一種摩擦和加壓檢測試驗臺的制作方法
【專利摘要】本發明涉及精密操作技術領域，公開了一種摩擦和加壓檢測試驗臺，包括加壓模塊、摩擦力檢測模塊、平移模塊、升降模塊和旋轉模塊；所述加壓模塊用于進行施加壓力；所述摩擦力檢測模塊設置在加壓模塊的下方，用于夾持試樣并對試樣受到的摩擦力進行檢測和測量；所述平移模塊用于帶動所述摩擦檢測模塊進行水平移動；所述升降模塊用于帶動所述平移模塊以及其上的摩擦力檢測模塊進行升降運動；所述旋轉模塊帶動摩擦件進行轉動，使摩擦件與所述摩擦力檢測模塊上的試樣摩擦配合。本發明能夠實現摩擦力和壓力實時、精確地測量。
【專利說明】
一種摩擦和加壓檢測試驗臺
技術領域
[0001]本發明涉及精密操作技術領域，更具體的說，特別涉及一種摩擦和加壓檢測試驗臺O
【背景技術】
[0002]實驗中為了提高實驗平臺的性能，常常需要對試樣受到的壓力及摩擦力進行實時精準測量，而對壓力精度和摩擦性能進行檢測對于實驗平臺的完善也具有較大的工程意義。因此，有必要對加壓與摩擦力測量裝置進行設計和研制，從而實現實驗過程中壓力和摩擦力的實時、精確測量，并利用研制的實驗裝置對材料性能、實驗現象等進行研究。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于針對現有技術存在的技術問題，提供一種摩擦和加壓檢測試驗臺，能夠實現摩擦力和壓力實時、精確地測量。
[0004]為了解決以上提出的問題，本發明采用的技術方案為:
[0005]一種摩擦和加壓檢測試驗臺，包括加壓模塊、摩擦力檢測模塊、平移模塊、升降模塊和旋轉模塊；
[0006]所述加壓模塊用于進行施加壓力；
[0007]所述摩擦力檢測模塊設置在加壓模塊的下方，用于夾持試樣并對試樣受到的摩擦力進行檢測和測量；
[0008]所述平移模塊用于帶動所述摩擦檢測模塊進行水平移動；
[0009]所述升降模塊用于帶動所述平移模塊以及其上的摩擦力檢測模塊進行升降運動；
[0010]所述旋轉模塊帶動摩擦件進行轉動，使摩擦件與所述摩擦力檢測模塊上的試樣摩擦配合。
[0011]所述加壓模塊包括貫穿式電機、彈簧、壓力傳感器、頂頭和套筒，其中套筒的內側由上至下依次安裝有彈簧、壓力傳感器和頂頭，壓力傳感器與彈簧的下端連接;所述貫穿式電機設置在套筒的上方，其內側絲杠的端部穿過套筒的頂端并連接彈簧的上端。
[0012]所述彈簧的上下兩端分別安裝有第一彈簧片和第二彈簧片，所述貫穿式電機的絲杠連接第一彈簧片，壓力傳感器連接第二彈簧片。
[0013]所述套筒的底端安裝有套筒蓋，所述頂頭的端部穿出套筒蓋;所述貫穿式電機安裝在貫穿電機座上，貫穿電機座上安裝有電機支撐柱。
[0014]所述摩擦力檢測模塊包括杠桿、殼體、懸臂梁壓力傳感器、傳感器座、安裝座、撥片、杠桿塊和十字桿，其中杠桿通過杠桿塊安裝在安裝座上，安裝座安裝在殼體內，杠桿塊與杠桿之間通過十字桿連接;所述杠桿的一端安裝有用于夾持試樣的夾片，所述頂頭端部置于殼體的內側，夾片位于加壓模塊中頂頭端部的正下方;杠桿的中部安裝有撥片，懸臂梁壓力傳感器通過傳感器座安裝在外殼內，所述懸臂梁壓力傳感器與撥片抵觸連接;所述電機支撐柱安裝在外殼上。
[0015]所述杠桿的另一端并位于外殼的外側安裝有配重塊。
[0016]所述平移模塊包括平移殼體、平移滑塊和平移螺桿，其中平移殼體內安裝有平移滑塊，平移螺桿的端部穿過平移殼體并與平移滑塊連接，所述平移滑塊通過連接板與外殼連接。
