圆形限位块，所述圆柱柄穿过所述连接孔，所述圆形限位块位于所述空心圆柱内，所述圆形限位块的直径大于所述连接孔的直径小于所述空心圆柱的内径，使得两固定夹分别与所述左固定板和所述移动板活动连接，所述圆形限位块与所述空心圆柱圆面抵接处设有第一压力传感器以检测金属待测样拉伸时传导的拉力，所述固定夹为对夹式夹具，两固定夹的夹口正对设置；两激光对准框，其为匚型结构且竖直架设在所述平台上方，所述激光对准框的两自由杆竖直设置且自由端朝下，所述激光对准框的横杆与所述平台的宽度方向平行，每一第二滑槽内均设有第二滑块和第三滑块，一激光对准框的两自由杆的侧壁分别与两第二滑槽内的一对第二滑块连接，另一激光对准框的两自由杆的侧壁分别与两第二滑槽内的一对第三滑块连接以使所述两激光对准框可以沿所述第二滑槽滑动，所述激光对准框的高度大于所述固定板的高度，所述激光对准框的横杆正对所述第一滑槽处设有激光发射装置，用于发射竖直向下的激光，所述第一滑槽的底部设有沿第一滑槽长度方向一字排列的多个激光接收器；单片机，其与所述第一压力传感器、每一激光接收器相连，以获取压力信号和激光接收器的位置信号。

设计方案

1.金属机械性能检测装置，其特征在于，包括：

平台，其为矩形结构且水平设置，其上表面中心沿长度方向设有与所述平台等长的第一滑槽，所述平台沿长度方向的两侧面各设有一第二滑槽；

拉伸组件，其包括：

固定板，其有两块分为左固定板和右固定板，所述左固定板和右固定板均为长方形板体且分别竖直设置在所述平台的上表面两短边边沿，所述左固定板和右固定板的长度小于所述平台的宽度；

移动板，其竖直设置于所述左固定板和所述右固定板之间，所述移动板与所述右固定板等大，所述第一滑槽内设有第一滑块，所述移动板下端与所述第一滑块固接，使所述移动板可在第一滑槽内滑动，所述移动板与所述右固定板之间设有一水平的液压伸缩杆，所述液压伸缩杆一端与所述移动板的中心处固定连接，另一端与所述右固定板的中心固定连接，以推动所述移动板在所述第一滑槽内滑动；

固定夹，其有两个，两固定夹分别设置在所述左固定板与所述移动板相对的板面中心处，所述左固定板和所述移动板的板面中心各设有一垂直板面的空心圆柱，每一空心圆柱的圆面中心开设有一连接孔，两固定夹的固定部包括圆柱柄以及同轴拼接在圆柱柄末端的圆形限位块，所述圆柱柄穿过所述连接孔，所述圆形限位块位于所述空心圆柱内，所述圆形限位块的直径大于所述连接孔的直径小于所述空心圆柱的内径，使得两固定夹分别与所述左固定板和所述移动板活动连接，所述圆形限位块与所述空心圆柱圆面抵接处设有第一压力传感器以检测金属待测样拉伸时传导的拉力，所述固定夹为对夹式夹具，两固定夹的夹口正对设置；

两激光对准框，其为匚型结构且竖直架设在所述平台上方，所述激光对准框的两自由杆竖直设置且自由端朝下，所述激光对准框的横杆与所述平台的宽度方向平行，每一第二滑槽内均设有第二滑块和第三滑块，一激光对准框的两自由杆的侧壁分别与两第二滑槽内的一对第二滑块连接，另一激光对准框的两自由杆的侧壁分别与两第二滑槽内的一对第三滑块连接以使所述两激光对准框可以沿所述第二滑槽滑动，所述激光对准框的高度大于所述固定板的高度，所述激光对准框的横杆正对所述第一滑槽处设有激光发射装置，用于发射竖直向下的激光，所述第一滑槽的底部设有沿第一滑槽长度方向一字排列的多个激光接收器；

单片机，其与所述第一压力传感器、每一激光接收器相连，以获取压力信号和激光接收器的位置信号。

2.如权利要求1所述的金属机械性能检测装置，其特征在于，还包括：

门架，其竖直设置在所述平台上，每一第二滑槽内还设有第四滑块，所述门架的两竖杆分别与两第二滑槽内的一对第四滑块连接，以实现门架沿所述第二滑槽滑动，所述门架的水平横杆上设置有竖直向下的施压伸缩杆，所述施压伸缩杆的轴线经过两固定夹中心的连线，所述施压伸缩杆的下端为半圆球状结构，所述半圆球状结构的表面上设有过所述半圆球状结构最低点的浅槽，且所述浅槽在水平面的投影与两固定夹的中心连线平行，以对金属待测样进行限位，所述浅槽的宽度略大于所述金属待测样的宽度，所述浅槽的槽底面最低处设有第二压力传感器，所述第二压力传感器的输出端与所述单片机相连，得到金属待测样弯曲所需的压力值。

