一种脆性材料剖面磨削箱室制造技术

本实用新型专利技术属于土木工程机械设备技术领域，涉及一种脆性材料剖面磨削箱室，主体结构包括箱体、抽屉、箱盖、试件夹持箱门、铰链机构、试件夹持机构、随动密封机构、观察箱门、合页、门锁机构、窗口和把手，材料试件的连续剖面图像获取是通过外置数码相机对逐层干磨的材料试件进行室外拍照获取的，拍照时的相机镜头与材料试件剖面的相对位置固定，能够完整的呈现材料试件剖面的信息参数，数码相机的拍摄位置和角度根据连续剖面图像的要求通过相机三脚架的调整进行变换；其结构简单，设计原理科学可靠，制作和维修成本低，安装和操作简便，实用性强，箱体上三面可开启的箱门具有良好的通风散热效果，通风散热效果好，适用范围广。

A profile grinding chamber for brittle materials

The utility model belongs to the technical field of civil engineering machinery and equipment, and relates to a brittle material section grinding box chamber. The main structure comprises a box body, a drawer, a box cover, a specimen clamping box door, a hinge mechanism, a specimen clamping mechanism, a follow-up sealing mechanism, an observation box door, a hinge, a door locking mechanism, a window and a handle, and a material specimen. Continuous section image acquisition is obtained by taking outdoor photographs of dry-ground material samples layer by layer with an external digital camera. The relative position of the camera lens and the material specimen section is fixed, and the information parameters of the material specimen section can be presented completely. The shooting position and angle of the digital camera are based on the continuous section image. It has simple structure, scientific and reliable design principle, low cost of manufacture and maintenance, simple installation and operation, strong practicability, good ventilation and heat dissipation effect, good ventilation and heat dissipation effect and wide application range.

