CN109596300B - 一种冲击试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冲击试验装置，涉及冲击试验领域。该装置包括底座、工件夹具、冲头夹具、机座、曲轴运动机构以及位移控制模块。底座上设有压力测试模块，压力测试模块用于测试工件所受的压力，底座上还设置有至少两根立柱；工件夹具设置于压力测试模块的上方，用于固定工件；冲头夹具设置于工件的上方，且用于固定冲头；机座与立柱滑动连接；曲轴运动机构设置于机座，且与冲头夹具传动连接，用于驱动冲头夹具在靠近或远离工件的方向上运动，以实现冲击运动；位移控制模块与机座传动连接，且用于驱动机座运动，以实现冲头与工件之间的位移距离的调节与测试。该装置的冲击力可调，冲击位置精确，最大冲击力可达万牛顿，操作简单，成本低。

Description

一种冲击试验装置

技术领域

本发明涉及冲击试验领域，具体而言，涉及一种冲击试验装置。

背景技术

冲击试验装置是一种采用高速移动的冲击块对试件进行冲击试验的设备，用于模拟高速冲击的效果。对于表面受冲击挤压等工况，尤其是涂层表面，在受到冲击挤压载荷时往往会导致涂层剥落失效。可采用冲击试验装置进行冲击试验，模拟工况评估涂层的性能和寿命。

传统的冲击试验大部分采用落锤冲击设备，落锤可为自由坠落或加速坠落。采用自由坠落冲击力度不够，且无法保证冲击位置的精确性。而加速坠落虽然冲击力增加，但还是存在冲击位置精确性低的问题。而目前其它的一些冲击试验装置则只能进行固定冲击力下的冲击试验，无法进行不同冲击载荷下的冲击试验，对于不同的工况载荷，冲击试验装置无法实现通用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冲击试验装置，该冲击试验装置的冲击力可调，冲击位置精确，最大冲击力可达万牛顿，操作简单，成本低。

本发明的实施例是这样实现的：

一种冲击试验装置，包括：

底座，底座上设有压力测试模块，压力测试模块用于测试工件所受的压力，底座上还设置有至少两根立柱；

工件夹具，设置于压力测试模块的上方，用于固定工件；

冲头夹具，设置于工件的上方，且用于固定冲头；

机座，机座与立柱滑动连接；

曲轴运动机构，曲轴运动机构设置于机座，且与冲头夹具传动连接，用于驱动冲头夹具在靠近或远离工件的方向上运动，以实现冲击运动；

位移控制模块，位移控制模块与机座传动连接，且用于驱动机座运动，以实现冲头与工件之间的位移距离的调节与测试。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，压力测试模块包括压力传感器，压力传感器用于检测工件受到的压力值，压力传感器与电脑显示终端电连接，电脑显示终端用于显示压力传感器检测的压力值。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，工件夹具以及压力传感器通过固定螺栓一起固定于底座。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，立柱的数量为两根，且间隔平行设置于底座的上方。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，机座上开设有两个第一圆孔，机座通过两个第一圆孔分别套设于两根立柱上，并通过螺栓可选地相对于立柱固定或滑动。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，曲轴运动机构包括第一电机、小飞轮、大飞轮、皮带、曲轴前座、凸轮、曲轴后座、转轴、连杆以及滑块；

皮带由小飞轮和大飞轮支撑，第一电机用于驱动小飞轮和大飞轮转动，转轴与大飞轮传动连接，凸轮与转轴传动连接，凸轮通过曲轴前座和曲轴后座固设于机座，凸轮通过连杆与滑块铰接，滑块与冲头夹具固定连接；

第一电机被配置为驱动小飞轮和大飞轮转动，以带动转轴转动，从而带动凸轮转动，以使得通过连杆铰接的滑块带动冲头在远离或靠近工件的方向上运动，进而实现冲击运动。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，滑块内开设第二圆孔，冲头夹具通过螺栓固定设置于第二圆孔内。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，曲轴运动机构还包括滑块导轨，滑块导轨与机座一体设置，且可沿立柱滑动，滑块沿滑块导轨的延伸方向运动。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，位移控制模块包括第二电机、螺杆、位移传动杆以及位移测试模块；

第二电机固定在底座上，螺杆与第二电机传动连接，位移传动杆固设于机座，位移传动杆与螺杆通过螺纹传动连接，第二电机被配置为驱动螺杆转动，以带动位移传动杆运动，从而带动机座上下移动，进而带动冲头运动，以实现冲头与工件之间的位移距离的调节，位移测试模块用于测试机座的位移量大小。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，位移测试模块包括位移传感器，位移传感器设置于机座，且用于测试机座的位移量大小，位移传感器与电脑显示终端电连接，电脑显示终端用于显示位移传感器检测的位移量。

本发明的实施例至少具备以下优点或有益效果：

本发明的实施例提供了一种冲击试验装置，该冲击试验装置包括底座、工件夹具、冲头夹具、机座、曲轴运动机构以及位移控制模块。其中，底座上设有压力测试模块，压力测试模块用于测试工件所受的压力，底座上还设置有至少两根立柱；工件夹具设置于压力测试模块的上方，用于固定工件；冲头夹具设置于工件的上方，且用于固定冲头；机座与立柱滑动连接；曲轴运动机构设置于机座，且与冲头夹具传动连接，用于驱动冲头夹具在靠近或远离工件的方向上运动，以实现冲击运动；位移控制模块与机座传动连接，且用于驱动机座运动，以实现冲头与工件之间的位移距离的调节与测试。通过曲轴运动机构与位移控制模块的协同作用，使得该冲击试验装置的冲击力可调，冲击位置精确，最大冲击力可达万牛顿，操作简单，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的实施例提供的冲击试验装置在第一视角下的结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的冲击试验装置在第二视角下的结构示意图；

