【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料测试，特别涉及一种自动上样的复合材料断裂韧性测试系统和方法。
技术介绍
1、复合材料是制备飞行器的一种重要材料，具有密度低、强度高的优异性能。复合材料是由多种材料沿厚度方向复合形成的，因此，对其i型层间断裂韧性测试具有重要意义。
2、相关技术中，i型层间断裂韧性测试主要通过样品试验机进行，在试验机进行测试前，样品需要通过机械臂放置到试验机的固定位置。但是，机械臂无法保证样品以最佳位姿安装在试验机上。
3、因此，针对上述不足，急需一种能够保证样品以最佳位姿安装在试验机上的断裂韧性测试系统和方法。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种自动上样的复合材料断裂韧性测试系统和方法，能够保证样品以最佳位姿安装在试验机上。
2、第一方面，本专利技术实施例提供一种自动上样的复合材料断裂韧性测试系统，应用于呈条形的复合材料样品，所述复合材料样品的一端设置有两个加载块，所述复合材料样品夹于两个所述加载块之间，每个所述加载块均穿设有加载轴，两个加载轴所在的平面垂直于所述复合材料样品所在平面；
3、所述系统包括机械臂、试验机、位姿调整装置和控制装置：
4、所述机械臂，用于根据所述控制装置的指令夹取并移动所述复合材料样品；
5、所述试验机，用于对所述复合材料样品进行断裂韧性测试；
6、所述位姿调整装置，包括两个上台面水平的调整平台，两个所述调整平台分别用于放置两个所述加载轴的两端，使所述复合材料样品
7、所述控制装置，预设有所述位姿调整装置和所述试验机的位置信息，所述控制装置用于根据所述位姿调整装置和所述试验机的位置信息，控制所述机械臂将调整好位姿的所述复合材料样品移动到所述试验机的预设位置上。
8、在一种可能的设计中，所述位姿调整装置包括两个限位板，两个所述限位板用于限位的面互相平行且垂直于水平面，两个所述限位板可相互靠近或相互远离，两个所述限位板通过互相靠近夹紧所述加载轴，以使两个所述加载轴对齐，以使所述复合材料样品的厚度方向平行于所述限位板用于限位的面。
9、在一种可能的设计中，两个所述调整平台的上台面上均设置有限位凸起，所述限位凸起包括v型槽，所述v型槽的底部与所述调整平台的上台面位于同一水平面，在对所述复合材料样品进行位姿调整时，将一个所述加载块的所述加载轴的两端分别设置于两个所述v型槽的底部，另一个所述加载块的所述加载轴的两端分别设置在两个所述调整平台未设置所述限位凸起的台面上，以对所述复合材料样品沿其厚度方向进行限位。
10、在一种可能的设计中，所述试验机包括上钩爪和下钩爪，所述上钩爪和所述下钩爪分别用于钩住两个所述加载块上的所述加载轴以使所述复合材料样品固定在所述试验机上；
11、所述试验机还包括视觉对中装置，所述视觉对中装置包括两个视频采集器，两个所述视频采集器分别设置于所述上钩爪和所述下钩爪两侧，两个所述视频采集器内置有坐标系，两个所述视频采集器用于在所述复合材料样品安装在所述上钩爪和所述下钩爪上后，在进行断裂韧性测试之前，采集两个所述加载轴的图像信息，并基于所述图像信息和所述坐标系判断所述加载轴的轴线是否水平，以及判断两个所述加载轴所在的平面是否垂直于水平面。
12、在一种可能的设计中，还包括样品制备工装，所述样品制备工装包括第一模板和第二模板，所述第一模板和所述第二模板均包括用于放置所述加载块、所述加载轴和所述复合材料样品的凹槽，所述第一模板和所述第二模板用于将两个所述加载块固定在所述复合材料样品上。
13、第二方面，本专利技术实施例还提供了一种自动上样的复合材料断裂韧性测试方法，基于上述中任一项所述的断裂韧性测试系统，所述方法包括：
