一种用于测量玻纤抗拉强度的装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种检测装置，尤其是涉及一种用于测试玻纤抗拉强度的装置。


背景技术：

2.玻纤即玻璃纤维，玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好和机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。
3.中国专利公告号为cn213148555u的专利公告了一种玻璃纤维抗拉检测装置，包括安装底座，所述安装底座的顶部固定安装有安装基板，所述安装基板的顶部固定安装有固定连接板，所述安装基板的顶部滑动连接有滑动连接板，所述安装基板的顶部固定安装有安装支板，所述安装支板的右侧固定安装有压力检测器，所述安装支板的右侧固定安装有与滑动连接板固定连接的电动推杆。该玻璃纤维抗拉检测装置，通过设置压力检测器，当使用者在使用时，使用者首先可以将玻璃纤维丝从固定连接板和滑动连接板的前侧放入至连接通孔的内部，玻璃纤维丝位于连接插块和配合块之间，启动电机，此时电机带动转动轴转动，转动轴带动连接管转动，连接管在连接圈的作用下向底部转动，连接管带动连接插块向底部转动并插入至配合块的内部，此时玻璃纤维丝被连接插块压紧于配合块的内部，从而完成对玻璃纤维丝的固定。
4.现有技术存在以下问题：通过连接插块使玻璃纤维丝被压紧于配合块，实际操作中，由于玻纤材料直径小脆性大，在夹紧过程中极易碎裂，可操作性不强。


技术实现要素：

5.本实用新型主要解决现有技术中测量抗拉强度的装置在固定玻纤的过程中容易将其夹碎这个技术问题，提供一种用于测试玻纤抗拉强度的装置。
6.为了解决上述技术问题实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种用于测试玻纤抗拉强度的装置，包括架体、夹持机构、间距调整机构和检测机构，所述夹持机构包括两个夹头，两个所述夹头上均连接有用于柔性固定玻纤的柔性连接件，至少一所述夹头与所述间距调整机构连接，所述间距调整机构用于调整两所述夹头间的间距，其中一个所述夹头与用于检测玻纤受到的拉力值的检测机构连接。
7.在一可实施方式中，所述柔性连接件粘接连接于玻纤，两个所述夹头通过夹持柔性连接件对玻纤施加拉力。
8.在一可实施方式中，两个所述柔性连接件通过裁剪部连接形成柔性载体，通过对所述裁剪部的裁剪，以使两个所述柔性连接件形成分离状态。
9.在一可实施方式中，所述柔性载体上开设有观察槽，玻纤的变形区投影在所述观察槽内。
10.在一可实施方式中，所述裁剪部上间隔开设有若干通孔，所有所述通孔连线形成断开线。
11.在一可实施方式中，所述夹头连接有用于调整所述夹头闭合速度的调速阀。
12.在一可实施方式中，两个所述夹头沿所述架体的竖直方向固定连接在所述架体的两端，所述间距调整机构与任一所述夹头连接。
13.在一可实施方式中，所述间距调整机构包括滑移座，所述滑移座固定安装在所述架体内侧的底部；
14.丝杆，所述丝杆沿竖直方向安装在所述滑移座内；
15.驱动件，所述驱动件固定安装在所述滑移座上，所述驱动件连接所述丝杆，用于驱动所述丝杆转动；
16.滑移块，所述滑移块连接所述丝杆，在所述驱动件的传动下，所述滑移块带动所述夹头相对另一所述夹头相对移动。
17.在一可实施方式中，所述检测机构包括拉力传感器，所述拉力传感器耦接有控制器，所述控制器用于接收所述拉力传感器发出的拉力信号，所述控制器将拉力信号传输至与其连接的显示屏，所述显示屏用于反馈玻纤受到的拉力。
