專利名稱：構(gòu)造變形模擬過程中變形單元的有限應(yīng)變測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地質(zhì)實驗?zāi)M裝置，特別是涉及一種構(gòu)造變形模擬過程中變形單元的有限應(yīng)變測量裝置。
二、技術(shù)背景在地質(zhì)構(gòu)造變形模擬實驗過程中，精確測量實驗對象各個部位的變形方式和變形量大小是整個模擬實驗中的一項關(guān)鍵性技術(shù)。在此原則上采用在實驗對象表面刻劃一定規(guī)則的幾何圖案，在實驗對象表面構(gòu)成一系列的變形單元，然后觀察和測量實驗前后，各個變形單元的圖案形狀變化，從而確定不同部位單元體的變形方式，進而通過測量圖案形狀的變化量獲得各個變形單元的有限應(yīng)變量大小。但是在現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用手工劃線的方式。這種手工劃線方式不能保證刻劃出規(guī)則統(tǒng)一的幾何圖案，容易影響有限應(yīng)變的測量精度，其結(jié)果只能滿足于一般的定性描述，難以達到精確定量分析有限應(yīng)變量大小的要求。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種由計算機控制的刻劃出規(guī)則統(tǒng)一的幾何圖案的自動化裝置，從而實現(xiàn)有限應(yīng)變的精確測量和定量分析。
該裝置由伺服電機驅(qū)動，在計算機控制下使用專門的畫線系統(tǒng)，通過X-Y坐標兩個方向的移動，在實驗對象上刻畫所需圖案，以便測量實驗對象中變形單元的有限應(yīng)變大小。
2、技術(shù)方案為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的構(gòu)造變形模擬過程中變形單元的有限應(yīng)變測量裝置，包括用于安裝砂斗的砂斗架，砂斗架固定在試驗箱的基座上，在砂斗架上設(shè)有X方向運行機構(gòu)，X方向運行機構(gòu)通過驅(qū)動機構(gòu)作左右往復(fù)運動，砂斗通過該X方向運行機構(gòu)與砂斗架連接，在X方向運行機構(gòu)上設(shè)有在水平面上與之垂直的Y方向運行機構(gòu)，Y方向運行機構(gòu)通過驅(qū)動機構(gòu)作前后往復(fù)運動，在Y方向運行機構(gòu)上設(shè)有在實驗材料表面形成所需圖案的墨斗，在墨斗上設(shè)有出墨頭，該出墨頭通過軟管與微量泵連接。微量泵可調(diào)節(jié)控制墨斗出墨量大小。上述驅(qū)動機構(gòu)可采用現(xiàn)有的驅(qū)動機構(gòu)予以實現(xiàn)，如由帶有軌道的水平行走機構(gòu)、伺服電機和減速器組成的驅(qū)動機構(gòu)。
本發(fā)明的工作原理為了更好的觀察實驗對象變化的情況，需要在材料表面畫出一定的圖案。這就需要該裝置能有一個二維(X-Y)方向協(xié)調(diào)運動的機構(gòu)。但又不能使機構(gòu)過于龐大，因而利用地質(zhì)構(gòu)造變形模擬實驗儀材料添加裝置中的直線行走機構(gòu)(直線單元1)作為一個基本單元(X方向)，在此基礎(chǔ)上再加裝另一個(Y)方向的直線行走機構(gòu)(直線單元2)。由計算機統(tǒng)一控制。工作時，X-Y方向的直線行走機構(gòu)在程序的控制下，作兩維方向的協(xié)調(diào)運動，出墨架上的出墨頭作協(xié)調(diào)運動，出墨頭在微量泵的控制下注出一定量的顏料，噴灑在實驗材料表面，形成所需圖案。根據(jù)情況出墨量的大小可自行調(diào)節(jié)。只到獲得滿意的效果。其中計算機控制技術(shù)可采用常規(guī)的技術(shù)予以實現(xiàn)。
3、有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于能夠保證刻劃出的幾何圖案規(guī)則統(tǒng)一，滿足對有限應(yīng)變量大小的精確測量和達到定量分析的要求。同時該裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
四

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的控制原理圖。
五具體實施例方式
