專利名稱：一種結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及木材無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能檢測(cè)，尤其提供一種無(wú)損的結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能機(jī)械分等設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們更加注重居住環(huán)境的舒適性和建筑物功能的齊全性，對(duì)木結(jié)構(gòu)房屋的需求也逐年增加，從而加快了我國(guó)木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展。結(jié)構(gòu)用木材是隨著建筑業(yè)對(duì)承載構(gòu)件的需求而發(fā)展起來(lái)的，與普通木材相比，結(jié)構(gòu)用木材在產(chǎn)品的物理力學(xué)性能及生產(chǎn)工藝方面也存在著較大差異，最重要的是用于建筑結(jié)構(gòu)的木材要有工程設(shè)計(jì)值。結(jié)構(gòu)用木材主要可作為體育館、音樂(lè)廳、廠房、住宅等建筑物的木結(jié)構(gòu)梁柱、工字梁、彎曲梁、桁架等承載構(gòu)件。這樣的用途對(duì)于結(jié)構(gòu)用木材的機(jī)械性能的要求就比較嚴(yán)格。 結(jié)構(gòu)用木材與其它材質(zhì)的結(jié)構(gòu)材不同，同樣外形的結(jié)構(gòu)用木材，其力學(xué)性能可能相差很大，在使用時(shí)最好逐件檢測(cè)應(yīng)力等級(jí)，以保證施工質(zhì)量。對(duì)于大量的構(gòu)件應(yīng)力等級(jí)的檢測(cè)分類，使用常規(guī)的應(yīng)力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)是不現(xiàn)實(shí)的。而現(xiàn)有技術(shù)中所使用的目測(cè)法又是不科學(xué)、不準(zhǔn)確的，由此就希望能夠有一種效率高、分級(jí)準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)用木材應(yīng)力機(jī)械分等的方法和設(shè)備。目前國(guó)產(chǎn)結(jié)構(gòu)用板材生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)仍處于研究階段，尤其是關(guān)鍵分等檢測(cè)設(shè)備還是空白，無(wú)法滿足木結(jié)構(gòu)建筑市場(chǎng)對(duì)國(guó)產(chǎn)木質(zhì)結(jié)構(gòu)用板材用量的需求，更無(wú)法為其提供安全和可靠的科學(xué)數(shù)據(jù)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠無(wú)損測(cè)量結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等的設(shè)備。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的—種結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等設(shè)備，其包括一機(jī)架，在該機(jī)架上設(shè)置一通道，在該通道上設(shè)固定傳動(dòng)輥裝置，即輸送機(jī)構(gòu)和移動(dòng)傳動(dòng)輥裝置，兩者在通道相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上設(shè)置構(gòu)成支座，使得所述結(jié)構(gòu)用木材在該通道中移動(dòng)；在該通道中設(shè)置至少三個(gè)所述支座，每?jī)蓚€(gè)相鄰的支座之間構(gòu)成一個(gè)測(cè)力區(qū)域，共設(shè)置兩個(gè)所述測(cè)力區(qū)域，在通道長(zhǎng)度方向上位于每個(gè)該測(cè)力區(qū)域的中間位置的設(shè)備機(jī)架上固設(shè)一施力裝置；該施力裝置是一測(cè)力壓輥，其設(shè)置在所述機(jī)架上，其測(cè)力端的端面比測(cè)力壓輥同一側(cè)的通道側(cè)壁伸入通道一設(shè)定距離，在相對(duì)的通道側(cè)壁則向外擴(kuò)張一相應(yīng)的距離，以此讓所述結(jié)構(gòu)用木材產(chǎn)生相應(yīng)的設(shè)定變形，在該測(cè)力壓輥上設(shè)置一測(cè)力傳感器，獲取測(cè)力壓輥施加到所述結(jié)構(gòu)用木材上的力的數(shù)值；在所述通道中還設(shè)有用于感知結(jié)構(gòu)用木材端頭到達(dá)的位置傳感器，設(shè)置位置傳感器的位置包括有所述通道的入口處；所述通道上第一個(gè)測(cè)力區(qū)域中后一個(gè)所述支座的后側(cè)和所述通道上第二個(gè)測(cè)力區(qū)域中后一個(gè)所述支座的后側(cè)。所述輸送機(jī)構(gòu)可以是傳動(dòng)輥裝置，或者是傳送帶裝置。