專利名稱：木材缺陷的探測鉆具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械壓阻式木材內(nèi)部缺陷無損檢測鉆具。
背景技術(shù)：
目前，我國木材的供應(yīng)量遠(yuǎn)不能滿足市場木材的需求量。如何充分利用好森林資源、提高木材利用率，是我國林業(yè)科技人員迫切需要解決的重要課題之一。木材檢測則是提高木材利用率的一個極其重要的手段。通過研究木材內(nèi)部密度與受力變形模態(tài)的對應(yīng)關(guān)系，利用木材內(nèi)部缺陷的發(fā)生必然導(dǎo)致木材內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)(密度、剛度、阻尼和內(nèi)部荷載)改變的原理，通過科學(xué)地測試出這些變化參數(shù)，就能給出內(nèi)部缺陷狀態(tài)的一個量化的信號源。通過對在木材的不同位置測到的不同的信號點(diǎn)進(jìn)行分析處理，就能夠估計出木材不同位置的缺陷程度位置、大小及損傷類型。由此構(gòu)成一套完整的機(jī)械壓阻式木材內(nèi)部缺陷類無損檢測裝置。
木材阻抗檢測的方法通常是采用一根小鉆針，在通電情況下，勻速加力使小鉆針穿入木材內(nèi)部，采用攜帶的記錄紙或計算機(jī)磁盤記錄小鉆針進(jìn)入木材內(nèi)部的阻抗曲線，其中阻力大小與受到的扭力及進(jìn)入深度直接相關(guān)。根據(jù)阻抗曲線可以判斷木材內(nèi)部具體部位的密度情況，為判斷木材內(nèi)部腐朽、蟲蛀、白蟻危害程度提供有效可靠的依據(jù)。該方法主要用于木結(jié)構(gòu)建筑、木橋、電線桿、地板和樹木等的探測。
木材力學(xué)性質(zhì)與木材密度的相關(guān)性已為國內(nèi)外大量樹種的試驗所證明。在美國、歐洲、日本和我國臺灣，對古建筑木結(jié)構(gòu)進(jìn)行維修前的木結(jié)構(gòu)安全評價常采用阻抗圖波儀(Resisto-graph)，可快速獲得對被檢測建筑木構(gòu)件、活立木或木材內(nèi)部缺陷結(jié)果，迅速確定是否需更換被測木構(gòu)件。目前木材阻抗測定儀有德國Frank Rinn，IML公司生產(chǎn)的Resistograph和英國Sibert Technology公司生產(chǎn)的SIBTEC micro Probe兩大品牌。其中Resistograph的小鉆針直徑為1.5～2mm，鉆取深度長達(dá)0.5m；而micro Probe直徑為1.0mm，鉆取深度可長達(dá)0.5m。
現(xiàn)有機(jī)械壓阻式木材內(nèi)部缺陷無損檢測儀存在的問題是給鉆具進(jìn)給提供導(dǎo)向作用的多層套筒間的摩擦力較大，影響了提取到的木材阻抗檢測信號的精確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種木材缺陷的探測鉆具，以解決現(xiàn)有的探測鉆具因提供導(dǎo)向作用的多層套筒間的摩擦力較大，影響了提取到的木材阻抗檢測信號的精確性的問題。本發(fā)明包括外殼25、導(dǎo)向管26、鉆孔動力頭、進(jìn)給動力頭、滾珠絲杠39、鉆頭50和多個導(dǎo)向套筒8，外殼25為封閉的筒狀，導(dǎo)向管26內(nèi)襯并固定在外殼25的內(nèi)壁上，導(dǎo)向管26的管壁上分別開有縱向分布的一號導(dǎo)向槽26-1和二號導(dǎo)向槽26-2，滾珠絲杠39縱向固定在導(dǎo)向管26內(nèi)，進(jìn)給動力頭和鉆孔動力頭設(shè)置在導(dǎo)向管26內(nèi)，進(jìn)給動力頭與滾珠絲杠39相連接以獲得滾珠絲杠39為其提供的運(yùn)動軌道，進(jìn)給動力頭的電機(jī)支架1的上端和下端分別嵌入一號導(dǎo)向槽26-1和二號導(dǎo)向槽26-2內(nèi)以獲得圓周方向的定位，鉆孔動力頭固定在電機(jī)支架1的前端上，鉆頭50的后端固定在鉆孔動力頭上，鉆頭50的前端穿出在外殼25的前端外，直徑依次遞減的多個導(dǎo)向套筒8迭套為一體，直徑最小的導(dǎo)向套筒8的后端部固定在電機(jī)支架1的前端上，直徑最大的導(dǎo)向套筒8的前端部固定在外殼25的前端內(nèi)表面上，導(dǎo)向套筒8的外圓上沿其圓周方向均勻分布有多個外撐滾動體單元8-1使每兩個導(dǎo)向套筒8的外圓與內(nèi)壁之間的間隙均勻。
