基于位移傳感器的彈簧加壓式絲綿被壓縮回彈性測試儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于位移傳感器的彈簧加壓式絲綿被壓縮回彈性測試儀。目的是提供的測試儀應(yīng)具有較高的測量精度，并具有結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便的特點。技術(shù)方案是：一種電機(jī)驅(qū)動的絲綿被壓縮回彈性測試儀，包括框架、加壓機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)顯示設(shè)備、用于放置在試樣上表面的測試壓片、紅外測距傳感器以及控制模塊；所述控制模塊通過數(shù)據(jù)線與所述紅外測距傳感器、數(shù)據(jù)顯示設(shè)備電導(dǎo)通；所述加壓機(jī)構(gòu)為彈簧加壓機(jī)構(gòu)，包括兩根豎直布置且由電機(jī)驅(qū)動的絲桿、由前述兩根絲桿驅(qū)動作上下升降運(yùn)動的加壓橫板、豎直固定在加壓橫板底端與壓板之間且通過壓板往下頂壓被測產(chǎn)品的彈簧以及用于測量壓板位移距離的位移傳感器；所述位移傳感器也通過數(shù)據(jù)線與控制模塊電導(dǎo)通。
【專利說明】基于位移傳感器的彈簧加壓式絲綿被壓縮回彈性測試儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測量工具，具體是一種基于位移傳感器的彈簧加壓式測量絲綿被壓縮回彈性的測試儀。

【背景技術(shù)】
[0002]由于壓縮回彈性是絲綿被質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)之一，因此在生產(chǎn)過程中需要對絲綿被進(jìn)行相關(guān)測試來獲得產(chǎn)品的壓縮回彈性數(shù)據(jù)，目前的測試方式主要有手工測試及使用絲綿被壓縮回彈性測試儀進(jìn)行測試。在使用絲綿被壓縮回彈性測試儀時，其測試結(jié)果的準(zhǔn)確率以及工作效率能比與手工測試獲得較大提升，但還存在一些不足之處:
[0003]目前，絲綿被壓縮回彈性測試儀是通過砝碼的方式加壓的，其缺點是:儀器笨重、結(jié)構(gòu)不緊湊；搬運(yùn)不便，搬運(yùn)前必須先固定破碼以避免破碼晃動和碰撞；破碼使用時間長后容易磨損，從而對測量精度造成一定的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服上述【背景技術(shù)】中的不足，提供一種基于位移傳感器的彈簧加壓式絲綿被壓縮回彈性測試儀，該測試儀應(yīng)具有較高的測量精度，并具有結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便的特點。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種電機(jī)驅(qū)動的絲綿被壓縮回彈性測試儀，包括框架、加壓機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)顯示設(shè)備、用于放置在試樣上表面的測試壓片、紅外測距傳感器以及控制模塊；所述控制模塊通過數(shù)據(jù)線與所述紅外測距傳感器、數(shù)據(jù)顯示設(shè)備電導(dǎo)通；
[0006]其特征在于:所述加壓機(jī)構(gòu)為彈簧加壓機(jī)構(gòu)，包括兩根豎直布置且由電機(jī)驅(qū)動的絲桿、由前述兩根絲桿驅(qū)動作上下升降運(yùn)動的加壓橫板、豎直固定在加壓橫板底端與壓板之間且通過壓板往下頂壓被測產(chǎn)品的彈簧以及用于測量壓板位移距離的位移傳感器；所述位移傳感器也通過數(shù)據(jù)線與控制模塊電導(dǎo)通。
[0007]所述電機(jī)通過聯(lián)軸器與其中一個絲桿連接，且通過帶輪機(jī)構(gòu)保持兩個絲桿的同步轉(zhuǎn)動。
