一种机械臂式管内贴片装置的制作方法

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，精确地测得被测试件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应力、应变的电阻量测，仍具有一定的困难。对于内径较小或进深较大的管，通常是在其外壁粘贴应变片，来代替量测内壁的应力、应变，这样所测得数据并不能真实地反应管内壁应力、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，尺寸均较小，对于进深较大且需要在管内壁中部贴应变片的情况就无能为力了。目前对于异形截面管，尤其是对于中空的椎体等内壁的应力、应变的测量仍没有比较好的解决方法。

技术实现要素：

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、应变的电阻测量。

本发明所采用的技术方案为：一种机械臂式管内贴片装置，包含基座、两条导轨、前管夹机构、后管夹机构、中心轴、三个旋转紧固柄、转台轴承、摆拉杆、拉杆、支撑架、两个传动杆、两个撑杆、电推杆、三个平行杆、应变片安装座、齿条锥杆、齿轮、齿条顶杆、下支座、支撑脚，其特征在于：基座上侧设有两条导轨，两条导轨前端安装有滑块限位块，前管夹机构包含前固定梁、前转柄、前螺杆、前上夹、前导杆、前下夹、前滑动梁、前滑块紧固杆，前滑动梁下侧设有两个滑块，两个滑块分别与两条导轨配合安装构成移动副，前滑动梁与前固定梁之间安装有前导杆和前螺杆，前导杆上下两端均通过螺母紧固，使前滑动梁和前固定梁成为一个整体，前螺杆上侧和下侧各设有一条螺纹，两条螺纹旋向相反，其上端安装有前转柄，前螺杆可以相对于前固定梁和前滑动梁转动，前上夹和前下夹的v形结构内侧面均贴有防滑条，前上夹和前下夹的一端均设有圆孔，圆孔与前导杆配合构成移动副，另一端均设有螺纹孔，分别与前螺杆上端和下端的螺纹配合，前滑动梁上设有螺纹孔，该螺纹孔位于左导轨上方，前滑块紧固杆安装于该螺纹孔内；后管夹机构包含后固定梁、后转柄、后螺杆、后上夹、后导杆、后下夹、后滑动梁、后滑块紧固杆，后滑动梁下侧设有两个滑块，两个滑块分别与两条导轨配合安装构成移动副，后滑动梁与后固定梁之间安装有后导杆和后螺杆，后导杆上下两端均通过螺母紧固，使后滑动梁和后固定梁成为一个整体，后螺杆上侧和下侧各设有一条螺纹，两条螺纹旋向相反，其上端安装有后转柄，后螺杆可以相对于后固定梁和后滑动梁转动，后上夹和后下夹的v形结构内侧面均贴有防滑条，后上夹和后下夹的一端均设有圆孔，圆孔与后导杆配合构成移动副，另一端均设有螺纹孔，分别与后螺杆上端和下端的螺纹配合，后滑动梁上设有螺纹孔，该螺纹孔位于左导轨上方，后滑块紧固杆安装于该螺纹孔内。

进一步的，所述的支撑架通过螺钉安装于基座上侧、导轨后端，其上端横向设有空心圆柱结构，其横向圆柱结构伸入中心轴后端，支撑架与中心轴之间安装有转台轴承，中心轴后端均布设有三个螺纹孔，三个螺纹孔内各安装有一个旋转紧固柄，拉杆上端与支撑架上端的圆孔构成转动副，拉杆靠近下端位置设有手柄，手柄位置下端设有重球。

进一步的，所述的中心轴为空心结构，其前端面设有四个平行杆安装孔，平行杆一和电推杆后端分别安装于上侧两个平行杆安装孔内，构成转动副，平行杆一和电推杆另一端分别与应变片安装座上的两个圆孔构成转动副，平行杆二和平行杆三一端分别与中心轴前端靠下的两个平行杆安装孔转动连接，两者另一端分别与下支座上的两个圆孔构成转动副，支撑脚转动安装于下支座的下端，齿条锥杆安装于应变片安装座内部的圆柱滑槽内，齿条顶杆安装于应变片安装座内部的t形滑槽内，齿轮安装于齿条锥杆和齿条顶杆之间位置，并且与两者均实现齿形啮合，齿条顶杆上端设有平板结构，平板结构上侧放置应变片，中心轴的前端中心圆孔内安装有前传动杆，前传动杆前端与上撑杆前端和下撑杆前端构成同轴转动副，上撑杆后端与平行杆一构成转动副，下撑杆后端与平行杆二构成转动副。

