專利名稱：一種用于金屬疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的攝像頭安裝與調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及攝像頭安裝與調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種用于金屬材料疲勞裂紋擴(kuò)展 實(shí)驗(yàn)的攝像頭安裝與調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，金屬疲勞失效是導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械失效的主要原因之一。金屬疲勞 裂紋的萌生和擴(kuò)展，在整個(gè)金屬疲勞失效過程中有決定性的因素，在疲勞壽命監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)中 也占了很大的比例。現(xiàn)有的測(cè)試方法是，通過實(shí)時(shí)測(cè)量金屬疲勞交變載荷作用下所產(chǎn)生裂 紋長(zhǎng)度的變化的疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)，來評(píng)估金屬材料疲勞性能的。目前國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的主 要有三點(diǎn)彎曲疲勞裂紋擴(kuò)展速率實(shí)驗(yàn)和預(yù)制裂紋的緊湊拉伸(CT)試驗(yàn)，通常金屬疲勞裂紋 的擴(kuò)展沿著預(yù)制裂紋方向發(fā)展，可以準(zhǔn)確地測(cè)量裂紋長(zhǎng)度。
使用傳統(tǒng)的顯微鏡觀察和復(fù)型法監(jiān)測(cè)需要由人工操作來完成，不僅工作效率低而 且容易受到檢測(cè)人員主觀因素的影響，既不能保證檢測(cè)的效率和精度要求，又不能滿足實(shí) 驗(yàn)的要求。采用由高速攝像系統(tǒng)與顯微鏡、視頻放大器等器件組成的檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法， 可定量地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)短裂紋的擴(kuò)展過程，并具有實(shí)時(shí)顯示、記錄和分析圖像的能力?？梢愿?觀，精確，實(shí)時(shí)地分析裂紋擴(kuò)展過程中的一些規(guī)律。
采用上述高速攝像系統(tǒng)與顯微鏡、視頻放大器等器件組成的檢測(cè)裝置，可以進(jìn)一 步保證裂紋圖像的采集以及裂紋長(zhǎng)度測(cè)量精度的大大提高。這就對(duì)攝像頭的固定及位置調(diào) 節(jié)精度的要求也需相應(yīng)的提高。為了滿足及保證圖像采集的清晰度，攝像頭安裝機(jī)構(gòu)與攝 像頭連接處必須是絕緣的。如今市面上大部分是采用金屬材料作為支架連接攝像頭結(jié)構(gòu)的 材料，但這種方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜、絕緣性差且費(fèi)用高。還有一種是采用PVC塑鋼，雖然避免了絕 緣性的問題，但是復(fù)合材料的成本居高不下。發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有攝像系統(tǒng)裂紋檢測(cè)方法中的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)龐大復(fù)雜、穩(wěn)定性差、裝置成 本高等的不足，本發(fā)明提供一種用于金屬疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的攝像頭安裝與調(diào)節(jié)裝置。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思
由于金屬疲勞高頻試驗(yàn)機(jī)和低頻試驗(yàn)機(jī)各種機(jī)型的不同，金屬疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn) 在針對(duì)高周疲勞試驗(yàn)和低周疲勞試驗(yàn)時(shí)所處的實(shí)驗(yàn)環(huán)境也不同，為了適應(yīng)和匹配各種不同 的試驗(yàn)環(huán)境，攝像頭需要在高度垂直方向、水平方向，乃至鏡頭平面內(nèi)的任意方向進(jìn)行調(diào) 節(jié)。
本發(fā)明的技術(shù)方案
一種用于金屬疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的攝像頭安裝與調(diào)節(jié)裝置，包括攝像頭安裝機(jī) 構(gòu)，垂直方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，水平方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，360°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和連接固定機(jī)構(gòu)。本發(fā)明攝像頭 儀器支架在與攝像頭的連接處采用了注塑成型材料，既絕緣又便宜，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可以任意方 向旋轉(zhuǎn)，提高了觀察精度。整個(gè)裝置的主體采用注塑成型和金屬成型兩類材料制作。垂直方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由螺紋直桿、螺紋環(huán)和固定桿組成；水平方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)則由旋轉(zhuǎn)直桿和帶孔 旋轉(zhuǎn)緊固件組成；裝置中有兩處360°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，分別由帶孔旋轉(zhuǎn)緊固件、定位螺栓組成和 平移圓臺(tái)、萬向桿組成；垂直方向機(jī)構(gòu)與水平方向機(jī)構(gòu)由旋轉(zhuǎn)緊固件連接，旋轉(zhuǎn)直桿則通過 旋轉(zhuǎn)連接件相連至平移圓臺(tái)，萬向桿頂端與攝像頭安裝機(jī)構(gòu)連接。
