捕捉裂纹的导轨式显微镜制造技术

一种捕捉裂纹的导轨式显微镜，解决了对现有试样裂纹扩展实验人为目测裂纹尖端引起误差的不足，包括底座，裂纹尖端捕捉机构，纵向、横向传动机构及检测控制单元，其技术要点是：裂纹尖端捕捉机构的带有摄像头的显微镜通过支架放置在底座上方，纵向传动机构的滑块与支架连接在一起，横向传动机构的滑块与纵向传动机构的底板固定连接，滑块在各自滚珠丝杠驱动下，随同导套沿导轨轴向往复移动，带动纵向、横向传动机构随着移动，用于控制裂纹尖端捕捉机构追踪试样裂纹尖端位置及裂纹扩展全过程。其结构设计合理，运行稳定、测量精确，能够实时监测、准确记录试样裂纹扩展的全过程，提供可靠的检测数据，利于对金属结构的疲劳寿命进行准确预测。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种金属疲劳裂纹扩展实验用的检测装置，特别是一种应用于检测合金材料试样疲劳裂纹扩展规律的捕捉裂纹的导轨式显微镜，属于材料工程

技术介绍
目前，用于各种新型合金材料疲劳性能的检测，主要是通过试样的金属疲劳裂纹扩展实验来评估金属材料疲劳性能的。尤其在检测航空金属材料抵抗裂纹扩展的能力时，为保证机械设备安全运行，更要求对裂纹尖端的扩展过程实时监测、准确记录。金属疲劳裂纹扩展实验的核心是精确测量在设定载荷次数下，实时显示疲劳裂纹尖端扩展的长度，从而得到疲劳裂纹扩展速率和疲劳裂纹扩展寿命等材料断裂力学数据，以便精确地分析裂纹扩展过程中的一些规律。金属疲劳裂纹扩展实验用的显微镜通常只能观察到试样某一部分裂纹扩展情况，若要观察试样裂纹扩展的全过程，必须使显微镜能随着试样裂纹扩展方向而水平移动。现有实验环境对试样裂纹尖端的监测方法，一般是人为目测试样裂纹尖端停留点，并手动控制显微镜移动记录试样裂纹扩展长度。这种传统的显微镜检测法大部分环节都由人工完成，工作效率较低，易受到实验人员主观因素的影响，容易产生观测误差，并对试样裂纹扩展长度不能准确地测量。
技术实现思路
本技术的目的是一种捕捉裂纹的导轨式显微镜，解决了对现有试样裂纹扩展实验人为目测裂纹尖端引起误差的不足，其结构设计合理，运行稳定、测量精确，能够实时监测、准确记录试样裂纹扩展的全过程，提供可靠的检测数据，利于对金属结构的疲劳寿命进行准确预测。本技术所采用的技术方案是，该捕捉裂纹的导轨式显微镜包括箱式底座，组装在底座上方的裂纹尖端捕捉机构、组装在底座箱体内的纵向、横向传动机构及检测控制单元，其技术要点是：所述裂纹尖端捕捉机构的带有摄像头的显微镜通过底部带有滚轮的支架放置在箱式底座上方，纵向传动机构的滑块与固定有显微镜的支架连接在一起，滑块在滚珠丝杠带动下，在滑道上随着导套沿导轨的轴向往复移动，带动支架随着滑块同时在底座箱体的上表面移动，用于控制裂纹尖端捕捉机构纵向位移，初始调整显微镜焦距，观测试样的初始裂纹尖端位置及裂纹扩展全过程；纵向传动机构的底板放置在横向传动机构的挡板上方，并使横向传动机构露出挡板的滑块与纵向传动机构的底板固定连接，滑道上的滑块在横向传动机构的滚珠丝杠驱动下，随同导套沿导轨轴向往复移动，带动横向传动机构的底板随着滑块同时在挡板的上表面移动，用于控制裂纹尖端捕捉机构随着试样裂纹扩展方向横向位移，确保显微镜与试样之间的纵向距离始终保持不变，实时监测、准确记录追踪到的试样裂纹尖端位置及裂纹扩展全过程。所述裂纹尖端捕捉机构由底部带小滚轮的支架，与支架固定在一起的显微镜及与显微镜照相接口配接的摄像头构成。