一种多变形模式自适应型引伸仪的制作方法

本发明属于测量相对位移的设备和装置技术领域，具体涉及到用于测试试样在轴向荷载作用下发生的变形的一种多变形模式自适应型引伸仪。

背景技术：

材料拉伸和压缩的力学性能试验，通常需要使用引伸仪实现实时测量试样在轴向荷载作用下发生的变形。引伸仪可分为接触式和非接触式两类。接触式引伸仪又可以分为机械式和电子式两种，在常温力学性能测试中，机械式引伸仪已经被淘汰，目前普遍使用的是夹式电子引伸仪。非接触式引伸仪利用数字图像技术测量试样的变形，一般也称为光学引伸仪。光学引伸仪具有无附加应力、量程大等优点，是引伸仪发展的一个重要方向，但由于价格昂贵、使用灵活性差等原因，在应用上有很大的局限性。

目前，不论在科学研究还是工程技术领域，实际使用最多的引伸仪产品是手工装夹的夹式电子引伸仪，这类引伸仪构造简单、造价低廉、操作简便，使得其被大量使用。但只有在被测试样仅存在沿自身轴线方向上的变形时，这种夹式电子引伸仪才能正常工作，从而保证测量结果的准确性；当被测试样因偏心加载而发生垂直于自身轴线方向上的变形时，夹式电子引伸仪的两根传动杆的轴线会发生错动，从而出现卡死的情况。这将降低其在测试过程中的正常工作性能。另外，这种夹式电子引伸仪感受试样标距伸长的两块单刃刀片需使用橡皮筋绑扎在试件上，这种安装方式会造成安装不牢靠，从而影响测量的准确性等问题；并且，这种夹式电子引伸仪无法用橡皮筋绑扎固定在截面较大的试样上，其只适用于测量截面尺寸较小的一维试样，适用范围较窄。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有夹式电子引伸仪的缺点，提供一种设计合理、抗干扰能力强、稳定性好、连接可靠、灵敏度高、安装使用方便、适用范围广的一种多变形模式自适应型引伸仪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多变形模式自适应型引伸仪，包括：

两定位螺栓、两双向连接螺母、两万向铰组件、两连接螺栓、两连接套管、可伸缩钢管组和引伸计；所述万向铰组件包括球铰连接螺栓和球铰顶帽；所述可伸缩钢管组包括第一可伸缩钢管和第二可伸缩钢管；所述引伸计包括测试传感盒和测试挡板；所述定位螺栓不带螺纹的一端固定在试样上，所述定位螺栓带螺纹的一端与双向连接螺母的一端相连接，所述双向连接螺母的另一端与球铰连接螺栓带螺纹的一端相连接，所述球铰连接螺栓不带螺纹的一端与球铰顶帽的一端铰接，所述球铰顶帽的另一端与连接螺栓带螺纹的一端相连接，所述连接螺栓不带螺纹的一端套入连接套管的一端并固定，所述第一可伸缩钢管的一端和所述第二可伸缩钢管的一端分别套入两连接套管的另一端并固定，所述第一可伸缩钢管的另一端套入所述第二可伸缩钢管的另一端，所述测试挡板套接在所述第一可伸缩钢管上，所述测试传感盒套接在所述第二可伸缩钢管上。

优选的，所述引伸仪还包括：四固定螺栓；所述连接螺栓不带螺纹的一端套入连接套管的一端，并通过固定螺栓固定；所述第一可伸缩钢管的一端和所述第二可伸缩钢管的一端分别套入两连接套管的另一端，并分别通过固定螺栓固定。

优选的，所述定位螺栓的螺纹底部设有环形凸起，用于充当所述双向连接螺母的垫板，有利于双向连接螺母的固定。

优选的，所述球铰连接螺栓的螺纹顶部设有扳手卡垫，方便使用扳手等工具将所述球铰连接螺栓旋入所述双向连接螺母。

优选的，所述球铰顶帽设有预装的球铰保护软套，有利于防止杂质进入球铰内部，保证万向铰组件的转动能力。

优选的，所述球铰顶帽与所述连接螺栓相连接的一端带有预制的内螺纹，有利于所述连接螺栓固定在万向铰组件上。

优选的，所述第一可伸缩钢管为实心钢管，所述第二可伸缩钢管为空心钢管，且所述第二可伸缩钢管的内径略大于所述第一可伸缩钢管的外径，使所述第一可伸缩钢管能套入所述第二可伸缩钢管，保证了可伸缩钢管组的轴向伸缩性能。

