CN104374658B - 基于位移传感器的弹簧加压式丝绵被压缩回弹性测试仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于位移传感器的弹簧加压式丝绵被压缩回弹性测试仪。目的是提供的测试仪应具有较高的测量精度，并具有结构紧凑，使用方便的特点。技术方案是：一种电机驱动的丝绵被压缩回弹性测试仪，包括框架、加压机构、数据显示设备、用于放置在试样上表面的测试压片、红外测距传感器以及控制模块；所述控制模块通过数据线与所述红外测距传感器、数据显示设备电导通；所述加压机构为弹簧加压机构，包括两根竖直布置且由电机驱动的丝杆、由前述两根丝杆驱动作上下升降运动的加压横板、竖直固定在加压横板底端与压板之间且通过压板往下顶压被测产品的弹簧以及用于测量压板位移距离的位移传感器；所述位移传感器也通过数据线与控制模块电导通。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量工具，具体是一种基于位移传感器的弹簧加压式测量丝绵被压缩回弹性的测试仪。
背景技术
由于压缩回弹性是丝绵被质量好坏的重要指标之一，因此在生产过程中需要对丝绵被进行相关测试来获得产品的压缩回弹性数据，目前的测试方式主要有手工测试及使用丝绵被压缩回弹性测试仪进行测试。在使用丝绵被压缩回弹性测试仪时，其测试结果的准确率以及工作效率能比与手工测试获得较大提升，但还存在一些不足之处：
目前，丝绵被压缩回弹性测试仪是通过砝码的方式加压的，其缺点是：仪器笨重、结构不紧凑；搬运不便，搬运前必须先固定砝码以避免砝码晃动和碰撞；砝码使用时间长后容易磨损，从而对测量精度造成一定的影响。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种基于位移传感器的弹簧加压式丝绵被压缩回弹性测试仪，该测试仪应具有较高的测量精度，并具有结构紧凑，使用方便的特点。
本发明的技术方案是：一种电机驱动的丝绵被压缩回弹性测试仪，包括框架、加压机构、数据显示设备、用于放置在试样上表面的测试压片、红外测距传感器以及控制模块；所述控制模块通过数据线与所述红外测距传感器、数据显示设备电导通；
其特征在于：所述加压机构为弹簧加压机构，包括两根竖直布置且由电机驱动的丝杆、由前述两根丝杆驱动作上下升降运动的加压横板、竖直固定在加压横板底端与压板之间且通过压板往下顶压被测产品的弹簧以及用于测量压板位移距离的位移传感器；所述位移传感器也通过数据线与控制模块电导通。
所述电机通过联轴器与其中一个丝杆连接，且通过带轮机构保持两个丝杆的同步转动。
所述带轮机构包括分别固定在两个丝杆上端的带轮以及与前述带轮相配合的皮带。
所述框架包括分别矗立在前面和后面的两块主板，分别矗立在左右两侧的两块侧板，主板和侧板围成的区域内由上而下对齐排列且水平布置着顶板、中间板以及底板。
所述中间板上由三个L型挡板围成一个用于定位试样的矩形区域。
所述测距传感器的数量为四个且分别设置在顶板的四角。
所述丝杆导程优选为5mm。
该测试仪还配置一用于放置在试样上表面的测试压片。
本发明的有益效果是：
本发明通过弹簧加压机构可在竖直方向上对测试压片直接施力，能够通过位移传感器反馈的数据，显著提高被类产品压缩回弹性的测量精度；并且所述加压机构简化为直接准确的加压结构，使其能够根据需要改变施力的大小；另外，本发明还具有结构简单和使用方便的特点。
所述位移传感器测量范围为0-10mm，测量精度≤0.1mm。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明中框架的爆炸结构示意图。
图3是本发明中加压机构的爆炸结构示意图。
图4是发明中加压机构的结构示意图。
图5是本发明中待测试状态示意图。
图6是本发明中2kgf力加压状态示意图。
图7是本发明中4kgf力加压状态示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示的弹簧加压丝绵被压缩回弹性的测试仪，包括框架、加压机构、数据显示设备、四个红外测距传感器以及控制模块(图中省略)。所述四个红外测距传感器安装在顶板下板面四个角，用于向下检测测距传感器与测试压片之间的距离。
如图2所示，所述框架包括矗立在四周起支撑作用的两块主板1，两块侧板2；主板和侧板围成的区域内，由上而下对齐排列且水平布置着顶板5、中间板6以及底板7(顶板、中间板以及底板均采用铝型材框制作)；固定在中间板上的三个L型截面挡板6-2围成一个具有开口的矩形测试区域；该测试区域用于定位试样，以利于加压横板竖直运动进行加压测试。数据显示设备通常设置在顶板的上表面。
如图3、图4所示，所述加压机构包括两根竖直布置且可转动的丝杆8-4，四个装配丝杆的轴承8-6，其中两个轴承固接于顶板5下表面，另两个轴承固接于中间板6的下表面；两个固定于丝杆上端轴肩的带轮8-5，与皮带8-7相接配合形成带轮机构；一个加压横板8-12分别通过两个螺母套8-16(螺母套通过螺母套座14固定在加压横板上)与两根丝杆8-4配合；压板8-18上部的圆筒可活动地往上插入位于加压横板上的套筒8-13内，弹簧8-17定位在压板圆筒与套筒之间形成的空腔中；所述位移传感器8-19固接于加压横板中间部位的套筒上，位移传感器下部的伸出杆(伸出杆可以在受压状态下往上缩回位移传感器的座体内，从而发出测得的位移信号)往下穿过套筒及压板上部的圆筒后，伸出杆底端的螺纹与压板8-18底端的螺纹孔固接。所述丝杆的顶端通过轴承8-6安装在顶板5对应的孔位中，且丝杆的底端垂直向下亦通过轴承固定在中间板6的两个安装孔位上。所述电机8-1装于中间板6下方并通过联轴器8-2与其中一个丝杆的底端相连。电机启动时带动右端丝杆转动，从而通过带轮机构，使得两个丝杆保持同步转动，带动加压横板竖直运动完成压片的加压及回缩过程。
