一种百格测试装置的制作方法

1.本发明涉及骨植入物测试领域，具体为一种百格测试装置。


背景技术：

2.骨科植入物主要包括骨接合植入物以及关节植入物，如接骨板、接骨螺钉、髓内钉、脊柱内固定植入物、人工关节等。按使用部位不同可以分为创伤类、脊柱类、关节类和其他，而骨植入物在实际运用时需要对其进行划痕测试。
3.公开号为cn108548777b提供的一种耐腐蚀工件的自动百格测试装置，涉及工装辅助领域，包括百格刀、机座和控制器，所述机座的内部设有移动机构，机座的上端固定连接有支架，所述移动机构的上端固定连接有放置机构，所述支架顶部的下端中心位置与第一电机固定连接，所述第一电机的输出轴与百格机构键连接，所述百格刀固定在百格机构上，所述控制器与第一电机、百格机构、移动机构和放置机构电性连接。此现有技术通过改变底座的高度达到改变百格刀对工件的作用力，而底座的高度则是通过气缸改变高度，那么在控制百格刀对工件的作用力时则需要通过传感器进行检测，而在划痕测试时需要保持恒力，那么就需要实时的检测和控制作用力，进而不便于加工。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种百格测试装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种百格测试装置，包括测试台、x-y-z驱动组件和悬浮划痕组件，所述x-y-z驱动组件设置在测试台上，悬浮划痕组件设置在x-y-z驱动组件的执行部件上，那么x-y-z驱动组件能够驱动悬浮划痕组件沿着x-y-z三个方向移动，其中：
7.所述悬浮划痕组件包括悬挂架、直线轴承、百格刀、杠杆施压组件和悬浮牵引组件，所述悬挂架与x-y-z驱动组件的执行部件连接，直线轴承竖直安装在悬挂架上，百格刀配合安装在直线轴承内，而杠杆施压组件设置在百格刀的顶部，杠杆施压组件通过移动放置砝码部件的位置以及砝码的重量来改变对百格刀的法向压力，悬浮牵引组件拉住百格刀，进而使得杠杆施压组件在未放置砝码时处于零重力悬浮状态。
8.优选的，所述杠杆施压组件包括横置杠杆和砝码架，所述横置杠杆与百格刀连接，而横置杠杆的两端分别配合安装有砝码架，并且砝码架能够向着靠近或者远离百格刀的方向位移，进而达到调整对百格刀法向压力的效果。
9.优选的，所述悬浮牵引组件包括导向轮、绳索和铅块，两个所述导向轮分别转动安装在悬挂架的两侧，两根所述绳索的一端与铅块连接，另一端则分别与横置杠杆的两侧连接，并且绳索越过导向轮，使得铅块向下的重力转换成上拉横置杠杆的拉力。
10.优选的，所述杠杆施压组件还包括位置调节机构，用于同步调整两个砝码架的位置。
11.优选的，所述位置调节机构由螺纹套筒和双向丝杆组成，两个所述螺纹套筒分别
与两个砝码架的连接，双向丝杆转动安装在横置杠杆上，双向丝杆两端螺纹旋向相反的部分分别贯穿过两个螺纹套筒并与螺纹套筒之间形成螺纹连接。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
13.本发明通过杠杆施压组件在未放置砝码时处于零重力悬浮状态，那么在改变杠杆施压组件对百格刀产生的法向压力即可调整百格刀对工件的作用力，而百格刀对工件的作用力来源于杠杆施压组件，并且杠杆施压组件产生的法向压力是恒定的，因此能够准确的控制百格刀对工件的作用力，而百格刀能够在竖直方向自由运动且法向力固定，因此在对非平面的工件进行划痕测试时也不需要调整百格刀的位置。
附图说明
14.图1为本发明整体结构的三维示意图；
15.图2为本发明中悬浮划痕组件的三维示意图；
16.图3为本发明中杠杆施压组件的三维示意图；
17.图中：1测试台、2 x-y-z驱动组件、3悬浮划痕组件、31悬挂架、32直线轴承、33百格刀、34导向轮、35绳索、36铅块、331横置杠杆、332砝码架、333螺纹套筒、334双向丝杆。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.实施例：