18.在一可实施方式中，所述柔性连接件包括至少一组用于将玻纤包裹在内的缓冲单元，所述夹头通过缓冲单元夹持固定玻纤。
19.相对于现有技术，本实用新型一种用于测试玻纤抗拉强度的装置具有以下有益效果：
20.1.玻纤相较于复合材料最大的区别在于，玻纤的脆性极高，直接使用夹头固定玻纤容易将玻纤端部夹碎，设置柔性连接件连接玻纤，避免玻纤和夹持机构刚性接触，可以减小固定玻纤时，材料被损坏的概率；
21.2.玻纤两端通过粘接的方式连接柔性连接件，首先粘接的方式连接，可以实现稳定连接的同时，又不会对玻纤造成损坏，夹头通过连接柔性连接件对玻纤进行施力，传力稳定且不会损坏玻纤；
22.3.两个柔性连接件通过裁剪部连接形成柔性载体，检测前，需要先将玻纤置于柔性载体上，并将玻纤端部与柔性载体进行固定，将柔性载体端部与夹头进行固定，在检测前再对裁剪部进行裁剪，将两个柔性连接件进行分离，保证柔性载体对玻纤的性能检测不造成干扰；
23.4.检测过程中，可能会需要人工观察玻纤在被拉伸的过程中，变形的情况，在柔性载体上开设观察槽，一方面可以便于操作人员观察玻纤的拉伸情况，另一方面，开设观察槽后，对裁剪部裁剪更加方便，减少裁剪过程中，对玻纤造成的损伤；
24.5.由若干通孔连线组成断开线，断开裁剪部时无需工具裁剪，直接向断开线的两侧施以拉力，即可将柔性载体沿断开线裁开，提供了较大的便利；
25.6.通过调速阀控制夹头的闭合速度，可以在夹持固定玻纤的过程中，将夹持速度控制在一定范围内，可以减少对玻纤的损伤；
26.7.其中一个夹头连接间距调整机构，以控制玻纤一端拉伸，实现抗拉强度的测量，而两个夹头的位置竖直相对，玻纤重力方向和拉力方向一致，检测值最为准确；
27.8.玻纤两端被夹紧后，驱动件启动带动丝杆转动，丝杆转动过程中，带动与之连接的滑移块沿竖直方向移动，又由于其中一个夹头连接滑移块，因此该过程中，两个夹头相背而行拉伸玻纤，直至玻纤被拉断，拉力数据被记录，完成玻纤的抗拉强度试验；
28.9.拉力传感器用于检测玻纤的抗拉强度值，控制器采集拉力传感器的拉力值，显
示器可以实时反馈拉力值，实现对试验数据的实时检测和反馈，便于操作人员更加直观地获取信息；
29.10.固定玻纤位置时，通过柔性连接件将玻纤包裹在内，夹头再对柔性连接件进行夹持固定，柔性连接件起到缓冲和分散应力的作用，该固定方式同样可以达到柔性固定玻纤的作用，减少对玻纤的损伤。
30.因此，本实用新型可以降低玻纤抗拉强度检测前，在固定玻纤位置过程中对玻纤造成损伤的概率。
附图说明
31.附图1是本实用新型实施例1装置的整体结构示意图；
32.附图2是本实用新型实施例1玻纤夹持状态下的结构示意图；
33.附图3是本实用新型实施例1的侧视剖视示意图；
34.附图4是本实用新型实施例1用于体现间距调整机构结构的示意图；
35.附图5是本实用新型实施例2玻纤夹持状态下的结构示意图。
36.图中标号说明：10、架体；20、夹持机构；21、夹头；221、上夹爪；222、下夹爪；23、横向导轨；24、第一滑槽；25、第二螺栓组；26、竖向导轨；27、第二滑槽；28、第一螺栓组；29、调节座；30、间距调整机构；31、滑移座；32、丝杆；33、滑移块；34、安装槽；35、驱动件；40、检测机构；41、拉力传感器；50、柔性连接件；501、断开线；51、观察槽；52、玻纤。
具体实施方式
37.为使本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。
38.实施例1：