优选的，所述测试传感盒上设置有传感器盒卡槽，所述测试挡板上设置有挡板卡槽，所述测试传感盒通过传感器盒卡槽套接在所述第一可伸缩钢管上；所述测试挡板通过挡板卡槽套接在所述第二可伸缩钢管上。

优选的，所述引伸仪还包括：传感器盒卡槽螺栓和挡板卡槽螺栓；所述传感器盒卡槽上设有通孔，所述传感器盒卡槽螺栓能穿过传感器盒卡槽上的通孔将所述测试传感盒固定在所述第一可伸缩钢管上；所述挡板卡槽上设有通孔，所述挡板卡槽螺栓能穿过挡板卡槽上的通孔将所述测试挡板固定在所述第二可伸缩钢管上。

优选的，所述可伸缩钢管组可按需要预生产任意长度。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

采用上述技术方案，由于万向铰组件在各个方向上均拥有良好的转动性能，能够自适应被测试样发生的各种变形情况，保证在两点同时存在转动、扭转、平动、错动等复杂的复合运动时，可伸缩钢管A和可伸缩钢管B的轴线始终在同一直线上不发生错动，在轴向能够自由伸缩，引伸仪依然能精确测量两点相对平动位移。通过设计合理的定位螺栓，可实现对于截面较小的一维试样采用绑扎的方式固定；对于截面较大的试样采用预埋的方式固定，扩大了多变形模式自适应型引伸仪的适用范围。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种多变形模式自适应型引伸仪不局限于实施例。

附图说明

图1为本发明的一种多变形模式自适应型引伸仪的正视图；

图2为本发明的一种多变形模式自适应型引伸仪的左视图；

图3为本发明的一种多变形模式自适应型引伸仪的俯视图；

图4为图3中A-A位置的剖视图；

图5为图3中B-B位置的剖视图。

附图标记：1、定位螺栓，2、双向连接螺母，3、球铰连接螺栓，4、球铰保护软套，5、球铰顶帽，6、连接套管，7、固定螺栓，8、第一可伸缩钢管，9、第二可伸缩钢管，10、连接螺栓，11、测试传感盒，12、测试挡板，13、传感器盒卡槽，14、传感器盒卡槽螺栓，15、挡板卡槽，16、挡板卡槽螺栓。

具体实施方式

参见图1至图5所示，一种多变形模式自适应型引伸仪，包括：

两定位螺栓1、两双向连接螺母2、两万向铰组件、两连接螺栓10、两连接套管6、可伸缩钢管组和引伸计；所述万向铰组件包括球铰连接螺栓3和球铰顶帽5；所述可伸缩钢管组包括第一可伸缩钢管8和第二可伸缩钢管9；所述引伸计包括测试传感盒11和测试挡板12；所述定位螺栓1不带螺纹的一端固定在试样上，所述定位螺栓1带螺纹的一端与双向连接螺母2的一端相连接，所述双向连接螺母2的另一端与球铰连接螺栓3带螺纹的一端相连接，所述球铰连接螺栓3不带螺纹的一端与球铰顶帽5的一端铰接，所述球铰顶帽5的另一端与连接螺栓10带螺纹的一端相连接，所述连接螺栓10不带螺纹的一端套入连接套管6的一端并固定，所述第一可伸缩钢管8的一端和所述第二可伸缩钢管9的一端分别套入两连接套管6的另一端并固定，所述第一可伸缩钢管8的另一端套入所述第二可伸缩钢管9的另一端，所述测试挡板12套接在所述第一可伸缩钢管8上，所述测试传感盒11套接在所述第二可伸缩钢管9上。

进一步的，所述引伸仪还包括：

四固定螺栓7；所述连接螺栓10不带螺纹的一端套入连接套管6的一端，并通过固定螺栓7固定；所述第一可伸缩钢管8的一端和所述第二可伸缩钢管9的一端分别套入两连接套管6的另一端，并分别通过固定螺栓7固定。

具体的，在所述连接螺栓10不带螺纹的一端设有通孔，在所述连接套管6的两端均设有通孔，在所述第一可伸缩钢管8的一端和所述第二可伸缩钢管9的一端均设有通孔，使得所述固定螺栓7能穿过通孔进行紧固。