[0017]所述平移殼體內對稱設置有兩個第一軸承座兩個第一軸承座之間對稱設置兩個與平移滑塊配合的第一光杠;所述平移螺桿通過深溝球軸承固定在第一軸承座中。
[0018]所述升降模塊包括升降殼體、蝸桿、蝸輪、升降滑塊和升降螺桿，其中升降殼體內安裝有相互配合的蝸桿和蝸輪，所述蝸輪連接升降螺桿;所述升降螺桿的外表面套裝有升降滑塊，升降滑塊通過連接塊與平移殼體連接；
[0019]所述升降殼體內還對稱安裝有第二光杠，升降滑塊穿過第二光杠;所述蝸桿穿過升降殼體并安裝在第二軸承座上，其與第二軸承座之間還安裝有第二深溝球軸承。
[0020]所述旋轉模塊包括同步帶、伺服電機、旋轉平臺和旋轉殼體，其中伺服電機安裝在旋轉殼體內，其輸出軸與旋轉平臺之間通過同步帶進行連接，所述旋轉平臺上設置有摩擦件;所述摩擦件位于旋轉殼體的外側，并與試樣的位置相對應。
[0021]與現有技術相比，本發明的有益效果在于:
[0022]本發明綜合測量摩擦過程中壓力和摩擦力的新思路，解決目前現有試驗臺測量影響因子較為單一，不具有綜合性的問題，通過加壓模塊能夠實現連續自動加壓，也實現了壓力的實時調節，通過摩擦力檢測模塊也能夠實現壓力與摩擦力地同步檢測，整個試驗臺的結構簡單，且通過各個模塊之間的配合，使得試驗臺的功能可靠也易于實現；同時采用貫穿式電機能夠較精準地實現無級調速，傳動平穩，具有一定的抗沖擊性。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明摩擦和加壓檢測試驗臺的整體結構示意圖。
[0024]圖2為本發明加壓模塊的結構示意圖。
[0025]圖3為本發明摩擦力檢測模塊的結構示意圖。
[0026]圖4為本發明平移模塊的主視圖。
[0027]圖5為本發明平移模塊的左視圖。
[0028]圖6為本發明升降模塊的結構示意圖。
[0029]附圖標記說明:1_貫穿式電機;2-夾片;3-摩擦件;4-同步帶;5-伺服電機;7-蝸桿；8-蝸輪;9-升降滑塊;10-升降螺桿;11-平移滑塊;12-平移螺桿；13-配重塊;14-杠桿；15-外殼；16-懸臂梁壓力傳感器;17-第一彈簧片；18-彈簧;19-壓力傳感器;20-頂頭;21-套筒蓋；22-套筒;23-第二彈簧片；24-電機支撐柱;26-貫穿電機座;28-傳感器座;29-底蓋;30-安裝座;31-撥片；32-杠桿塊;34-十字桿;37-軸承端蓋;38-第一深溝球軸承；39-第一軸承座；40-連接板;43-第一光杠;44-第二光杠;45-第二軸承座;46-第二深溝球軸承;47-推力球軸承;48-平移殼體;49-升降殼體;50-旋轉平臺。
【具體實施方式】
[0030]為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。
[0031]除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發明。
[0032]參閱圖1所示，本發明提供的一種摩擦和加壓檢測試驗臺，包括加壓模塊、摩擦力檢測模塊、平移模塊、升降模塊和旋轉模塊。
[0033]如附圖2所示，所述加壓模塊用于進行施加壓力，所施加壓力的大小通過電機操縱絲桿的上升和下降來控制。其包括貫穿式電機1、彈簧18、壓力傳感器19、頂頭20、套筒22。