14、将两个所述加载轴的两端放置在两个所述调整平台上，以使所述复合材料样品垂直于水平面；
15、所述控制装置根据预设的所述位姿调整装置和所述试验机的位置信息，控制所述机械臂将所述调整平台上垂直于水平面的所述复合材料样品移动到所述试验机的预设位置上。
16、在一种可能的设计中，所述位姿调整装置包括两个限位板，两个所述限位板用于限位的面互相平行且垂直于水平面，两个所述限位板可相互靠近或相互远离；
17、在所述将两个所述加载轴的两端放置在两个所述调整平台上，以使所述复合材料样品垂直于水平面之后，在所述控制装置根据预设的所述位姿调整装置和所述试验机的位置信息，控制所述机械臂将所述调整平台上垂直于水平面的所述复合材料样品移动到所述试验机的预设位置上之前，还包括：
18、控制两个所述限位板互相靠近夹紧所述加载轴，以使两个所述加载轴对齐，以使所述复合材料样品的厚度方向平行于所述限位板用于限位的面。
19、在一种可能的设计中，两个所述调整平台的上台面上均设置有限位凸起，所述限位凸起包括v型槽，所述v型槽的底部与所述调整平台的上台面位于同一水平面；
20、所述将两个所述加载轴的两端放置在两个所述调整平台上，以使所述复合材料样品垂直于水平面，包括：
21、将一个所述加载块的所述加载轴的两端分别设置于两个所述v型槽的底部，另一个所述加载块的所述加载轴的两端分别设置在两个所述调整平台未设置所述限位凸起的台面上，以对所述复合材料样品沿其厚度方向进行限位，同时，以使所述复合材料样品垂直于水平面。
22、在一种可能的设计中，所述试验机包括上钩爪和下钩爪，所述上钩爪和所述下钩爪分别用于钩住两个所述加载块上的所述加载轴以使所述复合材料样品固定在所述试验机上；
23、所述试验机还包括视觉对中装置，所述视觉对中装置包括两个视频采集器，两个所述视频采集器分别设置于所述上钩爪和所述下钩爪两侧，两个所述视频采集器内置有坐标系；
24、在所述控制装置根据预设的所述位姿调整装置和所述试验机的位置信息，控制所述机械臂将所述调整平台上垂直于水平面的所述复合材料样品移动到所述试验机的预设位置上之后，还包括：
25、利用两个所述视频采集器采集两个所述加载轴的图像信息，并基于所述图像信息和所述坐标系判断所述加载轴的轴线是否水平，以及判断两个所述加载轴所在的平面是否垂直于水平面。
26、在一种可能的设计中，所述断裂韧性测试系统还包括样品制备工装，所述样品制备工装包括第一模板和第二模板，所述第一模板和所述第二模板均包括用于放置所述加载块、所述加载轴和所述复合材料样品的凹槽；
27、在所述将两个所述加载轴的两端放置在两个所述调整平台上，以使所述复合材料样品垂直于水平面之前，还包括：
28、利用所述第一模板和所述第二模板将两个所述加载块固定在所述复合材料样品上。
29、本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：
30、在本实施例中，控制装置中预设有位姿调整装置和试验机的位置信息，根据位姿调整装置和试验机的位置信息，控制装置能够控制机械臂精准抓取位姿调整装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自动上样的复合材料断裂韧性测试系统，其特征在于，应用于呈条形的复合材料样品，所述复合材料样品的一端设置有两个加载块，所述复合材料样品夹于两个所述加载块之间，每个所述加载块均穿设有加载轴，两个加载轴所在的平面垂直于所述复合材料样品所在平面；
2.根据权利要求1所述的断裂韧性测试系统，其特征在于，所述位姿调整装置包括两个限位板，两个所述限位板用于限位的面互相平行且垂直于水平面，两个所述限位板可相互靠近或相互远离，两个所述限位板通过互相靠近夹紧所述加载轴，以使两个所述加载轴对齐，以使所述复合材料样品的厚度方向平行于所述限位板用于限位的面。
