一种多功能全电直驱平面双轴测试装置的制作方法

本发明涉及一种多功能全电直驱平面双轴测试装置。

背景技术：

1、市面的常见的拉伸测试装置，主要有机械式和液压式两种。

2、机械式主要是利用伺服电机带动丝杠实现对被测工件的反复拉伸，实现对工件的疲劳度检测。但是这种设备，天生存在三个缺点，

3、1. 精度低：

4、普通的伺服电机带动丝杆的驱动方式无法满足日益提高的试验精度要求，这是该传动本身的缺陷造成，其原理是通过丝杆将电机的转动转化为直线运动，而丝杆和螺母间有本身就有误差间隙，且有摩擦，使用久了会磨损导致精度更加低。而双轴拉压测试试验对四个动力源的同步性要求较高——同步精度高于0.1mm；另外机械式实现两轴同步的方法一般为用机械连杆机构，精度低、不方便调节且寿命短。

5、2. 速度低：

6、受限于其结构，其性能只能满足慢应变速率拉伸或蠕变

7、3. 结构复杂

8、需要中间传动和各种机械结构间配合

9、液压式通过液压马达作为驱动件、液压油作为中间传递介质以及液压缸作为执行元件。可以实现较大力的加载，但是也存在很多不可克服的缺点，

10、1. 精度较低：

11、液压驱动的本质也是通过液压油作为中间传递介质，液压油本身有可压缩性，且其受温度影响较大，导致控制输出精度比较困难

12、2. 可控制范围内的速度不高：

13、液压通过蓄能器可以实现高度射击，但是其过程是不可控的，也就是说要实现双轴的同步试验不可能实现；而通过伺服控制的液压系统其速度和精度只能达到静拉伸或压缩的试验要求

14、3. 结构复杂：

15、需配备整个液压系统，而一套液压系统是比较庞大而且复杂的。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种多功能全电直驱平面双轴测试装置，精度高、速度高、结构简单。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多功能全电直驱平面双轴测试装置，包括底座和设置在底座上的机台，所述机台中间位置设置有夹具，所述夹具内设置有待测零件，所述机台的周圈设置数个加载机构，所述加载机构为直线电机，所述直线电机包括外壳、定子和动子，所述外壳固定在所述机台上，所述外壳上设置有数个向着所述夹具的通道，所述定子固定在所述通道内，所述动子相对所述定子滑动，所述定子上设置有线圈，所述动子上设置有磁体，所述动子的前端设置有工作头，所述工作头与所述待测零件相配合。使用时，给直线电机通电，直线电机定子中产生磁场，这个磁场吸引动子上的磁体，使得动子产生动力，让动子直接产生直线运动，这个直线运动通过动子前端的工作头对待测零件产生作用。相比于原有的测试装置，本发明存在三个优势，1.精度高，相对于原有机械式的测试装置，本发明动子直接与工作头连接，不存在机械式测试装置中丝杆和螺母这样的结构，所以不会有间隙，也不像液压式的测试装置，存在液压油收到温度影响，导致误差。2.速度高，我们直接通过定子带动动子直线运动的方式，不存在机械式测试装置中大减速比的丝杠螺母机构，也不像液压式的测试装置，在高速运动时，过程不可控。3.结构简单，相比于机械式的测试装置，我们无须配备丝杠螺母这样的减速机构。相比于液压测试装置，我们也无须配备油箱和各种阀门，所以我们的设备结构大大简化。

3、上述技术方案中，优选的，所述直线电机有四台，四台所述直线电机沿着所述机台的周向均匀分布。这样的机构，可以让设备测试零件同时在两个方向受力或受冲击时的状态。

4、上述技术方案中，优选的，所述动子的两侧固定在滑块上，所述外壳内设置有滑轨，所述滑块滑动连接在所述滑轨上。动子这种连接方式，可以与定子不接触，大大减少定子和动子之间的摩擦力。

5、上述技术方案中，优选的，每侧的所述滑块有两个。这样可以让滑块的运行更加稳定。

6、上述技术方案中，优选的，所述工作头为夹头，所述夹头夹紧所述待测零件。采用夹头作为工作头，可以测试工件的抗拉疲劳强度。

7、上述技术方案中，优选的，所述工作头包括缸体，所述缸体一端滑动连接有冲头，所述冲头与所述待测零件相配合，所述缸体的另一端滑动连接有顶块，所述顶块连接在所述动子上，所述顶块与所述冲头之间具有一定的距离。这种工作头，使用时，通过给定子通电，动子带动顶块前进，加速到一定速度时，撞击到冲头上，然后冲头再与固定在夹具上待测零件发生冲击，这样的工作头，可以模拟零件受冲击时的状态。这是采用直线电机的独有优势，无论采用机械式还是液压式测试装置，都无法产生足够的速度模拟冲击场景。

