多功能材料表面性能试验仪及其控制系统的制作方法

文档序号:19038069发布日期:2019-11-05 22:41阅读:来源:国知局

技术特征:

1.多功能材料表面性能试验仪,其特征在于:包括往复机构(1)、升降机构(2)、测力机头(3)、底座(4)和台阶仪(6),往复机构(1)和升降机构(2)连接在底座(4)上,往复机构(1)设置在升降机构(2)左边,测力机头(3)通过活塞Ⅰ(201)连接在升降机构(2)上,台阶仪(6)连接在往复机构(1)上,测力机头(3)设置在台阶仪(6)和往复机构(1)之间;

所述台阶仪(6)包括机身(601)、活塞Ⅱ(602)、升降丝杠Ⅱ(603)、调整螺母Ⅱ(604)、平面轴承Ⅱ(605)、涡轮Ⅱ(606)、蜗杆Ⅱ(607)、电机(608)、导向支柱Ⅱ(609)、机头(610)、盖(611)、位移传感器(612)、传感器套(613)和限位套(614);

所述机身(601)包括连接部(615)和活塞安装部(616),活塞安装部(616)设置在连接部(615)上端,连接部(615)连接在往复机构(1)上;

所述活塞安装部(616)内设有导向孔Ⅱ(617)、传动室Ⅱ(618)和活塞缸Ⅱ(619),传动室Ⅱ(618)和活塞缸Ⅱ(619)之间设有台阶面Ⅱ(620),传动室Ⅱ(618)连通导向孔Ⅱ(617)和活塞缸Ⅱ(619);

所述机头(610)下端设有活塞安装孔Ⅱ(621),活塞Ⅱ(602)连接在活塞安装孔Ⅱ(621)内,活塞Ⅱ(602)下端连接升降丝杠Ⅱ(603),活塞Ⅱ(602)设置在活塞缸Ⅱ(619)内,涡轮Ⅱ(606)与升降丝杠Ⅱ(603)螺纹连接,涡轮Ⅱ(606)两端面连接有平面轴承Ⅱ(605),涡轮Ⅱ(606)和平面轴承Ⅱ(605)设置在传动室Ⅱ(618)内,平面轴承Ⅱ(605)下表面与台阶面Ⅱ(620)贴合,调整螺母Ⅱ(604)螺纹连接在传动室Ⅱ(618)上端,调整螺母Ⅱ(604)下表面与平面轴承Ⅱ(605)上表面贴合,导向支柱Ⅱ(609)设置在导向孔Ⅱ(617)内,导向支柱Ⅱ(609)外缘与导向孔Ⅱ(617)内壁贴合,导向支柱Ⅱ(609)连接在升降丝杠Ⅱ(603)下端,蜗杆Ⅱ(607)与涡轮Ⅱ(606)啮合,蜗杆Ⅱ(607)一端连电机(608),电机(608)设置在机身(601)外部;

所述机头(610)右端开设有传感器安装孔(622),传感器安装孔(622)两端设有螺纹,限位套(614)连接在传感器安装孔(622)下端螺纹上,传感器套(613)设置在传感器安装孔(622)内,位移传感器(612)设置在传感器套(613)内,位移传感器(612)的触头(623)穿过传感器套(613),触头(623)伸出限位套(614),触头(623)与测力机头(3)上表面贴合,盖(611)连接在传感器安装孔(622)上端螺纹上,所述位移传感器(612)的型号为:京海泉牌 GA0.2型高精度位移传感器。

2.根据权利要求1所述的多功能材料表面性能试验仪,其特征在于:所述往复机构(1)包括机架(101)、往复电机(102)、齿轮齿带(103)、往复丝杠(104)、滑轨(105)和滑台(106),机架(101)上部设有滑轨安装槽(107),滑轨(105)连接在滑轨安装槽(107)内,滑台(106)连接在滑轨(105)内,往复电机(102)设置在机架(101)内,往复丝杠(104)穿过滑台(106),往复丝杠(104)与滑台(106)螺纹连接,往复丝杠(104)水平设置在滑轨安装槽(107)内,往复丝杠(104)与滑轨安装槽(107)转动连接,齿轮齿带(103)连接往复电机(102)和往复丝杠(104)。