【技术实现步骤摘要】
一种脆性材料剖面磨削箱室
：本技术属于土木工程机械设备
，涉及一种脆性材料剖面磨削箱室，能够快速实现脆性材料连续剖面的获取，同时避免了脆性材料的频繁装卸。
技术介绍
：现阶段，人们对材料的研究不仅局限于宏观性能的研究，还对材料内部细观结构的特征进行研究，逐渐建立材料细观结构与宏观性能的对应关系，以改善材料的宏观性能；随着多孔材料、复合材料在土木工程领域的应用受到的重视，透水混凝土、纤维混凝土、多孔复合材料的应用越来越广泛，基于计算机技术和图像处理技术在各个领域的广泛应用和发展，土木工程材料性能的研究开始采用图像分析技术，土木工程材料的内部结构决定着材料的使用性能，材料内部细观结构的研究是主要的研究方向，材料剖切面的研究是材料细观结构研究的重要方法之一：其中，单一剖面的研究主要是进行材料中各相平面参数的提取，例如多孔材料孔隙的面积、周长、等效直径、分形维数等特征参数；连续序列剖面的研究是材料一定深度范围内的参数变化研究及用于真实材料的三维重建模拟研究，其中的序列剖面图像是三维重建过程的为主要途径，序列剖面图像的质量是决定三维重建模型精度的重要前提，这就使得材料连续剖面图像的获取技术和方法具有较高的要求，所以，较高要求的剖面图像获取技术是保证高质量图像的重要前提。当前，剖面图像的获取主要有三种方法：一是切片法，切片法是利用切割机进行材料的断面切割并通过数码相机拍照获取截面图像，这种方法在获取材料的大间距剖面图像方面比较有效，但在小间距剖面图像的获取方面，由于其机械及切割刀片厚度方面的限制，不能反映沿剖切面方向结构上的变化，并且由于切割刀片的外力作用可能影响复合材料内部构造，另一方面，材料切割过程需进行浇水湿润以减少刨切阻力和粉尘污染，但经湿切获得的断面图像中许多物质和元素随水流失，而且碎屑也会堵塞一些小孔，使得材料结构失真；二是CT扫描方法，CT扫描方法的最大优点是可以实现无损和无扰动的扫描，能够对材料进行较小间隔的连续扫描，较先进的CT设备扫描精度可达1mm，同时，CT扫描速度快，不会破坏材料结构这一优点受到众多研究者的青睐，但CT设备价格昂贵，试验所需的成本费用极高，并且CT扫描图像是以灰度表示的不同相的材料密度分布图像，并非真实的彩色剖面图像，这就导致了部分剖面图像信息的丢失，在图像分析以及材料的三维重建方面存在不足；三是剖面磨削法，剖面磨削法是用磨料和磨具对材料剖面进行切削加工，磨削机具五花八门，中国专利200810015905.0公开的混凝土粉末打磨机包括支架，支架上设有电机，电机转轴上固接打磨片，打磨片的对面设置试验样品夹持装置，其是一款针对混凝土剖面粉末制取的装置，通过精密螺旋丝杆可以实现复合材料小间距连续剖面的逐层打磨，其虽然可以获取较好的材料剖面，但内置的螺旋丝杆极易受粉末的污染而影响打磨工作的进行；中国专利201220177011.3公开的主动式混凝土粉末打磨机包括磨头进给往复运动系统、粉末收集及密封系统、混凝土试块夹持系统和支架系统，所述进给往复运动系统设有带调速档的速度可调的电机，所述电机固定在丝杆和导轨上，且其与磨头通过导杆相连接，所述磨头设有打磨片，所述磨头进给往复运动系统设置在打磨室的外部，所述丝杆上设有带动打磨片的进给运动的第一手动摇柄，以及通过导杆设有控制打磨片的往复运动的第二手动摇柄，所述粉末收集及密封系统，其在支架系统的上部设有与打磨室相连接的粉末收集箱，其设计了外置导轨，并将打磨试件置于粉末收集室内，较好的解决了螺旋丝杆易受污染的问题，操作起来更加方便，可供各类化学分析使用，能够实现粉末样品的快速精确制取；以上两种磨削装置由工作室箱体，收集粉末碎屑的收集抽屉和随动密封机构以及物料夹持机构和可开启式箱门系统组成，通过磨头的打磨作用均能获取材料小间隔的连续剖面，但在图像获取方面均存在以下缺点：一是由于试件被固定于箱体内部，无法直接成像，成像时需要把试件从夹持机构上拆卸下来，拿到箱体外部对剖面拍照，反复的安装与拆卸，操作复杂，浪费了大量人工和时间；二是材料试件在安装拆卸过程中位置及角度极易发生变化，磨削精度会发生改变，从而影响了连续剖面图像在空间位置的准确性；三是在材料剖面图像获取过程中不能对连续剖面图像进行有效对准，照片在打磨方向上存在较大误差，剖面图像之间不能精确对准，直接影响了三维重建的精准性。基于以上专利产品和现有技术中磨削装置在剖面图像的获取过程中的不足，研发设计一种便于进行材料剖面连续成像的磨削装置，实现材料试件的一次夹持，反复连续打磨并获取连续剖面图像的功效，应用到土木工程数值模拟研究中，能够快速的获得脆性材料的连续剖面图像，并且获得的连续剖面图像具有校准度高的优点，为提高三维重建模型的精准性奠定基础。
技术实现思路
：本技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种脆性材料剖面磨削箱室，以解决剖面图像获取时材料试件需要反复拆装的问题，实现序列图像在磨削方向的对准，使剖面连续成像更加便利。为了实现上述目的，本技术涉及的脆性材料剖面磨削箱室的主体结构包括箱体、抽屉、箱盖、试件夹持箱门、铰链机构、试件夹持机构、随动密封机构、观察箱门、合页、门锁机构、窗口和把手；内空式矩形结构的箱体的下部设置有矩形结构的抽屉，箱体的顶部设置有内凹式矩形结构的箱盖，箱体与箱盖铰接式连接，箱体的前侧面设置有矩形结构的试件夹持箱门，箱体与试件夹持箱门通过2-4个铰链机构连接，试件夹持箱门的内侧面设置有试件夹持机构，箱体的后侧面设置有随动密封机构，箱体与随动密封机构焊接式连接，箱体的左侧面设置有矩形结构的观察箱门，箱体与观察箱门通过2-4个合页连接；箱体与试件夹持箱门和箱体与观察箱门分别通过门锁机构实现开闭，箱盖的底面和观察箱门的中部分别开设有矩形板状结构的窗口，抽屉的面板上和箱盖的窗口上分别设置有圆弧形结构的把手，窗口与把手螺栓式连接。本技术涉及的铰链机构的主体结构包括支座、连接杆、控制杆、凸起、基座、孔道、凹槽和连接凸起；板状结构的支座的一端设置有内空式圆柱形结构的连接杆，支座的上表面中部横向设置有一端高另一端低的条状结构的控制杆，控制杆的一端的上底面和下底面分别设置有半球形伸缩式结构的凸起，板状结构的基座的中部开设有矩形结构的孔道，孔道的上表面和下表面分别设置有半球形结构的凹槽，基座的一端顶部和底部分别设置有半球形结构的连接凸起，连接杆的外壁与控制杆的外侧壁平齐，支座与试件夹持箱门螺栓式连接，基座与箱体螺栓式连接，连接杆嵌于连接凸起之间将支座与基座连接，凸起嵌合在凹槽中。本技术涉及的试件夹持机构的主体结构包括连接片、扭簧、上夹持钳、上开口、连接件、下夹持钳和下开口；矩形片状结构的连接片与试件夹持箱门的上部螺栓式连接，连接片与试件夹持箱门之间设置有螺旋式结构的扭簧，扭簧的下端与块状结构的上夹持钳固定连接，扭簧压缩时，上夹持钳向上运动，扭簧伸展时，上夹持钳向下运动，上夹持钳的底部开设有倒V形结构的上开口，U形片状结构的连接件与试件夹持箱门螺栓式连接，连接件的U形口槽中卡接有块状结构的下夹持钳，下夹持钳在连接件的U形槽中上下移动，下夹持钳的顶部开设有V形结构的下开口。本技术涉及的随动密封机构的主体结构包括底座板、上滑槽、下滑槽、第一层薄片、第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脆性材料剖面磨削箱室，其特征在于主体结构包括箱体、抽屉、箱盖、试件夹持箱门、铰链机构、试件夹持机构、随动密封机构、观察箱门、合页、门锁机构、窗口和把手；内空式矩形结构的箱体的下部设置有矩形结构的抽屉，箱体的顶部设置有内凹式矩形结构的箱盖，箱体与箱盖铰接式连接，箱体的前侧面设置有矩形结构的试件夹持箱门，箱体与试件夹持箱门通过2‑4个铰链机构连接，试件夹持箱门的内侧面设置有试件夹持机构，箱体的后侧面设置有随动密封机构，箱体与随动密封机构焊接式连接，箱体的左侧面设置有矩形结构的观察箱门，箱体与观察箱门通过2‑4个合页连接；箱体与试件夹持箱门和箱体与观察箱门分别通过门锁机构实现开闭，箱盖的底面和观察箱门的中部分别开设有矩形板状结构的窗口，抽屉的面板上和箱盖的窗口上分别设置有圆弧形结构的把手，窗口与把手螺栓式连接。

