基于位移傳感器的彈簧加壓式絲綿被壓縮回彈性測(cè)試儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及基于位移傳感器的彈簧加壓式絲綿被壓縮回彈性測(cè)試儀。目的是提供的測(cè)試儀應(yīng)具有較高的測(cè)量精度，并具有結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便的特點(diǎn)。技術(shù)方案是：一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絲綿被壓縮回彈性測(cè)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(cè)試壓片、紅外測(cè)距傳感器以及控制模塊；所述控制模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線與所述紅外測(cè)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(dòng)的絲桿、由前述兩根絲桿驅(qū)動(dòng)作上下升降運(yùn)動(dòng)的加壓橫板、豎直固定在加壓橫板底端與壓板之間且通過(guò)壓板往下頂壓被測(cè)產(chǎn)品的彈簧以及用于測(cè)量壓板位移距離的位移傳感器；所述位移傳感器也通過(guò)數(shù)據(jù)線與控制模塊電導(dǎo)通。
【專利說(shuō)明】基于位移傳感器的彈簧加壓式絲綿被壓縮回彈性測(cè)試儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量工具，具體是一種基于位移傳感器的彈簧加壓式測(cè)量絲綿被壓縮回彈性的測(cè)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(guò)程中需要對(duì)絲綿被進(jìn)行相關(guān)測(cè)試來(lái)獲得產(chǎn)品的壓縮回彈性數(shù)據(jù)，目前的測(cè)試方式主要有手工測(cè)試及使用絲綿被壓縮回彈性測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試。在使用絲綿被壓縮回彈性測(cè)試儀時(shí)，其測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確率以及工作效率能比與手工測(cè)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(cè)試儀是通過(guò)砝碼的方式加壓的，其缺點(diǎn)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(dòng)和碰撞；破碼使用時(shí)間長(zhǎng)后容易磨損，從而對(duì)測(cè)量精度造成一定的影響。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是克服上述【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(cè)試儀，該測(cè)試儀應(yīng)具有較高的測(cè)量精度，并具有結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便的特點(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絲綿被壓縮回彈性測(cè)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(cè)試壓片、紅外測(cè)距傳感器以及控制模塊；所述控制模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線與所述紅外測(cè)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(dòng)的絲桿、由前述兩根絲桿驅(qū)動(dòng)作上下升降運(yùn)動(dòng)的加壓橫板、豎直固定在加壓橫板底端與壓板之間且通過(guò)壓板往下頂壓被測(cè)產(chǎn)品的彈簧以及用于測(cè)量壓板位移距離的位移傳感器；所述位移傳感器也通過(guò)數(shù)據(jù)線與控制模塊電導(dǎo)通。
[0007]所述電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與其中一個(gè)絲桿連接，且通過(guò)帶輪機(jī)構(gòu)保持兩個(gè)絲桿的同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0008]所述帶輪機(jī)構(gòu)包括分別固定在兩個(gè)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(duì)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(gè)L型擋板圍成一個(gè)用于定位試樣的矩形區(qū)域。
[0011]所述測(cè)距傳感器的數(shù)量為四個(gè)且分別設(shè)置在頂板的四角。
[0012]所述絲桿導(dǎo)程優(yōu)選為5mm。
[0013]該測(cè)試儀還配置一用于放置在試樣上表面的測(cè)試壓片。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]本實(shí)用新型通過(guò)彈簧加壓機(jī)構(gòu)可在豎直方向上對(duì)測(cè)試壓片直接施力，能夠通過(guò)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(cè)量精度；并且所述加壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)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??；另外，本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和使用方便的特點(diǎn)。