本發(fā)明工作時，鉆孔動力頭給鉆頭50提供旋轉(zhuǎn)的動力，進(jìn)給動力頭給鉆頭50提供縱向進(jìn)給的動力，滾珠絲杠39與進(jìn)給動力頭內(nèi)的絲杠螺母配合。進(jìn)給動力頭前進(jìn)的過程中，迭套的導(dǎo)向套筒8為進(jìn)給動力頭提供運(yùn)動導(dǎo)向，原本處于拉開狀態(tài)的迭套的導(dǎo)向套筒8逐漸縮并到一根導(dǎo)向套筒8內(nèi)。在木材上鉆孔的過程中，采集進(jìn)給動力頭和鉆孔動力頭電機(jī)電流的變化，從而為木材缺陷的檢測提供數(shù)據(jù)。由于每兩根導(dǎo)向套筒8內(nèi)都設(shè)置了外撐滾動體單元8-1，使每兩個導(dǎo)向套筒8的外圓與內(nèi)壁之間的間隙均勻，減小了每兩個導(dǎo)向套筒8之間的摩擦力，使采集的電流數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。本發(fā)明體積小、攜帶方便，便于使用?？蓮V泛用于古建筑木結(jié)構(gòu)部件的現(xiàn)場檢測和木結(jié)構(gòu)、木橋、電線桿、地板和樹木等的探測。


圖1是本發(fā)明前半段的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明后半段的結(jié)構(gòu)示意圖，圖1與圖2對接后構(gòu)成本發(fā)明完整的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是實(shí)施方式一中導(dǎo)向管26的俯視圖，圖4是圖1的A向視圖，圖5是外撐滾動體單元8-1與導(dǎo)向套筒8的裝配結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是實(shí)施方式二中限位體18的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是環(huán)形板8-2與導(dǎo)向套筒8的連接結(jié)構(gòu)示意圖，圖8是圖6的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖1至圖8具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式由外殼25、導(dǎo)向管26、鉆孔動力頭、進(jìn)給動力頭、滾珠絲杠39、鉆頭50和多個導(dǎo)向套筒8組成，外殼25為封閉的筒狀，導(dǎo)向管26內(nèi)襯并固定在外殼25的內(nèi)壁上，塑料材質(zhì)的導(dǎo)向管26的管壁上分別開有縱向分布的一號導(dǎo)向槽26-1和二號導(dǎo)向槽26-2，滾珠絲杠39縱向固定在導(dǎo)向管26內(nèi)，進(jìn)給動力頭和鉆孔動力頭設(shè)置在導(dǎo)向管26內(nèi)，進(jìn)給動力頭與滾珠絲杠39相連接以獲得滾珠絲杠39為其提供的運(yùn)動軌道，進(jìn)給動力頭的電機(jī)支架1的上端和下端分別嵌入一號導(dǎo)向槽26-1和二號導(dǎo)向槽26-2內(nèi)以獲得圓周方向的定位，鉆孔動力頭固定在電機(jī)支架1的前端上，鉆頭50的后端固定在鉆孔動力頭上，鉆頭50的前端穿出在外殼25的前端外，直徑依次遞減的多個導(dǎo)向套筒8迭套為一體，直徑最小的導(dǎo)向套筒8的后端部固定在電機(jī)支架1的前端上，直徑最大的導(dǎo)向套筒8的前端部固定在外殼25的前端內(nèi)表面上，導(dǎo)向套筒8的外圓上沿其圓周方向均勻分布有四個外撐滾動體單元8-1以使每兩個導(dǎo)向套筒8的外圓與內(nèi)壁之間的間隙均勻。
外撐滾動體單元8-1由彈簧8-1-2、滾珠體8-1-3組成，環(huán)形板8-2固定在導(dǎo)向套筒8的前端面上，環(huán)形板8-2的圓周表面上開有四個均勻分布的盲孔8-2-1，彈簧8-1-2設(shè)置在盲孔8-2-1的孔底，滾珠體8-1-3設(shè)置在盲孔8-2-1內(nèi)彈簧8-1-2的上方。彈簧8-1-2使?jié)L珠體8-1-3頂向?qū)蛱淄?的內(nèi)孔壁，使每兩個導(dǎo)向套筒8的外圓與內(nèi)壁之間保持一定間隙。
