CN104062108B - 多功能力学性能测试试验机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能力学性能测试试验机，包括机架驱动机构、三轴加载机械臂机构、扭矩驱动机构以及控制上述机构运作的控制单元；所述的机架驱动机构包括机架和设置在机架上的第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、加载臂驱动滑块、加载臂辅助滑块、第一物料运动滑块和第二物料运动滑块，所述的三轴加载机械臂机构的两端分别安装在所述的加载臂驱动滑块和加载臂辅助滑块上；所述的第一物料运动滑块和第二物料运动滑块上分别安装有所述的扭矩驱动机构，所述的扭矩驱动机构可随第一物料运动滑块或第二物料运动滑块在机架的滑轨上前后滑动。本发明整体结合可以实现物料竖直载荷、偏心载荷、斜向载荷以及弯矩和扭矩的施加作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种多功能力学性能测试试验机，具体涉及一种针对大型结构件进行多角度、全方位的力学性能测试设备。
背景技术
目前，针对物件疲劳性能测试的机械设备市场上已有很多，对结构件的性能测试的设备具有多样性，但大多数只是针对一个或者两个方向上的受力情况进行考虑，很少多方位的进行研究探讨，只是局限于对于某一个方向载荷条件下的测试，或者一个设备里面只包含两个或者三个条件下的检测功能，不能尽可能地根据需求检测物料各个的载荷性能，检测方式具有一定的针对性，但是覆盖面不强，不能多角度多范围的进行测试，可靠性不高。不能多方位多角度的对结构进行测试，导致一些结构物件不能在多载荷多工况下不停地测试分析。
发明内容
为了克服现有物件疲劳性能测试的机械设备存在的测试覆盖面不强，不能多角度多范围的进行测试，可靠性不高等缺点，本发明提供一种多功能力学性能测试试验机。
本发明采用的技术方案是：
多功能力学性能测试试验机，其特征在于：包括机架驱动机构、三轴加载机械臂机构、扭矩驱动机构以及控制上述机构运作的控制单元；
所述的机架驱动机构包括机架和设置在机架上的第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、加载臂驱动滑块、加载臂辅助滑块、第一物料运动滑块和第二物料运动滑块，所述的第一驱动器、第二驱动器、以及第三驱动器受控于所述的控制单元；所述的加载臂驱动滑块和加载臂辅助滑块分别固定在所述机架上方两侧的滑轨上且两者平行设置；所述的第一物料运动滑块固定在所述的加载臂驱动滑块下方的机架的滑轨上，且与所述的加载臂驱动滑块平行；所述的第二物料运动滑块固定在所述的加载臂辅助滑块下方的机架的滑轨上，且与所述的加载臂辅助滑块平行；
所述的第一驱动器与加载臂驱动滑块驱动连接；所述的三轴加载机械臂机构的两端分别安装在所述的加载臂驱动滑块和加载臂辅助滑块上，在第一驱动器的作用下，所述的三轴加载机械臂机构可随所述的加载臂驱动滑块和加载臂辅助滑块在机架的滑轨上前后滑动；
所述的第二驱动器与第一物料运动滑块驱动连接，所述的第三驱动器与第二物料运动滑块驱动连接，所述的第一物料运动滑块和第二物料运动滑块上分别安装有所述的扭矩驱动机构，所述的扭矩驱动机构可随第一物料运动滑块或第二物料运动滑块在机架的滑轨上前后滑动；
所述的三轴加载机械臂机构包括X向驱动器、Y向驱动器、X向加载滑块、Y向加载滑块、加载块和旋转驱动器，所述的X向驱动器、Y向驱动器以及旋转驱动器受控于所述的控制单元；所述的X向加载滑块滑动连接在一安装座上，所述的安装座的两端分别固设在所述的加载臂驱动滑块和加载臂辅助滑块上且可随所述的加载臂驱动滑块和加载臂辅助滑块在机架的滑轨上前后滑动；所述的Y向加载滑块通过固定件滑动连接在所述的X向加载滑块上，所述的加载块固设在所述的固定件的下端；所述的X向驱动器驱动所述的X向加载滑块沿着安装座的长度方向在X轴方向上前后移动，所述的Y向驱动器驱动所述的Y向加载滑块沿着固定件的长度方向在Y轴方向上上下移动；所述的旋转驱动器设置在所述的安装座上，所述的旋转驱动器驱动所述的安装座绕Z轴转动；
