一种单臂式力学测试机构及单臂式力学试验机制造技术

本发明专利技术公开一种单臂式力学测试机构，包括工作台、被测试样机构、驱动导向机构、横梁机构，驱动导向机构设置于工作台上，横梁机构包括中横梁，中横梁随驱动导向机构驱使上下滑动，被测试样机构相对设置在中横梁、工作台之间，还包括位移传感器和力传感器，中横梁连接力传感器一端，力传感器另一端连接被测试样机构；位移传感器包括主体部件、检测部件；被测试样机构使力传感器受力产生上下变形，检测部件检测上下变形量。本发明专利技术通过力传感器与位移传感器的配合，在被测试样机构使力传感器受力产生上下变形时，检测部件检测被测物拉压机构的实际位移量，通过纯机械的方法消除因反作用力对测量结果的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种单臂式力学测试机构及单臂式力学试验机
本专利技术涉及材料力学试验机结构
，具体涉及一种单臂式力学测试机构及单臂式力学试验机。
技术介绍
单臂力学试验机主要适用于金属及非金属材料的测试，可以对材料进行拉伸、压缩等多种试验。但是目前的单臂力学试验机，在进行拉伸或者压缩试验时，会对横梁有一个反作用力，导致安装拉压装置的横梁会上下变形，由此被测试样实际变形变化值和检测值之间存在误差。目前，对于该误差一般采用计算机补偿，即按照经验或者统计数字在软件中输入补偿值，但是在实际操作中，该误差由于天气、温度，不同被测试样尺寸、材料组成，以及不同拉压测试力大小下非线性变化等影响，该补偿值也不能精确反馈实际变化值和检测值之间存在误差，即使用软件进行补偿仍有较大误差，导致机器最终检测的数值不准确。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术提供了一种单臂式力学试验机，通过力传感器与位移传感器的配合形成闭环，在被测试样机构使力传感器受力产生上下变形时，检测部件检测被测物拉压机构的实际位移量，通过纯机械的方法消除因反作用力对测量结果的影响。本专利技术采用以下技术方案：一种单臂式力学测试机构，包括工作台、被测试样机构、驱动导向机构、横梁机构，驱动导向机构设置于工作台上，横梁机构包括中横梁，中横梁随驱动导向机构驱使上下滑动，被测试样机构相对设置在中横梁、工作台之间，还包括位移传感器和力传感器，中横梁连接力传感器一端，力传感器另一端连接被测试样机构；位移传感器包括主体部件、以及相对主体部件移动将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出的检测部件；主体部件、检测部件分开独立安装在设置被测试样机构端的力传感器和静止的测试机构部件上；力传感器设于被测试样机构、中横梁之间，其受力产生上下变形，检测部件检测实际位移量。作为优选，位移传感器采用电阻式位移传感器、电容式位移传感器、电感式位移传感器、光电式位移传感器、光栅式位移传感器、磁栅式位移传感器、感应同步器、激光位移传感器其中的任意一种。作为优选，所述力传感器为悬臂梁测力传感器或圆柱式测力传感器，并经过修四角误差修正处理。作为优选，静止的测试机构部件包括工作台、上横梁。作为优选，位移传感器采用磁栅式位移传感器，主体部件、检测部件分别为磁栅主尺、扫描头，力传感器为悬臂梁测力传感器，磁栅主尺、扫描头分别固定在悬臂梁测力传感器和工作台上。作为优选，磁栅式位移传感器还包括连接杆，连接杆水平固定在悬臂梁测力传感器可上下变形的前端，磁栅主尺竖直设置且与连接杆固定连接，磁栅主尺与连接杆成直角，检测部件固定于工作台上。作为优选，所述被测物拉压机构包括压力夹持组件，压力夹持组件包括相互对应设置于力传感器下表面的上压盘和设置于工作台的下压盘。作为优选，所述横梁机构包括上横梁，所述被测试样机构还包括拉力测试组件，所述拉力测试组件对应设置于上横梁与力传感器之间，包括设置于上横梁的上挂钩和设置于力传感器上表面的下挂钩。作为优选，还包括保护装置，保护装置包括限制中横梁移动距离的限位开关，所述限位开关通过连接件竖直连接在上横梁，限位开关电性连接测试机构控制器；所述连接件竖直朝向中横梁设置；保护装置还包括过载保护装置，过载保护装置为安装在中横梁上、对力传感器上下变形位移进行限位的顶丝。一种单臂式力学试验机，包括控制电路，采用上述的单臂式力学测试机构。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术检测原理为：通过力传感器与位移传感器的配合形成闭环，即力传感器设于被测试样机构、中横梁之间，当检测机构运作，被测试样机构上压盘受力产生上下变形，将原先横梁的扭曲形变转化为力传感器本身上下的形变，横梁不再发生形变，位移传感器的检测部件与被测试样机构上压盘安装在力传感器相同的形变位移端，使得力传感器的形变位移端的位移量等于拉压机构的因反作用力而产生的反向位移量，从而检测被测物拉压机构的实际位移量，通过纯机械的方法消除因反作用力对测量结果的影响。2、悬臂梁传感器，为了达到弹性体的变形一致，是四角受力平衡，需要磨四角，使不论物品放在哪里，传感器的变形都一致。根据内码磨四角的话，是磨内码小的角，因为弹性体线性小，磨薄一点，变形就大了。3、本力学试验机包括拉力测试组件和压力夹持组件，可以进行拉伸和压缩测试。4、使用了过载保护装置，对力传感器进行过载保护。5、使用了限位开关，防止运动形成太大对设备造成损坏。6、位移传感器可以安装于工作台、连接件和上横梁上，可实现多个方位的测量。附图说明图1为单臂式力学试验机的主视图；图2为单臂式力学试验机的右视图；图3为单臂式力学试验机的俯视图；图4为单臂式力学试验机的左视图。图中，工作台1、被测试样机构2、拉力测试组件21、上挂钩211、下挂钩212、压力夹持组件22、上压盘221、下压盘222、位移传感器3、主体部件301、检测部件302、连接杆303、力传感器4、驱动导向机构5、滚珠丝杠组件51、直线导轨组件52、横梁机构6、上横梁601、中横梁602、限位开关7、连接件701、立柱8、过载保护装置9。具体实施方式为了便于理解本专利技术技术方案，以下结合附图与具体实施例进行详细说明。如图1-4所示，一种单臂式力学测试机构，包括工作台1、被测试样机构2、位移传感器3、力传感器4、驱动导向机构5、横梁机构6、限位开关7、立柱8。本实施例中，位移传感器3采用磁栅式位移传感器。主体部件301、检测部件302分别为磁栅主尺、扫描头。力传感器4为矩形的悬臂梁测力传感器，并经过误差修正处理。检测原理为：力传感器设于被测试样机构、中横梁之间，当检测机构运作，被测试样机构上压盘受力产生上下变形，将原先横梁的形变转化为力传感器本身上下的形变，位移传感器的检测部件与被测试样机构上压盘安装在力传感器相同的形变位移端，从而检测被测物拉压机构的实际位移量，通过纯机械的方法消除因反作用力对测量结果的影响。磁栅主尺、扫描头分别固定在悬臂梁测力传感器和工作台1上。悬臂梁传感器，为了达到弹性体的变形一致，是四角受力平衡，需要磨四角，使不论物品放在哪里，传感器的变形都一致。根据内码磨四角的话，是磨内码小的角，因为弹性体线性小，磨薄一点，变形就大了。所述力学测试机构2包括拉力测试组件21和压力夹持组件22。所述横梁机构6包括上横梁601与中横梁602。所述拉力测试组件21设置于上横梁601与力传感器4之间，压力夹持组件22设置于力传感器4与工作台1之间。所述拉力测试组件21包括设置于上横梁601前端的上挂钩211和设置于力传感器4上表面前端的下挂钩212。所述压力夹持组件22包括设置于力传感器4下表面形变位移前端的上压盘221和设置于工作台1前端的下压盘222。故本力学试验机可以进行拉伸和压缩的力学试验。此外，悬臂梁测力传感器后端固定在中横梁上，悬臂梁测力传感器中间段为受力后产生上下变形。为了使中横梁整个变形转为力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单臂式力学测试机构，包括工作台(1)、被测试样机构(2)、驱动导向机构(5)、横梁机构(6)，驱动导向机构(5)设置于工作台(1)上，横梁机构(6)包括中横梁(602)，中横梁(602)随驱动导向机构(5)驱使上下滑动，被测试样机构(2)相对设置在中横梁(602)、工作台(1)之间，其特征在于，还包括位移传感器(3)和力传感器(4)，中横梁(602)连接力传感器(4)一端，力传感器(4)另一端连接被测试样机构(2)；位移传感器(3)包括主体部件(301)、以及相对主体部件移动将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出的检测部件(302)；主体部件(301)、检测部件(302)分开独立安装在设置被测试样机构(2)端的力传感器(4)和静止的测试机构部件上；力传感器(4)设于被测试样机构(2)、中横梁(602)之间受力产生上下变形，检测部件(302)检测实际位移量。/n

