(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011250505.5
(22)申请日 2020.11.11
(71)申请人 昆明理工大学
地址 650093 云南省昆明市五华区学府路
253号
(72)发明人 李克钢 岳睿 秦庆词 刘博
李博文 李明亮 刘洋 吴苏
王航龙
(74)专利代理机构 昆明明润知识产权代理事务
所(普通合伙) 53215
代理人 马海红
(51)Int.Cl.
G01N 3/303(2006.01)
G01N 3/02(2006.01)
G01N 3/06(2006.01)
(54)发明名称
试验方法
(57)摘要
本发明涉及一种落锤冲击试验机防二次冲
击装置及其试验方法，属于工程实验设备技术领
域。装置包括顶板，底座，支撑杆、导向杆和滑板。
台，载物台上安装垫块；底座上四周固定支撑杆，
支撑杆中间安装导向杆，支撑杆与导向杆上部固
定在所述顶板上。滑板两端安装在所述导向杆
上，滑板下安装配重室，配重室下安装锤头座，锤
头座下安装落锤；配重室中心安装固定杆。四根
支撑杆的下端分别安装与试样顶部齐平的红外
器Ⅱ。本发明通过电磁捕捉提拉，有效降低了二
次冲击的可能性，操作方便，结构简单，能对各试
验规格的试样进行不同种类锤头的冲击试验。权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 112198069 A 2021.01.08
C N 112198069
A
1.一种落锤冲击试验机防二次冲击装置，其特征在于：包括顶板(14)，底座(1)，支撑杆
(7)、导向杆(5)、滑板(4)和控制器，底座(1)上安装载物台(13)，所述载物台(13)上安装垫块(2)，垫块(2)上放置试样19；底座1上部四周安装支撑杆7，支撑杆7顶部与顶板(14)连接，左右两侧两支撑杆(7)的中间安装导向杆(5)，导向杆(5)底部与底座(1)连接，顶部与顶板
(14)连接，滑板(4)安装于两导向杆(5)上，滑板(4)下安装配重室(22)，配重室(22)内安装有配重片(16)，配重室(22)下安装锤头座(3)，锤头座(3)下安装落锤(17)，顶板(14)下端安装电磁捕捉提拉装置(6)，滑板(4)由磁性材料制成，四根支撑杆(7)的下端分别安装与试样
(19)顶部齐平的红外线发射器Ⅰ(12)、红外线发射器Ⅱ(11)、光传感器Ⅰ(8)、光传感器Ⅱ
(10)，红外线发射器Ⅰ(12)和光传感器Ⅰ(8)、红外线发射器Ⅱ(11)和光传感器Ⅱ(10)分别呈对角线安装，红外线发射器Ⅰ(12)、光传感器Ⅰ(8)、电磁捕捉提拉装置(6)均与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种落锤冲击试验机防二次冲击装置，其特征在于：所述底座
(1)下安装四个脚垫(15)，且四个脚垫(15)呈阵列分布。
3.根据权利要求1所述的一种落锤冲击试验机防二次冲击装置，其特征在于：所述滑板
(4)与导向杆(5)接触处安装导向滑套(18)。
4.根据权利要求1所述的一种落锤冲击试验机防二次冲击装置，其特征在于：所述支撑杆(7)的顶端和末端均通过垫圈(23)和固定螺栓(24)固定在顶板(14)和底座(1)上，导向杆
(5)顶端和末端均通过垫圈(23)和固定螺栓(24)固定在顶板(14)和底座(1)上。
5.根据权利要求1所述的一种落锤冲击试验机防二次冲击装置，其特征在于：所述红外线发射器Ⅰ(12)、红外线发射器Ⅱ(11)、光传感器Ⅰ(8)、光传感器Ⅱ(10)均通过卡簧Ⅰ(9)与支撑杆(7)固定。
