专利名称：粘贴电阻应变片的自动喷胶装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种岩石应力测量技术领域的装置，具体是一种粘贴电 阻应变片的自动喷胶装置。
背景技术：
应力解除法是岩石应力测量领域里发展最早、技术上相对也比较成熟的一种 方法，目前在岩土工程领域内应用得也最为普遍。在具体应用时，所采用的测试 仪器往往由于要测量的测点部位的物理量的不同而异，对于测量孔壁应变的应力 解除法而言， 一般都是采用在测点部位粘贴电阻应变片，通过记录应力解除过程 前后测点的应变变化来计算测点岩石应力分量，从而确定测点岩石应力状态的。 在测点部位的岩石上粘贴应变片的质量直接会影响到后续测试的准确程度，向粘 贴应变片的钻孔局部壁面(工作面)上喷涂粘结剂是其中很重要的一个环节，如 何尽可能均匀地将粘结剂喷涂到工作面上并保证应变片能可靠地粘贴到孔壁的 岩石上就显得非常重要了。
经对现有技术的文献检索发现，刘允芳等人在2000年出版的《岩体地应力 与工程建设》[武汉湖北科学技术出版社，82-86页]一书中给出了 CKX-97型 空心包体式钻孔三向应变计，它是一种利用孔壁应变解除法进行地应力测量的仪 器，主要包括安装杆、定向器、密封圈、补偿室、环氧树脂筒体、柱塞、出胶 孔、导向棒，其中，环氧树脂筒体是应变计主体，使用时先在环氧树脂筒周相间 120°粘贴三枚应变花，然后再沿筒周浇注一薄层环氧树脂涂层使电阻应变花内 嵌在筒体上，而环氧树脂筒体内部是用来盛放粘结剂空心腔体；环氧树脂筒体的 前端部与柱塞的后端部通过铝丝销钉固定连接，导向棒位于整个应变计的前端 部，其尾部与柱塞前端部相连，柱塞前端部设有出胶孔；安装杆位于整个应变计 的尾部，其前端与定向器用销钉固定连接，环氧树脂筒体尾部与定向器之间是补 偿室；定向器与补偿室之间以及柱塞与导向棒之间都设有密封圈，从而使得应变 计和钻孔孔壁之间形成一密闭的空间。不难看出，利用这种仪器测量孔壁应变时，
3应变片(花)事先安装在环氧树脂筒周，然后用粘结剂挤压应变片(花)与孔壁 之间的空隙使二者胶结固化，这样应变片(花)无法主动与孔壁紧密接触，影响 应变的测量就在所难免。另外，这种电阻应变片与孔壁的粘结方法无法应用于采 用侧壁取样技术来对测点实施应力解除的地应力测量技术。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种粘贴电阻应变片的自动 喷胶装置，用于在地应力测量点的钻孔局部壁面(工作面)上粘贴电阻应变片中 进行粘结剂自动喷涂。该装置设计为一个独立的组件，可以很方便地装配到相关 的地应力测量设备中，配合现场地应力测试中的电阻应变片粘贴工作。控制喷头 向工作面喷涂粘结剂的是一个摇摆机构，可以将从胶水瓶中挤出的胶水均匀地涂 抹到工作面上，满足粘贴电阻应变片的实际需要。该装置结构设计紧凑，体积小， 动作灵活可靠，能够适应在深钻孔中地应力测量工作的要求。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括基座、微型减速 电机、齿轮副、四连杆喷涂摇杆机构、胶水瓶、胶水瓶挤压机构、针管、针管座、 沟槽凸轮、喷头座、喷头、软管，其中，微型减速电机与沟槽凸轮竖直平行地固 定在基座上，微型减速电机位于基座的一侧，其输出端朝下，通过齿轮副与沟槽 凸轮相连接；胶水瓶挤压机构位于沟槽凸轮的上方，且与基座固定连接，胶水瓶 固定于胶水瓶挤压机构内；针管座位于胶水瓶的下部，且和沟槽凸轮相连；针管 竖直固定在针管座上，其上端位于胶水瓶底部，其下端穿过针管座并通过软管与 喷头相连接。四连杆喷涂摇杆机构则位于沟槽凸轮下方的外侧，其后连杆与基座 固定连接，其前连杆与喷头座固定连接，其上连杆的后端部与其固定于一起的拨 销和沟槽凸轮相连，其下连杆与后连杆、前连杆连接。喷头固定连接在喷头座的 末端。