【技术特征摘要】
1.一种脆性材料剖面磨削箱室，其特征在于主体结构包括箱体、抽屉、箱盖、试件夹持箱门、铰链机构、试件夹持机构、随动密封机构、观察箱门、合页、门锁机构、窗口和把手；内空式矩形结构的箱体的下部设置有矩形结构的抽屉，箱体的顶部设置有内凹式矩形结构的箱盖，箱体与箱盖铰接式连接，箱体的前侧面设置有矩形结构的试件夹持箱门，箱体与试件夹持箱门通过2-4个铰链机构连接，试件夹持箱门的内侧面设置有试件夹持机构，箱体的后侧面设置有随动密封机构，箱体与随动密封机构焊接式连接，箱体的左侧面设置有矩形结构的观察箱门，箱体与观察箱门通过2-4个合页连接；箱体与试件夹持箱门和箱体与观察箱门分别通过门锁机构实现开闭，箱盖的底面和观察箱门的中部分别开设有矩形板状结构的窗口，抽屉的面板上和箱盖的窗口上分别设置有圆弧形结构的把手，窗口与把手螺栓式连接。2.根据权利要求1所述的脆性材料剖面磨削箱室，其特征在于所述铰链机构的主体结构包括支座、连接杆、控制杆、凸起、基座、孔道、凹槽和连接凸起；板状结构的支座的一端设置有内空式圆柱形结构的连接杆，支座的上表面中部横向设置有一端高另一端低的条状结构的控制杆，控制杆的一端的上底面和下底面分别设置有半球形伸缩式结构的凸起，板状结构的基座的中部开设有矩形结构的孔道，孔道的上表面和下表面分别设置有半球形结构的凹槽，基座的一端顶部和底部分别设置有半球形结构的连接凸起，连接杆的外壁与控制杆的外侧壁平齐，支座与试件夹持箱门螺栓式连接，基座与箱体螺栓式连接，连接杆嵌于连接凸起之间将支座与基座连接，凸起嵌合在凹槽中。3.根据权利要求1所述的脆性材料剖面磨削箱室，其特征在于所述试件夹持机构的主体结构包括连接片、扭簧、上夹持钳、上开口、连接件、下夹持钳和下开口；矩形片状结构的连接片与试件夹持箱门的上部螺栓式连接，连接片与试件夹持箱门之间设置有螺旋式结构的扭簧，扭簧的下端与块状结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：范宏，谷远春，赵铁军，刘树明，王鹏刚，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：新型
国别省市：山东,37