3.根据权利要求1所述的断裂韧性测试系统，其特征在于，两个所述调整平台的上台面上均设置有限位凸起，所述限位凸起包括V型槽，所述V型槽的底部与所述调整平台的上台面位于同一水平面，在对所述复合材料样品进行位姿调整时，将一个所述加载块的所述加载轴的两端分别设置于两个所述V型槽的底部，另一个所述加载块的所述加载轴的两端分别设置在两个所述调整平台未设置所述限位凸起的台面上，以对所述复合材料样品沿其厚度方向进行限位。
5.根据权利要求1所述的断裂韧性测试系统，其特征在于，还包括样品制备工装，所述样品制备工装包括第一模板和第二模板，所述第一模板和所述第二模板均包括用于放置所述加载块、所述加载轴和所述复合材料样品的凹槽，所述第一模板和所述第二模板用于将两个所述加载块固定在所述复合材料样品上。
6.一种自动上样的复合材料断裂韧性测试方法，其特征在于，基于权利要求1-5中任一项所述的断裂韧性测试系统，所述方法包括：
7.根据权利要求6所述的断裂韧性测试方法，其特征在于，所述位姿调整装置包括两个限位板，两个所述限位板用于限位的面互相平行且垂直于水平面，两个所述限位板可相互靠近或相互远离；
8.根据权利要求6所述的断裂韧性测试方法，其特征在于，两个所述调整平台的上台面上均设置有限位凸起，所述限位凸起包括V型槽，所述V型槽的底部与所述调整平台的上台面位于同一水平面；
9.根据权利要求6所述的断裂韧性测试方法，其特征在于，所述试验机包括上钩爪和下钩爪，所述上钩爪和所述下钩爪分别用于钩住两个所述加载块上的所述加载轴以使所述复合材料样品固定在所述试验机上；
10.根据权利要求6所述的断裂韧性测试方法，其特征在于，所述断裂韧性测试系统还包括样品制备工装，所述样品制备工装包括第一模板和第二模板，所述第一模板和所述第二模板均包括用于放置所述加载块、所述加载轴和所述复合材料样品的凹槽；
...【技术特征摘要】
1.一种自动上样的复合材料断裂韧性测试系统，其特征在于，应用于呈条形的复合材料样品，所述复合材料样品的一端设置有两个加载块，所述复合材料样品夹于两个所述加载块之间，每个所述加载块均穿设有加载轴，两个加载轴所在的平面垂直于所述复合材料样品所在平面；
2.根据权利要求1所述的断裂韧性测试系统，其特征在于，所述位姿调整装置包括两个限位板，两个所述限位板用于限位的面互相平行且垂直于水平面，两个所述限位板可相互靠近或相互远离，两个所述限位板通过互相靠近夹紧所述加载轴，以使两个所述加载轴对齐，以使所述复合材料样品的厚度方向平行于所述限位板用于限位的面。
3.根据权利要求1所述的断裂韧性测试系统，其特征在于，两个所述调整平台的上台面上均设置有限位凸起，所述限位凸起包括v型槽，所述v型槽的底部与所述调整平台的上台面位于同一水平面，在对所述复合材料样品进行位姿调整时，将一个所述加载块的所述加载轴的两端分别设置于两个所述v型槽的底部，另一个所述加载块的所述加载轴的两端分别设置在两个所述调整平台未设置所述限位凸起的台面上，以对所述复合材料样品沿其厚度方向进行限位。
4.根据权利要求1所述的断裂韧性测试系统，其特征在于，所述试验机包括上钩爪和下钩爪，所述上钩爪和所述下钩爪分别用于钩住两个所述加载块上的所述加载轴以使所述复合材料样品固定在所述试验机上；
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯煜博，蔡培雄，黄建，赵明，
申请(专利权)人：南京玻璃纤维研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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