所述的沟槽凸轮，呈圆筒状结构，其中部有控制针管座上移的导槽，其下部 有控制四连杆喷涂摇杆机构运动的导槽；沟槽凸轮的筒体上端部的缘周竖直固定 有两根拨杆。
所述的胶水瓶挤压机构，包括上定位板、下定位板、内凸轮、压块、拨销， 其中，上定位板和下定位板分别位于胶水瓶瓶身的上部和下部，并与基座固定连 接，上定位板和下定位板的内壁上刻有三个相间120°的槽；内凸轮位于胶水瓶200920066615.9
说明书第3/6页
瓶身的中部，其型腔外表面呈圆形，其型腔内周壁为不连续曲面，内凸轮型腔外 缘上水平固定一拨销；紧贴胶水瓶瓶身竖直放置三片压块，压块的上、下两端分 别置于上定位板和下定位板内壁的槽内，三片压块的外表面与内凸轮型腔的内周 壁相接触。
本实用新型中，当把整个粘贴电阻应变片的自动喷胶装置装配到地应力测试 设备并被送入到地质钻孔测量段后，要对选定的测点部位的钻孔局部壁面(工作 面)进行应力解除并粘贴应变片(花)时，可启动微型减速电机，微型减速电机 按照预定的方向做逆时针旋转运动(从上往下俯视)，向工作面喷胶工作启动； 微型减速电机的输出端通过齿轮副带动沟槽凸轮做顺时针旋转运动，这时，与针 管座固定连接在一起的拨销开始沿沟槽凸轮筒体中部的导槽向上运动，从而推动 针管座上移，针管向上插入胶水瓶使胶水出流通道被打通；与此同时，沟槽凸轮 筒体上端部缘周上的其中一根拨杆推动内凸轮型腔外缘上的拨销，从而带动内凸 轮做旋转运动，使紧贴胶水瓶瓶身的三片压块做向心运动而挤压胶水瓶，这样， 在胶水瓶被不断挤压的过程中，胶水通过针管及与喷头相连接的软管流向喷头； 另一方面，与四连杆喷涂摇杆机构上连杆后端部固定相连的拨销沿沟槽凸轮下部 的导槽运动，从而推动四连杆喷涂摇杆机构开始动作，在四连杆喷涂摇杆机构前 连杆的带动下，喷头座向工作面靠近并做上、下摆动，从而使喷头向工作面尽可 能均匀地喷涂胶水。当向工作面喷涂胶水结束后，使微型减速电机做顺时针旋转 运动(从上往下俯视)，微型减速电机的输出端通过齿轮副带动沟槽凸轮做逆时 针旋转运动，这时，沟槽凸轮筒体上端部缘周上的另一根拨杆将推动内凸轮型腔 外缘上的拨销，并带动内凸轮做反向旋转运动而逐渐恢复至初始位置，整个喷涂 胶工作结束。
为了保证向工作面喷胶的效果，可以并行设置两套四连杆喷涂摇杆机构、喷 头、针管和软管，这样可以有两个喷头同时向工作面喷胶，以使在工作面上喷涂 的粘结剂能尽可能均匀。
本实用新型的主要特点是，巧妙运用摇杆机构的动作原理设计了控制喷头动 作的机构，利用沟槽凸轮的特殊结构实现了针管刺入胶水瓶使胶水出流管路被打 开和喷头座的局部运动控制。整个装置的结构设计紧凑，体积小，动作灵活可靠， 可以应用于较深钻孔地应力测量工作中直接向工作面粘贴电阻应变片的实际需要，提高地应力测量的效率。
图l为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作详细说明本实施例在以本实用新型 技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实 用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括本实用新型包括基座1、微型减速电机2、 齿轮副3、四连杆喷涂摇杆机构4、胶水瓶5、胶水瓶挤压机构6、针管7、针管 座8、沟槽凸轮9、喷头IO、喷头座ll、软管14，其中，微型减速电机2与沟 槽凸轮9竖直平行地固定在基座1上，微型减速电机2位于基座1的一侧，其输 出端朝下，通过齿轮副3与沟槽凸轮9相连接；胶水瓶挤压机构6位于沟槽凸轮 9的上方，且与基座l固定连接，胶水瓶5固定于胶水瓶挤压机构6内；针管座 8位于胶水瓶5的下部，通过与针管座8固定连接在一起的拨销15和沟槽凸轮9 相连；针管7竖直固定在针管座8上，其上端位于胶水瓶5的底部，其下端穿过 针管座8并通过软管14与喷头10相连接。