專利名稱：機(jī)械數(shù)字式回彈儀及其傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械數(shù)字式回彈儀及其傳感器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有普通機(jī)械回彈儀在上世紀(jì)中葉由瑞士引入我國(guó)，并廣泛應(yīng)用于建筑質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域。其原理是利用混凝土等材料在受到?jīng)_擊時(shí)，產(chǎn)生瞬時(shí)形變，從而產(chǎn)生恢復(fù)力，此恢復(fù)力通過彈擊桿傳導(dǎo)，帶動(dòng)指針彈回并指示出一定距離。慣例 規(guī)定這個(gè)回彈距離作為混凝土抗壓強(qiáng)度的間接的衡量值稱作回彈值，一個(gè)回彈值單位為0. 75mm。此距離數(shù)值作為判定被檢測(cè)物體抗壓強(qiáng)度質(zhì)量的相關(guān)指標(biāo)之一?，F(xiàn)有回彈儀分為傳統(tǒng)機(jī)械式、電阻式回彈儀和非接觸式光電三種，但是各有缺陷。傳統(tǒng)機(jī)械式回彈儀是以指針刻線方式顯示回彈值，在使用時(shí)需要至少兩人工作。一人彈擊操作，操作人員需要目測(cè)讀取刻線數(shù)字，難免造成視覺誤差；另一人記錄，記錄人員難免造成手誤。原始數(shù)據(jù)還要套入專業(yè)表格進(jìn)行運(yùn)算，難免造成檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)偏差。其缺點(diǎn)表現(xiàn)為智能化程度、檢測(cè)效率和精度低下，誤差大、人為干擾因素多。為解決以上問題人們又推出了數(shù)字化回彈儀，利用電刷滑動(dòng)摩擦電阻片，讀取電阻值，換算出回彈值。但是又產(chǎn)生了以下問題1、電刷在滑動(dòng)過程中容易損壞且不易更換，且電阻片在電刷摩擦過程中容易磨損，造成電阻值不穩(wěn)定。2、遮擋或扭曲顯示機(jī)械回彈儀的刻線，難免造成機(jī)械加工誤差，不能讀出或不能準(zhǔn)確讀出回彈值。即使出現(xiàn)機(jī)械或電子故障也把錯(cuò)誤的數(shù)值記錄下來(lái)，也降低了儀器的可信度。并且不符合我國(guó)GB9138-88等標(biāo)準(zhǔn)。為解決電阻式的問題人們又推出了非接觸式電子回彈儀，是用電子器件讀取指針塊速度的，由速度推算指針塊的位置，再推算出回彈值。因?yàn)樵诘退贍顟B(tài)下指針塊和回彈儀對(duì)應(yīng)關(guān)系不穩(wěn)定，有很多的機(jī)械干擾因素，重復(fù)性低。在0至40區(qū)間內(nèi)沒有示值精度；另一種是容柵式傳感器，因?yàn)閷?duì)機(jī)械加工工藝要求苛刻和回彈儀在指針跳動(dòng)原理特性不能很好解決，所以不能保證容柵和定柵的間距和采樣重復(fù)性。如果容柵安裝在頂部就不方便拆裝、檢定和維護(hù)。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)以上不足本實(shí)用新型解決了在完全不改變傳統(tǒng)機(jī)械回彈儀機(jī)械力學(xué)原理和構(gòu)造的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)快速改造機(jī)械回彈儀、準(zhǔn)確檢測(cè)的問題，提高了檢測(cè)效率和儀器的穩(wěn)定性能。本實(shí)用新型機(jī)械數(shù)字式回彈儀的技術(shù)方案是一種機(jī)械數(shù)字式回彈儀傳感器，安裝在機(jī)械回彈儀的圓筒式薄壁殼體(3)上，薄壁殼體(3)中心有一個(gè)與圓筒平行的中心導(dǎo)桿(14)，中心導(dǎo)桿上套裝有彈擊錘(4)，彈擊錘形狀是前細(xì)后粗，中部連接的部位有尖邊臺(tái)階。薄壁殼體(3)開有條孔￠)，內(nèi)部置有與中心導(dǎo)桿(14)同軸方向的指針軸(7)，指針軸