[0034]所述套筒22的內側由上至下依次安裝有彈簧18、壓力傳感器19和頂頭20，壓力傳感器19與彈簧18的下端連接。為了方便安裝，套筒22的底端安裝有套筒蓋21，所述頂頭20的端部穿出套筒蓋21。所述貫穿式電機I設置在套筒22的上方，其內側絲杠的端部穿過套筒22的頂端并連接彈簧18的上端。
[0035]本實施例中，為了安裝和操作方便，貫穿式電機I安裝在貫穿電機座26上，貫穿電機座26上安裝有電機支撐柱24。
[0036]本實施例中，為了保證連接和壓力傳遞的可靠性，彈簧18的上下兩端分別安裝有第一彈簧片17和第二彈簧片23，貫穿式電機I的絲杠連接第一彈簧片17，壓力傳感器19連接第二彈簧片23。所述壓力傳感器19采用紐扣式壓力傳感器，其結構簡單、功能可靠。
[0037]上述中，貫穿式電機I通電起動，其內部絲杠向下旋轉，使第一彈簧片17向下移動，進而壓縮彈簧18，通過第二彈簧片23作用在頂頭20上使其下移。套筒22中的壓力傳感器19應壓力變化并在顯示儀上顯示，即可以實時得到所施加壓力的大小。
[0038]如附圖3所示，摩擦力檢測模塊設置在加壓模塊的下方，用于夾持試樣并對試樣受到的摩擦力進行檢測和測量，其包括杠桿14、殼體15、懸臂梁壓力傳感器16、傳感器座28、安裝座30、撥片31、杠桿塊32、十字桿34。
[0039]所述杠桿14通過杠桿塊32安裝在安裝座30上，安裝座30上安裝在殼體15內，杠桿塊32與杠桿14之間通過十字桿34連接，這樣使杠桿14既可以在豎直方向運動，又可以在水平方向運動。所述杠桿14的一端安裝有用于夾持試樣的夾片2，所述夾片2位于加壓模塊中頂頭20端部的正下方。杠桿14的中部安裝有撥片31，懸臂梁壓力傳感器16通過傳感器座28安裝在外殼15內，所述懸臂梁壓力傳感器16與撥片31抵觸連接。本實施例中，為了安裝方便，安裝座30采用U型座。
[0040]所述電機支撐柱24安裝在外殼15上，頂頭20的端部依次穿過套筒蓋21和外殼15，并置于外殼15內。
[0041]上述中，當頂頭20向下移動，推動杠桿14，利用杠桿原理，使夾片2所夾的試樣向下移動并接觸摩擦件3，其中夾片2與杠桿14通過螺釘連接。撥片31與杠桿14采用螺釘連接，懸臂梁壓力傳感器16與撥片31面接觸。當摩擦件3旋轉時，與試樣接觸產生摩擦力，使杠桿14水平運動，進而撥片31撥動懸臂梁傳感器16，使懸臂梁傳感器16產生變形，通過力臂計算即可推出試樣所受摩擦力的大小。為了安裝方便，外殼15的底端安裝有底蓋29。
[0042]上述中，杠桿14的另一端并位于外殼15的外側安裝有配重塊13，用來在實驗前調節杠桿14的平衡。
[0043]如附圖4和附圖5所示，平移模塊設置在摩擦檢測模塊的下方，用于帶動所述摩擦檢測模塊進行水平移動，進而實現試樣偏心距的調整。在實驗過程中，如果要求試樣與摩擦檢測模塊的中心有一定的偏心距，則通過平移模塊實現偏心距的調節。
[0044]所述平移模塊包括平移殼體48、平移滑塊11、平移螺桿12，其中平移殼體48內安裝有平移滑塊11，平移螺桿12的端部穿過平移殼體48并與平移滑塊11連接，所述平移滑塊11與殼體15上底蓋29連接，即可帶動摩擦力檢測模塊進行移動。
