嵌入式加載與中心形變測量機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械測量技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種嵌入式加載與形變測量機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)械測量中，時常涉及到加載及形變測量。比如測量某物體的局部剛度，如果要測量受力部位的形變，理論上須要測量加載位置的中心，這樣測量出來的結(jié)果才最準(zhǔn)確。但是在實(shí)際情況中，加載位置上置有加載機(jī)構(gòu)，會形成干涉，無法在中心進(jìn)行測量。通常情況下，我們是在最靠近加載位置的地方進(jìn)行測量。但這樣測量出的結(jié)果就不夠準(zhǔn)確，不能為后續(xù)工作提供有效的數(shù)據(jù)保障。嵌入式加載中心形變測量機(jī)構(gòu)便很好地解決了上述問題。
[0003]通常在測量某些零件(如鈑金等)的局部剛度時，須要對該零件的相應(yīng)部位進(jìn)行加載，并測量該部位加載中心的形變量。但是在實(shí)際操作過程中，加載中心置有加載裝置，其形變量無法通過儀表等直接測得。而外圍一些測量結(jié)果不能準(zhǔn)確地反應(yīng)出形變大小，對零件的相關(guān)物理性能便不能很好地掌握。上述問題，是機(jī)械技術(shù)人員急待處理的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種設(shè)計精巧，結(jié)構(gòu)緊湊，測量準(zhǔn)確度提高的嵌入式加載與中心形變測量機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]—種嵌入式加載與中心形變測量機(jī)構(gòu)，包括對被測裝置進(jìn)行加載的加載盤，還包括反映被測位置中心形變量的探針、控制探針前進(jìn)后退的直線加載軸、啟動機(jī)構(gòu)及設(shè)置于探針頂部的位移傳感器；所述啟動機(jī)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸與直線加載軸相連接并帶動直線加載軸運(yùn)動，直線加載軸伸縮控制設(shè)置于其內(nèi)部的探針對被測裝置進(jìn)行形變測量，探針發(fā)生軸向位移，位移傳感器對探針的軸向位移進(jìn)行顯示。
[0006]進(jìn)一步的，所述啟動機(jī)構(gòu)包括接近開關(guān)、伺服電機(jī)、減速機(jī)、導(dǎo)向柱、同步帶輪、同步帶，當(dāng)伺服電機(jī)啟動時，通過減速機(jī)、同步帶輪、同步帶帶動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸作圓周運(yùn)動。接近開關(guān)用于限定直線加載軸的軸向位移；導(dǎo)向柱與外缸體連接，用于對直線加載軸進(jìn)行精確導(dǎo)向。
[0007]進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸與直線加載軸之間還設(shè)置有T型螺紋，將作圓周運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸帶動直線加載軸作直線運(yùn)動。
[0008]進(jìn)一步的，所述直線加載軸上還設(shè)置有輔助探針伸縮的彈簧(6)，所述位移傳感器與探針之間還設(shè)置有用于輔助位移傳感器測量、增加探針頂部的測量面積的測量盤，所述加載盤上還設(shè)置有力傳感器(8)，用于對加載盤的力度進(jìn)行調(diào)節(jié)顯示。
[0009]進(jìn)一步的，所述啟動機(jī)構(gòu)、直線加載軸、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸、測量盤、彈簧均設(shè)置于安裝缸體內(nèi)。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下:
[0011]該機(jī)構(gòu)可以通過安裝缸體與外部裝置連接，配合使用。缸體內(nèi)部裝有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸、直線驅(qū)動軸、彈簧、探針、導(dǎo)向柱等。該機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)(或步進(jìn)電機(jī))驅(qū)動，通過減速機(jī)、同步帶輪，使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸產(chǎn)生圓周運(yùn)動；直線驅(qū)動軸通過T型螺紋與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸配合，在導(dǎo)向柱的約束下，將圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動，通過加載盤對目標(biāo)位置施加載荷。載荷的大小通過力傳感器測得。在加載的過程中，探針通過彈簧力的作用，頭部始終壓在受力面的中心，由于探針在其軸向上沒有形變，加載面中心的形變便通過測量盤的位移準(zhǔn)確地反應(yīng)了出來。
[0012]本實(shí)用新型的嵌入式加載形變測量機(jī)構(gòu)充分利用了探針軸向剛性原理，將受力面中心形變引至外部進(jìn)行測量，設(shè)計精巧，結(jié)構(gòu)緊湊，測量準(zhǔn)確，達(dá)到了預(yù)期的效果。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型提供優(yōu)選實(shí)施例嵌入式加載與中心形變測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型提供優(yōu)選實(shí)施例的剖視圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0017]本實(shí)用新型的儲能式自動緊固機(jī)構(gòu)主要由1.缸蓋安裝缸體、2.測量盤、3.探針、
4.旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸、5.直線加載軸、6.彈簧、7.直線軸承、8.力傳感器、9.加載盤、10.接近開關(guān)、11.伺服電機(jī)、12.減速機(jī)、13.導(dǎo)向柱、14.同步帶輪、15.同步帶、16.位移傳感器等零件組成。該機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)驅(qū)動，通過減速機(jī)、同步帶輪，使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸產(chǎn)生圓周運(yùn)動；直線驅(qū)動軸通過T型螺紋與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸配合，在導(dǎo)向柱的約束下，將圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動，通過加載盤對目標(biāo)位置施加載荷。載荷的大小通過力傳感器測得，目標(biāo)位置的形變量通過位移傳感器測得。在加載的過程中，探針通過彈簧力的作用，頭部始終壓在受力面的中心，由于探針在其軸向上沒有形變，加載面中心的形變便通過測量盤的位移準(zhǔn)確地反應(yīng)了出來。