[0016]所述位移傳感器測(cè)量范圍為O-lOmm，測(cè)量精度彡0.1mm。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本實(shí)用新型中框架的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是本實(shí)用新型中加壓機(jī)構(gòu)的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是實(shí)用新型中加壓機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5是本實(shí)用新型中待測(cè)試狀態(tài)示意圖。
[0022]圖6是本實(shí)用新型中2kgf力加壓狀態(tài)示意圖。
[0023]圖7是本實(shí)用新型中4kgf力加壓狀態(tài)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合說(shuō)明書附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。
[0025]如圖1所示的彈簧加壓絲綿被壓縮回彈性的測(cè)試儀，包括框架、加壓機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)顯示設(shè)備、四個(gè)紅外測(cè)距傳感器以及控制模塊(圖中省略)。所述四個(gè)紅外測(cè)距傳感器安裝在頂板下板面四個(gè)角，用于向下檢測(cè)測(cè)距傳感器與測(cè)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(duì)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(gè)L型截面擋板6-2圍成一個(gè)具有開(kāi)口的矩形測(cè)試區(qū)域；該測(cè)試區(qū)域用于定位試樣，以利于加壓橫板豎直運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加壓測(cè)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(dòng)的絲桿8-4，四個(gè)裝配絲桿的軸承8-6，其中兩個(gè)軸承固接于頂板5下表面，另兩個(gè)軸承固接于中間板6的下表面；兩個(gè)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(gè)加壓橫板8-12分別通過(guò)兩個(gè)螺母套8-16 (螺母套通過(guò)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(dòng)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(cè)得的位移信號(hào))往下穿過(guò)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(guò)軸承8-6安裝在頂板5對(duì)應(yīng)的孔位中，且絲桿的底端垂直向下亦通過(guò)軸承固定在中間板6的兩個(gè)安裝孔位上。所述電機(jī)8-1裝于中間板6下方并通過(guò)聯(lián)軸器8-2與其中一個(gè)絲桿的底端相連。電機(jī)啟動(dòng)時(shí)帶動(dòng)右端絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過(guò)帶輪機(jī)構(gòu)，使得兩個(gè)絲桿保持同步轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)加壓橫板豎直運(yùn)動(dòng)完成壓片的加壓及回縮過(guò)程。
[0028]所述測(cè)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(shí)放置在測(cè)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]本實(shí)用新型通過(guò)加壓機(jī)構(gòu)可在豎直方向上對(duì)測(cè)試壓片施加壓力，能夠通過(guò)電機(jī)的動(dòng)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(cè)量精度；并且該加壓機(jī)構(gòu)還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和使用方便的特點(diǎn)。
[0030]所述電機(jī)通過(guò)兩次運(yùn)動(dòng)來(lái)控制輸出力的大小，有效輸出力均為2 kg f、4 kg f (推力根據(jù)需要確定，推薦值為2*9.8 = 19.6N)。
[0031]所述電機(jī)的推薦功率為1NM/S，彈簧推薦彈性系數(shù)為4000N/M;由于考慮壓板自重，19.6N加壓時(shí)彈簧壓縮量為a，39.2N加壓時(shí)彈簧壓縮量為b (a，b由彈簧彈性系數(shù)和壓板自重決定)。
[0032]所述驅(qū)動(dòng)部件的工作原理為:
[0033]未施壓狀態(tài)時(shí)(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(cè)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(cè)試時(shí):(I)如圖6所示，2kgf力加壓狀態(tài):首先電機(jī)8-1正向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)帶輪與皮帶使得兩根絲桿同向同步轉(zhuǎn)動(dòng)，加壓橫板逐步下降；當(dāng)位移傳感器測(cè)得彈簧收縮量為a時(shí)即測(cè)試壓片所受壓力大小為19.6N(2kg*9.8N/kg)，可測(cè)得2kgf力數(shù)據(jù)；當(dāng)位移傳感器測(cè)得彈簧壓縮量為b時(shí)，為4gkf力加壓狀態(tài)，可測(cè)得4kgf力數(shù)據(jù)。電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，加壓橫桿上升，為解除測(cè)試狀態(tài)。