所述的扭矩驱动机构包括物料爪盘、扭矩驱动器和连接块，所述的扭矩驱动器受控于所述的控制单元，且所述的扭矩驱动器与所述的物料爪盘驱动连接，所述的第一物料运动滑块与第二物料运动滑块上分别连接有所述的连接块，所述的物料爪盘固设在所述的连接块上，待测物料的两端分别与物料爪盘连接。
进一步，所述的三轴加载机械臂机构设置在待测物料的正上方。
进一步，所述的待测物料上安装有传感检测片。
本发明采用机架驱动机构、三轴加载机械臂机构和扭矩驱动机构三者综合起来，通过控制单元组合协调实现各个角度和方向上的定位和加载需求。物料通过扭矩驱动机构的爪盘作用牢牢地加持住物料的两端。物料在扭矩驱动机构的作用下通过物料运动轨道进行前后的移动，移动的过程可以对其进行加载定位。同时物料运动轨道由左右两个电机驱动器驱动，通过对电机驱动器的运行速度的调节，可以使物料两端具有不同的驱动速度，进而转换可以使物料的两端产生弯矩的作用。同时在加持物料端的端部，具有一个扭矩驱动器，可以使物料端部在结构上产生一定的扭矩，扭矩可以根据需求调节大小。在物料的正上方具有三轴加载机械臂机构，加载机械臂机构整体连接在机架上，可以进行前后方向上的移动，实现寻找物料和物料小范围内偏心载荷的施加，同时加载机械臂机构本身具有X轴方向上的移动自由度和Y方向上的上下移动自由度以及可以绕Z轴小角度转动的自由度，加载机械臂的协调作用，驱动作用在机械臂最下端的加载块进行加载作用。整体结合可以实现物料竖直载荷、偏心载荷、斜向载荷以及弯矩和扭矩的施加作用，整个结构功能可以分别组合或者单一作用以实现检测的需求。
本发明的有益效果体现在：整体结合可以实现物料竖直载荷、偏心载荷、斜向载荷以及弯矩和扭矩的施加作用，整个结构功能可以分别组合或者单一作用以实现检测的需求。
附图说明
图1为本发明装置的试验加载机整体模型示意图。
图2为本发明装置的机架驱动模块示意图。
图3为本发明装置的三轴加载机械臂示意图。
图4为本发明装置的扭矩驱动单元示意图。
图5为本发明装置的单元加载示意图。
具体实施方式
参照图1至图5，多功能力学性能测试试验机，包括机架驱动机构A、三轴加载机械臂机构B、扭矩驱动机构C以及控制上述机构运作的控制单元；
所述的机架驱动机构A包括机架1和设置在机架1上的第一驱动器2、第二驱动器3、第三驱动器8、加载臂驱动滑块4、加载臂辅助滑块6、第一物料运动滑块5和第二物料运动滑块7，所述的第一驱动器2、第二驱动器3、以及第三驱动器8受控于所述的控制单元；所述的加载臂驱动滑块4和加载臂辅助滑块7分别固定在所述机架上方两侧的滑轨上且两者平行设置；所述的第一物料运动滑块5固定在所述的加载臂驱动滑块下方的机架的滑轨上，且与所述的加载臂驱动滑块平行；所述的第二物料运动滑块7固定在所述的加载臂辅助滑块下方的机架的滑轨上，且与所述的加载臂辅助滑块平行；
所述的第一驱动器2与加载臂驱动滑块4驱动连接；所述的三轴加载机械臂机构B的两端分别安装在所述的加载臂驱动滑块4和加载臂辅助滑块6上，在第一驱动器2的作用下，所述的三轴加载机械臂机构B可随所述的加载臂驱动滑块和加载臂辅助滑块在机架的滑轨上前后滑动；
所述的第二驱动器3与第一物料运动滑块5驱动连接，所述的第三驱动器8与第二物料运动滑块7驱动连接，所述的第一物料运动滑块5和第二物料运动滑块7上分别安装有所述的扭矩驱动机构C，所述的扭矩驱动机构C可随第一物料运动滑块5或第二物料运动滑块7在机架1的滑轨上前后滑动；