其中，在塑料成型的攝像頭儀器支架上，根據(jù)CCD攝像頭和鏡頭的尺寸加工出攝 像頭安裝定位儀器支架，并配有攝像頭連接數(shù)據(jù)線固定夾。
所述垂直方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的螺紋桿和螺紋環(huán)通過松緊來控制高度方向的位置，上端 固定桿與帶孔旋轉(zhuǎn)緊固件相連支撐水平方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
所述水平方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)直桿、帶孔旋轉(zhuǎn)緊固件，前者穿過帶孔旋轉(zhuǎn)緊固 件即可實(shí)現(xiàn)水平方向的來回調(diào)節(jié)。同時(shí)，旋轉(zhuǎn)直桿也可以在垂直螺紋桿的方向平面內(nèi)360° 任意旋轉(zhuǎn)，調(diào)整好水平及360°位置后通過定位螺栓固定。
所述360°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括平移圓臺(tái)和萬向桿。平移圓臺(tái)下端是旋轉(zhuǎn)連接件，其作用 是連接旋轉(zhuǎn)直桿和平移圓臺(tái)，并且能夠在平行于旋轉(zhuǎn)直桿的方向平面內(nèi)360°轉(zhuǎn)動(dòng)。平移圓 臺(tái)本身則是一個(gè)可以在垂直于旋轉(zhuǎn)直桿的方向平面內(nèi)高精度來回移動(dòng)的平臺(tái)，上端連接萬 向桿，使得萬向桿可以在空間360°任意旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)攝像頭儀器支架。
所述旋轉(zhuǎn)直桿的旋轉(zhuǎn)既是調(diào)節(jié)平移圓臺(tái)的方向，又是固定旋轉(zhuǎn)連接件起。攝像頭 儀器支架下端與萬向桿連接，使其在攝像鏡頭垂直方向上下任意調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果具有結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)潔(各連接部位牢固可靠、可移動(dòng)、可拆 卸)，穩(wěn)定性高(無松動(dòng)、無搖晃)，降低成本，提高安裝精度的特點(diǎn)。采用本發(fā)明裝置，使得金 屬疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)過程中穩(wěn)定性提高，另外本發(fā)明通過精心設(shè)計(jì)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔合理，可 移動(dòng)，易拆卸，成本較低，可滿足實(shí)驗(yàn)要求。


圖1為本發(fā)明疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)攝像頭的安裝與調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明帶孔旋轉(zhuǎn)緊固件結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)直桿結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)連接件結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明平移圓臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖6為本發(fā)明萬向桿結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記號(hào)說明
1:攝像頭安裝機(jī)構(gòu)；2 :垂直方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；3 :水平方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；4 :第一 360° 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；5 :第二 360°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；21 :螺紋直桿；22 :螺紋環(huán)；23 :固定桿；31 :旋轉(zhuǎn)直桿； 32 :旋轉(zhuǎn)連接件；41 :帶孔旋轉(zhuǎn)緊固件；42 :定位螺栓；51 :平移圓臺(tái)；52 :萬向桿。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
一種用于金屬疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的攝像頭安裝與調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖(如附圖1 所示)，從下至上發(fā)別為底座與螺紋直桿21連接支撐整個(gè)裝置，螺紋直桿21上端與螺紋環(huán) 22連接，通過旋轉(zhuǎn)松緊來微調(diào)高度位置，螺紋環(huán)22則與固定桿23連接，固定桿23插入帶孔旋轉(zhuǎn)緊固件41中，同時(shí)，旋轉(zhuǎn)直桿31橫向插入帶孔旋轉(zhuǎn)緊固件41，兩者通過定位螺栓42 固定，旋轉(zhuǎn)直桿31另一端與旋轉(zhuǎn)連接件32相連，旋轉(zhuǎn)連接件32與平移圓臺(tái)51連接，平移 圓臺(tái)51經(jīng)過微調(diào)平移后，再與萬向桿52連接，萬向桿52可以轉(zhuǎn)動(dòng)與攝像頭安裝機(jī)構(gòu)I相 連，并且攝像頭安裝機(jī)構(gòu)I提供攝像頭固定的精確位置。
