一种岩石结构面表面轮廓检测仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种表面轮廓检测仪，尤其涉及一种岩石结构面表面轮廓检测仪，适用于岩土工程及相关领域中室外作业或室内研究时对岩石结构面表面轮廓的定量测定。
【背景技术】
[0002]岩石力学中常用粗糙度系数JRC来描述岩石结构面的粗糙度，无论是通过Barton直边法比较确定还是定量确定粗糙度系数JRC，都要求测得的岩石结构面表面轮廓曲线有较高的精确度，这就需要一种可以比较精确地测定岩石结构面表面轮廓曲线的仪器。1996年《长江科学院院报》S1期公开了一种岩石表面粗糙度检测仪，该仪器通过电机驱动丝杠转动使滑块沿导轨匀速运动，滑块上的回弹式位移传感器的触针沿岩石结构面表面按预先设定好的频率上下移动采集样点的纵坐标值，通过数据采集与处理系统使岩石表面轮廓曲线数字化，同时输出岩石结构面的粗糙度系数JRC，具有数据采集与处理自动化程度高的优点。
[0003]但在使用过程中，触针与结构面接触的瞬间，滑块仍在丝杠的带动下作匀速运动，而结构面表面凹凸起伏、粗糙不平，必然会使触针移动受阻引起滑块受力变化，致使滑块速度不匀，不能等距采集样点，这必将导致测得的纵坐标值与预计的横坐标值不对应，不能真实地刻画岩石结构面表面的轮廓，利用数字化点计算得到的粗糙度系数JRC也不够准确。
[0004]由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提尚。
【发明内容】
[0005]本实用新型为避免上述现有技术中的不足之处，提供了一种岩石结构面表面轮廓检测仪。
[0006]本实用新型所采用的技术方案为:
[0007]—种岩石结构面表面轮廓检测仪，包括数据采集与处理系统及驱动系统两部分，所述的数据采集与处理系统由回弹式位移传感器、磁致伸缩式位移传感器、信号放大器、A/D转换板及笔记本电脑组成，回弹式位移传感器与信号放大器、A/D转换板顺序连接后与笔记本电脑连接，磁致伸缩式位移传感器包括电子仓、测量杆和磁环，经由A/D转换板与笔记本电脑连接，所述的驱动系统含有直流同步稳速电机、减速箱、轴承、滑块、丝杠、导轨、测头。
[0008]回弹式位移传感器带有测头，夹持在滑块前端，磁致伸缩式位移传感器的电子仓固定在左部轴承顶端，磁环夹持在滑块顶端并套于测量杆但并不与测量杆接触；滑块中心开有螺纹孔与支撑在轴承上的丝杠螺纹相配合，丝杠右端连接减速箱经由电机驱动，导轨水平固定于轴承底端，导轨顶端与滑块底端相互接触。
[0009]由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的有益效果为:
[0010]本实用新型结构简单，操作简便，能够精确采集岩石结构面表面测点的横纵坐标值并输出于笔记本电脑上，有效避免了因触针与岩石结构面表面接触、电机开始或结束驱动等原因引起的滑块速度不均导致样点横纵坐标不对应的情况发生，准确地实现了岩石结构面表面轮廓曲线数字化，可靠度高。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的数据采集与处理系统结构联系图。
[0012]图2为本实用新型中位移传感器与驱动系统的结构示意图。
[0013]其中，
[0014]1——回弹式位移传感器，选用WYDC直流供电的差动变压器型，量程20mm，精度0.3% ；
[0015]2一一磁致伸缩式位移传感器，选用ΑΤΜ-L系列无附件的线性传感器，量程1000mm，精度0.05% (201——电子仓；202——测量杆；203——磁环)；
[0016]3——放大器，选用AD521型；
[0017]4——A/D转化板，选用8位模数；
[0018]5 笔记本电脑；
[0019]6——直流同步稳速微电机，选用BFG系列永磁直流录音机用稳速电机；
[0020]7一一减速箱，选用普通渐开线行星齿轮减速器；
[0021]8——轴承，选用1000096单列向心球轴承；