所述輸送機(jī)構(gòu)優(yōu)選為在所述機(jī)架上固設(shè)至少三組固定傳動(dòng)輥，每組傳動(dòng)輥通過(guò)傳動(dòng)帶連接，每組傳動(dòng)輥中的一個(gè)作為主動(dòng)輥通過(guò)傳動(dòng)帶連接一電機(jī)；在所述通道中與所述傳動(dòng)輥相對(duì)的一側(cè)的機(jī)架上垂直于所述通道移動(dòng)地設(shè)置移動(dòng)傳動(dòng)輥裝置，該移動(dòng)傳動(dòng)輥裝置包括一支架，在該支架上可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置若干傳動(dòng)輥與所述固定傳動(dòng)輥相對(duì)應(yīng)，該支架連接一直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是一氣缸裝置。所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為一氣缸裝置，其為雙氣缸裝置，即是由兩個(gè)氣缸并聯(lián)在一起。所述固定傳動(dòng)輥和所述移動(dòng)傳動(dòng)輥裝置在所述通道中上下側(cè)面對(duì)應(yīng)設(shè)置，或者左右側(cè)面對(duì)應(yīng)設(shè)置。該外擴(kuò)的通道側(cè)壁是在該施力裝置包括所述測(cè)力壓輥，還包括一個(gè)固定輥?zhàn)优?，固定在所述機(jī)架上，與測(cè)力壓輥對(duì)應(yīng)，該固定輥?zhàn)优啪哂幸豢蚣?，在該框架上沿通道長(zhǎng)度方向排列，可轉(zhuǎn)動(dòng)地固設(shè)若干輥?zhàn)樱虚g的輥?zhàn)酉鄬?duì)于通道的側(cè)壁向外伸出，兩邊的輥?zhàn)訚u次向內(nèi)，兩端的輥?zhàn)优c通道側(cè)壁平齊，由此輥?zhàn)优排c加壓輥共同形成結(jié)構(gòu)用木材彎曲設(shè)定的變形量間距，該輥?zhàn)优诺拈L(zhǎng)度與兩個(gè)支座之間的間距匹配；或者，在所述通道中一些位置上還設(shè)有用于感知結(jié)構(gòu)用木材端頭到達(dá)的位置傳感器所述通道的入口處設(shè)有第一組位置傳感器，所述通道上第一個(gè)測(cè)力區(qū)域中后一個(gè)支座的后側(cè)設(shè)有第二組位置傳感器，所述通道上第二個(gè)測(cè)力區(qū)域中后一個(gè)支座的后側(cè)設(shè)有第三組位置傳感器。第一組位置傳感器給出所述結(jié)構(gòu)用木材進(jìn)入通道的信號(hào)，第三組位置傳感器給出所述結(jié)構(gòu)用木材離開通道的信號(hào)。針對(duì)同一結(jié)構(gòu)用木材，第一、二組位置傳感器同時(shí)有效時(shí)，拾取第一測(cè)力傳感器上的信號(hào)數(shù)據(jù)；第二、三組位置傳感器同時(shí)有效時(shí)，拾取第二測(cè)力傳感器上的信號(hào)數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，在所述通道上還設(shè)有振動(dòng)傳感器，其為感應(yīng)振動(dòng)速度、頻率或加速度等。所起到的作用是，當(dāng)該通道中由于結(jié)構(gòu)用木材的移動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)超過(guò)設(shè)定值，則可以通知操作者，此時(shí)測(cè)出的應(yīng)力數(shù)據(jù)要?jiǎng)h除，不能用。本設(shè)備上還可設(shè)置測(cè)速傳感器，放置于從動(dòng)輥或從動(dòng)輥連接的齒形帶輪上，用于檢測(cè)結(jié)構(gòu)用木材的移動(dòng)速度。還可以設(shè)置溫濕度傳感器，用于監(jiān)控環(huán)境的溫度和濕度。在所述通道的兩個(gè)所述測(cè)力區(qū)域后面的一個(gè)位置上設(shè)置一打印設(shè)備，該打印設(shè)備的打印頭朝向置于該通道上被測(cè)結(jié)構(gòu)用木材經(jīng)過(guò)的路徑。使用上述設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等的方法是，讓被測(cè)的結(jié)構(gòu)用木材通過(guò)一個(gè)檢測(cè)通道，在該檢測(cè)通道中，使得所述結(jié)構(gòu)用木材即在不破壞的情況下，通過(guò)讓所述被測(cè)結(jié)構(gòu)用木材出現(xiàn)恒定的彈性變形，測(cè)得相應(yīng)的施加載荷，再將所測(cè)得的數(shù)據(jù)通過(guò)測(cè)力傳感器傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)，算出該結(jié)構(gòu)用木材的抗彎彈性模量的數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)與設(shè)定的數(shù)據(jù)分級(jí)組進(jìn)行比對(duì)，對(duì)被測(cè)結(jié)構(gòu)用木材做出強(qiáng)度分級(jí)，并將該分級(jí)結(jié)果輸出；或者施加恒定荷載于被測(cè)結(jié)構(gòu)用木材上，測(cè)得其相應(yīng)的變形，通過(guò)位移傳感器，測(cè)得恒定載荷下不同的位移數(shù)據(jù)，再傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)，算出該結(jié)構(gòu)用木材的抗彎彈性模量的數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)與設(shè)定的數(shù)據(jù)分級(jí)組進(jìn)行比對(duì)，對(duì)被測(cè)結(jié)構(gòu)用木材做出強(qiáng)度分級(jí)，并將該分級(jí)結(jié)果輸出。