进一步的，所述的前传动杆和后传动杆转动连接，后传动杆安装于支撑架上端圆孔内，后传动杆后端与摆拉杆一端转动连接，摆拉杆另一端与拉杆中间位置构成转动副。

附图说明

图1为本发明外观整体示意图。

图2为本发明的纵向竖直剖面结构示意图。

图3为图2中a部分的局部放大示意图。

图4为图2中b部分的局部放大示意图。

图5为本发明对管试件进行装贴应变片时的外观整体示意图。

图6为图5状态时纵向竖直剖面的局部示意图。

附图标号：1基座、1.1滑块限位块、1.2左导轨、1.3右导轨、2.1前固定梁、2.2前转柄、2.3前螺杆、2.4前上夹、2.5前导杆、2.6前下夹、2.7前滑动梁、2.8前滑块紧固杆、3中心轴、4.1后固定梁、4.2后转柄、4.3后螺杆、4.4后上夹、4.5后导杆、4.6后下夹、4.7后滑动梁、4.8后滑块紧固杆、5旋转紧固柄、6转台轴承、7摆拉杆、8拉杆、8.1重球、9支撑架、10.1前传动杆、10.2后传动杆、11.1上撑杆、11.2下撑杆、12电推杆、13.1平行杆一、13.2平行杆二、13.3平行杆三、14应变片安装座、14.1应变片、14.2齿条锥杆、14.3齿轮、14.4齿条顶杆、15下支座、15.1支撑脚、16管试件。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3、图4所示，一种机械臂式管内贴片装置，包含基座1、两条导轨(1.2、1.3)、前管夹机构、后管夹机构、中心轴3、三个旋转紧固柄5、转台轴承6、摆拉杆7、拉杆8、支撑架9、两个传动杆(10.1、10.2)、两个撑杆(11.1、11.2)、电推杆12、三个平行杆(13.1、13.2、13.3)、应变片安装座14、齿条锥杆14.2、齿轮14.3、齿条顶杆14.4、下支座15、支撑脚15.1，其特征在于：基座1上侧设有两条导轨(1.2、1.3)，两条导轨(1.2、1.3)前端安装有滑块限位块1.1，前管夹机构包含前固定梁2.1、前转柄2.2、前螺杆2.3、前上夹2.4、前导杆2.5、前下夹2.6、前滑动梁2.7、前滑块紧固杆2.8，前滑动梁2.7下侧设有两个滑块，两个滑块分别与两条导轨(1.2、1.3)配合安装构成移动副，前滑动梁2.7与前固定梁2.1之间安装有前导杆2.5和前螺杆2.3，前导杆2.5上下两端均通过螺母紧固，使前滑动梁2.7和前固定梁2.1成为一个整体，前螺杆2.3上侧和下侧各设有一条螺纹，两条螺纹旋向相反，其上端安装有前转柄2.2，前螺杆2.3可以相对于前滑动梁2.7和前固定梁2.1转动，前上夹2.4和前下夹2.6的v形结构内侧面均贴有防滑条，前上夹2.4和前下夹2.6的一端均设有圆孔，圆孔与前导杆2.5配合构成移动副，另一端均设有螺纹孔，分别与前螺杆2.3上端和下端的螺纹配合，前滑动梁2.7上设有螺纹孔，该螺纹孔位于左导轨1.2上方，前滑块紧固杆2.8安装于该螺纹孔内；后管夹机构包含后固定梁4.1、后转柄4.2、后螺杆4.3、后上夹4.4、后导杆4.5、后下夹4.6、后滑动梁4.7、后滑块紧固杆4.8，后滑动梁4.7下侧设有两个滑块，两个滑块分别与两条导轨(1.2、1.3)配合安装构成移动副，后滑动梁4.7与后固定梁4.1之间安装有后导杆4.5和后螺杆4.3，后导杆4.5上下两端均通过螺母紧固，使后滑动梁4.7和后固定梁4.1成为一个整体，后螺杆4.3上侧和下侧各设有一条螺纹，两条螺纹旋向相反，其上端安装有后转柄4.2，后螺杆4.3可以相对于后固定梁4.1和后滑动梁4.7转动，后上夹4.4和后下夹4.6的v形结构内侧面均贴有防滑条，后上夹4.4和后下夹4.6的一端均设有圆孔，圆孔与后导杆4.5配合构成移动副，另一端均设有螺纹孔，分别与后螺杆4.3上端和下端的螺纹配合，后滑动梁4.7上设有螺纹孔，该螺纹孔位于左导轨1.2上方，后滑块紧固杆4.8安装于该螺纹孔内。