【技术特征摘要】
1.一种单臂式力学测试机构，包括工作台(1)、被测试样机构(2)、驱动导向机构(5)、横梁机构(6)，驱动导向机构(5)设置于工作台(1)上，横梁机构(6)包括中横梁(602)，中横梁(602)随驱动导向机构(5)驱使上下滑动，被测试样机构(2)相对设置在中横梁(602)、工作台(1)之间，其特征在于，还包括位移传感器(3)和力传感器(4)，中横梁(602)连接力传感器(4)一端，力传感器(4)另一端连接被测试样机构(2)；位移传感器(3)包括主体部件(301)、以及相对主体部件移动将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出的检测部件(302)；主体部件(301)、检测部件(302)分开独立安装在设置被测试样机构(2)端的力传感器(4)和静止的测试机构部件上；力传感器(4)设于被测试样机构(2)、中横梁(602)之间受力产生上下变形，检测部件(302)检测实际位移量。


2.根据权利要求1所述的一种单臂式力学测试机构，其特征在于，位移传感器(3)采用电阻式位移传感器、电容式位移传感器、电感式位移传感器、光电式位移传感器、光栅式位移传感器、磁栅式位移传感器、感应同步器、激光位移传感器其中的任意一种。


3.根据权利要求1所述的一种单臂式力学测试机构，其特征在于，所述力传感器(4)为悬臂梁测力传感器或圆柱式测力传感器，并经过修四角误差修正处理。


4.根据权利要求1所述的一种单臂式力学测试机构，其特征在于，静止的测试机构部件包括工作台(1)、上横梁(601)。


5.根据权利要求2或3或4所述的一种单臂式力学测试机构，其特征在于，位移传感器(3)采用磁栅式位移传感器，主体部件(301)、检测部件(302)分别为磁栅主尺、扫描头，力传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯绍信，
申请(专利权)人：浙江定盘星智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33