[0018]對目標(biāo)位置進(jìn)行加載之前，將整個機(jī)構(gòu)垂直置于加載面上方。使探針懸于加載面上方而不與加載面接觸。在探針頂部的測量盤上布置位移傳感器并留好伸縮余量。如圖3(a)所示。
[0019]完成準(zhǔn)備工作后，由上位機(jī)控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動，通過傳動機(jī)構(gòu)，探針隨直線加載軸開始伸出，位移傳感器讀數(shù)隨之變化。直線加載軸繼續(xù)伸出，探針接觸到目標(biāo)加載位置中心并停止運(yùn)動。位移傳感器讀數(shù)也停止變化，并將位移傳感器的讀數(shù)置為零點(diǎn)。彈簧被壓縮，彈簧力將探針頭緊壓在被測面。如圖3(b)所示。
[0020]直線加載軸繼續(xù)伸出，加載盤與目標(biāo)加載面接觸，通過力傳感器可以觀察到加載力的大小變化。被加載面發(fā)生形變，探針也隨形變大小發(fā)生軸向位移。位移傳感器相對于零點(diǎn)的變化即為測得的形變量。如圖3(c)所示。
[0021]加載測量完成后，伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，直線加載軸縮回至某一位置時，加載盤離開加載平面，而探針還與加載平面接觸。由于加載平面受力為零，這時候位移傳感器相對于零點(diǎn)的變化即為該平面受力后的永久變形。如圖3(d)所示。
[0022]本實(shí)用新型的嵌入式加載形變測量機(jī)構(gòu)充分利用了探針軸向剛性原理，將受力面中心形變引至外部進(jìn)行測量，設(shè)計精巧，結(jié)構(gòu)緊湊，測量準(zhǔn)確，達(dá)到了預(yù)期的效果。
[0023]以上這些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。在閱讀了本實(shí)用新型的記載的內(nèi)容之后，技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型作各種改動或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本實(shí)用新型權(quán)利要求所限定的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種嵌入式加載與中心形變測量機(jī)構(gòu)，包括對被測裝置進(jìn)行加載的加載盤(9)，其特征在于:還包括反映被測位置中心形變量的探針(3)、控制探針(9)前進(jìn)后退的直線加載軸(5)、啟動機(jī)構(gòu)及設(shè)置于探針(3)頂部的位移傳感器(16);所述啟動機(jī)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸(4)與直線加載軸(5)相連接并帶動直線加載軸(5)運(yùn)動，直線加載軸(5)伸縮控制設(shè)置于其內(nèi)部的探針(3)對被測裝置進(jìn)行形變測量，探針(3)發(fā)生軸向位移，位移傳感器(16)對探針的軸向位移進(jìn)行顯示。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入式加載與中心形變測量機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述啟動機(jī)構(gòu)包括接近開關(guān)(10)、伺服電機(jī)(11)、減速機(jī)(12)、導(dǎo)向柱(13)、同步帶輪(14)、同步帶(15)，當(dāng)伺服電機(jī)(11)啟動時，通過減速機(jī)(12)、同步帶輪(14)、同步帶(15)帶動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸(4)作圓周運(yùn)動，接近開關(guān)用于限定直線加載軸的軸向位移；導(dǎo)向柱與外缸體連接，用于對直線加載軸進(jìn)行精確導(dǎo)向。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種嵌入式加載與中心形變測量機(jī)構(gòu)，，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸(4)與直線加載軸(5)之間還設(shè)置有T型螺紋，將作圓周運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸(4)帶動直線加載軸(5)作直線運(yùn)動。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種嵌入式加載與中心形變測量機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述直線加載軸(5)上還設(shè)置有輔助探針伸縮的彈簧￠)，所述位移傳感器(16)與探針之間還設(shè)置有用于輔助位移傳感器測量/、增加探針頂部的測量面積的測量盤(2)，所述加載盤(9)上還設(shè)置有力傳感器(8)，用于對加載盤(9)的力度進(jìn)行調(diào)節(jié)顯示。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種嵌入式加載與中心形變測量機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述啟動機(jī)構(gòu)、直線加載軸(5)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸(4)、測量盤(2)、彈簧(6)均設(shè)置于安裝缸體(1)內(nèi)。
【專利摘要】本實(shí)用新型請求保護(hù)一種嵌入式加載與中心形變測量機(jī)構(gòu)，缸體內(nèi)部裝有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸、直線驅(qū)動軸、彈簧、探針、導(dǎo)向柱、啟動機(jī)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸與直線驅(qū)動軸通過T型螺紋配合，將圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動，配合力傳感器或位移傳感器，完成加載過程。探針在彈簧的輔助作用下，將零件受力中心的變形量準(zhǔn)確地反應(yīng)到加載機(jī)構(gòu)外部，使之能夠被方便準(zhǔn)確地測量。本實(shí)用新型設(shè)計精巧，結(jié)構(gòu)緊湊且提高了測量準(zhǔn)確度。
【IPC分類】G01B21/32
【公開號】CN205049132
【申請?zhí)枴緾N201520731569
【發(fā)明人】王仁全, 諶發(fā)坤, 徐文雅, 何云強(qiáng)
【申請人】中國汽車工程研究院股份有限公司, 重慶凱瑞汽車試驗(yàn)設(shè)備開發(fā)有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年9月21日