本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等方法具體的可以是[0022]待測(cè)結(jié)構(gòu)用木材置于所述通道中，在所述輸送機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下移動(dòng)，在兩個(gè)所述測(cè)力區(qū)域中，所述施力裝置在所述結(jié)構(gòu)用木材的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面上先后施力，使得所述結(jié)構(gòu)用木材先后產(chǎn)生方向相反的設(shè)定彈性變形，所述測(cè)力傳感器采集到施力值。所述方法中，還可以包括在所述結(jié)構(gòu)用木材上打印分級(jí)標(biāo)記的步驟，將所述分級(jí)結(jié)果的信號(hào)傳送到一打印設(shè)備上，在所述檢測(cè)通道的兩個(gè)所述測(cè)力區(qū)域后面的位置上設(shè)置所述打印設(shè)備，在通過(guò)該位置的結(jié)構(gòu)用木材上打印分級(jí)標(biāo)記。在結(jié)構(gòu)用木材工業(yè)化生產(chǎn)中，木材的分等檢測(cè)不僅要考慮木材樹種、木材的幾何尺寸、含水率、密度、年輪寬度、紋理斜度等因素，還要綜合考慮木材的加載方式、運(yùn)動(dòng)速度、作用力、位移量等控制參數(shù)，以及設(shè)備振動(dòng)、環(huán)境溫濕度等因素的影響，通過(guò)建立結(jié)構(gòu)用木材的強(qiáng)度與抗彎彈性?！ち康膶?duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)用木材質(zhì)量控制和快速分等。本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于結(jié)構(gòu)用木材快速、準(zhǔn)確的力學(xué)性能檢測(cè)，通過(guò)應(yīng)力分等可以優(yōu)選出不同強(qiáng)度等級(jí)的木材，用于木結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)材制造，達(dá)到適才適用，確保建筑的安全性，也可以做到優(yōu)材優(yōu)用。與傳統(tǒng)的目測(cè)分等方法相比，機(jī)械分等可檢測(cè)目測(cè)分等方法比較難辨別的地方，如局部的纖維傾斜和低密度部分等，可快速和準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)木材的力學(xué)強(qiáng)度，使得木材分等能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化和規(guī)?；岣呓Y(jié)構(gòu)用木材的生產(chǎn)效率。本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等方法和設(shè)備能夠準(zhǔn)確測(cè)量結(jié)構(gòu)材強(qiáng)度性能的檢測(cè)步驟，可以有效避免由于鋸材含水率、密度、溫度、振動(dòng)等因素發(fā)生變化造成的測(cè)量誤差。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

圖I為本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等設(shè)備原理圖。圖2為本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖I和圖2所示，本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等設(shè)備為在所述通道100中的上側(cè)沿通道的長(zhǎng)度方向設(shè)置三組所述固定傳動(dòng)輥裝置300，三組固定傳動(dòng)輥裝置中設(shè)置的各個(gè)電機(jī)同步運(yùn)行，使得三組固定傳動(dòng)輥裝置中的傳動(dòng)輥同步轉(zhuǎn)動(dòng)；在該通道100的下側(cè)與所述固定傳動(dòng)輥裝置對(duì)應(yīng)處設(shè)置三組所述移動(dòng)傳動(dòng)輥裝置400，作為所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的三個(gè)氣缸裝置同步運(yùn)行。讓被測(cè)的結(jié)構(gòu)用木材通過(guò)一個(gè)檢測(cè)通道100，在該檢測(cè)通道100中，使得所述結(jié)構(gòu)用木材在不被破壞的情況下，出現(xiàn)恒定的彈性變形，測(cè)得相應(yīng)的施加載荷，再將所測(cè)得的數(shù)據(jù)通過(guò)測(cè)力傳感器傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)200，算出該結(jié)構(gòu)用木材的抗彎彈性模量的數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)與設(shè)定的數(shù)據(jù)分級(jí)組進(jìn)行比對(duì)，對(duì)被測(cè)結(jié)構(gòu)用木材做出強(qiáng)度分級(jí)，并將該分級(jí)結(jié)果輸出。在該通道中設(shè)置至少三個(gè)支座，每個(gè)支座通過(guò)一個(gè)固定傳動(dòng)輥裝置300和一個(gè)移動(dòng)傳動(dòng)輥裝置400構(gòu)成。