20.请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：
21.一种百格测试装置，包括测试台1、x-y-z驱动组件2和悬浮划痕组件3，其中：
22.x-y-z驱动组件2设置在测试台1上，其中x-y-z驱动组件2为两个交叉布置的直线驱动组件和液压缸组成，其中横置的直线驱动组件与纵置的直线驱动组件的执行部件连接，而液压缸则是与横置的直线驱动组件的执行部件连接，其中三自由度驱动组件是本领域技术人员的常规技术手段，在此就不再赘述，悬浮划痕组件3设置在x-y-z驱动组件2的执行部件上，那么x-y-z驱动组件2能够驱动悬浮划痕组件3沿着x-y-z三个方向移动；
23.悬浮划痕组件3包括悬挂架31、直线轴承32、百格刀33、杠杆施压组件和悬浮牵引组件，悬挂架31与x-y-z驱动组件2内的液压缸连接，直线轴承32竖直安装在悬挂架31上，百格刀33配合安装在直线轴承32内并在直线轴承32内形成移动副，而杠杆施压组件设置在百格刀33的顶部，杠杆施压组件通过移动放置砝码部件的位置以及砝码的重量来改变对百格刀33的法向压力，杠杆施压组件包括横置杠杆331和砝码架332，横置杠杆331与百格刀33连接，而横置杠杆331的两端分别配合安装有砝码架332，并且砝码架332能够向着靠近或者远离百格刀33的方向位移，进而达到调整对百格刀33法向压力的效果，调整对百格刀33法向压力的原理为，横置杠杆331作为杠杆元件，设置在横置杠杆331上的砝码架332位置移动之后对横置杠杆331中心处的作用力就会发生变化，而百格刀33位于横置杠杆331的中心处，因此改变砝码架332的位置即可调整对百格刀33的法向压力，并且砝码架332上也可以堆叠
砝码达到改变压力的效果，悬浮牵引组件拉住百格刀33，进而使得杠杆施压组件在未放置砝码时处于零重力悬浮状态，悬浮牵引组件包括导向轮34、绳索35和铅块36，两个导向轮34分别转动安装在悬挂架31的两侧，两根绳索35的一端与铅块36连接，另一端则分别与横置杠杆331的两侧连接，并且绳索35越过导向轮34，使得铅块36向下的重力转换成上拉横置杠杆331的拉力，那么铅块36的重力通过绳索35和导向轮34转换为对横置杠杆331的竖直拉力，那么就能抵消杠杆施压组件的重力、百格刀33的重力、百格刀33升起时与直线轴承32的摩擦力，进而百格刀33处于零重力悬浮状态，那么百格刀33在与工件接触时不会对工件产生作用力；
24.作为优选的实施例杠杆施压组件还包括位置调节机构，用于同步调整两个砝码架332的位置，位置调节机构由螺纹套筒333和双向丝杆334组成，两个螺纹套筒333分别与两个砝码架332的连接，也就是说砝码架332上均设有螺纹套筒333，双向丝杆334转动安装在横置杠杆331上，双向丝杆334两端螺纹旋向相反的部分分别贯穿过两个螺纹套筒333并与螺纹套筒333之间形成螺纹连接，进而双向丝杆334转动时能够驱动两个砝码架332朝着相互靠近或者相互远离的方向运动，并且螺纹传动副还具备自锁特性，避免砝码架332发生移位。
25.本发明的工作原理：在测试台1上设置台虎钳，通过台虎钳夹住待测试的工件，而后转动双向丝杆334，使得两个砝码架33朝着相互远离或者相互靠近的方向运动，力矩等于作用力和力臂长度的乘积，而砝码架33向外侧移动之后力臂长度增加，因此对横置杠杆331中心处的作用力增大，进而达到对百格刀33施加法向压力的效果，此时x-y-z驱动组件2驱动与百格刀33接触，而百格刀33的法向压力为恒定值，那么在百格刀33与工件接触时划痕力恒定，由于百格刀33对工件的作用力与百格刀33的下降距离无关，也就是说即使百格刀33下降距离过大工件也会将其顶起，而百格刀33与直线轴承32之间的摩擦力被悬浮牵引组件抵消，因此百格刀33对工件的作用力为恒定值，因此无需工件调平和预应力接触的工步，便于划痕工作。
26.并且加减砝码架332上的砝码即可对百格刀33的法向作用力进行调整。
27.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。