具體實(shí)施方式
二下面結(jié)合圖1和圖5、圖6、圖8具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是它還包括限位體18，限位體18由柱狀體18-1和弧狀擋板18-2組成，弧狀擋板18-2的下端面固定在柱狀體18-1的上端表面的邊緣上，導(dǎo)向套筒8的外圓表面上沿縱向開有長槽8-3，限位體18設(shè)置在盲孔8-2-1中且位于彈簧8-1-2和滾珠體8-1-3之間，弧狀擋板18-2的上端插在長槽8-3中，滾珠體8-1-3的頂端陷入在長槽8-3內(nèi)。如此設(shè)置，限位體18使導(dǎo)向套筒8之間的軸向運(yùn)動不能超過位置，導(dǎo)向套筒8之間的圓周方向被滾珠體8-1-3與長槽8-3之間的連接關(guān)系限位。其它組成和連接關(guān)系與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
三下面結(jié)合圖1和圖2具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是進(jìn)給動力頭由電機(jī)支架1、一號電動機(jī)41、小齒輪5、大齒輪4、絲杠螺母6和齒輪箱2組成，一號電動機(jī)41設(shè)置在電機(jī)支架1的后端內(nèi)，齒輪箱2固定在電機(jī)支架1的后端部上，小齒輪5、大齒輪4和絲杠螺母6設(shè)置在齒輪箱2內(nèi)，小齒輪5固定在一號電動機(jī)41的電機(jī)軸上，大齒輪4與小齒輪5相嚙合，大齒輪4固定在絲杠螺母6上并與其同軸旋轉(zhuǎn)，絲杠螺母6旋合在滾珠絲杠39上。工作時，一號電動機(jī)41、小齒輪5、大齒輪4、絲杠螺母6和滾珠絲杠39組成一條傳動鏈，絲杠螺母6沿滾珠絲杠39的軸向運(yùn)動推動電機(jī)支架1的縱向運(yùn)動。其它組成和連接關(guān)系與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
四下面結(jié)合圖1具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是鉆孔動力頭由二號電動機(jī)46、鉆頭夾套35和鉆頭50組成，鉆頭夾套35固定在二號電動機(jī)46的電機(jī)軸上，鉆頭50的后端固定在鉆頭夾套35上。其它組成和連接關(guān)系與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
五下面結(jié)合圖1具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是它還包括導(dǎo)向頭23，導(dǎo)向頭23固定在外殼25的前端部上，鉆頭50穿在導(dǎo)向頭23的內(nèi)孔23-1中，導(dǎo)向頭23上垂直于內(nèi)孔23-1開有多個出屑孔23-2。如此設(shè)置，由于設(shè)置了導(dǎo)向頭，鉆頭50工作時的受力情況得到很大改善，出屑孔23-2有利于粘在鉆頭50上的木屑排出。其它組成和連接關(guān)系與實(shí)施方式一相同。
權(quán)利要求
1.木材缺陷的探測鉆具，它包括外殼(25)、導(dǎo)向管(26)、鉆孔動力頭、進(jìn)給動力頭、滾珠絲杠(39)、鉆頭(50)和多個導(dǎo)向套筒(8)，外殼(25)為封閉的筒狀，導(dǎo)向管(26)內(nèi)襯并固定在外殼(25)的內(nèi)壁上，導(dǎo)向管(26)的管壁上分別開有縱向分布的一號導(dǎo)向槽(26-1)和二號導(dǎo)向槽(26-2)，滾珠絲杠(39)縱向固定在導(dǎo)向管(26)內(nèi)，進(jìn)給動力頭和鉆孔動力頭設(shè)置在導(dǎo)向管(26)內(nèi)，進(jìn)給動力頭與滾珠絲杠(39)相連接以獲得滾珠絲杠(39)為其提供的運(yùn)動軌道，進(jìn)給動力頭的電機(jī)支架(1)的上端和下端分別嵌入一號導(dǎo)向槽(26-1)和二號導(dǎo)向槽(26-2)內(nèi)以獲得圓周方向的定位，鉆孔動力頭固定在電