每?jī)蓚€(gè)相鄰的支座之間構(gòu)成一個(gè)測(cè)力區(qū)域，共設(shè)置兩個(gè)所述測(cè)力區(qū)域，在通道長(zhǎng)度方向上位于每個(gè)該測(cè)力區(qū)域的中間位置的設(shè)備機(jī)架上固設(shè)一施力裝置500。具體地，本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等設(shè)備參見(jiàn)圖2，該設(shè)備包括一機(jī)架24，在該機(jī)架24上設(shè)置所述通道，該通道與待測(cè)結(jié)構(gòu)用木材斷面形狀和大小相匹配，在該通道上的該設(shè)備的機(jī)架24上，沿長(zhǎng)度方向順序排列三臺(tái)輸送機(jī)構(gòu)2構(gòu)成前述的固定傳動(dòng)輥裝置，使得所述結(jié)構(gòu)用木材在該通道中移動(dòng)；還設(shè)有三套由氣缸、夾緊支撐輥等組成的移動(dòng)傳動(dòng)輥裝置。固定傳動(dòng)輥裝置和移動(dòng)傳動(dòng)輥裝置構(gòu)成了三個(gè)支座，也形成了所述通道。所述固定傳動(dòng)輥裝置也可稱為輸送機(jī)構(gòu)，其優(yōu)選具體方案為在所述機(jī)架24上固設(shè)至少三組固定傳動(dòng)輥裝置，每組固定傳動(dòng)輥裝置中包括一個(gè)主動(dòng)輥7、一變頻電機(jī)10和若干個(gè)從動(dòng)輥8，各個(gè)從動(dòng)輥沿通道長(zhǎng)度方向排成一條直線可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在機(jī)架24上固定的一支架3上，主動(dòng)輥7連接設(shè)置在機(jī)架24上的變頻電機(jī)10的輸出軸上，主動(dòng)輥7通過(guò)齒形帶帶動(dòng)帶有齒形帶輪的從動(dòng)輥8轉(zhuǎn)動(dòng)。變頻電機(jī)10具有獨(dú)立的風(fēng)機(jī)冷卻，可以避免低轉(zhuǎn)速下電機(jī)的散熱不足。所述支座為在所述通道中與所述固定傳動(dòng)輥裝置相對(duì)的一側(cè)的機(jī)架上垂直于所述通道移動(dòng)地設(shè)置所述移動(dòng)傳動(dòng)輥裝置，或稱為夾緊支撐機(jī)構(gòu)25，每個(gè)夾緊支撐機(jī)構(gòu)25包括一支架16，在該支架16上可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置若干傳動(dòng)輥，也可稱其為夾緊支撐輥27，與所述固定傳動(dòng)輥上下相對(duì)應(yīng)，該支架16連接一直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。其是一氣缸裝置28。在氣缸裝置28的活塞桿上設(shè)有一導(dǎo)向板29,該導(dǎo)向板29嵌設(shè)在支架16上設(shè)置的一導(dǎo)槽中。雙氣缸28，可以是由兩個(gè)氣缸并聯(lián)在一起，由此來(lái)支撐夾緊支撐輥27，既保證支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)木材的快速測(cè)試和高輸送速度，又避免氣缸28上下伸縮浪費(fèi)的時(shí)間，提高了木材測(cè)試的工作效率。一個(gè)支架16上的三個(gè)夾緊支撐輥27可以是沿通道長(zhǎng)度方向排成一條直線設(shè)置一個(gè)框架上，該框架設(shè)置在氣缸活塞上。啟動(dòng)氣缸裝置28，使得三個(gè)夾緊支撐輥27 —起向上，到達(dá)與前述固定傳動(dòng)輥裝置中的從動(dòng)輥8間距為設(shè)定值即可。在移動(dòng)傳動(dòng)棍裝置上還設(shè)有一氣缸限位機(jī)構(gòu)在氣缸活塞桿上，或與之連接的支架16上設(shè)有限位桿91，在機(jī)架24上固設(shè)一限位件9，限位桿端頭和限位件之間的間距即為氣缸運(yùn)行到支撐木材的上限。啟動(dòng)氣缸28，使得限位桿91抵在限位件9。為了使用各種規(guī)格的結(jié)構(gòu)用木材，限位件的高度應(yīng)該為可調(diào)的，可以在限位件9上設(shè)置一螺釘，通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺釘，使得螺釘帽即限位面的高度可調(diào)。為了快速調(diào)整木材定厚間距，可以在限位桿端頭設(shè)有一可更換的厚度墊32。該施力裝置可以是包括載荷測(cè)試裝置支架19，固定在機(jī)架24上，在該支架19上的端部即測(cè)力端為一個(gè)加壓輥18，可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在一載荷測(cè)試裝置支架19上。加壓輥18的端面比載荷測(cè)試裝置同一側(cè)的通道側(cè)壁即夾緊支撐輥27或從動(dòng)輥8的端面伸入通道一設(shè)
