三軸儀的可調整雙向位移檢測機構的製作方法
2023-12-10 06:58:42 1
專利名稱：三軸儀的可調整雙向位移檢測機構的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於土工力學試驗儀器，特別是涉及一種三軸儀的可調整雙向位移檢 測機構。
背景技術：
三軸壓縮試驗是測定土的抗剪強度的一種常用方法，通常以三至四個圓柱形試樣 逐次安裝在三軸壓力室中，在不同恆定的側壓力作用下施加軸向力進行壓縮(剪切)使試 樣產生變形直至破壞，以測定其抗剪強度的一種力學試驗項目，軸向位移是三軸試驗當中 的一個主要試驗參數。位移檢測的主要結構包括安裝於測力鋼環正下方的垂直加壓杆和橫向支架、由頂 絲緊定於橫向支架環形支座的位移傳感器、固定於三軸壓力室頂蓋表面的位置標示板和支 撐三軸壓力室的壓力室升降主軸。位移傳感器的測頭與位置標示板相接觸。在檢測軸向位移時，垂直加壓杆通過加壓帽與三軸壓力室的土體試樣頂部接合併 且位置相對固定，三軸壓力室和試樣隨壓力室升降主軸上升，土體試樣受力而被壓縮變形 直至破壞。壓力室升降主軸在壓縮試驗過程中的軸向位移量通過位置標示板由位移傳感器 檢出並轉換為電信號。從上述壓縮試驗過程可以看出，現有軸向位移檢測基本結構對於土體試樣而言其 軸向力的加荷方向是自下而上。如果改變軸向力的加荷方向，即由垂直加壓杆對土體試樣 施以自上而下的軸向力進行位移檢測，則上述位移檢測機結構的位移傳感器檢測方向顯然 不能適應。
發明內容本實用新型是為了解決現有三軸儀的軸向位移檢測機構的位移傳感器方向不能 適應自上而下的軸向力進行壓縮試驗的技術問題，而公開一種三軸儀的可調整雙向位移檢 測機構。本實用新型為實現上述目的採取以下技術方案本三軸儀的可調整雙向位移檢測 機構包括三軸儀龍門架、垂直加壓杆，壓力室及其升降主軸、位移傳感器和固定於壓力室頂 蓋表面的位置標示板，特徵是，龍門架一側立柱設有高低位置可調整的位移傳感器支架，所 述位移傳感器支架由針對位移傳感器的平面位置選擇板、距離調整板和檢測方向調整板依 次連接構成，所述平面位置選擇板套裝於龍門架一側立柱並以該立柱為軸水平方向轉動， 所述檢測方向調整板固定有鉛垂狀態的位移傳感器；所述平面位置選擇板與距離調整板對 應的端部分別設有支撐軸連接的垂直螺柱和螺母的凸形和凹形軸座，凸形和凹形軸座設有 距離調整板的阻尼定位結構，所述距離調整板與檢測方向調整板對應的端部對接接合，對 接接合的兩端部分別設有定位心軸與定位心孔，還分別設有保持檢測方向調整板與距離調 整板水平對接接合的水平定位凹槽與水平定位突起，定位心軸套裝有作用於檢測方向調整 板使之端部與距離調整板端部緊密接合的復位彈簧，所述垂直加壓杆的上端部設有上位置標示板。本實用新型還可以採取以下技術措施所述位移傳感器支架高低位置調整機構由外螺紋支座及與其螺紋連接的調整螺 套、壓縮彈簧和壓縮彈簧定位塊構成，外螺紋支座套裝於龍門架一側立柱並設有使之緊定 於立柱的頂絲，套裝於立柱的位移傳感器支架的平面位置選擇板支撐於調整螺套，壓縮彈 簧套裝於立柱並支撐於平面位置選擇板，壓縮彈簧上端與緊定於立柱的壓縮彈簧定位塊相 接合。所述平面位置選擇板設有凸形軸座，距離調整板設有與平面位置選擇板凸形軸座 相銜接的凹形軸座，平面位置選擇板凸形軸座軸孔的上下端沿分別設有彈簧墊圈的定位 槽，各定位槽中的彈簧墊圈分別與距離調整板凹形軸座的一對應面相接合而構成距離調整 板的阻尼定位結構。所述檢測方向調整板的端部設有固定位移傳感器並使之為鉛垂狀態的凹槽和緊 固於凹槽沿口的扣板。本實用新型的有益效果和優點在於在本雙向位移檢測機構中由平面位置選擇 板、距離調整板和檢測方向調整板構成的位移傳感器支架，使該支架具有以下功能，平面位 置選擇板和距離調整板可以分別進行繞軸平面移動，兩板相配合即可調整位移傳感器的平 面位置，該調整可以滿足本機構因加荷方式(一種是等應變，另一種是等應力)和加荷裝置 的不同而需要改變位移傳感器平面位置的工作條件，進而可以保證兩種加荷方式精確檢測 的需要。