3.根据权利要求1所述的多功能材料表面性能试验仪,其特征在于:所述往复机构(1)还包括工作台(5),工作台(5)包括支架(501)、托板(502)、托板手柄(503)、台钳壳体(504)、台钳(505)和台钳手柄(506);

所述支架(501)固定在滑台(106)上,支架(501)上开设有滑槽(507),滑槽(507)水平设置,滑槽(507)与往复丝杠(104)垂直布设,滑槽(507)两端设有挡板(508),托板(502)滑动连接在滑槽(507)内,托板手柄(503)贯穿挡板(508)和托板(502),托板手柄(503)与挡板(508)转动连接,托板手柄(503)与托板(502)螺纹连接,台钳壳体(504)固定在托板(502)上,台钳壳体(504)上开设有台钳安装槽(509),台钳安装槽(509)与滑槽(507)方向一致,台钳安装槽(509)内设有一对台钳(505),台钳手柄(506)贯穿台钳安装槽(509)的壁,台钳手柄(506)一端与台钳连接,台钳手柄(506)与台钳安装槽(509)螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的多功能材料表面性能试验仪,其特征在于:所述升降机构(2)包括活塞Ⅰ(201)、升降丝杠Ⅰ(202)、调整螺母Ⅰ(203)、平面轴承Ⅰ(204)、涡轮Ⅰ(205)、蜗杆Ⅰ(206)、手轮(207)、导向支柱Ⅰ(208)、筒体(209)和加载电机(214);

所述筒体(209)内设有导向孔Ⅰ(210)、传动室Ⅰ(211)和活塞缸Ⅰ(212),传动室Ⅰ(211)和活塞缸Ⅰ(212)之间设有台阶面Ⅰ(213),传动室Ⅰ(211)连通导向孔Ⅰ(210)和活塞缸Ⅰ(212),所述活塞Ⅰ(201)上端连接测力机头(3),活塞Ⅰ(201)下端连接升降丝杠Ⅰ(202),活塞Ⅰ(201)设置在活塞缸Ⅰ(212)内,涡轮Ⅰ(205)与升降丝杠Ⅰ(202)螺纹连接,涡轮Ⅰ(205)两端面连接有平面轴承Ⅰ(204),涡轮Ⅰ(205)和平面轴承Ⅰ(204)设置在传动室Ⅰ(211)内,平面轴承Ⅰ(204)下表面与台阶面Ⅰ(213)贴合,调整螺母Ⅰ(203)螺纹连接在传动室Ⅰ(211)上端,调整螺母Ⅰ(203)下表面与平面轴承Ⅰ(204)上表面贴合,导向支柱Ⅰ(208)设置在导向孔Ⅰ(210)内,导向支柱Ⅰ(208)外缘与导向孔Ⅰ(210)内壁贴合,导向支柱Ⅰ(208)连接在升降丝杠Ⅰ(202)下端,蜗杆Ⅰ(206)穿过筒体(209),蜗杆Ⅰ(206)与涡轮Ⅰ(205)啮合,蜗杆Ⅰ(206)一端连接手轮(207),手轮(207)设置在筒体(209)外部,蜗杆Ⅰ(206)另一端连接加载电机(214)。

5.根据权利要求1所述的多功能材料表面性能试验仪,其特征在于:所述测力机头(3)包括机头体(301)、横梁(302)、短轴(303)、调节螺杆(304)、配重块(305)、连接螺栓(306)、加载杆(307)、销轴(308)、接触头(309)、直线轴承(310)、轴承套(311)、调节螺丝(312)、摩擦力传感器(313)、声信号采集器(314)、加载力传感器(315)和传感器垫块(316);

