[发明专利]利用激光测量纤维角的在线分析检测实木板材力学性能的装置和方法有效

专利信息
申请号: 201710427875.3 申请日: 2017-06-08
公开(公告)号: CN107064151B 公开(公告)日: 2019-10-18
发明(设计)人: 张怡卓;侯弘毅;李超;梁玉亮;潘屾;刘林;张淼 申请(专利权)人: 东北林业大学
主分类号: G01N21/84 分类号: G01N21/84
代理公司: 哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109 代理人: 杨立超
地址: 150040 黑龙*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 力学性能 实木板材 在线分析 激光测量 摄像头 检测 步进电机 纤维 力学性能检测 高度调节架 激光发生器 力学试验机 同步驱动轴 二轴滑台 检测误差 试件破坏 主支撑架 纵向运动 试验台 移动夹 工作台 普检
【说明书】:

利用激光测量纤维角的在线分析检测实木板材力学性能的装置和方法,本发明涉及在线分析检测实木板材力学性能的装置和方法。本发明的目的是为了解决现有力学试验机测定板材力学性能时会将试件破坏,同时不能对整批次板材进行普检,在实际操作过程中产生浪费以及检测误差大的问题。利用激光测量纤维角的在线分析检测实木板材力学性能的装置包括工作台、试验台主支撑架、激光发生器、摄像头、摄像头高度调节架、同步驱动轴、横向运动步进电机、纵向运动步进电机、移动夹取装置和二轴滑台。本发明用于实木板材力学性能检测领域。

技术领域

本发明涉及在线分析检测实木板材力学性能的装置和方法。

背景技术

当前对板材力学性能的测试方法通常将待测板材加工成标准式样,再采用力学压力机对标准式样进行压(拉)实验,通过测量标准试样受到的拉力与形变的对应关系,计算出标准试件的相应力学性能,以此来认定同批次送样试件相应的力学性能。但是由于力学试验机通常在实验过程中会将试件破坏,同时不能对整批次板材进行普检,在实际操作过程中产生浪费以及检测误差大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有力学试验机测定板材力学性能时会将试件破坏,同时不能对整批次板材进行普检,在实际操作过程中产生浪费以及检测误差大的问题,而提出利用激光测量纤维角的在线分析检测实木板材力学性能的装置和方法。

利用激光测量纤维角的在线分析检测实木板材力学性能的装置包括工作台、试验台主支撑架、激光发生器、摄像头、摄像头高度调节架、同步驱动轴、横向运动步进电机、纵向运动步进电机、移动夹取装置和二轴滑台;

所述二轴滑台包括两根纵向导轨模组、一根横向导轨模组,且两根纵向导轨模组固定布置在工作台的板面上;纵向运动步进电机驱动一根纵向导轨模组,并通过同步驱动轴使两根纵向导轨模组同步运动;每根纵向导轨模组上设有导轨滑块,横向导轨模组的两端分别固定在两根纵向导轨模组上的导轨滑块上,横向导轨模组与纵向导轨模组成90度角;横向运动步进电机驱动横向导轨横向运动;移动夹取装置固定在横向导轨上的导轨滑块上,移动夹取装置用于夹取待测板材;

试验台主支撑架架在二轴滑台的上方;摄像头通过可调节高度的摄像头高度调节架固定在试验台主支撑架上;摄像头通过可调节高度的摄像头高度调节架使位于移动夹取装置上的待测板材落在摄像头的焦距上;

气动开关固定在试验台主支撑架上;

激光发生器固定在试验台主支撑架上,同时位于摄像头的正下方;通过调节激光发生器的位置与朝向,使激光发生器发出的激光光路与摄像头的主光轴的夹角大于0度小于3度,同时使激光发生器垂直于位于移动夹取装置上的待测板材表面。

利用激光测量纤维角的在线分析检测实木板材力学性能的方法具体过程为:

步骤一、把待测板材放在载物台上,将待测板材一端紧贴载物台挡边,通过刻在载物台上的刻度读取待测板材宽度;利用气动开关控制气缸伸缩使活动夹板移动;松开手轮锁,转动手轮,使活动夹板与静态夹板之间的张开距离大于待测板材宽度5到10厘米,并锁止手轮锁;

步骤二、上位机控制移动夹取装置归位到零点校准后,控制移动夹取装置移动到装载位置,手动将待测板材推入到移动夹取装置上,直到待测板材的前端碰到静止夹板最前端,利用气动开关控制气缸伸出使活动夹板移动,夹紧待测板材;

步骤三、上位机启动摄像头并调整曝光值;接通激光发生器电源;移动夹取装置携带待测板材运动到测量位置,通过USB摄像头采集从待测板材上反射回的激光光斑形状并测量其椭度,完成单点纹理方向的测量;在通过移动夹取装置沿横向和纵向两个方向移动到待测板材下一个测量点进行测量,直至完成对待测板材的遍历;得到待测板材表面的纹理分布。

本发明的有益效果为:

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