[0008]所述帶輪機(jī)構(gòu)包括分別固定在兩個絲桿上端的帶輪以及與前述帶輪相配合的皮帶。
[0009]所述框架包括分別矗立在前面和后面的兩塊主板，分別矗立在左右兩側(cè)的兩塊側(cè)板，主板和側(cè)板圍成的區(qū)域內(nèi)由上而下對齊排列且水平布置著頂板、中間板以及底板。
[0010]所述中間板上由三個[型擋板圍成一個用于定位試樣的矩形區(qū)域。
[0011]所述測距傳感器的數(shù)量為四個且分別設(shè)置在頂板的四角。
[0012]所述絲桿導(dǎo)程優(yōu)選為5臟。
[0013]該測試儀還配置一用于放置在試樣上表面的測試壓片。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015]本發(fā)明通過彈簧加壓機(jī)構(gòu)可在豎直方向上對測試壓片直接施力，能夠通過位移傳感器反饋的數(shù)據(jù)，顯著提高被類產(chǎn)品壓縮回彈性的測量精度；并且所述加壓機(jī)構(gòu)簡化為直接準(zhǔn)確的加壓結(jié)構(gòu)，使其能夠根據(jù)需要改變施力的大小；另外，本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單和使用方便的特點。
[0016]所述位移傳感器測量范圍為0-10111111，測量精度彡0.1臟。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明中框架的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明中加壓機(jī)構(gòu)的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是發(fā)明中加壓機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5是本發(fā)明中待測試狀態(tài)示意圖。
[0022]圖6是本發(fā)明中2匕？力加壓狀態(tài)示意圖。
[0023]圖7是本發(fā)明中處忒力加壓狀態(tài)示意圖。

【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0025]如圖1所示的彈簧加壓絲綿被壓縮回彈性的測試儀，包括框架、加壓機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)顯示設(shè)備、四個紅外測距傳感器以及控制模塊(圖中省略)。所述四個紅外測距傳感器安裝在頂板下板面四個角，用于向下檢測測距傳感器與測試壓片之間的距離。
[0026]如圖2所示，所述框架包括矗立在四周起支撐作用的兩塊主板1，兩塊側(cè)板2 ；主板和側(cè)板圍成的區(qū)域內(nèi)，由上而下對齊排列且水平布置著頂板5、中間板6以及底板7(頂板、中間板以及底板均采用鋁型材框制作)；固定在中間板上的三個[型截面擋板6-2圍成一個具有開口的矩形測試區(qū)域；該測試區(qū)域用于定位試樣，以利于加壓橫板豎直運(yùn)動進(jìn)行加壓測試。數(shù)據(jù)顯示設(shè)備通常設(shè)置在頂板的上表面。
[0027]如圖3、圖4所示，所述加壓機(jī)構(gòu)包括兩根豎直布置且可轉(zhuǎn)動的絲桿8-4，四個裝配絲桿的軸承8-6，其中兩個軸承固接于頂板5下表面，另兩個軸承固接于中間板6的下表面；兩個固定于絲桿上端軸肩的帶輪8-5，與皮帶8-7相接配合形成帶輪機(jī)構(gòu)；一個加壓橫板8-12分別通過兩個螺母套8-16 (螺母套通過螺母套座14固定在加壓橫板上)與兩根絲桿8-4配合；壓板8-18上部的圓筒可活動地往上插入位于加壓橫板上的套筒8-13內(nèi)，彈簧8-17定位在壓板圓筒與套筒之間形成的空腔中；所述位移傳感器8-19固接于加壓橫板中間部位的套筒上，位移傳感器下部的伸出桿(伸出桿可以在受壓狀態(tài)下往上縮回位移傳感器的座體內(nèi)，從而發(fā)出測得的位移信號)往下穿過套筒及壓板上部的圓筒后，伸出桿底端的螺紋與壓板8-18底端的螺紋孔固接。