39.图1至图4出示了本实用新型一种用于测试玻纤抗拉强度的装置的一种实施例。
40.一种用于测试玻纤抗拉强度的装置，参照图1，包括架体10，架体10内安装有夹持机构20、间距调整机构30和检测机构40，夹持机构20用于固定玻纤52，间距调整机构30连接夹持机构20，用于使夹持机构20对玻纤52进行拉伸，检测机构40用于检测玻纤52受到的拉力值。
41.检测前，用夹持机构20固定玻纤52端部，间距调整机构30启动，通过间距调整机构30移动夹持机构20对玻纤52进行拉伸，拉伸过程中，检测机构40检测玻纤52受到的拉力值，记录玻纤52断裂时的最大拉力值即可。
42.具体的，参照图1和图2，夹持机构20包括两个夹头21，两个夹头21分别为上夹爪221和下夹爪222。夹头21通过柔性连接件50固定玻纤52，玻纤52可以通过胶水粘连于柔性连接件50上，安装玻纤52前，两个柔性连接件50通过裁剪部连接形成柔性载体，柔性载体可以为测试纸。裁剪部表面开设有通孔，通孔等距且水平开设有若干，所有通孔连线形成断开线501。玻纤52固定在柔性连接件50上后，通过裁剪部上的断开线501，两个柔性连接件50分
离。为了观察玻纤52的拉伸状态，柔性载体表面开设有观察槽51，观察槽51为长方形的槽，玻纤52的变形区投影在观察槽51内，这里的变形区指的是玻纤52在测试过程中变形的区域。
43.优选的，玻纤52除了两端固定位置皆投影在观察槽51内，这里的固定位置指的是，玻纤52和柔性载体的连接位置。
44.测试前，先将被测玻纤52的两端粘接在柔性连接件50上，玻纤52除两端以外的部分都露出于观察槽51外。被测玻纤52完成固定后，沿断开线501将柔性载体撕开，直至两个柔性连接件50完全分离，此时，柔性载体分成上下两部分，中间仅有被测玻纤52连接。检测时，夹持机构20分别固定两个柔性连接件50。
45.参照图1和图3，架体10为机箱，架体10内侧的顶部水平安装有横向导轨23，横向导轨23上一侧沿其长度方向开设有第一滑槽24，横向导轨23一侧安装有调节座29，调节座29抵接横向导轨23一侧固定安装有第一t形块，第一t形块与第一滑槽24形状匹配，且第一t形块位于第一滑槽24内，形成防脱出效果的同时，可沿第一滑槽24长度方向滑动。调节座29通过第二螺栓组25与横向导轨23形成固定，第二螺栓组25包括间隔穿设在调节座29上的两个第二螺栓，第二螺栓穿过调节座29后螺纹连接于横向导轨23。上夹爪221固定安装在调节座29上，且位于调节座29远离横向导轨23一侧。
46.架体10内部沿竖直方向安装有竖向导轨26，用于安装间距调整机构30，下夹爪222安装在间距调整机构30上。竖向导轨26一侧沿其长度方向开设有第二滑槽27，间距调整机构30一侧固定安装有第二t形块，第二t形块位于第二滑槽27内，形成防脱出效果的同时，可沿第二滑槽27长度方向滑动，间距调整机构30通过第一螺栓组28与竖向轨道形成固定，第一螺栓组28包括两个第一螺栓，两个第一螺栓间隔穿设在间距调整机构30内，且第一螺栓穿过间距调整机构30后螺纹连接于竖向导轨26。
47.参照图3和图4，间距调整机构30包括滑移座31、丝杆32和滑移块33，第二t形块安装在滑移座31一侧，用于为滑移座31竖直方向的轨迹导向。滑移座31远离竖向导轨26一侧开设有安装槽34，滑移块33位于安装槽34内，其一侧侧壁抵接于安装槽34内壁。丝杆32沿竖直方向穿过滑移块33，丝杆32螺纹连接于滑移块33，且丝杆32两端沿其轴线转动连接于滑移座31。间距调整机构30还包括驱动件35，驱动件35固定安装在滑移座31底部，驱动件35可以为电机。