距離調整板具有由彈簧墊圈及其定位槽構成的阻尼定位結構，通過垂直螺柱和螺 母的調整可以使彈簧墊圈具有合適的張力，該張力即能保證距離調整板水平位置的調整可 以在不藉助任何工具的情況下進行，也能滿足調整後距離調整板水平位置的相對固定。檢 測方向調整板以定位心軸為軸進行旋轉運動，該旋轉運動在梯形定位凹槽與突起的作用下 限制檢測方向調整板只能停止或定位於水平位置，即位移傳感器在保證其鉛垂度的條件下 以定位心軸為軸做向上或向下檢測方向的調整。當位移傳感器的檢測方向調整為向上時， 在上位置標示板配合下即可對土體試樣進行自上而下軸向力的位移檢測。由於定位心軸及 其復位彈簧具有使檢測方向調整板軸向定位和復位的功能，因此檢測方向調整板相對於距 離調整板的開合與旋轉運動是在不藉助任何工具的情況下可以連貫的完成。本實用新型改 變了現有三軸儀只能在一個固定的平面位置和一個垂直方向上對土體試樣進行單向位移 檢測的現狀，擴大了現有三軸儀的使用功能和應用範圍，具有操作簡單，可以在不藉助任何 工具的情況下方便地進行位移傳感器的垂直換向、垂直高度和水平方位調整的突出優點。
附圖1是實施例結構示意圖。附圖2是位移傳感器支架及其位移傳感器結構示意圖。附圖3是圖2剖面示意圖。附圖4是圖2A向視圖。附圖5是位移傳感器支架功能示意圖。附圖6是位移傳感器改變檢測方向示意圖。圖中標記1左側立柱，2壓縮彈簧定位塊，3壓縮彈簧，4平面位置選擇板，5調整
4螺套，6外螺紋支座，6-1頂絲，7壓力室，8升降主軸，9位置標示板，10位移傳感器，11檢測 方向調整板，11-1扣板，11-2定位心軸，11-3鎖緊螺母，11-4水平定位凹槽，12距離調整板， 12-1定位心孔，12-2水平定位突起，13垂直螺栓，13-1螺母，13-2彈簧墊圈，14上位置標示 板，15垂直加壓杆，16復位彈簧。
具體實施方式
下面結合實施例及其附圖進一步說明本實用新型。如圖1所示實施例，本可調整雙向位移檢測機構是對現有三軸儀位移檢測機構的 一種改進，包括三軸儀龍門架、垂直加壓杆15，壓力室7及其升降主軸8、位移傳感器10和 固定於壓力室頂蓋表面的位置標示板9。圖1中的位移傳感器10檢測方向適應於來自升降 主軸8的升降變化。本實用新型的特徵體現在龍門架的左側立柱1設有高低位置可調整的位移傳感 器支架和設置於垂直加壓杆15上端部的上位置標示板14。如圖2、3、4所示，位移傳感器支架由針對位移傳感器10的平面位置選擇板4、距離 調整板12和檢測方向調整板11依次連接構成。其中平面位置選擇板4套裝於圖1所示龍 門架左側立柱1並以該立柱為軸水平方向轉動，檢測方向調整板11由端部設置的凹槽和緊 固於凹槽沿口的扣板11-1固定鉛垂狀態的位移傳感器10。平面位置選擇板4與距離調整板12對應的端部分別設有支撐軸連接的垂直螺柱 13和螺母13-1的軸座，即平面位置選擇板4設有凸形軸座，距離調整板12設有與平面位置 選擇板凸形軸座相匹配的凹形軸座。平面位置選擇板4凸形軸座軸孔的上下端沿分別設有 彈簧墊圈13-2的定位槽，各定位槽中的彈簧墊圈13-2分別與距離調整板12凹形軸座的一 對應面相接合而構成距離調整板的阻尼定位結構。距離調整板12與檢測方向調整板11對應的端部對接接合，距離調整板12設有定 位心孔12-1，檢測方向調整板11設有定位心軸11-2。實施例的定位心軸11-2使用單頭螺 柱，其螺紋端與檢測方向調整板的軸向螺孔螺紋連接，並且在單頭螺柱的端部設置鎖緊螺 母11-3。定位心孔12-1中的定位心軸11-2套裝有作用於檢測方向調整板使之端部與距離 調整板端部緊密結合的復位彈簧16，即復位彈簧16的一端止動於定位心孔12-1設置的限 位凸臺，復位彈簧16的另一端止動於單頭螺柱的螺帽。如圖4所示，為保持檢測方向調整板11與距離調整板12始終水平對接接合，在檢 測方向調整板11對接接合的端部設置水平定位凹槽11-4，在距離調整板12對接接合的端 部設置與水平定位凹槽11-4相銜接的水平定位突起12-2。實施例的水平定位凹槽11-4與 水平定位突起12-2的形狀為對稱梯形。如圖5、6所示，改變位移傳感器10檢測方向時，檢測方向調整板11將繞定位心軸
11-2按圖5中雙向箭頭i的任意一方向旋轉，此時水平定位凹槽11-4將與水平定位突起