8、上述技术方案中，优选的，所述冲头和所述顶块之间的距离是30mm到70mm。冲头和顶块之间需要足够的距离，让动子产生足够的速度。

9、上述技术方案中，具体的，所述顶块加速到与所述冲头撞击时的速度为4m/s。

10、本发明的有益效果是：相比于原有的测试装置，本发明存在三个优势，1.精度高，相对于原有机械式的测试装置，本发明动子直接与工作头连接，不存在机械式测试装置中丝杆和螺母这样的结构，所以不会有间隙，也不像液压式的测试装置，存在液压油收到温度影响，导致误差。2.速度高，我们直接通过定子带动动子直线运动的方式，不存在机械式测试装置中大减速比的丝杠螺母机构，也不像液压式的测试装置，在高速运动时，过程不可控。3.结构简单，相比于机械式的测试装置，我们无须配备丝杠螺母这样的减速机构。相比于液压测试装置，我们也无须配备油箱和各种阀门，所以我们的设备结构大大简化。

技术特征：

1.一种多功能全电直驱平面双轴测试装置，包括底座和设置在底座上的机台，所述机台中间位置设置有夹具，所述夹具内设置有待测零件，所述机台的周圈设置数个加载机构，其特征在于：所述加载机构为直线电机，所述直线电机包括外壳、定子和动子，所述外壳固定在所述机台上，所述外壳上设置有数个向着所述夹具的通道，所述定子固定在所述通道内，所述动子相对所述定子滑动，所述定子上设置有线圈，所述动子上设置有磁体，所述动子的前端设置有工作头，所述工作头与所述待测零件相配合。

2.根据权利要求1所述的一种功能全电直驱平面双轴测试装置，其特征在于：所述直线电机有四台，四台所述直线电机沿着所述机台的周向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种功能全电直驱平面双轴测试装置，其特征在于：所述动子的两侧固定在滑块上，所述外壳内设置有滑轨，所述滑块滑动连接在所述滑轨上。

4.根据权利要求3所述的一种功能全电直驱平面双轴测试装置，其特征在于：每侧的所述滑块有两个。

5.根据权利要求1所述的一种功能全电直驱平面双轴测试装置，其特征在于：所述工作头为夹头，所述夹头夹紧所述待测零件。

6.根据权利要求1所述的一种功能全电直驱平面双轴测试装置，其特征在于：所述工作头包括缸体，所述缸体一端滑动连接有冲头，所述冲头与所述待测零件相配合，所述缸体的另一端滑动连接有顶块，所述顶块连接在所述动子上，所述顶块与所述冲头之间具有一定的距离。

7.根据权利要求6所述的一种功能全电直驱平面双轴测试装置，其特征在于：所述冲头和所述顶块之间的距离是30mm到70mm。

8.根据权利要求7所述的一种功能全电直驱平面双轴测试装置，其特征在于：所述顶块加速到与所述冲头撞击时的速度为4m/s。

技术总结
本发明公开了一种多功能全电直驱平面双轴测试装置，包括底座和设置在底座上的机台，所述机台中间位置设置有夹具，所述夹具内设置有待测零件，所述机台的周圈设置数个加载机构，所述加载机构为直线电机，所述直线电机包括外壳、定子和动子，所述外壳固定在所述机台上，所述外壳上设置有数个向着所述夹具的通道，所述定子固定在所述通道内，所述动子相对所述定子滑动，所述定子上设置有线圈，所述动子上设置有磁体，所述动子的前端设置有工作头，所述工作头与所述待测零件相配合。使用时，给直线电机通电，直线电机定子中产生磁场，这个磁场吸引动子上的磁体，使得动子产生动力，让动子直接产生直线运动，这个直线运动通过动子前端的工作头对待测零件产生作用。

技术研发人员：方涛,付应乾,董新龙,单俊杰,丁志恒
受保护的技术使用者：策仕（宁波）工业技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12