6.根据权利要求1所述的一种落锤冲击试验机防二次冲击装置，其特征在于：所述配重室(22)正中安装固定杆(21)，配重片(16)套在固定杆(21)上，固定杆(21)上端搭配安装卡簧Ⅱ(20)。
7.根据权利要求1所述的一种落锤冲击试验机防二次冲击装置，其特征在于：所述落锤
(17)底部设有螺纹，锤头座(3)上设有对应螺纹。
8.根据权利要求1所述的一种落锤冲击试验机防二次冲击装置，其特征在于：所述滑板
(4)由铁磁性材料制成。
9.一种权利要求1-8任一项所述的落锤冲击试验机防二次冲击装置的试验方法，其特征在于：包括如下步骤：
Step1：初始状态时，电磁捕捉提拉装置(6)工作，滑板(4)与电磁捕捉提拉装置(6)磁吸在一起，位于导向杆(5)上方，红外线发射器Ⅰ(12)、红外线发射器Ⅱ(11)均为开启状态，光传感器Ⅰ(8)、光传感器Ⅱ(10)不断发出红外线光；
Step2：当控制器关闭电磁捕捉提拉装置(6)的同时，光传感器Ⅱ(10)关闭，滑板(4)呈自由落体运动，只有光传感器Ⅰ(8)接收到红外线光信号，当落锤(17)撞击试样(19)时，落锤
(17)遮挡红外线，光传感器Ⅰ(8)接收不到红外线光信号，并将信号传递给控制器，此时，控制器打开光传感器Ⅱ(10)，当落锤(17)撞击后弹起，光传感器Ⅱ(10)接受到红外线光信号并传递信号给控制器，控制器启动电磁捕捉提拉装置(6)，对滑板(4)进行捕捉提拉，直至提拉至顶板(14)。
权 利 要 求 书1/1页CN 112198069 A
一种落锤冲击试验机防二次冲击装置及其试验方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种落锤冲击试验机防二次冲击装置及其试验方法，特别是一种适用于岩土工程、采矿工程、土木工程中的落锤冲击实验的装置，属于工程实验设备技术领域。
背景技术
[0002]在岩石动力学实验中，使用落锤式冲击试验机对岩样进行一次或多次预冲击实验，进而分析研究岩样在不同次数预冲击下的损伤破坏情况，对岩石在不同损伤情况下的静动力学特性研究具有重要意义。
[0003]落锤式冲击试验机的原理是，将落锤提升至所需高度增加落锤重量，释放落锤做自由落体运动，使其以一定速度冲击试件，将重力势能转化为动能，以此对岩石试件造成损伤破坏。
[0004]实验过程中，落锤撞击岩石试样后会弹起，对试样造成二次或多次冲击损伤，影响实验结果中试件损伤情况的判断分析。因此需要一个防二次冲击装置，以实现防止落锤弹起或落锤弹起后与试件
迅速分离的功能。现在的多数专利，机械式卡槽防止弹起对试件精准度较高，当试件尺寸在允许范围内波动时，可能会造成极迅速的、肉眼不可见的细微二次冲击，而影响到实验结果，不能保持实验准确性；单纯电磁装置在启动时间响应、落锤动能计算上间接影响实验结果的计算；弹簧式或楔形式分离、倒钩锁死式会在落锤弹起时强制使其停止上升运动，随着使用次数增加，会对一起造成磨损、损坏，影响之后使用；隔离式对于隔板或吸能板、缓冲板弹出、推出的高度有苛刻的要求，对于不同的试件，落锤弹起高度不同，当弹起高度较小时，隔板来不及推出或推出后由于高度较小，还是会对试件造成二次冲击损伤。
发明内容
[0005]本发明的目的在于针对以上装置的问题和不足，提供一种落锤冲击试验机防二次冲击装置及其试验方法，该落锤实验装置适用于不同规格试件，可更换锤头，达到不同的实验效果；防二次冲击装置具有响应快，操作简单，利用光传感器实现快速、准确捕捉落锤，将其提升，实现放锤-冲击-收锤自动化，保证试验结果的可靠性。