[0035]所述紅外測(cè)距傳感器用于對(duì)試樣厚度進(jìn)行測(cè)量(具體通過(guò)對(duì)測(cè)試壓片測(cè)距獲得試樣厚度數(shù)據(jù))，紅外測(cè)距傳感器的數(shù)量為四個(gè)且分別設(shè)置在測(cè)試區(qū)域的四個(gè)上頂點(diǎn)(即頂板的四角);所述紅外測(cè)距傳感器測(cè)量范圍為1cm?80cm，測(cè)量精度< Imm ;在設(shè)置紅外測(cè)距傳感器時(shí)要充分考慮到紅外線的發(fā)射范圍；通過(guò)將紅外測(cè)距傳感器與中間板之間的距離減去紅外測(cè)距傳感器與測(cè)試壓片之間的距離后，再減去測(cè)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(cè)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(shí)間、等待時(shí)間、數(shù)據(jù)處理與顯示測(cè)量結(jié)果。所述控制模塊、紅外測(cè)距傳感器、位移傳感器均可外購(gòu)獲得。
[0037]本實(shí)用新型的測(cè)量方法如下:
[0038]1、準(zhǔn)備20cmX20cm的三組試樣,將一組試樣整齊疊放入框架的測(cè)試區(qū)域內(nèi)，將測(cè)試壓片平放在試樣上表面；
[0039]2、啟動(dòng)本實(shí)用新型，首先電機(jī)8-1啟動(dòng)，帶動(dòng)皮帶輪裝置運(yùn)動(dòng)，使得兩絲桿同向同步轉(zhuǎn)動(dòng)，加壓橫板8-12下降，位移傳感器在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)開(kāi)始測(cè)距并將信號(hào)返回控制模塊，當(dāng)位移傳感器測(cè)得彈簧伸縮量為a時(shí)，此時(shí)測(cè)試壓片受到的壓力為19.6N(2kg*9.8N/kg)，等待30秒后加壓橫板往上縮回，等待30秒后再對(duì)試樣施壓，重復(fù)3次上述步驟后，紅外測(cè)距傳感器開(kāi)始測(cè)距并將信號(hào)返回控制模塊；
[0040]3、3次測(cè)量完畢加壓橫板上升，等待30秒后，電機(jī)帶動(dòng)加壓橫板下移對(duì)試樣施壓，當(dāng)位移傳感器測(cè)得彈簧收縮量為b，測(cè)試壓片受到的壓力為39.2N(4kg*9.8N/kg*2)，等待30秒后加壓橫板往上縮回使其壓板脫離測(cè)試壓片，紅外測(cè)距傳感器開(kāi)始測(cè)距并將信號(hào)返回控制模塊；
[0041]4、等待3分鐘后，紅外線測(cè)距傳感器開(kāi)始測(cè)距并將信號(hào)返回控制模塊；
[0042]5、對(duì)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(guò)處理計(jì)算后得出絲綿被的壓縮率和回復(fù)率，并通過(guò)數(shù)據(jù)顯示設(shè)備顯示出來(lái)。
【權(quán)利要求】
1.一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絲綿被壓縮回彈性測(cè)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(cè)試壓片、紅外測(cè)距傳感器以及控制模塊；所述控制模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線與所述紅外測(cè)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(dòng)的絲桿(8-4)、由前述兩根絲桿驅(qū)動(dòng)作上下升降運(yùn)動(dòng)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(guò)壓板往下頂壓被測(cè)產(chǎn)品的彈簧(8-17)以及用于測(cè)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(guò)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(dòng)的絲綿被壓縮回彈性測(cè)試儀，其特征在于:所述電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器(8-2)與其中一個(gè)絲桿連接，且通過(guò)帶輪機(jī)構(gòu)保持兩個(gè)絲桿的同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絲綿被壓縮回彈性測(cè)試儀，其特征在于:所述帶輪機(jī)構(gòu)包括分別固定在兩個(gè)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(dòng)的絲綿被壓縮回彈性測(cè)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(duì)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(dòng)的絲綿被壓縮回彈性測(cè)試儀，其特征在于:所述中間板上由三個(gè)L型擋板￠-2)圍成一個(gè)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(dòng)的絲綿被壓縮回彈性測(cè)試儀，其特征在于:所述測(cè)距傳感器的數(shù)量為四個(gè)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(dòng)的絲綿被壓縮回彈性測(cè)試儀，其特征在于:該測(cè)試儀還配置一用于放置在試樣上表面的測(cè)試壓片。
【文檔編號(hào)】G01N3/40GK204177688SQ201420583551
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)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, 楊超, 溫雷, 劉翰, 周挺偉, 邵京, 蘇文亮, 王明良, 武傳宇 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)