所述的支撑架9通过螺钉安装于基座1上侧、导轨(1.2、1.3)后端，其上端横向设有空心圆柱结构，其横向圆柱结构伸入中心轴3后端，支撑架9与中心轴3之间安装有转台轴承6，中心轴3后端均布设有三个螺纹孔，三个螺纹孔内各安装有一个旋转紧固柄5，拉杆8上端与支撑架9上端的圆孔构成转动副，拉杆8靠近下端位置设有手柄，手柄位置下端设有重球8.1。

所述的中心轴3为空心结构，其前端面设有四个平行杆安装孔，平行杆一13.1和电推杆12后端分别安装于上侧两个平行杆安装孔内，构成转动副，平行杆一13.1和电推杆12另一端分别与应变片安装座14上的两个圆孔构成转动副，平行杆二13.2和平行杆三13.3一端分别与中心轴3前端靠下的两个平行杆安装孔转动连接，两者另一端分别与下支座15上的两个圆孔构成转动副，支撑脚15.1转动安装于下支座15的下端，齿条锥杆14.2安装于应变片安装座14内部的圆柱滑槽内，齿条顶杆14.4安装于应变片安装座14内部的t形滑槽内，齿轮14.3安装于齿条锥杆14.2和齿条顶杆14.4之间位置，并且与两者均实现齿形啮合，齿条顶杆14.4上端设有平板结构，平板结构上侧放置应变片14.1，中心轴3的前端中心圆孔内安装有前传动杆10.1，前传动杆10.1前端与上撑杆11.1前端和下撑杆11.2前端构成同轴转动副，上撑杆11.1后端与平行杆一13.1构成转动副，下撑杆11.2后端与平行杆二13.2构成转动副。

所述的前传动杆10.1和后传动杆10.2转动连接，后传动杆10.2安装于支撑架9上端圆孔内，后传动杆10.2后端与摆拉杆7一端转动连接，摆拉杆7另一端与拉杆8中间位置构成转动副。

本发明的实施例：

如图1所示，为本发明的初始状态，在拉杆8下端重球8.1的作用下，拉杆8推动摆拉杆7向前运动，摆拉杆7推动后传动杆10.2和前传动杆10.1向前运动，前传动杆10.1推动上撑杆11.1和下撑杆11.2的前端向前运动到极限位置，在电推杆12、平行杆一13.1、平行杆二13.2、平行杆三13.3的作用下，应变片安装座14和下支座15相互靠近到极限位置。

如图5所示，当需要在管试件16锥面内壁上装贴应变片时，首先将前管夹机构和后管夹机构移动到合适的位置，将管试件16放置于前上夹2.4和前下夹2.6、后上夹4.4和后下夹4.6之间的位置，转动前转柄2.2和后转柄4.2，使前上夹2.4、前下夹2.6和后上夹4.4、后下夹4.6均向中心轴3的轴线位置靠近，当前上夹2.4和前下夹2.6夹紧管试件16后，停止转动前转柄2.2，后上夹4.4和后下夹4.6夹紧管试件16后停止转动后转柄4.2，然后移动两个管夹机构，使管试件16锥面内壁处于中心轴3前端合适的位置，然后转动前滑块紧固杆2.8和后滑块紧固杆4.8，使前、后管夹机构固定于轨道上，之后转动旋转紧固柄5的立杆部分，使中心轴3转动相应的角度，再转动三个旋转紧固柄5上端的手柄部分，使旋转紧固柄5下端压紧支撑架9伸入中心轴3内的圆柱面部分，实现中心轴3的转动锁止，如图6所示，电推杆12收缩合适距离，使应变片安装座14内的应变片14.1与水平面成一定角度，接着，向上拉动拉杆8的手柄位置，摆拉杆7拉动后传动杆10.1和前传动杆10.2向后移动，随后电推杆12和平行杆一13.1向上摆动，平行杆二13.2和平行杆三13.3向下摆动，下支座15向下移动的过程中，支撑脚15.1逐渐贴合管试件16锥面内壁，应变片安装座14向上移动过程中，齿条锥杆14.2首先接触管试件16锥面内壁，随着应变片安装座14继续向上移动，齿条锥杆14.2被压缩进应变片安装座14内部，在齿轮14.3啮合作用下，齿条顶杆14.4从应变片安装座14内伸出，将应变片14.1顶紧于管试件16锥面内壁并保持一段时间的挤压力，使应变片14.1牢固粘贴于管试件16锥面内壁，之后，松开拉杆8，使其向下转动，然后松开前滑块紧固杆2.8和后滑块紧固杆4.8，向外移动两个管夹机构，使中心轴3前端脱离管试件16后，反向转动前转柄2.2和后转柄4.2，取出管试件16，完成应变片14.1的装贴。

当需要在管试件16直面内壁装贴应变片14.1时，与上述过程相同，不再赘述。