機(jī)支架1的前端上，鉆頭(50)的后端固定在鉆孔動力頭上，鉆頭(50)的前端穿出在外殼(25)的前端外，直徑依次遞減的多個導(dǎo)向套筒(8)迭套為一體，直徑最小的導(dǎo)向套筒(8)的后端部固定在電機(jī)支架(1)的前端上，直徑最大的導(dǎo)向套筒(8)的前端部固定在外殼(25)的前端內(nèi)表面上，其特征在于導(dǎo)向套筒(8)的外圓上沿其圓周方向均勻分布有多個外撐滾動體單元(8-1)使每兩個導(dǎo)向套筒(8)的外圓與內(nèi)壁之間的間隙均勻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材缺陷的探測鉆具，其特征在于外撐滾動體單元(8-1)由彈簧(8-1-2)、滾珠體(8-1-3)組成，環(huán)形板(8-2)固定在導(dǎo)向套筒(8)的前端面上，環(huán)形板(8-2)的圓周表面上開有四個均勻分布的盲孔(8-2-1)，彈簧(8-1-2)設(shè)置在盲孔(8-2-1)的孔底，滾珠體(8-1-3)設(shè)置在盲孔(8-2-1)內(nèi)彈簧(8-1-2)的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的木材缺陷的探測鉆具，其特征在于它還包括限位體(18)，限位體(18)由柱狀體(18-1)和弧狀擋板(18-2)組成，弧狀擋板(18-2)的下端面固定在柱狀體(18-1)的上端表面的邊緣上，導(dǎo)向套筒(8)的外圓表面上沿縱向開有長槽(8-3)，限位體(18)設(shè)置在盲孔(8-2-1)中且位于彈簧(8-1-2)和滾珠體(8-1-3)之間，弧狀擋板(18-2)的上端插在長槽(8-3)中，滾珠體(8-1-3)的頂端陷入在長槽(8-3)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材缺陷的探測鉆具，其特征在于進(jìn)給動力頭由電機(jī)支架(1)、一號電動機(jī)(41)、小齒輪(5)、大齒輪(4)、絲杠螺母(6)和齒輪箱(2)組成，一號電動機(jī)(41)設(shè)置在電機(jī)支架(1)的后端內(nèi)，齒輪箱(2)固定在電機(jī)支架(1)的后端部上，小齒輪(5)、大齒輪(4)和絲杠螺母(6)設(shè)置在齒輪箱(2)內(nèi)，小齒輪(5)固定在一號電動機(jī)(41)的電機(jī)軸上，大齒輪(4)與小齒輪(5)相嚙合，大齒輪(4)固定在絲杠螺母(6)上并與其同軸旋轉(zhuǎn)，絲杠螺母(6)旋合在滾珠絲杠(39)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材缺陷的探測鉆具，其特征在于它還包括導(dǎo)向頭(23)，導(dǎo)向頭(23)固定在外殼(25)的前端部上，鉆頭(50)穿在導(dǎo)向頭(23)的內(nèi)孔(23-1)中，導(dǎo)向頭(23)上垂直于內(nèi)孔(23-1)開有多個出屑孔(23-2)。
全文摘要
木材缺陷的探測鉆具，本發(fā)明涉及一種機(jī)械壓阻式木材內(nèi)部缺陷無損檢測鉆具。它解決了現(xiàn)有的探測鉆具因提供導(dǎo)向作用的多層套筒間的摩擦力較大，影響了提取到的木材阻抗檢測信號的精確性的問題。它包括外殼、導(dǎo)向管、鉆孔動力頭、進(jìn)給動力頭、滾珠絲杠、鉆頭和多個導(dǎo)向套筒，導(dǎo)向管內(nèi)襯并固定在外殼的內(nèi)壁上，滾珠絲杠縱向固定在導(dǎo)向管內(nèi)，進(jìn)給動力頭與滾珠絲杠相連接以獲得滾珠絲杠為其提供的運(yùn)動軌道，鉆孔動力頭固定在電機(jī)支架的前端上，鉆頭的后端固定在鉆孔動力頭上，鉆頭的前端穿出在外殼的前端外，直徑依次遞減的多個導(dǎo)向套筒迭套為一體，導(dǎo)向套筒的外圓上沿其圓周方向均勻分布有多個外撐滾動體單元使每兩個導(dǎo)向套筒的外圓與內(nèi)壁之間的間隙均勻。
文檔編號G01N19/08GK101042332SQ20071007213
公開日2007年9月26日 申請日期2007年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月29日
發(fā)明者王立海, 徐凱宏, 楊學(xué)春 申請人:東北林業(yè)大學(xué)