所述絲桿的頂端通過軸承8-6安裝在頂板5對應(yīng)的孔位中，且絲桿的底端垂直向下亦通過軸承固定在中間板6的兩個安裝孔位上。所述電機(jī)8-1裝于中間板6下方并通過聯(lián)軸器8-2與其中一個絲桿的底端相連。電機(jī)啟動時帶動右端絲桿轉(zhuǎn)動，從而通過帶輪機(jī)構(gòu)，使得兩個絲桿保持同步轉(zhuǎn)動，帶動加壓橫板豎直運(yùn)動完成壓片的加壓及回縮過程。
[0028]所述測試壓片(圖中省略)為一平面薄片，一般為金屬薄片(如不銹鋼片)或非金屬薄片(如塑料片)；使用時放置在測試區(qū)域中，用于壓平試樣的上表面(試樣放置在中間板2的上表面)。
[0029]本發(fā)明通過加壓機(jī)構(gòu)可在豎直方向上對測試壓片施加壓力，能夠通過電機(jī)的動作組合高效改變壓力的大?。灰虼擞行У馗纳屏思訅盒?，提升了絲綿被壓縮回彈性的測量精度；并且該加壓機(jī)構(gòu)還具有結(jié)構(gòu)簡單和使用方便的特點。
[0030]所述電機(jī)通過兩次運(yùn)動來控制輸出力的大小，有效輸出力均為2埯？、4埯？(推力根據(jù)需要確定，推薦值為2*1 8 = 19.6吣。
[0031]所述電機(jī)的推薦功率為1匪/3,彈簧推薦彈性系數(shù)為4000^/1；由于考慮壓板自重，19.6^加壓時彈簧壓縮量為3，39.2^加壓時彈簧壓縮量為6仏，13由彈簧彈性系數(shù)和壓板自重決定
[0032]所述驅(qū)動部件的工作原理為:
[0033]未施壓狀態(tài)時(如圖5所示)，電機(jī)和絲桿均處于靜止?fàn)顟B(tài)，加壓橫板保持在測試區(qū)域上方，彈簧、位移傳感器伸出桿以及壓板自然下垂。
[0034]進(jìn)行測試時:(1)如圖6所示，21^？力加壓狀態(tài):首先電機(jī)8-1正向轉(zhuǎn)動，通過帶輪與皮帶使得兩根絲桿同向同步轉(zhuǎn)動，加壓橫板逐步下降；當(dāng)位移傳感器測得彈簧收縮量為&時即測試壓片所受壓力大小為19.6^(2^9.剛/!^)，可測得2匕？力數(shù)據(jù)；當(dāng)位移傳感器測得彈簧壓縮量為6時，為4沙？力加壓狀態(tài)，可測得處忒力數(shù)據(jù)。電機(jī)反向轉(zhuǎn)動時，加壓橫桿上升，為解除測試狀態(tài)。
[0035]所述紅外測距傳感器用于對試樣厚度進(jìn)行測量(具體通過對測試壓片測距獲得試樣厚度數(shù)據(jù))，紅外測距傳感器的數(shù)量為四個且分別設(shè)置在測試區(qū)域的四個上頂點(即頂板的四角)；所述紅外測距傳感器測量范圍為10(^?80^，測量精度? 1臟；在設(shè)置紅外測距傳感器時要充分考慮到紅外線的發(fā)射范圍；通過將紅外測距傳感器與中間板之間的距離減去紅外測距傳感器與測試壓片之間的距離后，再減去測試壓片的厚度，即可得到試樣的厚度值。
[0036]所述控制模塊(圖中省略)與所述紅外測距傳感器、位移傳感器、數(shù)據(jù)顯示設(shè)備連接；所述控制模塊用于控制施壓時間、等待時間、數(shù)據(jù)處理與顯示測量結(jié)果。所述控制模塊、紅外測距傳感器、位移傳感器均可外購獲得。
[0037]本發(fā)明的測量方法如下:
[0038]1、準(zhǔn)備20(^1X20(3111的三組試樣，將一組試樣整齊疊放入框架的測試區(qū)域內(nèi)，將測試壓片平放在試樣上表面；
[0039]2、啟動本發(fā)明，首先電機(jī)8-1啟動，帶動皮帶輪裝置運(yùn)動，使得兩絲桿同向同步轉(zhuǎn)動，加壓橫板8-12下降，位移傳感器在電機(jī)啟動時開始測距并將信號返回控制模塊，當(dāng)位移傳感器測得彈簧伸縮量為3時，此時測試壓片受到的壓力為19.6^(2^9.剛/1?)，等待30秒后加壓橫板往上縮回，等待30秒后再對試樣施壓，重復(fù)3次上述步驟后，紅外測距傳感器開始測距并將信號返回控制模塊；