如圖所示，利用地質(zhì)構(gòu)造變形模擬實驗儀材料添加裝置砂斗1中的直線行走機構(gòu)5(直線單元1)作為一個基本單元(X方向)，在此基礎(chǔ)上再加裝另一個(Y)方向的直線行走機構(gòu)6(直線單元2)。其中砂斗1固定在X方向運行機構(gòu)5上，X方向運行機構(gòu)5安裝在砂斗架2上，而砂斗架2固定在實驗箱3的基座上。在Y方向運行機構(gòu)6上設(shè)有墨斗7，在墨斗7上設(shè)有出墨軟頭9，該出墨頭9通過軟管10與微量泵8連接，使出墨頭9受控于微量泵8。本發(fā)明中的驅(qū)動機構(gòu)由帶有軌道的水平行走機構(gòu)5和6、伺服電機12和減速器13組成。運行機構(gòu)的基本參數(shù)分別為直線行走機構(gòu)5(直線單元1)有效行程1800mm，移動速度在0.0001mm/s～191.92mm/s可調(diào)。直線行走機構(gòu)6(直線單元2)有效行程800mm、載荷平臺的移動速度在0.0001mm/s～84.97mm/s可調(diào)。工作時X-Y方向的直線行走機構(gòu)由計算機控制伺服電機，在程序的控制下，出墨頭9作協(xié)調(diào)運動，而出墨頭9在微量泵8的控制下注出一定量的顏料，噴灑在實驗材料表面，形成所需圖案。根據(jù)情況出墨量的大小可通過調(diào)節(jié)微量泵8來確定。
控制部分由兩塊美國產(chǎn)的Baldor運動控制卡控制，每塊卡可獨立地控制四個單元的運動，可做直線和圓弧等多種插補運動，可模擬電子齒輪，電子凸輪。用VisualBasic，Visual C++等語言，可調(diào)用運動控制卡上的高級Mint語言功能。在專門編寫的程序下可方便的控制每個方向的運動狀態(tài)，程序可在Windows98/Windows2000/WindowsNT/Windows XP下運行，界面友好，使用方便?？刂圃韴D見圖2，包括伺服電機、運動控制工控電腦、顯示設(shè)備、鍵盤、存儲設(shè)備和輸入設(shè)備，利用上述設(shè)備并采用常規(guī)技術(shù)即能實現(xiàn)上述控制技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)造變形模擬過程中變形單元的有限應(yīng)變測量裝置，其特征在于該裝置包括用于安裝砂斗(1)的砂斗架(2)，砂斗架(2)固定在試驗箱(3)的基座(4)上，在砂斗架(2)上設(shè)有X方向運行機構(gòu)(5)，X方向運行機構(gòu)(5)通過驅(qū)動機構(gòu)作左右往復(fù)運動，砂斗(1)通過該X方向運行機構(gòu)(5)與砂斗架(2)連接，在X方向運行機構(gòu)(5)上設(shè)有與之垂直的Y方向運行機構(gòu)(6)，Y方向運行機構(gòu)(6)通過驅(qū)動機構(gòu)作前后往復(fù)運動，在Y方向運行機構(gòu)(6)上設(shè)有在實驗材料表面形成所需圖案的墨斗(7)，該墨斗(7)由微量泵(8)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)造變形模擬過程中變形單元的有限應(yīng)變測量裝置，其特征在于在墨斗(7)上設(shè)有出墨頭(9)，該出墨頭(9)通過軟管(10)與微量泵(8)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)造變形模擬過程中變形單元的有限應(yīng)變測量裝置，其特征在于驅(qū)動機構(gòu)由帶有軌道的X方向運行機構(gòu)(5)和Y方向運行機構(gòu)(6)、伺服電機(12)和減速器(13)組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種構(gòu)造變形模擬過程中變形單元的有限應(yīng)變測量裝置，包括用于安裝砂斗的砂斗架，砂斗架固定在試驗箱的基座上，在砂斗架上設(shè)有X方向運行機構(gòu)，X方向運行機構(gòu)通過驅(qū)動機構(gòu)作左右往復(fù)運動，砂斗通過該X方向運行機構(gòu)與砂斗架連接，在X方向運行機構(gòu)上設(shè)有與之垂直的Y方向運行機構(gòu)，Y方向運行機構(gòu)通過驅(qū)動機構(gòu)作前后往復(fù)運動，在Y方向運行機構(gòu)上設(shè)有在實驗材料表面形成所需圖案的墨斗，該墨斗由微量泵控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于能夠保證刻劃出的幾何圖案規(guī)則統(tǒng)一，滿足對有限應(yīng)變量大小的精確測量和達到定量分析的要求。同時該裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
文檔編號G09B23/40GK1786663SQ200510123088
公開日2006年6月14日 申請日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日
發(fā)明者賈東, 解國愛, 劉正, 吳曉俊, 朱文斌, 張慶龍, 盧華復(fù), 舒良樹, 張岳橋, 楊振宇 申請人:南京大學(xué)