[0045]本實施例中，為了保證平移滑塊11移動的可靠性，平移殼體48內對稱設置有兩個第一軸承座39，兩個第一軸承座39之間對稱設置兩個與平移滑塊11配合的第一光杠43。平移螺桿12通過深溝球軸承38固定在第一軸承座39中，利用軸承端蓋37限制第一深溝球軸承38的運動，這樣可以保證平移螺桿12的轉動平穩。
[0046]上述中，通過平移螺桿12實現平移滑塊11實現水平方向移動，即手動轉動平移螺桿12的手柄，使平移滑塊11沿第一光杠43水平運動。為了保證連接的可靠行，所述平移滑塊11通過連接板40與外殼15的底蓋29連接。
[0047]如附圖6所示，升降模塊設置在平移模塊下方，用于帶動所述平移模塊以及其上的摩擦力檢測模塊進行升降運動。其包括升降殼體49、蝸桿7、蝸輪8、升降滑塊9、升降螺桿10，其中升降殼體49內安裝有相互配合的蝸桿7和蝸輪8，所述蝸輪8連接升降螺桿10。所述升降螺桿10的外表面套裝有升降滑塊9，升降滑塊9通過連接塊與平移殼體48連接。
[0048]本實施例中，升降殼體49內還對稱安裝有第二光杠44，升降滑塊9穿過第二光杠44，即通過第二光杠44進行限位，可以保證升降滑塊9上下進行直線運動。
[0049]上述中，通過轉動蝸桿7使蝸輪8轉動，從而實現空間交錯運動傳動。蝸輪8與升降螺桿10通過鍵連接，從而帶動升降螺桿10旋轉，升降螺桿10與升降殼體49之間利用推力球軸承47保證其旋轉的流暢性。升降螺桿10帶動升降滑塊9進行上下移動，實現平移模塊和摩擦力檢測模塊的升降功能。蝸桿7穿過升降殼體49并安裝在第二軸承座45上，兩者之間還安裝有第二深溝球軸承46，這樣可以保證蝸桿7的轉動平穩。
[0050]所述旋轉模塊(參閱圖1所示)帶動摩擦件3進行轉動，使摩擦件3與所述摩擦力檢測模塊上的試樣產生摩擦力。其包括同步帶4、伺服電機5、旋轉平臺50、旋轉殼體，其中伺服電機5安裝在旋轉殼體內，其輸出軸與旋轉平臺50之間通過同步帶4進行連接，實現動力的傳動。旋轉平臺50上設置有摩擦件3，即伺服電機5工作，通過同步帶4帶動旋轉平臺50進行旋轉，從而帶動摩擦件3進行轉動。所述摩擦件3位于旋轉殼體的外側，并與試樣的位置相對應。
[0051]上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種摩擦和加壓檢測試驗臺，其特征在于:包括加壓模塊、摩擦力檢測模塊、平移模塊、升降模塊和旋轉模塊； 所述加壓模塊用于進行施加壓力； 所述摩擦力檢測模塊設置在加壓模塊的下方，用于夾持試樣并對試樣受到的摩擦力進行檢測和測量； 所述平移模塊用于帶動所述摩擦檢測模塊進行水平移動； 所述升降模塊用于帶動所述平移模塊以及其上的摩擦力檢測模塊進行升降運動； 所述旋轉模塊帶動摩擦件(3)進行轉動，使摩擦件(3)與所述摩擦力檢測模塊上的試樣摩擦配合。2.根據權利要求1所述的摩擦和加壓檢測試驗臺，其特征在于:所述加壓模塊包括貫穿式電機(I)、彈簧(18)、壓力傳感器(19)、頂頭(20)和套筒(22)，其中套筒(22)的內側由上至下依次安裝有彈簧(18)、壓力傳感器(19)和頂頭(20)，壓力傳感器(19)與彈簧(18)的下端連接;所述貫穿式電機(I)設置在套筒(22)的上方，其內側絲杠的端部穿過套筒(22)的頂端并連接彈簧(18)的上端。3.根據權利要求2所述的摩擦和加壓檢測試驗臺，其特征在于:所述彈簧(18)的上下兩端分別安裝有第一彈簧片(17)和第二彈簧片(23)，所述貫穿式電機(I)的絲杠連接第一彈簧片(17)，壓力傳感器(19)連接第二彈簧片(23)。