[发明专利]一种用于金属疲劳裂纹扩展实验的摄像头安装与调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及摄像头安装与调节技术领域，具体指一种用于金属材料疲劳裂纹扩展实验的摄像头安装与调节装置。

背景技术

众所周知，金属疲劳失效是导致工程结构和机械失效的主要原因之一。金属疲劳裂纹的萌生和扩展，在整个金属疲劳失效过程中有决定性的因素，在疲劳寿命监测统计中也占了很大的比例。现有的测试方法是，通过实时测量金属疲劳交变载荷作用下所产生裂纹长度的变化的疲劳裂纹扩展实验，来评估金属材料疲劳性能的。目前国际标准规定的主要有三点弯曲疲劳裂纹扩展速率实验和预制裂纹的紧凑拉伸（CT）试验，通常金属疲劳裂纹的扩展沿着预制裂纹方向发展，可以准确地测量裂纹长度。

使用传统的显微镜观察和复型法监测需要由人工操作来完成，不仅工作效率低而且容易受到检测人员主观因素的影响，既不能保证检测的效率和精度要求，又不能满足实验的要求。采用由高速摄像系统与显微镜、视频放大器等器件组成的检测装置的检测方法，可定量地实时监测短裂纹的扩展过程，并具有实时显示、记录和分析图像的能力。可以更直观，精确，实时地分析裂纹扩展过程中的一些规律。

采用上述高速摄像系统与显微镜、视频放大器等器件组成的检测装置，可以进一步保证裂纹图像的采集以及裂纹长度测量精度的大大提高。这就对摄像头的固定及位置调节精度的要求也需相应的提高。为了满足及保证图像采集的清晰度，摄像头安装机构与摄像头连接处必须是绝缘的。如今市面上大部分是采用金属材料作为支架连接摄像头结构的材料，但这种方式结构复杂、绝缘性差且费用高。还有一种是采用PVC塑钢，虽然避免了绝缘性的问题，但是复合材料的成本居高不下。

发明内容

为了解决现有摄像系统裂纹检测方法中的调节机构庞大复杂、稳定性差、装置成本高等的不足，本发明提供一种用于金属疲劳裂纹扩展实验的摄像头安装与调节装置。

本发明的技术构思：

由于金属疲劳高频试验机和低频试验机各种机型的不同，金属疲劳裂纹扩展实验在针对高周疲劳试验和低周疲劳试验时所处的实验环境也不同，为了适应和匹配各种不同的试验环境，摄像头需要在高度垂直方向、水平方向，乃至镜头平面内的任意方向进行调节。

本发明的技术方案：

一种用于金属疲劳裂纹扩展实验的摄像头安装与调节装置，包括摄像头安装机构，垂直方向调节机构，水平方向调节机构，360°旋转机构和连接固定机构。本发明摄像头仪器支架在与摄像头的连接处采用了注塑成型材料，既绝缘又便宜，结构简单可以任意方向旋转，提高了观察精度。整个装置的主体采用注塑成型和金属成型两类材料制作。垂直方向调节机构由螺纹直杆、螺纹环和固定杆组成；水平方向调节机构则由旋转直杆和带孔旋转紧固件组成；装置中有两处360°旋转机构，分别由带孔旋转紧固件、定位螺栓组成和平移圆台、万向杆组成；垂直方向机构与水平方向机构由旋转紧固件连接，旋转直杆则通过旋转连接件相连至平移圆台，万向杆顶端与摄像头安装机构连接。

其中，在塑料成型的摄像头仪器支架上，根据CCD摄像头和镜头的尺寸加工出摄像头安装定位仪器支架，并配有摄像头连接数据线固定夹。

所述垂直方向调节机构的螺纹杆和螺纹环通过松紧来控制高度方向的位置，上端固定杆与带孔旋转紧固件相连支撑水平方向调节机构。

所述水平方向调节机构包括旋转直杆、带孔旋转紧固件，前者穿过带孔旋转紧固件即可实现水平方向的来回调节。同时，旋转直杆也可以在垂直螺纹杆的方向平面内360°任意旋转，调整好水平及360°位置后通过定位螺栓固定。

所述360°旋转机构包括平移圆台和万向杆。平移圆台下端是旋转连接件，其作用是连接旋转直杆和平移圆台，并且能够在平行于旋转直杆的方向平面内360°转动。平移圆台本身则是一个可以在垂直于旋转直杆的方向平面内高精度来回移动的平台，上端连接万向杆，使得万向杆可以在空间360°任意旋转从而带动摄像头仪器支架。

所述旋转直杆的旋转既是调节平移圆台的方向，又是固定旋转连接件起。摄像头仪器支架下端与万向杆连接，使其在摄像镜头垂直方向上下任意调节。

本发明的有益技术效果：具有结构合理简洁（各连接部位牢固可靠、可移动、可拆卸），稳定性高（无松动、无摇晃），降低成本，提高安装精度的特点。采用本发明装置，使得金属疲劳裂纹扩展实验过程中稳定性提高，另外本发明通过精心设计装置结构简洁合理，可移动，易拆卸，成本较低，可满足实验要求。

附图说明

图1为本发明疲劳裂纹扩展实验摄像头的安装与调节装置的结构示意图；

图2为本发明带孔旋转紧固件结构示意图；