定距離。在相對(duì)的通道側(cè)壁則向外擴(kuò)張一相應(yīng)的距離，以此讓所述結(jié)構(gòu)用木材產(chǎn)生相應(yīng)的設(shè)定變形，該外擴(kuò)的通道側(cè)壁可以是在該施力裝置還包括一測(cè)力壓輥，其包括一個(gè)固定輥?zhàn)优?，固定在所述機(jī)架24上，與加壓輥18對(duì)應(yīng)，該固定輥?zhàn)优啪哂幸豢蚣?，在該框架上沿通道長(zhǎng)度方向排列，可轉(zhuǎn)動(dòng)地固設(shè)若干輥?zhàn)?，中間的輥?zhàn)酉鄬?duì)于通道的側(cè)壁向外伸出，兩邊的輥?zhàn)訚u次向內(nèi)，兩端的輥?zhàn)优c通道側(cè)壁平齊，由此輥?zhàn)优排c加壓輥共同形成結(jié)構(gòu)用木材彎曲設(shè)定的變形量間距，該輥?zhàn)优诺拈L(zhǎng)度與兩個(gè)支座之間的間距匹配。其測(cè)力端為一個(gè)加壓輥18，可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在一載荷測(cè)試裝置支架19上，在支架19上設(shè)置測(cè)力傳感器22，在另一測(cè)力壓輥上設(shè)置一測(cè)力傳感器4，獲取測(cè)力壓輥施加到所述結(jié)構(gòu)用木材上的力的數(shù)值。測(cè)力傳感器安裝在載荷測(cè)試裝置里，與加壓輥一起可以看做是電子秤，木材通過(guò)時(shí)，加壓棍子受到力的作用，相當(dāng)于在電子秤上放了重物，電子秤就會(huì)顯示出物體有多重，也就是說(shuō)，測(cè)力傳感器顯示出加壓輥施加多大的力。待測(cè)結(jié)構(gòu)用木材置于所述通道中，在所述輸送機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下移動(dòng)，在兩個(gè)所述測(cè)力區(qū)域中，所述施力裝置在所述結(jié)構(gòu)用木材的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面上先后施力，使得所述結(jié)構(gòu)用木材先后產(chǎn)生方向相反的設(shè)定彈性變形，所述測(cè)力傳感器采集到施力值。測(cè)力端的加壓輥18的上下位置也可以進(jìn)行微調(diào)，該加壓輥18可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在載荷測(cè)試裝置支架19上，該支架19可上下移動(dòng)地設(shè)置在機(jī)架24上，機(jī)架24和支架19之間設(shè)置一螺旋機(jī)構(gòu)6，通過(guò)調(diào)節(jié)該螺旋機(jī)構(gòu)6即可調(diào)節(jié)加壓輥與下面的固定輥?zhàn)优?之間的間距，從而調(diào)節(jié)施力的大小。所述固定傳動(dòng)輥裝置中的從動(dòng)輥8以及所述夾緊支撐輥27裝置在所述通道中上下側(cè)面對(duì)應(yīng)設(shè)置。所述固定傳動(dòng)輥裝置和移動(dòng)傳動(dòng)輥裝置也可以相對(duì)地在通道的左右側(cè)面對(duì)應(yīng)設(shè)置，對(duì)于結(jié)構(gòu)用木材的左右兩個(gè)側(cè)面施力測(cè)試，這樣測(cè)試，還可以減少部件或結(jié)構(gòu)用木材自
重的影響。在所述通道中一些位置上還設(shè)有用于感知結(jié)構(gòu)用木材端頭到達(dá)的位置傳感器，設(shè)置位置傳感器的位置包括有所述通道的進(jìn)料口 I處，該處的位置傳感器31給出所述結(jié)構(gòu)用木材進(jìn)入通道的信號(hào);所述通道上第一個(gè)測(cè)力區(qū)域中后一個(gè)支座的后側(cè)和所述通道上第二個(gè)測(cè)力區(qū)域中后一個(gè)支座的后側(cè)設(shè)置位置傳感器23和位置傳感器17，該處的位置傳感器給出所述結(jié)構(gòu)用木材已經(jīng)在相應(yīng)測(cè)力區(qū)域就位，能夠拾取此刻測(cè)力傳感器上的數(shù)據(jù)的信號(hào)。在所述通道中一些位置上還設(shè)有用于感知結(jié)構(gòu)用木材端頭到達(dá)的位置傳感器所述通道的入口處設(shè)有第一組位置傳感器31，所述通道上第一個(gè)測(cè)力區(qū)域中后一個(gè)支座的后側(cè)設(shè)有第二組位置傳感器23，所述通道上第二個(gè)測(cè)力區(qū)域中后一個(gè)支座的后側(cè)設(shè)有第三組位置傳感器17。第一組位置傳感器31給出所述結(jié)構(gòu)用木材進(jìn)入通道的信號(hào)，第三組位置傳感器17給出所述結(jié)構(gòu)用木材離開通道的信號(hào)。針對(duì)同一結(jié)構(gòu)用木材，第一、二組位置傳感器同時(shí)有效，即同時(shí)檢測(cè)到有木材時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)拾取第一測(cè)力傳感器上的信號(hào)數(shù)據(jù)；第二、三組位置傳感器同時(shí)有效時(shí)，拾取第二測(cè)力傳感器上的信號(hào)數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，在所述通道上還設(shè)有振動(dòng)傳感器，其為感應(yīng)振動(dòng)速度、頻率或加速度等。所起到的作用是，當(dāng)該通道中由于結(jié)構(gòu)用木材的移動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)超過(guò)設(shè)定值，則可以通知操作者，此時(shí)測(cè)出的應(yīng)力數(shù)據(jù)要?jiǎng)h除，不能用。振動(dòng)傳感器可以設(shè)置在施力裝置上，例如設(shè)置在載荷測(cè)試裝置支架16上的振動(dòng)傳感器22。本設(shè)備上還可設(shè)置測(cè)速傳感器30，其設(shè)置在每個(gè)輸送機(jī)構(gòu)的從動(dòng)輥齒形帶輪上。用于檢測(cè)結(jié)構(gòu)用木材的移動(dòng)速度。還可以設(shè)置溫濕度傳感器26，用于監(jiān)控環(huán)境的溫度和濕度。