48.驱动件35连接丝杆32，用于驱动丝杆32转动。下夹爪222固定安装在滑移块33远离滑移座31一侧，且与上夹爪221竖直相对。滑移座31的移动速度可调，速度范围为0.5～2mm/s，优选移动速度为1mm/s。当驱动件35控制丝杆32转动时，由于滑移块33水平方向被限位，仅能沿竖直方向移动，通过上夹爪221和下夹爪222间距的变化，实现对待测玻纤52的拉伸。
49.上夹爪221和下夹爪222皆为气动夹爪，气动夹爪通过换向阀来控制夹爪的开合，同时为了调整夹头21的开合速度，上夹爪221和下夹爪222皆连接有调速阀，为了防止夹爪闭合时速度过快造成被测玻纤52的损伤，上夹爪221和下夹爪222闭合时的动作时间都不少于1s。
50.优选的，换向阀为三位五通换向阀。
51.为了能够准确记录试验数据，检测机构40包括拉力传感器41、控制器和显示器。拉力传感器41的固定端连接架体10，拉力传感器41的检测端连接上夹爪221，用于实时检测被
测玻纤52受到的拉力值，拉力传感器41使用s型拉力传感器41，由于被测玻纤52直径多为100μm以下，拉伸强度不超过1n，因此拉力传感器41的分辨率为0.001n，量程为1-5n，优选量程为2n。控制器耦接于拉力传感器41，用于以一定频率采集拉力传感器41的拉力值，并形成数据信号，优选采集频率大于20次/秒。显示屏耦接于控制器，用于接收数据信号，并形成图像反馈，优选的显示屏为触摸屏，当被测玻纤52发生断裂时，采集到的拉力传感器41的最大值为该被测玻纤52的抗拉强度值。
52.本实施例的实施原理是：测试前，被测玻纤52的两端粘接在柔性载体上，玻纤52除两端以外的部分都露出于观察槽51外。被测玻纤52完成固定后，将柔性载体中部沿断开线501进行分割，直至柔性连接件50水平方向完全断开，此时，柔性载体分成上下两部分，中间仅有被测玻纤52连接。检测时，上夹爪221和下夹爪222分布固定两个柔性连接件50。
53.检测时，启动驱动件35，驱动件35带动丝杆32转动，由于滑移块33水平方向被限位，仅能沿竖直方向移动，丝杆32转动时带动滑移块33竖直向下移动，上夹爪221和下夹爪222之间的间距增大，柔性载体的上下部分向两个方向拉伸，实现对玻纤52的拉伸，控制器实时采集拉力传感器41的拉力值，显示器对拉力值进行实时反馈，当被测玻纤52发生断裂时，采集到的最大拉力值即为该被测玻纤52的抗拉强度值。
54.实施例2：
55.图5出示了本实用新型一种用于测试玻纤抗拉强度的装置的一种实施例。
56.实施例2相对实施例1的区别在于：参照图3和图5，柔性连接件50包括至少一组缓冲单元，用于将玻纤52包裹在内部，夹头21通过缓冲单元夹持固定玻纤52。这里的缓冲单元可以为海绵等具有缓冲作用的柔性材料。
57.优选的，一个柔性连接件50包括两个缓冲单元，两个缓冲单元分别固定安装在一个夹头21开合端的两侧。
58.本实施例的实施原理是：测试前，将上夹爪221和下夹爪222之间的间距调整至适应玻纤52长度的距离，将玻纤52端部置于夹头21内，夹头21缓慢闭合时，通过柔性连接件50抵紧玻纤52，直至将其位置固定。
59.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
60.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
61.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。