(7)上面套著一個(gè)滑動(dòng)的指針塊(5)，指針塊(5)中部的“凸”型臺(tái)階保證指針塊(5)的穩(wěn)定滑動(dòng)，薄壁殼體(3)上安裝有基座平臺(tái)(2)，基座中間也開有和殼體長(zhǎng)條孔(6)相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)條孔，基座平臺(tái)(2)上面固定有電子艙(9)，其特征在于電子艙內(nèi)側(cè)裝有與指針軸(7)平行的滑軌(8)，滑軌上面套裝有指示塊(10)，滑動(dòng)指示塊(10)朝向薄壁殼體(3)方向有“門”字型的開口結(jié)構(gòu)，門形部位兩邊的內(nèi)側(cè)寬度與機(jī)械既有指針塊(5)長(zhǎng)度一致并隨其一起移動(dòng)，指示塊(10)中部穿有導(dǎo)向滑軌(8)，滑軌可以根據(jù)需要制作成方形、圓形或者多邊形，在指示塊背部平臺(tái)套裝有電子碼盤光柵片(I)，用螺絲、鑄造或粘結(jié)與指針塊(5)連接固定。在上述技術(shù)上，在指示塊(10)背向薄壁殼體的一面裝有細(xì)長(zhǎng)型直列應(yīng)用的電子碼盤光柵片(I)和帶有指示刻度的指針面(11)，電子碼盤光柵片(I)嵌入在與之平行的陣列式槽型光耦組件(12)的槽中并且與槽型光耦組件(12)的光 路相交，其中電子碼盤柵片
(I)可以是金屬片材質(zhì)，延長(zhǎng)其使用壽命，在電子碼盤光柵片(I)上陣列設(shè)置沖壓或切割成型的等距長(zhǎng)條型通孔，通過螺絲、鑄造或粘結(jié)與指針(5)連接固定，光耦組件(12)是多個(gè)槽型光電器件陣列組成，有對(duì)射或反射型形式。根據(jù)上述技術(shù)，可以在光耦組件(12)通過信號(hào)線與安裝在電子艙(9)中的電子線路板連接，電路板上安裝有單片機(jī)和顯示系統(tǒng)(13)，包括信號(hào)輸入、計(jì)算、儲(chǔ)存、顯示、無(wú)線通訊接口電路。根據(jù)需要，裝有以上技術(shù)方案所述傳感器的機(jī)械數(shù)字式回彈儀殼體(3)和電子艙
(9)是可以分體設(shè)計(jì)，通過安裝在回彈儀薄壁殼體(3)上的基座平臺(tái)(2)用螺絲釘連接，指示塊(10)、電子碼盤柵片(I)、陣列式光耦組件(12)、單片機(jī)系統(tǒng)或顯示屏(13)全部集成于電子艙罩(9)中。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型在機(jī)械回彈儀的基礎(chǔ)上結(jié)合非接觸式光電傳感器的技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行整體性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，改進(jìn)了位移傳到機(jī)構(gòu)，使安裝數(shù)字傳感器更方便簡(jiǎn)易，任何機(jī)械回彈儀都可以直接改裝成數(shù)字式回彈儀；改進(jìn)了滑動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，使指針塊滑動(dòng)更平穩(wěn)；改進(jìn)了電子碼盤柵片材質(zhì)和加工工藝，采用金屬片型材和沖壓或切割成型，保證了柵片韌性和高強(qiáng)度；滑動(dòng)部位無(wú)任何連線，滑動(dòng)更自由順暢不易損壞；陣列式光電感應(yīng)組件，提高了測(cè)量的精度和穩(wěn)定性。高度集成了機(jī)械彈擊、光電傳感、單片機(jī)處理運(yùn)算、液晶顯示、藍(lán)牙或GPRS數(shù)據(jù)發(fā)送，集中體現(xiàn)了機(jī)電一體化和物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。延長(zhǎng)了回彈儀使用壽命、提高了檢測(cè)精度、速度，降低了使用成本。完全滿足回彈法檢測(cè)規(guī)程需求，并能配合回彈儀鑒定器進(jìn)行檢定。