所述横向传动机构和纵向传动机构分别由底板，固定在底板上的电动机、滑道、支撑座及通过支撑座组装在一起的滚珠丝杠、导轨、导套和滑块等件构成，电动机利用联轴器连接滚珠丝杠，电动机驱动滚珠丝杠转动，滑块分别在各自的滚珠丝杠带动下，在滑道上随着与滑块固定在一起的导套沿导轨的轴向往复移动。所述带有摄像头的显微镜放置在试样表面的斜上方，通过摄像头对试样表面的裂纹扩展全过程进行捕捉。本技术具有的优点及积极效果是：由于本技术裂纹尖端捕捉机构的带有摄像头的显微镜，通过支架稳定地放置在箱式底座上方，纵向传动机构的滑块与支架连接，在滚珠丝杠带动下，滑块在滑道上随着导套沿导轨的轴向往复移动，带动支架随着移动，用于控制裂纹尖端捕捉机构纵向位移，初始调整显微镜焦距，以便始终清晰地观测试样的初始裂纹尖端位置及裂纹扩展全过程；放置在纵向传动机构下方的横向传动机构，露出挡板的滑块与纵向传动机构的底板固定连接，在横向传动机构的滚珠丝杠驱动下，随同导套沿导轨轴向往复移动，带动横向传动机构随着移动，用于控制裂纹尖端捕捉机构随着试样裂纹扩展方向横向位移，确保显微镜与试样之间的纵向距离始终保持不变，以便实时监测、准确记录追踪到的试样裂纹尖端位置及裂纹扩展全过程，所以其结构设计合理，运行稳定、测量精确，能够实时监测、准确记录试样裂纹扩展的全过程，提供可靠的检测数据，利于对金属结构的疲劳寿命进行准确预测。综上所述，因采用摄像头检测试样疲劳裂纹的实时变化，达到了实时捕捉试样裂纹尖端的目的，故保证了图像采集并及时完成对试样裂纹尖端动向的把握和对显微镜的位置的严格要求，显微镜能及时随着试样裂纹尖端的移动而移动，使实验材料试样的检测数据更为精准。由于实验人员可以很容易就找到裂纹尖端并进行读数，所以省去寻找裂纹尖端的过程。相对于人工移动显微镜，可以减少视觉误差，实现对裂纹尖端的实时捕捉。因此，本技术很好地解决了对现有试样裂纹扩展实验人为目测裂纹尖端引起误差的不足。附图说明以下结合附图对本技术作进一步描述。图1是本技术的一种立体结构示意图；图2是图1的一种平面结构示意图；图3是图2的侧视图；图4是本技术的传动机构的一种结构示意图。图中序号说明：1显微镜、2支架、3底座、4电动机、5滑道、6摄像头、7挡板、8底板、9滑块、10导套、11支撑痤、12滚珠丝杠、13导轨。具体实施方式根据图1～4详细说明本技术的具体结构。该捕捉裂纹的导轨式显微镜包括箱式底座3，组装在底座3上方的裂纹尖端捕捉机构、组装在底座3箱体内的纵向传动机构、横向传动机构及检测控制单元等零部件。其中裂纹尖端捕捉机构由底部带小滚轮的支架2，与支架2固定在一起的显微镜1及与显微镜1照相接口配接的摄像头6等件构成。带有摄像头6的显微镜1通过底部带有滚轮的支架2稳定放置在底座3箱体上方。放置在试样（图中未示出）表面斜上方的带有摄像头6的显微镜1，通过摄像头6可以对试样表面的裂纹扩展全过程进行捕捉。横向传动机构和纵向传动机构分别由底板8，固定在底板8上的电动机4、滑道5、支撑座11及通过支撑座11组装在一起的滚珠丝杠12、导轨13、导套10和滑块9等件构成。电动机4利用联轴器连接滚珠丝杠12，电动机4驱动滚珠丝杠12转动，滑块9分别在各自的滚珠丝杠12带动下，在滑道5上随着与滑块9固定在一起的导套10沿导轨13的轴向往复移动。