[发明专利]一种均布激光位移传感器全方位测量试样全局变形的装置

权利要求书

1.一种均布激光位移传感器全方位测量试样全局变形的装置，其特征在于，所述的装置能够通过控制电机对试样进行整体扫描，实现试验过程中对试样变形全方位采集，用于三轴试验中试样表面轴向-径向位移测量；所述的装置包括激光式动态跟踪装置、外置轮辐式力传感器(100)、外置局部位移传感器(101)、垫板(102)、外置力轴承(103)、下孔压力传感器(104A)、上孔压力传感器(104B)、三轴压力室腔体围压传感器(105)、三轴压力室上盘(106)、激光位移传感器组装圆环(109)、三轴压力室下盘(110)、台座(113)、L型钢片连接板(115)、三轴试验试样(118)、试样底座(119)；所述的激光式动态跟踪装置包括有机玻璃三轴压力室外壳(107)、滑台(111)、光栅尺(112)、电机(116)、可旋转式激光位移传感器测量装置(108)；压力室内置轮辐式力传感器(117)；

所述的外置轮辐式力传感器(100)上表面连接口与加载作动装置的油缸活塞轴下端相连，其下表面连接口与加载轴上端相连，用于测量三轴试样实际受力；所述的外置轮辐式力传感器(100)与下部的外置力轴承(103)同心相连，并保持垂直；

所述的垫板(102)平面与三轴压力室上盘(106)平行，垫板(102)一端与轴承103连接，另一端上侧与外置局部位移传感器(101)端点相接；

所述的三轴压力室上盘(106)上侧位置处装配下孔压力传感器(104A)、上孔压力传感器(104B)、三轴压力室腔体围压传感器(105)，外置力作动装置及相应的连接构件；

所述的有机玻璃三轴压力室外壳(107)装配在三轴压力室上盘(106)和三轴压力室下盘(110)之间；

所述的激光式动态跟踪装置中的光栅尺(112)侧面紧贴L型钢片连接板(115)，其底部固定在台座(113)上；所述的滑台(111)与电机(116)相邻布置，使其底部嵌入台座(113)；所述的滑台(111)上滑块外侧与十字型钢片内侧相连，并位于钢片正中心；在十字型钢片外边缘设置锚固孔，用于锁紧光栅尺(112)上的滑块；所述的激光位移传感器组装圆环(109)包括外环(109A)、内环(109B)，在外环(109A)的外边缘设置通孔，与L型钢片连接板(115)相连；

所述的可旋转式激光位移传感器测量装置(108)包括12个结构、功能相同的激光位移传感器和1个色标传感器(108M)；12个激光位移传感器沿内环(109B)周向均匀设于圆环上，且设于有机玻璃三轴压力室外壳(107)外围一圈，并通过调平处理，使12个激光位移传感器的激光处于同一轴线处，并与三轴压力室上盘(106)和三轴压力室下盘(110)平行；所述的色标传感器(108M)位于任意两个激光位移传感器之间；

所述的激光位移传感器(108A)包括激光传感器(108A1)、螺栓(108A2)、矩形钢片(108A3)、槽型钢片(108A4)、螺母(108A5)；所述矩形钢片(108A3)上设有两个螺纹孔；所述激光传感器(108A1)侧面与槽型钢片(108A4)垂向设置的侧壁相连；在槽型钢片(108A4)下侧设置通孔，在槽型钢片(108A4)水平设置的侧壁上覆盖矩形钢片(108A3)，矩形钢片(108A3)与槽型钢片(108A4)之间并通过螺栓(108A2)进行锚固；在内环(109B)上设置螺纹孔，用于布置激光位移传感器(108A)，并进行对中和调平处理，通过螺栓(108A2)和螺母(108A5)进行锚固。

2.根据权利要求1所述的一种均布激光位移传感器全方位测量试样全局变形的装置，其特征在于，所述的滑台(111)俯视为凸字形结构，中间设置螺纹轴承(111B)，作为滑块(111D)的轨道；外壳(111A)上顶面和下底面设有与螺纹轴承(111B)上下端面相配合的凹槽；所述滑块(111D)外侧设置螺纹孔，用于固定十字型钢板(111C)；所述十字型钢板(111C)与L型钢片连接板(115)连接；所述外壳(111A)下底面与钢片(111E)相接，并嵌入到台座(113)中；所述钢片(111E)另一边设置通孔，用于固定电机(116)；所述的光栅尺(112B)一侧与L型支撑钢板(113C)相连，将光栅尺(112)的高度与滑台(111)调至齐平，并在光栅尺(112B)和L型支撑钢板(113C)外侧通过卡槽固定，并用螺栓进行锚固；所述滑块(112A)上设置螺纹孔，用来锁紧十字型钢板(111C)，在滑台(111)上下移动的同时，保证滑块(112A)同步前进。

3.根据权利要求1或2所述的一种均布激光位移传感器全方位测量试样全局变形的装置，其特征在于，所述的台座(113)包括一个矩形空心块(113A)，在其外侧设有薄板(113D)，二者下底面平齐；所述矩形空心块(113A)上端面设有角钢(113B)的水平台座，在角钢(113B)水平台座上设置螺纹孔，用于连接L型支撑钢板(113C)。