圖I、機(jī)械數(shù)字式回彈儀及其傳感器的外形示意圖圖2、機(jī)械數(shù)字式回彈儀及其傳感器的后斷面示意圖圖3、機(jī)械數(shù)字式回彈儀及其傳感器的電子艙、光柵、光耦、指針塊組裝示意圖圖4、機(jī)械數(shù)字式回彈儀及其傳感器的非接觸式光電傳感器俯視半剖示意圖I、碼盤柵片；2、基座平臺(tái)；3、回彈儀薄壁殼體；4、彈擊錘；5、指針塊；6、殼體導(dǎo)向條孔；7、指針軸；8、滑軌；9、電子艙；10、指不塊；11、指針刻線；12、光電器件；13、液晶屏；14、中心導(dǎo)桿；15、指針片
具體實(shí)施方式
一種機(jī)械數(shù)字式回彈儀傳感器，安裝在機(jī)械回彈儀的圓筒式薄壁殼體(3)上，薄壁殼體(3)中心有一個(gè)與圓筒平行的中心導(dǎo)桿(14)，中心導(dǎo)桿上套裝有彈擊錘(4)，彈擊錘形狀是前細(xì)后粗，中部連接的部位有尖邊臺(tái)階。薄壁殼體(3)開有條孔￠)，內(nèi)部置有與中心導(dǎo)桿(14)同軸方向的指針軸(7)，指針軸(7)上面套著一個(gè)滑動(dòng)的指針塊(5)，指針塊
(5)中部的“凸”型臺(tái)階保證指針塊(5)的穩(wěn)定滑動(dòng)，薄壁殼體(3)上安裝有基座平臺(tái)(2)，基座中間也開有和殼體長(zhǎng)條孔(6)相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)條孔，基座平臺(tái)(2)上面固定有電子艙(9)，其特征在于電子艙內(nèi)側(cè)裝有與指針軸(7)平行的滑軌(8)，滑軌上面套裝有指示塊(10)，滑動(dòng)指示塊(10)朝向薄壁殼體(3)方向有“門”字型的開口結(jié)構(gòu)，門形部位兩邊的內(nèi)側(cè)寬度與機(jī)械既有指針塊(5)長(zhǎng)度一致并隨其一起移動(dòng)，滑軌可以根據(jù)需要制作成方形、圓形或者多邊形。在指示塊(10)背向薄壁殼體的一面裝有細(xì)長(zhǎng)型直列應(yīng)用的電子碼盤光柵片 (I)和帶有指示刻度的指針面(11)，電子碼盤光柵片(I)嵌入在與之平行的陣列式槽型光耦組件(12)的槽中并且與槽型光耦組件(12)的光路相交，其中電子碼盤柵片(I)可以是金屬片材質(zhì)，延長(zhǎng)其使用壽命，在電子碼盤光柵片(I)上陣列設(shè)置沖壓或切割成型的等距長(zhǎng)條型通孔，通過螺絲、鑄造或粘結(jié)與指針(5)連接固定。可以在光耦組件(12)通過信號(hào)線與安裝在電子艙(9)中的電子線路板連接，電路板上安裝有單片機(jī)和顯示系統(tǒng)(13)，包括信號(hào)輸入、計(jì)算、儲(chǔ)存、顯示、無(wú)線通訊接口電路。根據(jù)需要，裝有以上技術(shù)方案所述傳感器的機(jī)械數(shù)字式回彈儀殼體(3)和電子艙(9)是可以分體設(shè)計(jì)，通過安裝在回彈儀薄壁殼體(3)上的基座平臺(tái)(2)用螺絲釘連接，指示塊(10)、電子碼盤柵片(I)、陣列式光耦組件
(12)、單片機(jī)系統(tǒng)或顯示屏(13)全部集成于電子艙罩(9)中。
權(quán)利要求1.機(jī)械數(shù)字式回彈儀傳感器，安裝在機(jī)械回彈儀的圓筒式薄壁殼體(3)上，薄壁殼體(3)中心有一個(gè)與圓筒平行的中心導(dǎo)桿(14)，中心導(dǎo)桿上套裝有彈擊錘(4)，彈擊錘形狀是前細(xì)后粗，中部連接的部位有尖邊臺(tái)階，薄壁殼體(3)開有條孔出)，內(nèi)部置有與中心導(dǎo)桿(14)同軸方向的指針軸(7)，指針軸(7)上面套著ー個(gè)滑動(dòng)的指針塊(5)，指針塊(5)中部的“凸”型臺(tái)階保證指針塊(5)的穩(wěn)定滑動(dòng)，薄壁殼體(3)上安裝有基座平臺(tái)(2)，基座中間也開有和殼體長(zhǎng)條孔(6)相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)條孔，基座平臺(tái)(2)上