纵向传动机构的滑块9与固定有显微镜1的支架2连接在一起，滑块9在电动机4控制的滚珠丝杠12带动下，在滑道5上随着导套10沿导轨13的轴向往复移动，带动底部有小滚轮的支架2随着滑块9同时在底座3箱体的上表面移动，用于控制裂纹尖端捕捉机构纵向位移，初始调整显微镜1焦距，以便始终清晰地观测试样的初始裂纹尖端位置及裂纹扩展全过程。纵向传动机构的底板3放置在横向传动机构的挡板7上方，并使横向传动机构露出挡板7的滑块9与纵向传动机构的底板3固定连接。滑道5上的滑块9在横向传动机构的电动机4控制的滚珠丝杠12驱动下，随同导套10沿导轨13轴向往复移动，带动横向传动机构的底板8随着滑块9同时在挡板7上表面移动，用于控制裂纹尖端捕捉机构随着试样裂纹扩展方向横向位移，确保显微镜1与试样之间的纵向距离始终保持不变，以便实时监测、准确记录追踪到的试样裂纹尖端位置及裂纹扩展全过程。在进行试样的金属疲劳裂纹扩展实验时，首先将裂纹尖端捕捉机构带有摄像头6的显微镜1放置在试样表面的斜上方，启动纵向传动机构控制裂纹尖端捕捉机构纵向位移，初始调整显微镜1焦距，确保显微镜1与试样之间的纵向距离，使随本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种捕捉裂纹的导轨式显微镜，包括箱式底座，组装在底座上方的裂纹尖端捕捉机构、组装在底座箱体内的纵向、横向传动机构及检测控制单元，其特征在于：所述裂纹尖端捕捉机构的带有摄像头的显微镜通过底部带有滚轮的支架放置在箱式底座上方，纵向传动机构的滑块与固定有显微镜的支架连接在一起，滑块在电动机控制的滚珠丝杠带动下，在滑道上随着导套沿导轨的轴向往复移动，带动支架随着滑块同时在底座箱体的上表面移动，用于控制裂纹尖端捕捉机构纵向位移，初始调整显微镜焦距，观测试样的初始裂纹尖端位置及裂纹扩展全过程；纵向传动机构的底板放置在横向传动机构的挡板上方，并使横向传动机构露出挡板的滑块与纵向传动机构的底板固定连接，滑道上的滑块在横向传动机构的电动机控制的滚珠丝杠驱动下，随同导套沿导轨轴向往复移动，带动横向传动机构的底板随着滑块同时在挡板的上表面移动，用于控制裂纹尖端捕捉机构随着试样裂纹扩展方向横向位移，确保显微镜与试样之间的纵向距离始终保持不变，实时监测、准确记录追踪到的试样裂纹尖端位置及裂纹扩展全过程。

【技术特征摘要】
1.一种捕捉裂纹的导轨式显微镜，包括箱式底座，组装在底座上方的裂纹尖端捕捉机构、组装在底座箱体内的纵向、横向传动机构及检测控制单元，其特征在于：所述裂纹尖端捕捉机构的带有摄像头的显微镜通过底部带有滚轮的支架放置在箱式底座上方，纵向传动机构的滑块与固定有显微镜的支架连接在一起，滑块在电动机控制的滚珠丝杠带动下，在滑道上随着导套沿导轨的轴向往复移动，带动支架随着滑块同时在底座箱体的上表面移动，用于控制裂纹尖端捕捉机构纵向位移，初始调整显微镜焦距，观测试样的初始裂纹尖端位置及裂纹扩展全过程；纵向传动机构的底板放置在横向传动机构的挡板上方，并使横向传动机构露出挡板的滑块与纵向传动机构的底板固定连接，滑道上的滑块在横向传动机构的电动机控制的滚珠丝杠驱动下，随同导套沿导轨轴向往复移动，带动横向传动机构的底板随着滑块同时在挡板的上表面移动，用于控制裂纹尖端捕捉机构随着试样裂...

【专利技术属性】
技术研发人员：许良，周松，马少华，宋胜，王宏伟，
申请(专利权)人：沈阳盛远检测技术有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21