[0040]3、3次測量完畢加壓橫板上升，等待30秒后，電機(jī)帶動加壓橫板下移對試樣施壓，當(dāng)位移傳感器測得彈簧收縮量為比測試壓片受到的壓力為39.2^(4^9.8^/1.^2)，等待30秒后加壓橫板往上縮回使其壓板脫離測試壓片，紅外測距傳感器開始測距并將信號返回控制I吳塊；
[0041]4、等待3分鐘后，紅外線測距傳感器開始測距并將信號返回控制模塊；
[0042]5、對另兩組試樣也依次進(jìn)行上述1、2、3、4步驟的操作；
[0043]6、控制模塊經(jīng)過處理計算后得出絲綿被的壓縮率和回復(fù)率，并通過數(shù)據(jù)顯示設(shè)備顯示出來。
【權(quán)利要求】
1.一種電機(jī)驅(qū)動的絲綿被壓縮回彈性測試儀，包括框架、加壓機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)顯示設(shè)備、用于放置在試樣上表面的測試壓片、紅外測距傳感器以及控制模塊；所述控制模塊通過數(shù)據(jù)線與所述紅外測距傳感器、數(shù)據(jù)顯示設(shè)備電導(dǎo)通； 其特征在于:所述加壓機(jī)構(gòu)為彈簧加壓機(jī)構(gòu)，包括兩根豎直布置且由電機(jī)(8-1)驅(qū)動的絲桿(8-4)、由前述兩根絲桿驅(qū)動作上下升降運(yùn)動的加壓橫板(8-12)、豎直固定在加壓橫板底端與壓板(8-18)之間且通過壓板往下頂壓被測產(chǎn)品的彈簧(8-17)以及用于測量壓板位移距離的位移傳感器(8-19);所述位移傳感器也通過數(shù)據(jù)線與控制模塊電導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動的絲綿被壓縮回彈性測試儀，其特征在于:所述電機(jī)通過聯(lián)軸器(8-2)與其中一個絲桿連接，且通過帶輪機(jī)構(gòu)保持兩個絲桿的同步轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)驅(qū)動的絲綿被壓縮回彈性測試儀，其特征在于:所述帶輪機(jī)構(gòu)包括分別固定在兩個絲桿上端的帶輪(8-5)以及與前述帶輪相配合的皮帶(8-7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電機(jī)驅(qū)動的絲綿被壓縮回彈性測試儀，其特征在于:所述框架包括分別矗立在前面和后面的兩塊主板(I)，分別矗立在左右兩側(cè)的兩塊側(cè)板(2)，主板和側(cè)板圍成的區(qū)域內(nèi)由上而下對齊排列且水平布置著頂板(5)、中間板￠)以及底板(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)驅(qū)動的絲綿被壓縮回彈性測試儀，其特征在于:所述中間板上由三個L型擋板￠-2)圍成一個用于定位試樣的矩形區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電機(jī)驅(qū)動的絲綿被壓縮回彈性測試儀，其特征在于:所述測距傳感器的數(shù)量為四個且分別設(shè)置在頂板的四角。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機(jī)驅(qū)動的絲綿被壓縮回彈性測試儀，其特征在于:該測試儀還配置一用于放置在試樣上表面的測試壓片。
【文檔編號】G01N3/40GK104374658SQ201410531920
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】謝奇志, 蘇文亮, 楊超, 劉翰, 溫雷, 武傳宇 申請人:浙江理工大學(xué)