所述测试压片(图中省略)为一平面薄片，一般为金属薄片(如不锈钢片)或非金属薄片(如塑料片)；使用时放置在测试区域中，用于压平试样的上表面(试样放置在中间板2的上表面)。
本发明通过加压机构可在竖直方向上对测试压片施加压力，能够通过电机的动作组合高效改变压力的大小；因此有效地改善了加压效率，提升了丝绵被压缩回弹性的测量精度；并且该加压机构还具有结构简单和使用方便的特点。
所述电机通过两次运动来控制输出力的大小，有效输出力均为2㎏f、4㎏f(推力根据需要确定，推荐值为2*9.8＝19.6N)。
所述电机的推荐功率为1NM/S，弹簧推荐弹性系数为4000N/M；由于考虑压板自重，19.6N加压时弹簧压缩量为a,39.2N加压时弹簧压缩量为b(a,b由弹簧弹性系数和压板自重决定)。
所述驱动部件的工作原理为：
未施压状态时(如图5所示)，电机和丝杆均处于静止状态，加压横板保持在测试区域上方，弹簧、位移传感器伸出杆以及压板自然下垂。
进行测试时：(1)如图6所示，2kgf力加压状态：首先电机8-1正向转动，通过带轮与皮带使得两根丝杆同向同步转动，加压横板逐步下降；当位移传感器测得弹簧收缩量为a时即测试压片所受压力大小为19.6N(2kg*9.8N/kg)，可测得2kgf力数据；当位移传感器测得弹簧压缩量为b时，为4gkf力加压状态，可测得4kgf力数据。电机反向转动时，加压横杆上升，为解除测试状态。
所述红外测距传感器用于对试样厚度进行测量(具体通过对测试压片测距获得试样厚度数据)，红外测距传感器的数量为四个且分别设置在测试区域的四个上顶点(即顶板的四角)；所述红外测距传感器测量范围为10cm～80cm，测量精度≤1mm；在设置红外测距传感器时要充分考虑到红外线的发射范围；通过将红外测距传感器与中间板之间的距离减去红外测距传感器与测试压片之间的距离后，再减去测试压片的厚度，即可得到试样的厚度值。
所述控制模块(图中省略)与所述红外测距传感器、位移传感器、数据显示设备连接；所述控制模块用于控制施压时间、等待时间、数据处理与显示测量结果。所述控制模块、红外测距传感器、位移传感器均可外购获得。
本发明的测量方法如下：
1、准备20cm×20cm的三组试样，将一组试样整齐叠放入框架的测试区域内，将测试压片平放在试样上表面；
2、启动本发明，首先电机8-1启动，带动皮带轮装置运动，使得两丝杆同向同步转动，加压横板8-12下降，位移传感器在电机启动时开始测距并将信号返回控制模块，当位移传感器测得弹簧伸缩量为a时，此时测试压片受到的压力为19.6N(2kg*9.8N/kg)，等待30秒后加压横板往上缩回，等待30秒后再对试样施压，重复3次上述步骤后，红外测距传感器开始测距并将信号返回控制模块；
3、3次测量完毕加压横板上升，等待30秒后，电机带动加压横板下移对试样施压，当位移传感器测得弹簧收缩量为b，测试压片受到的压力为39.2N(4kg*9.8N/kg*2)，等待30秒后加压横板往上缩回使其压板脱离测试压片，红外测距传感器开始测距并将信号返回控制模块；
4、等待3分钟后，红外线测距传感器开始测距并将信号返回控制模块；
5、对另两组试样也依次进行上述1、2、3、4步骤的操作；
6、控制模块经过处理计算后得出丝绵被的压缩率和回复率，并通过数据显示设备显示出来。
Claims (1)
1.一种电机驱动的丝绵被压缩回弹性测试仪，包括框架、加压机构、数据显示设备、用于放置在试样上表面的测试压片、红外测距传感器以及控制模块；所述控制模块通过数据线与所述红外测距传感器、数据显示设备电导通；
其特征在于：所述加压机构为弹簧加压机构，包括两根竖直布置且由电机(8-1)驱动的丝杆(8-4)、由前述两根丝杆驱动作上下升降运动的加压横板(8-12)、竖直固定在加压横板底端与压板(8-18)之间且通过压板往下顶压被测产品的弹簧(8-17)以及用于测量压板位移距离的位移传感器(8-19)；所述位移传感器也通过数据线与控制模块电导通；
所述电机通过联轴器(8-2)与其中一个丝杆连接，且通过带轮机构保持两个丝杆的同步转动；
所述带轮机构包括分别固定在两个丝杆上端的带轮(8-5)以及与前述带轮相配合的皮带(8-7)；
所述框架包括分别矗立在前面和后面的两块主板(1)，分别矗立在左右两侧的两块侧板(2)，主板和侧板围成的区域内由上而下对齐排列且水平布置着顶板(5)、中间板(6)以及底板(7)；
所述中间板上由三个L型挡板(6-2)围成一个用于定位试样的矩形区域；
所述测距传感器的数量为四个且分别设置在顶板的四角；
该测试仪还配置一用于放置在试样上表面的测试压片。
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