在所述通道的兩個(gè)所述測(cè)力區(qū)域后面的一個(gè)位置，例如通道出口處設(shè)置一噴碼裝置12，該噴碼裝置12上連接一管路，管路上設(shè)置噴嘴14，在該管路上設(shè)置電磁閥13，。該噴碼裝置連接一打印設(shè)備，作為該打印設(shè)備的打印頭的噴碼裝置朝向置于該通道上被測(cè)結(jié)構(gòu)用木材經(jīng)過(guò)的路徑。在機(jī)架24上還設(shè)有壓力罐15，連接幾個(gè)夾緊支撐機(jī)構(gòu)25的氣缸28。設(shè)備啟動(dòng)后，首先夾緊機(jī)構(gòu)中的氣缸28將夾緊支撐輥27沿導(dǎo)向板29提升到固定位置，夾緊支撐輥27與主動(dòng)輥7及從動(dòng)輥8之間形成一定間距，上下間距略小于木材厚度，以保證被測(cè)試木材在上下傳動(dòng)輥的帶動(dòng)下能夠順利通過(guò)。上下間距大小可以根據(jù)被測(cè)試木材的厚度由調(diào)整螺栓組9保證。三個(gè)輸送機(jī)構(gòu)2之間的距離，形成了兩個(gè)測(cè)試跨度，即兩個(gè)測(cè)力區(qū)域，在每個(gè)測(cè)試跨度中間設(shè)有載荷測(cè)試裝置20。當(dāng)經(jīng)過(guò)鋸切后具有一定規(guī)格尺寸的木材由進(jìn)料口 I進(jìn)入，在輸送機(jī)構(gòu)2中變頻電機(jī)10的驅(qū)動(dòng)作用下，依次通過(guò)三個(gè)輸送機(jī)構(gòu)即輸送單元。載荷測(cè)試裝置20中第一組固定輥?zhàn)优?與相鄰的輸送機(jī)構(gòu)2中的傳動(dòng)輥呈凹形角度的輥?zhàn)用妫炊鄠€(gè)輥?zhàn)优旁谝黄?，形成的表面呈?dǎo)向通過(guò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)木材通過(guò)前半部分的固定棍子排時(shí)，隨著凹形角度的變化，木材會(huì)出現(xiàn)一定弧度的變形，木材變形力的大小通過(guò)加壓輥18由測(cè)力傳感器4紀(jì)錄，載荷測(cè)試方向由上至下。再當(dāng)木材通過(guò)第二組的固定輥?zhàn)优?時(shí)，隨著凹形角度的變化木材會(huì)出現(xiàn)一定弧度的變形，木材變形力的大小通過(guò)加壓輥18由另一測(cè)力傳感器22紀(jì)錄，載荷測(cè)試方向由下至上。實(shí)現(xiàn)木材從上下兩個(gè)方向受力，測(cè)試值取每塊木材在兩個(gè)跨度下彎曲所需力的平均值以消除木材重量與直線度偏差的影響，保證木材測(cè)試的全面性。由于木材輸送速度較快，最快達(dá)300m/min,勢(shì)必對(duì)設(shè)備機(jī)架24造成沖擊和振動(dòng)，振動(dòng)傳感器21將紀(jì)錄設(shè)備的振動(dòng)狀況，若振動(dòng)過(guò)大，需重新調(diào)整設(shè)備和木材輸送速度等參數(shù)以保證載荷測(cè)試的準(zhǔn)確性。溫濕度傳感器26紀(jì)錄環(huán)境的溫濕度，以保證測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。測(cè)速傳感器30位于齒形帶輪組11上，用于保證變頻電機(jī)10輸出轉(zhuǎn)速。位置傳感器17分三組安裝在設(shè)備輸送線上，分別檢測(cè)木材的不同位置，當(dāng)?shù)谝唤M檢測(cè)到木材進(jìn)入時(shí)，開始啟動(dòng)記錄前半部分的載荷測(cè)試；當(dāng)?shù)诙M檢測(cè)到木材通過(guò)前半部分的載荷測(cè)試后，開始啟動(dòng)記錄后半部分的載荷測(cè)試；當(dāng)?shù)谌M檢測(cè)到木材通過(guò)后半部分的載荷測(cè)試后，開始啟動(dòng)噴碼系統(tǒng)12打印檢測(cè)后木材的不同等級(jí)。為了保證木材輸送的速度均勻，同步進(jìn)料速度，即要確保三個(gè)輸送單元主動(dòng)輥7速度的同步性，因此，可采用一臺(tái)變頻器同時(shí)驅(qū)動(dòng)三臺(tái)變頻電機(jī)10。輸送機(jī)構(gòu)中電機(jī)與主動(dòng)輥和從動(dòng)輥之間采用同步齒形帶傳動(dòng)，整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、耐沖擊振動(dòng)好、運(yùn)行平穩(wěn)，適合于負(fù)載小、振動(dòng)大的木材測(cè)試機(jī)床。本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)用木材的進(jìn)料和加載方式，即整體浮動(dòng)式結(jié)構(gòu)，每組夾緊支撐單元通過(guò)雙氣缸28，即兩個(gè)氣缸并聯(lián)在一起，由此來(lái)支撐夾緊支撐輥27，既保證支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)木材的快速測(cè)試和高輸送速度，又避免氣缸28上下伸縮浪費(fèi)的時(shí)間，提高了木材測(cè)試的工作效率；本發(fā)明提供的設(shè)備，可以方便地根據(jù)木材定厚間距調(diào)整上下傳動(dòng)輥的間距。木材厚度的變化由前述限位裝置完成。調(diào)整螺栓即限位件9和限位桿91之間的間距，上下間距略小于木材厚度，以保證被測(cè)試木材順利通過(guò)。上下間距大小可以根據(jù)被測(cè)試木材的厚度由厚度墊32保證。在本發(fā)明中，三組位置檢測(cè)，有利于工藝流程。第一組光電傳感器，即位置傳感器31，用于統(tǒng)計(jì)鋸材的數(shù)量，區(qū)分不同鋸材的信息。