4.根據權利要求2或3所述的摩擦和加壓檢測試驗臺，其特征在于:所述套筒(22)的底端安裝有套筒蓋(21)，所述頂頭(20)的端部穿出套筒蓋(21);所述貫穿式電機(I)安裝在貫穿電機座(26)上，貫穿電機座(26)上安裝有電機支撐柱(24)。5.根據權利要求4所述的摩擦和加壓檢測試驗臺，其特征在于:所述摩擦力檢測模塊包括杠桿(14)、殼體(15)、懸臂梁壓力傳感器(16)、傳感器座(28)、安裝座(30)、撥片(31)、杠桿塊(32)和十字桿(34)，其中杠桿(14)通過杠桿塊(32)安裝在安裝座(30)上，安裝座(30)安裝在殼體(I5)內，杠桿塊(32)與杠桿(14)之間通過十字桿(34)連接;所述杠桿(I4)的一端安裝有用于夾持試樣的夾片(2)，所述頂頭(20)端部置于殼體(15)的內側，夾片(2)位于加壓模塊中頂頭(20)端部的正下方;杠桿(14)的中部安裝有撥片(31)，懸臂梁壓力傳感器(16)通過傳感器座(28)安裝在外殼(15)內，所述懸臂梁壓力傳感器(16)與撥片(31)抵觸連接;所述電機支撐柱(24)安裝在外殼(15)上。6.根據權利要求5所述的摩擦和加壓檢測試驗臺，其特征在于:所述杠桿(14)的另一端并位于外殼(15)的外側安裝有配重塊(13)。7.根據權利要求5或6所述的摩擦和加壓檢測試驗臺，其特征在于:所述平移模塊包括平移殼體(48)、平移滑塊(11)和平移螺桿(12)，其中平移殼體(48)內安裝有平移滑塊(11)，平移螺桿(12)的端部穿過平移殼體(48)并與平移滑塊(11)連接，所述平移滑塊(11)通過連接板(40)與外殼(15)連接。8.根據權利要求7所述的摩擦和加壓檢測試驗臺，其特征在于:所述平移殼體(48)內對稱設置有兩個第一軸承座(39)，兩個第一軸承座(39)之間對稱設置兩個與平移滑塊(11)配合的第一光杠(43);所述平移螺桿(12)通過深溝球軸承(38)固定在第一軸承座(39)中。9.根據權利要求7或8所述的摩擦和加壓檢測試驗臺，其特征在于:所述升降模塊包括升降殼體(49)、蝸桿(7)、蝸輪(8)、升降滑塊(9)和升降螺桿(10)，其中升降殼體(49)內安裝有相互配合的蝸桿(7)和蝸輪(8)，所述蝸輪(8)連接升降螺桿(10);所述升降螺桿(10)的外表面套裝有升降滑塊(9)，升降滑塊(9)通過連接塊與平移殼體(48)連接； 所述升降殼體(49)內還對稱安裝有第二光杠(44)，升降滑塊(9)穿過第二光杠(44);所述蝸桿(7)穿過升降殼體(49)并安裝在第二軸承座(45)上，其與第二軸承座(45)之間還安裝有第二深溝球軸承(46)。10.根據權利要求9所述的摩擦和加壓檢測試驗臺，其特征在于:所述旋轉模塊包括同步帶(4)、伺服電機(5)、旋轉平臺(50)和旋轉殼體，其中伺服電機(5)安裝在旋轉殼體內，其輸出軸與旋轉平臺(50)之間通過同步帶(4)進行連接，所述旋轉平臺(50)上設置有摩擦件(3)；所述摩擦件(3)位于旋轉殼體的外側，并與試樣的位置相對應。
【文檔編號】G01N19/02GK106053334SQ201610361942
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】徐學鋒, 趙晨希, 張廣杰
【申請人】北京林業大學