[實用新型]一種自動量測結構構件幾何初始缺陷的裝置

有效

• 申請號: 201920336701.0
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN209386967U
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 陳俊;陳緒林;陳超;汪威;劉一龍;楊才千;許福;曹子美;趙晨輝;候全超;李澤森
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/24
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 談杰

本實用新型公開了一種自動量測結構構件幾何初始缺陷的裝置，包括量測系統、定位控制系統、數據采集系統和量測平臺，量測系統包括激光位移傳感器、步進電機、X軸絲杠、Y軸絲杠，兩根Y軸絲杠垂直固定在量測平臺，Y軸絲杠的頂端連接步進電機，X軸絲杠兩端分別與設置在兩根Y軸絲杠上的絲杠螺母連接，X軸絲杠的一端連接有步進電機，激光位移傳感器安裝在X軸絲杠上的絲杠螺母上；定位控制系統連接步進電機，控制步進電機使激光位移傳感器沿著設定的軌跡運動測量待測截面；數據采集系統連接位移傳感器，并將數據輸出給PC端。本實用新型可對異形構件特定截面的幾何初始缺陷進行測量，測量精度高，操作簡便，經濟實用。

技術領域

本實用新型屬于測量技術領域，具體為一種自動量測結構構件幾何初始缺陷的裝置。

背景技術

現實工程中，鋼結構構件總是存在幾何形狀制造缺陷，橫截面形狀失真等各種各樣的初始幾何缺陷。在鋼結構工程技術領域中，構件的局部幾何初始缺陷是非常重要的一項驗收指標，直接影響構件與結構的承載力與變形，而且在構件的局部穩定、局部——整體相關穩定試驗中，構件的幾何初始缺陷是非常重要的影響因素。傳統的采用直尺和塞尺的檢驗方法在實際操作過程中，會受到直尺本身的平直度和人為主觀不確定性等影響，難以得精確的幾何初始缺陷數值。此外三座標測量機可以精確測量各點坐標來換算得出構件截面的局部幾何初始缺陷，但受儀器自身的限制，該方法適用于尺寸和重量很小的結構構件，并且對構件清活度要求非常高。而采用較為先進的三維成像掃描技術的成本過高，實用性較差。重要的是上述的方法都難以量測異形構件（如S形鋼板、瓦楞鋼板等）幾何初始缺陷。因此，需要設計準確有效、簡單易行、成本低廉，可適用各種幾何尺寸結構構件的幾何初始缺陷測量方法，以使滿足結構構件驗收和鋼結構構件穩定性能試驗的需求。

發明內容

針對目前鋼結構構件幾何初始缺陷測量不易操作，無法量測異形構件及精確測量或實用性較差等問題，本實用新型提出一種自動量測結構構件幾何初始缺陷的裝置。

本實用新型提供的一種自動量測結構構件幾何初始缺陷的裝置，包括量測系統、定位控制系統、數據采集系統和量測平臺，所述量測系統包括激光位移傳感器、步進電機、X軸絲杠、Y軸絲杠，兩根Y軸絲杠垂直固定在量測平臺，Y軸絲杠的頂端連接步進電機，X軸絲杠兩端分別與設置在兩根Y軸絲杠上的絲杠螺母連接， X軸絲杠的一端連接有步進電機，激光位移傳感器安裝在X軸絲杠上的絲杠螺母上；所述定位控制系統連接步進電機，定位控制系統通輸入端接收量測路徑規劃數據并通過控制步進電機使激光位移傳感器沿著設定的軌跡運動測量待測截面；所述數據采集系統連接位移傳感器，并在測量過程中自動連續獲取激光位移傳感器反饋的測點與量測截面之間的距離變化的數據，并輸出給PC端生成所量測截面的初始形態曲線。

進一步地，所述定位控制系統為基于ARM和FPGA的半閉環位置控制系統。

本實用新型的有益效果在于：

（1）通過激光位移傳感器反饋的測點與量測截面之間的距離變化實現對結構構件特定截面上可實現對結構構件特定截面幾何初始缺陷的連續自動測量，而且實現數據自動采集，并且繪制連續的缺陷形態曲線，直接從缺陷形態反應特定截面初始缺陷的方向（凹凸情況）；

（2）可以通過初始輸入坐標值或截面形態曲線設定量測軌跡，對異形構件（如S形鋼板、瓦楞鋼板等）特定截面的幾何初始缺陷進行測量；

（3）可滿足不同尺寸的結構構件幾何初始缺陷測量要求；

（4）測量精度高，常用的激光位移傳感器的精度為2μm，而且其非接觸位移測量相比接觸位移測量減少了如摩擦等諸多因素的影響；

（4）所采用的設備操作簡便，經濟實用，可廣泛應用于結構構件工程加工、實驗試件鑒定檢測等領域。

附圖說明

圖1是本實用新型裝置的結構示意圖。

具體實施方式