其中，底座主要采用金屬材料，支撐及固定整個(gè)支架結(jié)構(gòu)，與螺紋直桿21連接，起 到穩(wěn)定和提高穩(wěn)定性的作用。螺紋直桿21的上端為開口的螺紋與螺紋環(huán)22下端的螺紋相 匹配，為G1/2的55度圓柱管螺紋，其通過旋轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)松緊，從而可以升高或者降低固定桿 23的高度來微調(diào)垂直方向的位置。
本發(fā)明帶孔旋轉(zhuǎn)緊固件41結(jié)構(gòu)示意圖(如附圖2所示)，帶孔旋轉(zhuǎn)緊固件41與固 定桿23相連來調(diào)整高度位置，同時(shí)旋轉(zhuǎn)直桿31橫向插入帶孔旋轉(zhuǎn)緊固件41可以在平行固 定桿23和旋轉(zhuǎn)直桿31的平面內(nèi)做任意360°的旋轉(zhuǎn),最終通過定位螺栓42固定。
本發(fā)明旋轉(zhuǎn)直桿31結(jié)構(gòu)示意圖(如附圖3所示)，旋轉(zhuǎn)直桿31橫向插入帶孔旋轉(zhuǎn)緊 固件41可以在平行固定桿23的平面內(nèi)做360°任意選擇，同時(shí)旋轉(zhuǎn)直桿31自身能360° 旋轉(zhuǎn)來控制與旋轉(zhuǎn)連接件32的松緊從而來調(diào)節(jié)裝置的角度位置。
本發(fā)明旋轉(zhuǎn)連接件32結(jié)構(gòu)示意圖(如附圖4所示)，旋轉(zhuǎn)連接件32的一段為齒輪 與旋轉(zhuǎn)直桿31相匹配，可以通過旋轉(zhuǎn)直桿31的自身旋轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)連接件32的角度，旋 轉(zhuǎn)連接件32的另一端與平移圓臺(tái)51相連，它可以使平移圓臺(tái)51在旋轉(zhuǎn)直桿31的方向內(nèi) 任意旋轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)平移圓臺(tái)51位置。
本發(fā)明平移圓臺(tái)51結(jié)構(gòu)示意圖(如附圖5所示)，平移圓臺(tái)51下端與旋轉(zhuǎn)連接件 32相連，可以在旋轉(zhuǎn)直桿31方向內(nèi)任意旋轉(zhuǎn)，平移圓臺(tái)51上端與萬向桿52連接，能使萬向 桿52在空間內(nèi)全方位任意選擇，而平移圓臺(tái)51本身是一個(gè)可以在垂直旋轉(zhuǎn)直桿31方向內(nèi) 左右平移的平臺(tái)，可以精確的調(diào)節(jié)左右位置。
本發(fā)明萬向桿52結(jié)構(gòu)示意圖(如附圖6所示)，萬向桿52下端與平移圓臺(tái)51連接， 能夠在空間內(nèi)全方位的旋轉(zhuǎn)不受限制，提高了自由度，萬向桿52上端與攝像頭安裝機(jī)構(gòu)I 連接能在萬向桿52這個(gè)方向內(nèi)來回旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明攝像頭安裝機(jī)構(gòu)I為塑性成型材質(zhì)，嚴(yán)格按照攝像頭尺寸加工和定做，兩 側(cè)卡槽正好托住攝像頭，使攝像頭穩(wěn)定牢固。
本發(fā)明采用金屬和塑料材料經(jīng)過簡(jiǎn)單加工后作為疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)用攝像頭安 裝調(diào)節(jié)支架，結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)潔，絕緣性好，成本較低，穩(wěn)定性高，精度高。
權(quán)利要求
1.一種用于金屬疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的攝像頭安裝與調(diào)節(jié)裝置，包括攝像頭安裝機(jī)構(gòu)(I)、垂直方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(2 )、水平方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(3 )、第一 360 °旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(4)和第二 360 °旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)，其特征在于垂直方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(2)由螺紋直桿(21)、螺紋環(huán)(22)和固定桿(23)組成；水平方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(3)由旋轉(zhuǎn)直桿(31)和旋轉(zhuǎn)連接件(32)組成；第一 360°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(4)，由帶孔旋轉(zhuǎn)緊固件(41)、定位螺栓(42)組成；第二 360°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)由平移圓臺(tái)(51)、萬向桿(52)組成；垂直方向機(jī)構(gòu)(2)與水平方向機(jī)構(gòu)(3)穿過帶孔旋轉(zhuǎn)緊固件(41)孔槽，由定位螺栓(42 )固定，旋轉(zhuǎn)直桿(31) —端與旋轉(zhuǎn)連接件(32 )相嚙合，旋轉(zhuǎn)連接件(32)連接平移圓臺(tái)(51)，萬向桿(52 )頂端與攝像頭安裝機(jī)構(gòu)(I)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于金屬疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)攝像頭的安裝與調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述攝像頭安裝機(jī)構(gòu)(1)，為根據(jù)CCD攝像頭和鏡頭的尺寸加工的塑料成型件，并配有攝像頭連接數(shù)據(jù)線固定夾。