[0006]本发明采用的技术方案是：一种落锤冲击试验机防二次冲击装置，包括顶板14，底座1，支撑杆7、导向杆5、滑板4和控制器，底座1上安装载物台13，所述载物台13上安装垫块2，垫块2上放置试样19；底座1上部四周安装支撑杆7，支撑杆7顶部与顶板14连接，左右两侧两支撑杆7的中间安装导向杆
5，导向杆5底部与底座1连接，顶部与顶板14连接，滑板4安装于两导向杆5上，滑板4下安装配重室22，配重室22内安装有配重片16，配重室22下安装锤头座3，锤头座3下安装落锤17，顶板14下端安装电磁捕捉提拉装置6，滑板4由磁性材料制成，四根支撑杆7的下端分别安装与试样19顶部齐平的红外线发射器Ⅰ12、红外线发射器Ⅱ11、光传感器Ⅰ8、光传感器Ⅱ10，红外线发射器Ⅰ12和光传感器Ⅰ8、红外线发射器Ⅱ11和光传感器Ⅱ10分别呈对角线安装，红外线发射器Ⅰ12、光传感器Ⅰ8、电磁捕捉提拉装置6均与控制器
连接。
[0007]优选地，所述底座1下安装四个脚垫15，且四个脚垫15呈阵列分布。
[0008]优选地，所述滑板4与导向杆5接触处安装导向滑套18。
[0009]优选地，所述支撑杆7的顶端和末端均通过垫圈23和固定螺栓24固定在顶板14和底座1上，导向杆5顶端和末端均通过垫圈23和固定螺栓24固定在顶板14和底座1上。[0010]优选地，所述红外线发射器Ⅰ12、红外线发射器Ⅱ11、光传感器Ⅰ8、光传感器Ⅱ10均通过卡簧Ⅰ9与支撑杆7固定。
[0011]优选地，所述配重室22正中安装固定杆21，配重片16套在固定杆21上，固定杆21上端搭配安装卡簧Ⅱ20。
[0012]优选地，所述落锤17底部设有螺纹，锤头座3上设有对应螺纹。
[0013]优选地，所述滑板4由铁磁性材料制成。
[0014]一种所述的落锤冲击试验机防二次冲击装置的试验方法，包括如下步骤：[0015]Step1：初始状态时，电磁捕捉提拉装置6工作，滑板4与电磁捕捉提拉装置6磁吸在一起，位于导向杆5上方，红外线发射器Ⅰ12、红外线发射器Ⅱ11均为开启状态，光传感器Ⅰ8、光传感器Ⅱ10不断发出红外线光；
[0016]Step2：当控制器关闭电磁捕捉提拉装置6的同时，光传感器Ⅱ10关闭，滑板4呈自由落体运动，只有光传感器Ⅰ8接收到红外线光信号，当落锤17撞击试样19时，落锤17遮挡红外线，光传感器Ⅰ8接收不到红外线光信号，并将信号传递给控制器，此时，控制器打开光传感器Ⅱ10，当落锤17撞击后弹起，光传感器Ⅱ10接受到红外线光信号并传递信号给控制器，控制器启动电磁捕捉提拉装置6，对滑板4进行捕捉提拉，直至提拉至顶板14。
[0017]本发明的有益效果是：
[0018]1、本发明中设计配重室，可通过改变配重重量来实现不同冲击能量的设定，通过设计卡簧来避免在落锤弹起后由于惯性，配重室中的配重片随落锤弹起再落下，对配重室、落锤造成二次冲击而增大电磁对落锤捕捉提升难度。
[0019]2、本发明中防二次冲击装置操作结构简单，实验机制易实现，可对落锤进行准确捕捉，有效避免二次冲击对试样的再损坏。
[0020]3、本发明能有效降低多次试验对实验仪器的磨损，避免仪器寿命快速折减。[0021]4、本发明适用于不同规格试样的落锤冲击试验。
附图说明
[0022]图1为本发明正面结构剖视图；
[0023]图2为本发明俯视结构剖视图；
[0024]图3为本发明红外线发射器Ⅰ与光感应器卡簧固定示意图；
[0025]图4为为本发明配重室卡簧固定示意图。
[0026]图中各标号为：1、底座；2、垫块；3、锤头座；4、滑板；5、导向杆；6、电磁捕捉提拉装置；7、支撑杆；8、光传感器Ⅰ；9、卡簧Ⅰ；10、光传感器Ⅱ10；11、红外线发射器Ⅱ；12、红外线发射器Ⅰ；13、载物台；14、顶板；15、脚垫；16、配重片；17、落锤；18、导向滑套；19、试样；20、卡簧Ⅱ；21、固定杆；22、配重室；23、垫圈；24、固定螺栓。