四连杆喷涂摇杆机构4则位于沟槽凸 轮9下方的外侧，其后连杆401与基座1固定连接，其前连杆402与喷头座11 固定连接，其上连杆403的后端部通过与其固定在一起的拨销405和沟槽凸轮9 相连，其下连杆404与后连杆401、前连杆402连接。喷头10固定连接在喷头 座11的末端。
所述的沟槽凸轮9，呈圆筒状结构，其中部有控制针管座8上移的导槽901， 其下部有控制四连杆喷涂摇杆机构4运动的导槽902;沟槽凸轮9的筒体上端部 的缘周竖直固定有两个拨杆903和904。
所述的胶水瓶挤压机构6，包括上定位板604、下定位板606、内凸轮605、 三片压块601、 602、 603、拨销607，其中，上定位板604和下定位板606分别 位于胶水瓶5瓶身的上部和下部，并与基座1固定连接，上定位板604和下定位 板606的内壁上刻有三个相间120°的槽；内凸轮605位于胶水瓶5瓶身的中部， 其型腔外表面呈圆形，其型腔内周壁为不连续曲面，内凸轮605型腔外缘上水平 固定一拨销607;紧贴胶水瓶5瓶身竖直分别设置有三片压块601、压块602和
6压块603，三片压块601、 602和603的上、下两端分别置于上定位板604和下 定位板606内壁的槽内，三片压块的外表面与内凸轮605型腔的内周壁相接触。
本实用新型中，当把整个粘贴电阻应变片的自动喷胶装置装配到地应力测试 设备并被送入到地质钻孔测量段后，要对选定的测点部位的钻孔局部壁面(工作 面)进行应力解除并粘贴应变片(花)时，可启动微型减速电机2，微型减速电 机2按照预定的方向做逆时针旋转运动(从上往下俯视)，向工作面喷胶工作启 动；微型减速电机2的输出端通过齿轮副3带动沟槽凸轮9做顺时针旋转运动， 这时，与针管座8固定连接在一起的拨销15开始沿沟槽凸轮9筒体中部的导槽 901向上运动，从而推动针管座8上移，促使针管7向上插入胶水瓶5，胶水出 流通道被打通；与此同时，沟槽凸轮9筒体上端部缘周上的拨杆904推动内凸轮 605型腔外缘上的拨销607，从而带动内凸轮605做旋转运动，使紧贴胶水瓶5 瓶身的压块601、压块602和压块603做向心运动而挤压胶水瓶5，这样，在胶 水瓶5被不断挤压的过程中，胶水通过针管7及软管14流向喷头10;另一方面， 与四连杆喷涂摇杆机构4的上连杆403后端部固定相连的拨销405沿沟槽凸轮9 下部的导槽902运动，从而推动四连杆喷涂摇杆机构4开始动作，在四连杆喷涂 摇杆机构4的前连杆402的带动下，喷头座11向工作面靠近并做上、下摆动， 从而使喷头10向工作面尽可能均匀地喷涂胶水。当向工作面喷涂胶水结束后， 使微型减速电机2做顺时针旋转运动(从上往下俯视)，微型减速电机2的输出 端通过齿轮副3带动沟槽凸轮9做逆时针旋转运动，这时，沟槽凸轮9筒体上端 部缘周上的另一根拨杆903将推动内凸轮605型腔外缘上的拨销607，并带动内 凸轮605做反向旋转运动而逐渐恢复至初始位置，整个喷涂胶工作结束。
本实施例中，微型减速电机2的输出端通过齿轮副3带动沟槽凸轮9做顺时 针旋转运动时，促使针管7向上插入胶水瓶5的过程中，沟槽凸轮9旋转的角度 大约为60°角；之后，促使压块601、压块602和压块603做向心运动挤压胶水 瓶5的过程中，沟槽凸轮9旋转的角度大约为80。角。