3.如权利要求1所述的金属机械性能检测装置，其特征在于，两固定夹上设有红外距离检测装置，所述红外距离检测装置嵌设在所述固定夹的夹持面内且远离所述固定夹开口的一端，所述红外距离检测装置的发射和接收面与所述固定夹夹持面在同一平面上，用以检测所述固定夹两夹持面间的距离，所述红外距离检测装置周围间设有一圈小型的限位圈，以抵住金属待测样端面，所述限位圈的高度小于金属待测样的厚度。

4.如权利要求1所述的金属机械性能检测装置，其特征在于，所述平台的上表面靠近第一滑槽边沿处从左固定板开始至右固定板处，设有精度为毫米的刻度标尺。

5.如权利要求1所述的金属机械性能检测装置，其特征在于，所述平台下底面的四角处分别设有带刹车装置的滚轮。

6.如权利要求2所述的金属机械性能检测装置，其特征在于，两固定夹的夹持面上设有人字形花纹。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及机械性能检测装置领域。更具体地说，本实用新型涉及一种金属材料机械性能检测装置。

背景技术

机械性能实验是金属材料研究中一种最为常用的分析方法和手段，在进行性能试验的时候需要对原始式样的尺寸进行测量，在测量过程中读书一般采用人工进行读数，由于工人的经验及方法不同，对式样的尺寸测量会引入较大的误差，由于工艺要求测量过程要反复的进行，也会导致工人的工作效率降低且精度下降的不利影响，常见的金属材料机械性能检测装置一般检测功能单一，仅能检测拉伸拉力而不能检测弯曲压力。

发明内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供一种金属材料机械性能检测装置，其具有读数精确，除了测量拉伸拉力外，还能测量弯曲压力，工作效率高的特点。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种金属机械性能检测装置，包括：

平台，其为矩形结构且水平设置，其上表面中心沿长度方向设有与所述平台等长的第一滑槽，所述平台沿长度方向的两侧面各设有一第二滑槽；

拉伸组件，其包括：

单片机，其与所述第一压力传感器、每一激光接收器相连，以获取压力信号和激光接收器的位置信号。

优选的是，还包括：

门架，其竖直设置在所述平台上，每一第二滑槽内还设有第四滑块，所述门架的两竖杆分别与两第二滑槽内的一对第四滑块连接，以实现门架沿所述第二滑槽滑动，所述门架的水平横杆上设置有竖直向下的施压伸缩杆，所述施压伸缩杆的轴线经过两固定夹中心的连线，所述施压伸缩杆的下端为半圆球状结构，所述半圆球状结构的表面上设有过所述半球状结构最低点的浅槽，且所述浅槽在水平面的投影与两固定夹的中心连线平行，以对金属待测样进行限位，所述浅槽的宽度略大于所述金属待测样的宽度，所述浅槽的槽底面最低处设有第二压力传感器，所述第二传感器的输出端与所述单片机相连，得到金属待测样弯曲所需的压力值。

优选的是，两固定夹上设有红外距离检测装置，所述红外距离检测装置嵌设在所述固定夹的夹持面内且远离所述固定夹开口的一端，所述红外距离检测装置的发射和接收面与所述固定夹夹持面在同一平面上，用以检测所述固定夹两夹持面间的距离，所述红外距离检测装置周围间设有一圈小型的限位圈，以抵住金属待测样端面，所述限位圈的高度小于金属待测样的厚度。

优选的是，所述平台的上表面靠近第一滑槽边沿处从左固定板开始至右固定板处，设有精度为毫米的刻度标尺。

优选的是，所述底座下底面的四角处分别设有带刹车装置的滚轮。

优选的是，两固定夹的夹持面上设有人字形花纹。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、利用激光频率范围极窄，发散角很小的特性，用激光来对检测后的钢筋的伸长量进行测量，测量快速且结果准确，不仅降低了工人的操作要求，不用多次且长时间的对标尺进行读数，也降低了因不同工人的经验程度不一导致的人工上的读数误差，提高了测量的准确率，也提高了工件的测量效率。

2、采用拉伸组件横设的方式为门架的架设以及弯曲点的测量提供了一定的空间，使得金属材料机械性能检测装置的检测数据更多样化，不仅可以检测到工件的拉伸力也可以得到待检测金属材料的屈服点压力，以及待检测金属材料的基本宽度数据，简化了测量步骤，使得实现一装置多用途的目的。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型其中一种技术方案所述金属材料机械性能检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型其中一种技术方案所述金属材料机械性能检测装置俯视图；