[0022]9一一滑块，上部带有Φ 10mm的丝杠螺纹孔，与丝杠相配合，顶部带有卡槽用于固定磁环，前部带有卡槽用于固定回弹式位移传感器；
[0023]10--丝杠，米用三角形螺纹，螺距1_，最大外径10_，单道，导程1_ ;
[0024]11——导轨，规定在轴承座上，与滑块8平面接触；
[0025]12——测头，其测头锥角选用60°，锥头直径0.05mm。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0027]在测量岩石结构面表面轮廓曲线的过程中，直流稳速微电机6通过减速箱7驱动丝杠10以一定的速度转动，从而推动滑块9沿导轨11匀速运动，于是夹持在滑块9上的回弹式位移传感器2的测头12沿岩石表面上下移动，同时，磁致伸缩式位移传感器2的磁环203随滑块9 一起水平运动，回弹式位移传感器1产生的位移信号由放大器3放大，通过A/D转换板4进行模数转换，A/D转换板4将输入的模拟信号进行信号处理以及通信处理，最后将理想的传感器信号以二进制方式传送给笔记本电脑5 ;与此同时，磁致伸缩位移传感器2产生的位移信号不需要放大，直接通过另一 A/D转换板4进行模数转换传送给同一台笔记本电脑5，笔记本电脑5将两个A/D转换板传递来的数字信号进行采集、处理后，完整地输出岩石结构面表面测点的横纵坐标值。
[0028]本实用新型中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。
[0029]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0030]尽管本文中较多的使用了诸如磁致伸缩式位移传感器2、A/D转换板4、轴承8、滑块9、导轨11、测头12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
[0031]需要进一步说明的是，本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型的精神所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1.一种岩石结构面表面轮廓检测仪，包括数据采集与处理系统、驱动系统两部分，所述的数据采集与处理系统由回弹式位移传感器、磁致伸缩式位移传感器、放大器、A/D转换板及笔记本电脑组成，所述的驱动系统含有直流同步稳速电机、减速箱、轴承、滑块、丝杠、导轨、测头，其特征在于: 所述的磁致伸缩位移传感器是由电子仓、测量杆和非接触的磁环组成，电子仓固定在轴承上，连接A/D转换板后与笔记本电脑相连，磁环夹持在滑块顶端并套于测量杆；所述的回弹式位移传感器夹持在滑块前端。2.根据权利要求1所述的一种岩石结构面表面轮廓检测仪，其特征在于:所述的磁致伸缩式位移传感器选用ATM-L系列无附件的线性传感器，量程为1000mm。3.根据权利要求1所述的一种岩石结构面表面轮廓检测仪，其特征在于:所述的回弹式位移传感器和磁致伸缩式位移传感器分别连接不同的A/D转换板后接于同一台笔记本电脑。
【专利摘要】本实用新型公开了一种岩石结构面表面轮廓检测仪，含有数据采集与处理系统、驱动系统，所述的数据采集与处理系统由回弹式位移传感器、磁致伸缩式位移传感器、放大器、A/D转换板及笔记本电脑组成，所述的驱动系统含有电机、减速箱、滑块、丝杠、测头等，滑块与丝杠螺纹配合，带测头的回弹式位移传感器和磁致伸缩位移传感器上的磁环均夹持在滑块上，由电机驱动丝杠转动，带动滑块运行，磁环随滑块水平运动的同时测头沿岩石结构面表面上下移动。本实用新型可对岩石结构面表面轮廓进行定量测定，测量速度快、精确程度高。
【IPC分类】G01B7/28, G01B21/20
【公开号】CN205049130
【申请号】CN201520811807
【发明人】时健, 尤春安, 毕冬宾
【申请人】山东科技大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月20日