所述横梁(302)设置在机头体(301)内,横梁(302)中间开设有轴孔(317),轴孔(317)前后方向布设,短轴(303)贯穿轴孔(317),短轴(303)两端连接在机头体(301)上,横梁(302)右端开设有凹槽(318)和传感器安装槽(319),凹槽(318)设置在传感器安装槽(319)上方,配重块(305)设置在凹槽(318)内,配重块(305)外壁与凹槽(318)内壁贴合,调节螺杆(304)两端连接在凹槽(318)内,调节螺杆(304)贯穿配重块(305),调节螺杆(304)与配重块(305)螺纹连接,加载力传感器(315)设置在传感器安装槽(319)内,加载力传感器(315)左端连接横梁(302),传感器垫块(316)连接在加载力传感器(315)下方,横梁(302)前端开设有加载杆安装槽(320),加载杆(307)通过销轴(308)铰接在加载杆安装槽(320)内,加载杆(307)下部连接直线轴承(310),直线轴承(310)外缘连接轴承套(311),轴承套(311)连接在机头体(301)上,轴承套(311)左端设有摩擦力传感器(313),摩擦力传感器(313)上端与机头体(301)连接,摩擦力传感器(313)下部连接有调节螺丝(312),调节螺丝(312)与摩擦力传感器(313)螺纹连接,调节螺丝(312)右端与轴承套(311)连接,加载杆(307)下端连接声信号采集器(314),声信号采集器(314)下端连接接触头(309),连接螺栓(306)穿过机头体(301),连接螺栓(306)下端连接横梁(302),连接螺栓(306)上表面和触头(623)贴合,连接螺栓(306)、加载杆(307)、接触头(309)和触头(623)在同一轴线上,机头体(301)下端设有活塞安装孔Ⅰ(321),活塞Ⅰ(201)连接在活塞安装孔Ⅰ(321)内;

所述加载力传感器(315)为悬臂梁式测力传感器,传感器型号为:永正牌108BA-30Kg;

所述声信号采集器(314)的型号为:SS-20T-6.8E;

所述摩擦力传感器(313)为悬臂梁式测力传感器,传感器型号为:1B-YZ-5Kg。

6.根据权利要求5所述的多功能材料表面性能试验仪,其特征在于:所述接触头(309)为压头、磨头或划针。

7.多功能材料表面性能试验仪的控制系统,其特征在于:包括权利要求1至6任一项所述的多功能材料表面性能试验仪,其中控制系统包括工控计算机(7)、多功能板卡(8)、电机驱动模块(9)和信号采集模块(10),多功能板卡(8)连接工控计算机(7)、电机驱动模块(9)和信号采集模块(10),传感器采集的信号依次通过信号采集模块(10)和多功能板卡(8)传递至工控计算机(7),电机控制信号依次通过工控计算机(7)、多功能板卡(8)和电机驱动模块(9)传递,所述多功能板卡(8)为ISA 总线的多功能模入模出接口卡,型号为:SFISA-7012。

8.根据权利要求7所述的多功能材料表面性能试验仪的控制系统,其特征在于:所述电机驱动模块(9)包括往复电机驱动器(901)、加载电机驱动器(902)和台阶仪电机驱动器(903),往复电机驱动器(901)连接往复电机(102),加载电机驱动器(902)连接加载电机(214),台阶仪电机驱动器(903)连接电机(608)。

9.根据权利要求7所述的多功能材料表面性能试验仪的控制系统,其特征在于:所述信号采集模块(10)包括放大电路板Ⅰ(1001)、放大电路板Ⅱ(1002)和放大电路板Ⅲ(1003),放大电路板Ⅰ(1001)连接摩擦力传感器(313)和加载力传感器(315),放大电路板Ⅱ(1002)连接声信号采集器(314),放大电路板Ⅲ(1003)连接位移传感器(612)。

10.根据权利要求8所述的多功能材料表面性能试验仪的控制系统,其特征在于:所述往复电机驱动器(901)、加载电机驱动器(902)和电机驱动器(903)的型号为:Q3HB64MA。

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