具体实施方式
[0027]下面结合本发明的附图，对本发明具体操作、实施做进一步说明、描述。
[0028]实施例1：如图1-4所示，一种落锤冲击试验机防二次冲击装置，包括顶板14，底座1，支撑杆7、导向杆5、滑板4和控制器，底座1上安装载物台13，所述载物台13上安装垫块2，垫块2上放置试样19；底座1上部四周安装支撑杆7，支撑杆7顶部与顶板14连接，左右两侧两支撑杆7的中间安装导向杆5，导向杆5底部与底座1连接，顶部与顶板14连接，滑板4安装于两导向杆5上，滑板4下安装配重室22，配重室22内安装有配重片16，配重室22下安装锤头座3，锤头座3下安装落锤17，顶板14下端安装电磁捕捉提拉装置6，滑板4由磁性材料制成，四根支撑杆7的下端分别安装与试样19顶部齐平的红外线发射器Ⅰ12、红外线发射器Ⅱ11、光传感器Ⅰ8、光传感器Ⅱ10，红外线发射器Ⅰ12和光传感器Ⅰ8、红外线发射器Ⅱ11和光传感器Ⅱ10分别呈对角线安装，红外线发射器Ⅰ12、光传感器Ⅰ8、电磁捕捉提拉装置6均与控制器连接。
[0029]本申请中，支撑杆7、导向杆5均安装在顶板14与底座1之间，导向杆5的位置在同一侧相邻两支撑杆7中间且两导向杆5面对面安装。光传感器Ⅰ8、光传感器Ⅱ10分别接收红外线发射器Ⅰ12、红外线发射器Ⅱ11发出的红外线光。
[0030]进一步地，所述底座1下安装四个脚垫15，且四个脚垫15呈阵列分布，可以使得底座1放置的更
加稳定。
[0031]进一步地，所述滑板4与导向杆5接触处安装导向滑套18。
[0032]进一步地，所述支撑杆7的顶端和末端均通过垫圈23和固定螺栓24固定在顶板14和底座1上，导向杆5顶端和末端均通过垫圈23和固定螺栓24固定在顶板14和底座1上，结构简单，拆装方便。
[0033]进一步地，所述红外线发射器Ⅰ12、红外线发射器Ⅱ11、光传感器Ⅰ8、光传感器Ⅱ10均通过卡簧Ⅰ9与支撑杆7固定，通过调节卡簧Ⅰ9，可调节红外线发射器Ⅰ12、红外线发射器Ⅱ11、光传感器Ⅰ8、光传感器Ⅱ10的高度。
[0034]进一步地，所述配重室22正中安装固定杆21，配重片16套在固定杆21上，固定杆21上端搭配安装卡簧Ⅱ20。
[0035]进一步地，所述落锤17底部设有螺纹，锤头座3上设有对应螺纹，可实现落锤头类型的更换。
[0036]进一步地，所述滑板4由铁磁性材料制成，包括铁钴镍等。
[0037]一种所述的落锤冲击试验机防二次冲击装置的试验方法，包括如下步骤：[0038]本装置通过外接电源供电，本装置为提升高度固定，可通过改变配重室22中配重片16的重量改变冲击的动力势能。在
试验时，先调节红外线发射器Ⅰ12、红外线发射器Ⅱ11、光传感器Ⅰ8、光传感器Ⅱ10的高度与试样19顶部平齐，保证红外线扫过试样19顶部后认可被光传感器Ⅰ8、光传感器Ⅱ10识别感应。
[0039]初始状态时，电磁捕捉提拉装置6工作，滑板4与电磁捕捉提拉装置6磁吸在一起，位于导向杆5上方，红外线发射器Ⅰ12、红外线发射器Ⅱ11均为开启状态，光传感器Ⅰ8、光传感器Ⅱ10不断发出红外线光，当控制器关闭电磁捕捉提拉装置6的同时，光传感器Ⅱ10关闭，滑板4呈自由落体运动，只有光传感器Ⅰ8接收到红外线光信号，当落锤17撞击试样19时，落锤17遮挡红外线，光传感器Ⅰ8接收不到红外线光信号，并将信号传递给控制器，此时，控
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议