进一步的，所述定位螺栓1的螺纹底部设有环形凸起，用于充当所述双向连接螺母2的垫板，有利于双向连接螺母的固定。

进一步的，所述球铰连接螺栓3的螺纹顶部设有扳手卡垫，方便使用扳手等工具将所述球铰连接螺栓旋入所述双向连接螺母。

进一步的，所述球铰顶帽5设有预装的球铰保护软套4，有利于防止杂质进入球铰内部，保证万向铰组件的转动能力。

进一步的，所述球铰顶帽5与所述连接螺栓10相连接的一端带有预制的内螺纹，有利于所述连接螺栓固定在万向铰组件上。

进一步的，所述第一可伸缩钢管8为实心钢管，所述第二可伸缩钢管9为空心钢管，且所述第二可伸缩钢管9的内径略大于所述第一可伸缩钢管8的外径，使所述第一可伸缩钢管8能套入所述第二可伸缩钢管9，保证了可伸缩钢管组的轴向伸缩性能。

进一步的，所述测试传感盒11上设置有传感器盒卡槽13，所述测试挡板12上设置有挡板卡槽15，所述测试传感盒11通过传感器盒卡槽13套接在所述第一可伸缩钢管8上；所述测试挡板12通过挡板卡槽15套接在所述第二可伸缩钢管9上。

进一步的，所述引伸仪还包括：

传感器盒卡槽螺栓14和挡板卡槽螺栓16；所述传感器盒卡槽13上设有通孔，所述传感器盒卡槽螺栓14能穿过传感器盒卡槽13上的通孔将所述测试传感盒11固定在所述第一可伸缩钢管8上；所述挡板卡槽15上设有通孔，所述挡板卡槽螺栓16能穿过挡板卡槽15上的通孔将所述测试挡板12固定在所述第二可伸缩钢管9上。

进一步的，所述可伸缩钢管组按需要预生产任意长度。

在本实施例中，万向铰为工厂成品商品，可按需要直接购入，本实施例中选用了垂直方向有特殊形式的螺栓(球铰连接螺栓3)，水平方向预留了螺栓孔(球铰顶帽5与连接螺栓连接的部分)，并设置了保护软套。

在本实施例中，引伸计为工厂成品商品，可按需直接购入，安装的引伸计的量程根据具体的试验要求确定。

在本实施例中，双向连接螺母截面为正六边形、球铰顶帽为半圆球形、连接套管和可伸缩钢管组的截面均为圆环或圆形、各类螺栓均为圆柱形，这使得该实例整体线条清晰圆润、造型简洁美观。

本发明的具体工作原理如下：

在本实施例中，由于万向铰组件在各个方向上均拥有良好的转动性能，能够自适应被测试样发生的各种变形情况，保证在两点同时存在转动、扭转、平动、错动等复杂的复合运动时，第一可伸缩钢管8和第二可伸缩钢管9的轴线始终在同一直线上不发生错动，在轴向能够自由伸缩，引伸仪依然能精确测量两点相对平动位移。

具体的，一种多变形模式自适应型引伸仪的制作方法如下：

(1)将两枚定位螺栓不带螺纹的一端根据规定的试样标距预埋(装)在试样中(上)。

本实施例中，通过设计合理的定位螺栓，可实现对于截面较小的一维试样采用绑扎的方式固定，即将两枚定位螺栓不带螺纹的一端根据规定的试样标距预装在试样上；对于截面较大的试样采用预埋的方式固定，即将两枚定位螺栓不带螺纹的一端根据规定的试样标距预埋在试样中，从而扩大了多变形模式自适应型引伸仪的适用范围。

(2)将两个双向连接螺母的任意一端旋入两枚定位螺栓上带螺纹的一端固定。

(3)取万向铰组件带有球铰连接螺栓的一端旋入固定在双向连接螺母的另一端上，将两枚连接螺栓带螺纹的一端旋入固定在球铰顶帽内。

(4)取两根连接套管的任一端套入连接螺栓无螺纹的一端，用固定螺栓固定。

(5)在测试挡板和测试传感盒的卡槽还处在放松状态时分别将其套入第一可伸缩钢管和第二可伸缩钢管中，接着将第一可伸缩钢管套入第二可伸缩钢管中，然后调整合适的长度将可伸缩钢管组的两个自由端套入连接套管中，并用固定螺栓固定。

(6)调整测试挡板和测试传感盒至恰当的位置后，拧紧卡槽螺栓将他们分别固定在第一可伸缩钢管和第二可伸缩钢管上。

上面结合附图对本发明做了详细的说明，但是本发明的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本发明做出各种变形，如将上述实施例中的第一可伸缩钢管由实心变更为空心或将上述实施例中的球铰顶帽由半球体变更为立方体等，这些都属于本发明的保护范围。