第一組和第二組光電傳感器，即位置傳感器31和位置傳感器23同時(shí)動(dòng)作，用于確定載荷測(cè)試裝置中第一組加載是否有效，當(dāng)兩傳感器都有信號(hào)時(shí)，第一組加載有效；第二組和第三組光電傳感器，即位置傳感器23和位置傳感器17，用于確定載荷測(cè)試裝置中第二組加載是否有效，當(dāng)兩傳感器都有信號(hào)時(shí)，第二組加載有效。本發(fā)明的設(shè)備中增加溫濕度傳感器，事先可以預(yù)定含水率、溫度、振動(dòng)等因素在一定范圍內(nèi)測(cè)得的數(shù)據(jù)有效，如果這幾個(gè)因素不符合，該次測(cè)量失效?？梢詼?zhǔn)確測(cè)量規(guī)定環(huán)境下的結(jié)構(gòu)用木材強(qiáng)度性能，對(duì)環(huán)境和木材溫濕度影響的測(cè)試，有以下優(yōu)點(diǎn)I)環(huán)境溫、濕度作為輔助環(huán)境參數(shù)，供參考，亦可對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。2)木材濕度作為測(cè)量參數(shù)，對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響，可用作對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。本發(fā)明的設(shè)備中設(shè)置振動(dòng)傳感器，判斷設(shè)備是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，可減小振動(dòng)誤差。本發(fā)明的設(shè)備中設(shè)置測(cè)速傳感器30，可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，通過(guò)光電檢測(cè)模塊和外置處理器能夠精確測(cè)出變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度，減少帶傳動(dòng)產(chǎn)生的傳動(dòng)誤差，最大限度的保證控制精度和可靠性。本發(fā)明配合與本設(shè)備中的電機(jī)、氣缸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和各個(gè)傳感器信號(hào)連接的控制機(jī)構(gòu)，例如信號(hào)采集卡和信號(hào)處理、放大、濾波裝置，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量自動(dòng)采集作用力、位移量、振動(dòng)、溫濕度等參數(shù)，從而保障測(cè)試的高精度和高穩(wěn)定性。而這些實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)采集的裝置，以及通過(guò)電腦進(jìn)行計(jì)算和與設(shè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，均為現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述。本結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等方法和設(shè)備還可以是設(shè)定施力大小，檢測(cè)結(jié)構(gòu)用木材的變形量，從而得出彈性模量等力學(xué)性能。可以在施力作用點(diǎn)的通道上設(shè)置位移傳感器，獲得位移數(shù)據(jù)。在前述實(shí)例中，區(qū)別只是在于設(shè)置相應(yīng)的傳感器，其它結(jié)構(gòu)可以基本不改變即可實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等設(shè)備，其特征在于包括一機(jī)架，在該機(jī)架上設(shè)置一通道，在該通道上設(shè)固定傳動(dòng)輥裝置，即輸送機(jī)構(gòu)和移動(dòng)傳動(dòng)輥裝置，兩者在通道相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上設(shè)置構(gòu)成支座，使得所述結(jié)構(gòu)用木材在該通道中移動(dòng)；在該通道中設(shè)置至少三個(gè)所述支座，每?jī)蓚€(gè)相鄰的支座之間構(gòu)成一個(gè)測(cè)力區(qū)域，共設(shè)置兩個(gè)所述測(cè)力區(qū)域，在通道長(zhǎng)度方向上位于每個(gè)該測(cè)力區(qū)域的中間位置的設(shè)備機(jī)架上固設(shè)一施力裝置； 該施力裝置是一測(cè)力壓輥，其設(shè)置在所述機(jī)架上，其測(cè)力端的端面比測(cè)力壓輥同一側(cè)的通道側(cè)壁伸入通道一設(shè)定距離，在相對(duì)的通道側(cè)壁則向外擴(kuò)張一相應(yīng)的距離，以此讓所述結(jié)構(gòu)用木材產(chǎn)生相應(yīng)的設(shè)定變形，在該測(cè)力壓輥上設(shè)置一測(cè)力傳感器，獲取測(cè)力壓輥施加到所述結(jié)構(gòu)用木材上的力的數(shù)值； 