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于金屬疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的攝像頭安裝與調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述垂直方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(2)，包括通過螺紋環(huán)(22)松緊調(diào)節(jié)高度方向位置的螺紋直桿(21)，固定桿(23)穿過帶孔旋轉(zhuǎn)緊固件(41)與支撐水平方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(3)連接。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于金屬疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的攝像頭安裝與調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述水平方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(3)，包括可在垂直方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(2)的螺紋直桿(21)平面內(nèi)作360°旋轉(zhuǎn)、并通過第一 360°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(4)的定位螺栓(42)調(diào)整水平方向位置的旋轉(zhuǎn)直桿(31)和旋轉(zhuǎn)連接件(32);所述旋轉(zhuǎn)直桿(31)穿過帶孔旋轉(zhuǎn)緊固件(41)與旋轉(zhuǎn)連接件(32)連接，經(jīng)定位螺栓(42)固定。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用于金屬疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的攝像頭安裝與調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述第二 360°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)，包括在平行于旋轉(zhuǎn)直桿(31)的方向平面內(nèi)360°旋轉(zhuǎn)的平移圓臺(tái)(51)和萬向桿(52)，所述平移圓臺(tái)(51)是一個(gè)垂直于旋轉(zhuǎn)直桿(31)的方向平面內(nèi)高精度移動(dòng)的平臺(tái)，上端連接在空間360°旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)攝像頭安裝機(jī)構(gòu)(I)的萬向桿(52)，下端連接旋轉(zhuǎn)連接件(32)，平移圓臺(tái)(51)。
全文摘要
一種用于金屬疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的攝像頭安裝與調(diào)節(jié)裝置，涉及攝像頭安裝與調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，包括攝像頭安裝機(jī)構(gòu)、垂直方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，水平方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、兩處360°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和連接固定機(jī)構(gòu)。整個(gè)裝置主體采用注塑型材和金屬型材材料制作。垂直方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由螺紋桿、螺紋環(huán)和固定桿組成；水平方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由旋轉(zhuǎn)直桿和帶孔旋轉(zhuǎn)緊固件組成；360°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，分別由帶孔旋轉(zhuǎn)緊固件、定位螺栓組成和平移圓臺(tái)、萬向桿組成。垂直方向機(jī)構(gòu)與水平方向機(jī)構(gòu)由旋轉(zhuǎn)緊固件連接，旋轉(zhuǎn)直桿經(jīng)旋轉(zhuǎn)連接件連至平移圓臺(tái)，萬向桿頂端與攝像頭安裝機(jī)構(gòu)連接。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)潔，牢固可靠、可移動(dòng)、可拆卸，穩(wěn)定性高，無松動(dòng)、無搖晃，成本低，安裝精度高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N3/02GK102998169SQ20121052526
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者楊尚磊, 徐超, 劉勝, 丁波, 鐘健才, 胡亞軍, 倪未豪, 趙林驥 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)