所述的三轴加载机械臂机构B包括X向驱动器11、Y向驱动器9、X向加载滑块14、Y向加载滑块10、加载块12和旋转驱动器13，所述的X向驱动器11、Y向驱动器9以及旋转驱动器13受控于所述的控制单元；所述的X向加载滑块14滑动连接在一安装座上，所述的安装座的两端分别固设在所述的加载臂驱动滑块4和加载臂辅助滑块6上且可随所述的加载臂驱动滑块和加载臂辅助滑块在机架的滑轨上前后滑动；所述的Y向加载滑块10通过固定件滑动连接在所述的X向加载滑块14上，所述的加载块12固设在所述的固定件的下端；所述的X向驱动器11驱动所述的X向加载滑块14沿着安装座的长度方向在X轴方向上前后移动，所述的Y向驱动器9驱动所述的Y向加载滑块10沿着固定件的长度方向在Y轴方向上上下移动；所述的旋转驱动器13设置在所述的安装座上，所述的旋转驱动器驱动所述的安装座绕Z轴转动；
所述的扭矩驱动机构C包括物料爪盘15、扭矩驱动器16和连接块17，所述的扭矩驱动器16受控于所述的控制单元，且所述的扭矩驱动器16与所述的物料爪盘15驱动连接，所述的第一物料运动滑块5与第二物料运动滑块7上分别连接有所述的连接块17，所述的物料爪盘15固设在所述的连接块17上，待测物料18的两端分别与物料爪盘15连接。
进一步，所述的三轴加载机械臂机构B设置在待测物料18的正上方。
进一步，所述的待测物料18上安装有传感检测片19。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (3)
1.多功能力学性能测试试验机，其特征在于：包括机架驱动机构、三轴加载机械臂机构、扭矩驱动机构以及控制上述机构运作的控制单元；
所述的机架驱动机构包括机架和设置在机架上的第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、加载臂驱动滑块、加载臂辅助滑块、第一物料运动滑块和第二物料运动滑块，所述的第一驱动器、第二驱动器、以及第三驱动器受控于所述的控制单元；所述的加载臂驱动滑块和加载臂辅助滑块分别固定在所述机架上方两侧的滑轨上且两者平行设置；所述的第一物料运动滑块固定在所述的加载臂驱动滑块下方的机架的滑轨上，且与所述的加载臂驱动滑块平行；所述的第二物料运动滑块固定在所述的加载臂辅助滑块下方的机架的滑轨上，且与所述的加载臂辅助滑块平行；
所述的第一驱动器与加载臂驱动滑块驱动连接；所述的三轴加载机械臂机构的两端分别安装在所述的加载臂驱动滑块和加载臂辅助滑块上，在第一驱动器的作用下，所述的三轴加载机械臂机构随所述的加载臂驱动滑块和加载臂辅助滑块在机架的滑轨上前后滑动；
所述的第二驱动器与第一物料运动滑块驱动连接，所述的第三驱动器与第二物料运动滑块驱动连接，所述的第一物料运动滑块和第二物料运动滑块上分别安装有所述的扭矩驱动机构，所述的扭矩驱动机构随第一物料运动滑块或第二物料运动滑块在机架的滑轨上前后滑动；
所述的三轴加载机械臂机构包括X向驱动器、Y向驱动器、X向加载滑块、Y向加载滑块、加载块和旋转驱动器，所述的X向驱动器、Y向驱动器以及旋转驱动器受控于所述的控制单元；所述的X向加载滑块滑动连接在一安装座上，所述的安装座的两端分别固设在所述的加载臂驱动滑块和加载臂辅助滑块上且随所述的加载臂驱动滑块和加载臂辅助滑块在机架的滑轨上前后滑动；所述的Y向加载滑块通过固定件滑动连接在所述的X向加载滑块上，所述的加载块固设在所述的固定件的下端；所述的X向驱动器驱动所述的X向加载滑块沿着安装座的长度方向在X轴方向上前后移动，所述的Y向驱动器驱动所述的Y向加载滑块沿着固定件的长度方向在Y轴方向上上下移动；所述的旋转驱动器设置在所述的安装座上，所述的旋转驱动器驱动所述的安装座绕Z轴转动；
所述的扭矩驱动机构包括物料爪盘、扭矩驱动器和连接块，所述的扭矩驱动器受控于所述的控制单元，且所述的扭矩驱动器与所述的物料爪盘驱动连接，所述的第一物料运动滑块与第二物料运动滑块上分别连接有所述的连接块，所述的物料爪盘固设在所述的连接块上，待测物料的两端分别与物料爪盘连接。
2.如权利要求1中所述的多功能力学性能测试试验机，其特征在于：所述的三轴加载机械臂机构设置在待测物料的正上方。
3.如权利要求2中所述的多功能力学性能测试试验机，其特征在：所述的待测物料上安装有传感检测片。
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