数字控制精密加载机构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于机械测试技术和机械实验领域，是一种数字控制机构，尤其是一种应 用于机械精密测试、传感器精密标定、材料精密测试和机电一体化实验等机械自动测试的 控制和试验装置。
【背景技术】
[0002] 加载机构是机械试验设备的常用机构，它能将电动机或者液压系统的运动转换为 预期的加载运动，只要适当地采用合适的机构设计都可以对被测试的材料或者传感器进行 加载，就可以使被测试的物体得到相应的载荷。但是一般的加载机构在实际应用中也存在 着很大的局限性：不能实现对试验材料的精密定量加载，获得材料的力学（机械）特性；不 能对精密传感器的直接标定，获得精密传感器的标定特性曲线，因而不能应用在重复精度 要求较高的场合。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种数字控制精密加载机构，以实现对试 验材料进行的精密定量加载。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种数字控制精密加载机构，包括 控制器、电动机、传动机构、螺旋副传动机构和弹簧组执行机构，电动机经机械传动带动螺 旋副传动机构的主动件转动，使螺旋副传动机构的从动件进行轴向运动，螺旋副传动机构 的从动件的轴向运动规律由控制器编程并对电动机的运动进行相应控制而确定，该轴向运 动使得弹簧组执行机构对弹簧组进行压缩或拉伸，将弹簧组的压缩量或者拉伸量转变为加 载量，依此驱动被加载物体，并根据所述的轴向运动规律控制被加载物体的加载量、加载速 度和加速度。
[0005] 进一步的，所述的被加载物体的加载量由电动机的旋转角度控制，加载速度由电 动机的旋转角速度控制，加速度由电动机的旋转角加速度控制，对物体的加载和卸载分别 由控制器编程控制电动机的正转和反转完成。
[0006] 更进一步的，当需要控制螺旋副传动机构的从动件的位移为Λ X时，电动机 的旋转角度由运动方程
【主权项】
1. 一种数字控制精密加载机构，其特征在于；包括控制器、电动机、传动机构、螺旋副 传动机构和弹黃组执行机构，电动机经机械传动带动螺旋副传动机构的主动件转动，使螺 旋副传动机构的从动件进行轴向运动，螺旋副传动机构的从动件的轴向运动规律由控制器 编程并对电动机的运动进行相应控制而确定，该轴向运动使得弹黃组执行机构对弹黃组进 行压缩或拉伸，将弹黃组的压缩量或者拉伸量转变为加载量，依此驱动被加载物体，并根据 所述的轴向运动规律控制被加载物体的加载量、加载速度和加速度。
2. 如权利要求1所述的数字控制精密加载机构，其特征在于：所述的被加载物体的加 载量由电动机的旋转角度控制，加载速度由电动机的旋转角速度控制，加速度由电动机的 旋转角加速度控制，对物体的加载和卸载分别由控制器编程控制电动机的正转和反转完 成。
3. 如权利要求2所述的数字控制精密加载机构，其特征在于：当需要控制螺旋副传动 机构的从动件的位移为AX时，电动机的旋转角度由运动方程
所确定， 此时被加载物体的加载量由方程
所确定； 其中： AX;螺旋副传动机构的从动件的位移； F:被加载物体的加载量； 中1 :电动机的旋转角度； ^ .齿轮传动的传动比； t。：螺旋副传动机构的基本导程； K。;弹黃组中单个弹黃的刚度系数； n:;弹黃组中的弹黃个数。
4. 如权利要求1-3任一项所述的数字控制精密加载机构，其特征在于；电动机与螺旋 副传动机构安装于支撑板上且位于支撑板的同一侧。
5. 如权利要求1-3任一项所述的数字控制精密加载机构，其特征在于；在弹黃组执行 机构的左右两侧分别安装压缩弹黃组，或者在螺旋副传动机构的从动件的左右两侧分别安 装拉伸弹黃组；使得螺旋副传动机构的从动件带动弹黃组执行机构对弹黃组进行压缩或拉 伸，通过压缩弹黃组或拉伸弹黃组，将螺旋副传动机构的从动件的位移转换为拉力或压力， 该拉力或压力经拉杆作用于被加载物体，完成对被加载物体的预定加载，实现双向加载，压 缩或拉伸。
6. 如权利要求1-3任一项所述的数字控制精密加载机构，其特征在于；在螺旋副传动 机构的从动件的左侧或右两侧安装压缩弹黃组或拉伸弹黃组；使得螺旋副传动机构的从动 件带动弹黃组执行机构对弹黃组进行压缩或拉伸，通过压缩弹黃组或拉伸弹黃组，将螺旋 副传动机构的从动件的位移转换为拉力或压力，该拉力或压力经拉杆作用于被加载物体， 完成对被加载物体的预定加载，实现单向压缩或拉伸。
【专利摘要】一种数字控制精密加载机构，属于机械测试技术和机械实验领域，以解决对试验材料进行的精密定量加载的问题，技术要点是：包括控制器、电动机、传动机构、螺旋副传动机构和弹簧组执行机构，电动机经机械传动带动螺旋副传动机构的主动件转动，使螺旋副传动机构的从动件进行轴向运动，螺旋副传动机构的从动件的轴向运动规律由控制器编程并对电动机的运动进行相应控制而确定，该轴向运动使得弹簧组执行机构对弹簧组进行压缩或拉伸，将弹簧组的压缩量或者拉伸量转变为加载量，依此驱动被加载物体，并根据所述的轴向运动规律控制被加载物体的加载量、加载速度和加速度。本发明有益效果是：控制精度高，可以应用在重复精度要求高的场合。
【IPC分类】G01N3-14
【公开号】CN104792625
【申请号】CN201510226560
【发明人】康晶, 郑琳
【申请人】大连民族学院
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年5月6日