面固定有電子艙(9)，其特征在干電子艙內(nèi)側(cè)裝有與指針軸(7)平行的滑軌(8)，滑軌上面套裝有指示塊(10)，滑動(dòng)指示塊(10)朝向薄壁殼體(3)方向有“門”字型的開ロ結(jié)構(gòu)，門形部位兩邊的內(nèi)側(cè)寬度與機(jī)械既有指針塊(5)長(zhǎng)度一致井隨其一起移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述機(jī)械數(shù)字式回彈儀傳感器，其特征在干指示塊(10)中部穿有導(dǎo)向滑軌(8)，滑軌可以是方形、圓形或多邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述機(jī)械數(shù)字式回彈儀傳感器，其特征在于指示塊(10)背向薄壁殼體的一面裝有細(xì)長(zhǎng)型直列應(yīng)用的電子碼盤光柵片(I)和帶有指示刻度的指針面(11)，電子碼盤光柵片(I)嵌入在與之平行的陣列式槽型光耦組件(12)的槽中并且與槽型光耦組件(12)的光路相交。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述機(jī)械數(shù)字式回彈儀傳感器，其特征在干電子碼盤柵片(I)是金屬片材質(zhì)，陣列著沖壓或切割成型的等距長(zhǎng)條型通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述機(jī)械數(shù)字式回彈儀傳感器，其特征在于光耦組件(12)是多個(gè)槽型光電器件陣列組成，有對(duì)射或反射型形式。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述機(jī)械數(shù)字式回彈儀傳感器，其特征在于在指示塊背部平臺(tái)套裝有電子碼盤光柵片(I)，用螺絲、鋳造或粘結(jié)與指針塊(5)連接固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述機(jī)械數(shù)字式回彈儀傳感器，其特征在于光耦組件(12)通過信號(hào)線與安裝在電子艙(9)中的電子線路板連接，電路板上安裝有單片機(jī)和顯示系統(tǒng)(13)，包括信號(hào)輸入、計(jì)算、儲(chǔ)存、顯示、無(wú)線通訊接ロ電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述機(jī)械數(shù)字式回彈儀傳感器，其特征在于指示塊(10)、電子碼盤柵片(I)、陣列式光耦組件(12)、單片機(jī)系統(tǒng)或顯示屏(13)全部集成于電子艙罩(9)中。
9.裝有權(quán)利要求1-8中任ー權(quán)利要求所述傳感器的機(jī)械數(shù)字式回彈儀，其特征在于回彈儀殼體(3)和電子艙(9)是分體設(shè)計(jì)的，通過安裝在回彈儀薄壁殼體(3)上的基座平臺(tái)(2)用螺絲釘連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種機(jī)械數(shù)字式回彈儀及其傳感器，包括回彈儀、電子艙，其特征在于在電子艙內(nèi)側(cè)裝有與指針軸平行的滑軌，滑軌上面套裝有指示塊，滑動(dòng)指示塊朝向薄壁殼體方向有“門”字型的開口結(jié)構(gòu)，門形部位兩邊的內(nèi)側(cè)寬度與機(jī)械既有指針塊長(zhǎng)度一致并隨其一起移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)位移刻度的數(shù)值的采集。本實(shí)用新型具有取值精確、避免機(jī)械誤差，大大提高了檢測(cè)的精度和速度，降低了使用成本，提高了檢測(cè)監(jiān)督工作的科技性。
文檔編號(hào)G01N3/02GK202442931SQ20112055302
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者王磊 申請(qǐng)人:王磊