图3为本实用新型其中一种技术方案所述金属材料机械性能检测装置的固定夹连接方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-3所示，本实用新型提供一种金属机械性能检测装置，包括：

平台2，其为矩形结构且水平设置，其上表面中心沿长度方向设有与所述平台2等长的第一滑槽13，所述平台2沿长度方向的两侧面各设有一第二滑槽9；

拉伸组件，其包括：

固定板，其有两块分为左固定板1和右固定板，所述左固定板1和右固定板均为长方形板体且分别竖直设置在所述平台2的上表面两短边边沿，所述左固定板1和右固定板的长度小于所述平台2的宽度；

移动板3，其竖直设置于所述左固定板1和所述右固定板之间，所述移动板3与所述右固定板等大，所述第一滑槽13内设有第一滑块，所述移动板3下端与所述第一滑块固接，使所述移动板3可在第一滑槽13内滑动，所述移动板3与所述右固定板之间设有一水平的液压伸缩杆6，所述液压伸缩杆6一端与所述移动板3的中心处固定连接，另一端与所述右固定板的中心固定连接，以推动所述移动板3在所述第一滑槽13内滑动；

固定夹4，其有两个，两固定夹4分别设置在所述左固定板1与所述移动板3相对的板面中心处，所述左固定板1和所述移动板3的板面中心各设有一垂直板面的空心圆柱5，每一空心圆柱5的圆面中心开设有一连接孔，两固定夹4的固定部包括圆柱柄16以及同轴拼接在圆柱柄末端的圆形限位块15，所述圆柱柄16穿过所述连接孔，所述圆形限位块15位于所述空心圆柱5内，所述圆形限位块15的直径大于所述连接孔的直径小于所述空心圆柱5的内径，使得两固定夹4分别与所述左固定板1和所述移动板3活动连接，所述圆形限位块15与所述空心圆柱5圆面抵接处设有第一压力传感器以检测金属待测样拉伸时传导的拉力，所述固定夹4为对夹式夹具，两固定夹4的夹口正对设置，所述两固定夹4的中心连线与所述第一滑槽13在水平面上的投影不重叠；

两激光对准框，其为匚型结构7且竖直架设在所述平台2上方，所述激光对准框的两自由杆竖直设置且自由端朝下，所述激光对准框的横杆与所述平台2的宽度方向平行，每一第二滑槽9内均设有第二滑块和第三滑块，一激光对准框的两自由杆的侧壁分别与两第二滑槽9内的一对第二滑块连接，另一激光对准框的两自由杆的侧壁分别与两第二滑槽9内的一对第三滑块连接以使所述两激光对准框可以沿所述第二滑槽9滑动，所述激光对准框的高度大于所述固定板的高度，所述激光对准框的横杆正对所述第一滑槽13处设有激光发射装置8，用于发射竖直向下的激光，所述第一滑槽13的底部设有沿第一滑槽13长度方向一字排列的多个激光接收器，所述激光结构器优选为光电二极管，所述光电二极管一字排列嵌设在所述第一滑槽13的底部，所述激光发射装置8射出的激光照到对应的光电二极管上，所述光电二极管发出电信号，所述光电二极管可采用的型号为2CU2B型；

单片机，其与所述第一压力传感器、每一激光接收器相连，以获取压力信号和激光接收器的位置信号，所述单片机为Intel公司开发的MCS-51系列单片机中的80C51单片机，所述单片机内预设坐标轴，以所述第一滑槽13内最左端的光电二极管为坐标原点，每一光电二极管为一个位置坐标，激光发射装置8对准哪一个，则对应的光电二极管发出电信号，单片机得到激光发射装置8的具体位置，单片机还可以外接一个显示屏用以显示检测到的压力数据和标记点的位置坐标，除此外，单片机还可以外接一个语音播报装置，用以播报检测到的压力数据和标记点的位置坐标；

采用该技术方案，具体的使用方法为，以待测样为钢筋为例，首先以钢筋的中部为中心向两边延伸的5-6cm处分别做两标记，将钢筋的两端夹设在两固定夹4上，单片机内预设的坐标轴以最左端的第一个光电二极管为起始原点，两激光发射装置8沿第二滑槽9滑动，分别对准钢筋上做了标记的位置，然后单片机记录下两个位置值a和b，缓慢收缩液压伸缩杆6，此时第一压力传感器将受到的拉力信号传输给单片机，单片机内设程序，以时间为横坐标，检测压力值随时间的变化，直至压力到达一个数值后右陡然降至零，此时最大的压力值即为待检测金属材料的拉伸强度，然后将拉伸至断裂的两部分钢管沿断裂处拼接，再将两激光发射装置8再次对准做了标记的两个位置，单片机读数a’和b’，得到伸长率设计图

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