在所述通道中還設(shè)有用于感知結(jié)構(gòu)用木材端頭到達(dá)的位置傳感器，設(shè)置位置傳感器的位置包括有所述通道的入口處；所述通道上第一個(gè)測(cè)力區(qū)域中后一個(gè)所述支座的后側(cè)和所述通道上第二個(gè)測(cè)力區(qū)域中后一個(gè)所述支座的后側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等設(shè)備，其特征在于所述輸送機(jī)構(gòu)是傳動(dòng)輥裝置，或者是傳送帶裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等設(shè)備，其特征在于所述輸送機(jī)構(gòu)為在所述機(jī)架上固設(shè)至少三組固定傳動(dòng)輥，每組傳動(dòng)輥通過(guò)傳動(dòng)帶連接，每組傳動(dòng)輥中的一個(gè)作為主動(dòng)輥通過(guò)傳動(dòng)帶連接一電機(jī)輸出軸上的帶輪連接；在所述通道中與所述傳動(dòng)輥相對(duì)的一側(cè)的機(jī)架上垂直于所述通道移動(dòng)地設(shè)置移動(dòng)傳動(dòng)輥裝置，該移動(dòng)傳動(dòng)輥裝置包括一支架，在該支架上可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置若干傳動(dòng)輥與所述固定傳動(dòng)輥相對(duì)應(yīng)，該支架連接一直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等設(shè)備，其特征在于所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是一氣缸裝置；或者，所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為一氣缸裝置，其為雙氣缸裝置，即是由兩個(gè)氣缸并聯(lián)在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等設(shè)備，其特征在于所述固定傳動(dòng)輥和所述移動(dòng)傳動(dòng)輥裝置在所述通道中上下側(cè)面對(duì)應(yīng)設(shè)置，或者左右側(cè)面對(duì)應(yīng)設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等設(shè)備，其特征在于在所述通道上還設(shè)有振動(dòng)傳感器；和/或， 還設(shè)置測(cè)速傳感器；和/或， 還設(shè)置溫濕度傳感器；和/或， 在所述通道的兩個(gè)所述測(cè)力區(qū)域后面的一個(gè)位置上設(shè)置一打印設(shè)備，該打印設(shè)備的打印頭朝向置于該通道上被測(cè)結(jié)構(gòu)用木材經(jīng)過(guò)的路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等設(shè)備，其特征在于所述輸 送機(jī)構(gòu)中的傳動(dòng)輥和所述電機(jī)之間設(shè)置齒形傳動(dòng)帶。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等設(shè)備，其特征在于該外擴(kuò)的通道側(cè)壁是在該施力裝置包括所述測(cè)力壓輥，還包括一個(gè)固定輥?zhàn)优?，固定在所述機(jī)架上，與測(cè)力壓輥對(duì)應(yīng)，該固定輥?zhàn)优啪哂幸豢蚣?，在該框架上沿通道長(zhǎng)度方向排列，可轉(zhuǎn)動(dòng)地固設(shè)若干輥?zhàn)?，中間的輥?zhàn)酉鄬?duì)于通道的側(cè)壁向外伸出，兩邊的輥?zhàn)訚u次向內(nèi)，兩端的輥?zhàn)优c通道側(cè)壁平齊，由此輥?zhàn)优排c加壓輥共同形成結(jié)構(gòu)用木材彎曲設(shè)定的變形量間距，該輥?zhàn)优诺拈L(zhǎng) 度與兩個(gè)支座之間的間距匹配。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)用木材力學(xué)性能的機(jī)械分等設(shè)備，其包括一機(jī)架上的通道，通過(guò)固定傳動(dòng)輥裝置和移動(dòng)傳動(dòng)輥裝置形成該通道并形成至少三個(gè)支座，構(gòu)成兩個(gè)測(cè)力區(qū)域，在每個(gè)該測(cè)力區(qū)域的中間位置的設(shè)備機(jī)架上固設(shè)一施力裝置。通道上還設(shè)有相應(yīng)的傳感器。在該設(shè)備中讓被測(cè)的結(jié)構(gòu)用木材通過(guò)一個(gè)檢測(cè)通道，在通道中，讓所述被測(cè)結(jié)構(gòu)用木材出現(xiàn)恒定的彈性變形，測(cè)得相應(yīng)的施加載荷，或者施加恒定荷載于被測(cè)結(jié)構(gòu)用木材上，測(cè)得其相應(yīng)的變形，再將所測(cè)得的數(shù)據(jù)通過(guò)測(cè)力傳感器傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)，算出該結(jié)構(gòu)用木材的抗彎彈性模量的數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)與設(shè)定的數(shù)據(jù)分級(jí)組進(jìn)行比對(duì)，對(duì)被測(cè)結(jié)構(gòu)用木材做出強(qiáng)度分級(jí)，并將該分級(jí)結(jié)果輸出。
文檔編號(hào)G01N3/20GK202522485SQ20122002716
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者周海賓, 張偉, 楊建華, 王建功, 王曉歡, 金征 申請(qǐng)人:國(guó)家林業(yè)局北京林業(yè)機(jī)械研究所