12-2對稱的稜角接觸而由緊密銜接狀態過渡到可以旋轉180°的狀態，並且在旋轉180° 後隨即自動嚙合成為緊密銜接狀態，使換向後的位移傳感器10能夠繼續保持鉛垂。換向後 的位移傳感器10其測頭將與上位置標示板14相接觸。以下參見圖1說明位移傳感器支架的高低位置調整機構。如圖1所示，位移傳感器支架的高低位置調整機構由外螺紋支座6及與其螺紋連
5接的調整螺套5、壓縮彈簧3和壓縮彈簧定位塊2構成。 外螺紋支座6套裝於龍門架左立柱1並設有使之緊定於立柱的頂絲6-1，套裝於左 立柱的位移傳感器支架的平面位置選擇板4支撐於調整螺套5，壓縮彈簧3套裝於左立柱1 並支撐於平面位置選擇板4，壓縮彈簧3上端與緊定於左立柱的壓縮彈簧定位塊2相接合。 本實施例的壓縮彈簧定位塊2可以採用現有技術中的任一種方式固定。 實施例中的外螺紋支座6和壓縮彈簧定位塊2能夠在壓縮彈簧具有適宜壓力的情 況下基本確定位移傳感器支架的高低位置，通常情況下應使位移傳感器支架位於上位移標 示板14和位移標示板9之間的中點。調整螺套5可實現傳感器起始零點的精確調整。
權利要求三軸儀的可調整雙向位移檢測機構，包括三軸儀龍門架、垂直加壓杆，壓力室及其升降主軸、位移傳感器和固定於壓力室頂蓋表面的位置標示板，其特徵在於龍門架一側立柱設有高低位置可調整的位移傳感器支架，所述位移傳感器支架由針對位移傳感器的平面位置選擇板、距離調整板和檢測方向調整板依次連接構成，所述平面位置選擇板套裝於龍門架一側立柱並以該立柱為軸水平方向轉動，所述檢測方向調整板固定有鉛垂狀態的位移傳感器；所述平面位置選擇板與距離調整板對應的端部分別設有支撐軸連接的垂直螺柱和螺母的凸形和凹形軸座，凸形和凹形軸座設有距離調整板的阻尼定位結構，所述距離調整板與檢測方向調整板對應的端部對接接合，對接接合的兩端部分別設有定位心軸與定位心孔，還分別設有保持檢測方向調整板與距離調整板水平對接接合的水平定位凹槽與水平定位突起，定位心軸套裝有作用於檢測方向調整板使之端部與距離調整板端部緊密接合的復位彈簧，所述垂直加壓杆的上端部設有上位置標示板。
2.根據權利要求1所述的可調整雙向位移檢測機構，其特徵在於所述位移傳感器支 架高低位置調整機構由外螺紋支座及與其螺紋連接的調整螺套、壓縮彈簧和壓縮彈簧定位 塊構成，外螺紋支座套裝於龍門架一側立柱並設有使之緊定於立柱的頂絲，套裝於立柱的 位移傳感器支架的平面位置選擇板支撐於調整螺套，壓縮彈簧套裝於立柱並支撐於平面位 置選擇板，壓縮彈簧上端與緊定於立柱的壓縮彈簧定位塊相接合。
3.根據權利要求1所述的可調整雙向位移檢測機構，其特徵在於所述平面位置選擇 板設有凸形軸座，距離調整板設有與平面位置選擇板凸形軸座相匹配的凹形軸座，平面位 置選擇板凸形軸座軸孔的上下端沿分別設有彈簧墊圈的定位槽，各定位槽中的彈簧墊圈分 別與距離調整板凹形軸座的一對應面相接合而構成距離調整板的阻尼定位結構。
4.根據權利要求1所述的可調整雙向位移檢測機構，其特徵在於所述檢測方向調整 板的端部設有固定位移傳感器並使之為鉛垂狀態的凹槽和緊固於凹槽沿口的扣板。
專利摘要本實用新型是一種三軸儀的可調整雙向位移檢測機構，龍門架一側立柱設有高低位置可調整的位移傳感器支架，該支架由針對位移傳感器的平面位置選擇板、距離調整板和檢測方向調整板構成，平面位置選擇板與距離調整板由垂直螺柱和螺母軸連接，距離調整板設有阻尼定位結構，距離調整板與檢測方向調整板對應的端部分別設有使之開合對接的定位心軸和心孔，還分別設有保持檢測方向調整板與距離調整板水平對接接合的水平定位凹槽與突起，定位心軸套裝有作用於檢測方向調整板的復位彈簧，垂直加壓杆設有上位置標示板。本機構擴大了現有三軸儀的使用功能和應用範圍，可不藉助任何工具即能方便地進行位移傳感器的垂直換向、垂直高度和水平方位調整的突出優點。
文檔編號G01B21/02GK201754134SQ20102027304
公開日2011年3月2日 申請日期2010年7月28日 優先權日2010年7月28日
發明者唐文軍, 曹曉娟, 王嶽, 王晟堂, 顏志雄 申請人:鐵道第三勘察設計院集團有限公司