本实施例中，可在压块601、压块602和压块603的上部加装反方向的复位 扭簧12，有助于喷涂胶工作结束后压块601、压块602和压块603恢复原位。
本实施例中，可在四连杆喷涂摇杆机构4的下连杆404与基座1之间设置弹 簧13，有助于喷头10做定向摆动。本实施例的结构设计紧凑，动作灵活可靠。整个装置是一个相对独立的组件， 拆装操作简单，可以方便地装配到基于钻孔局部壁面全应力解除法的地应力测试 设备中去，能够在较深钻孔中直接向钻孔局部壁面粘贴电阻应变片(花)，提高 地应力测量的效率。
权利要求1、一种粘贴电阻应变片的自动喷胶装置，其特征在于包括基座、微型减速电机、齿轮副、四连杆喷涂摇杆机构、胶水瓶、胶水瓶挤压机构、针管、针管座、沟槽凸轮、喷头座、喷头、软管，其中，微型减速电机与沟槽凸轮竖直平行地固定在基座上，微型减速电机位于基座的一侧，其输出端朝下，通过齿轮副与沟槽凸轮相连接，胶水瓶挤压机构位于沟槽凸轮的上方，且与基座固定连接，胶水瓶固定于胶水瓶挤压机构内，针管座位于胶水瓶的下部，并和沟槽凸轮相连，针管竖直固定在针管座上，其上端位于胶水瓶底部，其下端穿过针管座并通过软管与喷头相连接；四连杆喷涂摇杆机构则位于沟槽凸轮下方的外侧，其后连杆与基座固定连接，其前连杆与喷头座固定连接，其上连杆的后端部与其固定于一起的拨销和沟槽凸轮相连，其下连杆与后连杆、前连杆连接，喷头固定连接在喷头座的末端。
2、 根据权利要求l所述的粘贴电阻应变片的自动喷胶装置，其特征是，所 述沟槽凸轮，呈圆筒状结构，其中部、下部均设有导槽，沟槽凸轮的筒体上端部 的缘周竖直固定有两根拨杆。
3、 根据权利要求l所述的粘贴电阻应变片的自动喷胶装置，其特征是，所 述的胶水瓶挤压机构，包括上定位板、下定位板、内凸轮、压块、拨销，其中， 上定位板和下定位板分别位于胶水瓶瓶身的上部和下部，并与基座固定连接，上 定位板和下定位板的内壁上有三个相间120。的槽，内凸轮位于胶水瓶瓶身的中 部，内凸轮型腔外缘上水平固定一拨销，紧贴胶水瓶瓶身竖直放置三片压块，压 块的上、下两端分别置于上定位板和下定位板内壁的槽内，三片压块的外表面与 内凸轮型腔的内周壁相接触。
4、 根据权利要求3所述的粘贴电阻应变片的自动喷胶装置，其特征是，所 述内凸轮，其型腔外表面呈圆形，其型腔内周壁为曲面。
5、 根据权利要求3所述的粘贴电阻应变片的自动喷胶装置，其特征是，所 述三片压块的上部设置反方向的复位扭簧。
6、 根据权利要求l所述的粘贴电阻应变片的自动喷胶装置，其特征是，所 述四连杆喷涂摇杆机构的下连杆与基座之间设置弹簧。
专利摘要本实用新型涉及一种岩石应力测量技术领域的粘贴电阻应变片的自动喷胶装置。包括基座、微型减速电机、齿轮副、四连杆喷涂摇杆机构、胶水瓶、胶水瓶挤压机构、针管、针管座、沟槽凸轮、喷头座、喷头、软管。微型减速电机竖直固定在基座上，其输出端朝下并通过齿轮副与沟槽凸轮相连接；胶水瓶固定在位于沟槽凸轮上方的胶水瓶挤压机构内，其下部的针管座通过与其固定连接在一起的拨销和沟槽凸轮相连；竖直固定在针管座上的针管通过软管与喷头相连接；控制喷头动作的四连杆喷涂摇杆机构则位于沟槽凸轮下方的外侧。本实用新型可应用于钻孔局部壁面应力全解除法岩石应力测量中，直接向工作面自动喷涂粘结剂的需要，提高地应力测量的效率。
文档编号B05C11/00GK201366395SQ20092006661
公开日2009年12月23日 申请日期2009年1月8日 优先权日2009年1月8日
发明者侯明勋, 涂光骞, 葛修润 申请人:上海交通大学