图3为本发明的实施例提供的冲击试验装置在第三视角下的结构示意图。

图标：100-冲击试验装置；101-底座；103-压力测试模块；105-立柱；107-基座；109-工件夹具；111-冲头夹具；113-曲轴运动机构；115-位移控制模块；117-第一电机；119-小飞轮；121-大飞轮；123-曲轴前座；125-皮带；127-曲轴后座；129-凸轮；131-连杆；133-滑块；135-转轴；137-滑块导轨；139-第二电机；141-螺杆；143-位移传动杆；145-位移测试模块；149-冲头；151-工件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

图1为本实施例提供的冲击试验装置100在第一视角下的结构示意图；图2为本实施例提供的冲击试验装置100在第二视角下的结构示意图；图3为本实施例提供的冲击试验装置100在第三视角下的结构示意图。参阅图1至图3，本实施例提供了一种冲击试验装置100，包括：底座101、工件夹具109、冲头夹具111、基座107、曲轴运动机构113以及位置控制模块。

详细地，在本实施例中，底座101上设有压力测试模块103，压力测试模块103用于测试工件151所受的压力，底座101上还设置有至少两根立柱105；工件夹具109设置于压力测试模块103的上方，用于固定工件151；冲头夹具111设置于工件151的上方，且用于固定冲头149；机座与立柱105滑动连接；曲轴运动机构113设置于机座，且与冲头夹具111传动连接，用于驱动冲头夹具111在靠近或远离工件151的方向上运动，以实现冲击运动；位移控制模块115与机座传动连接，且用于驱动机座运动，以实现冲头149与工件151之间的位移距离的调节与测试。通过曲轴运动机构113与位移控制模块115的协同作用，使得该冲击试验装置100的冲击力可调，冲击位置精确，最大冲击力可达万牛顿，操作简单，成本低。

具体地，请再次参阅图1至图3，在本实施中，压力测试模块103包括压力传感器，压力传感器用于检测工件151受到的压力值，压力传感器与电脑显示终端电连接，电脑显示终端用于显示压力传感器检测的压力值。通过压力传感器对工件151所受的压力进行检测，可有效地得到作用在工件151上的压力值。同时，通过将压力值在电脑显示终端上进行显示，可便于试验者观察，从而便于推导和得到试验结果。

作为优选的方案，在本实施例中，工件夹具109以及压力传感器通过固定螺栓固定于底座101。通过固定螺栓进行固定可提高工件夹具109以及压力传感器的稳定性，从而便于工件151最后的检测结果的准确性。

请再次参阅图1至图3，在本实施例中，立柱105的数量为两根，且间隔平行设置于底座101的上方。通过两根立柱105的设置，可有效地提高基座107与底座101之间运动的平稳性，从而保证冲头149运动的平稳性，进而保证冲击结果的准确性。当然，在本发明的其他实施例中，立柱105的数量还可以根据需求进行选择，并不仅限于两个，本发明的实施例不做限定。

详细地，机座上开设有两个第一圆孔，机座通过两个第一圆孔分别套设于两根立柱105上，并通过螺栓可选地相对于立柱105固定或滑动。通过第一圆孔将机座套设于立柱105上方，可实现机座与底座101之间的距离的调节，从而可实现冲头149与工件151之间的距离的调节。

请再次参阅图1至图3，在本实施例中，曲轴运动机构113包括第一电机117、小飞轮119、大飞轮121、皮带125、曲轴前座123、凸轮129、曲轴后座127、转轴135、连杆131以及滑块133；皮带125由小飞轮119和大飞轮121支撑，第一电机117用于驱动小飞轮119和大飞轮121转动，转轴135与大飞轮121传动连接，凸轮129与转轴135传动连接，凸轮129通过曲轴前座123和曲轴后座127固设于机座，凸轮129通过连杆131与滑块133铰接，滑块133与冲头夹具111固定连接；第一电机117被配置为驱动小飞轮119和大飞轮121转动，以带动转轴135转动，从而带动凸轮129转动，以使得通过连杆131铰接的滑块133带动冲头149在远离或靠近工件151的方向上运动，进而实现冲击运动。其中，需要说明的是，凸轮129通过曲轴前座123和曲轴后座127固定在机座上，滑块133通过连杆131铰接在凸轮129上。第一电机117驱动小飞轮119和大飞轮121运动，通过转轴135使凸轮129转动，凸轮129转动使得通过连杆131铰接的滑块133实现上下运动，从而使固定在滑块133内的冲头149实现冲击运动，操作简单，成本低。

具体地，滑块133内开设第二圆孔，冲头夹具111通过螺栓固定设置于第二圆孔内。通过第二圆孔使得冲头夹具111与滑块133固定连接，使得在第一电机117的驱动作用下，冲头149能随着滑块133运动，从而使得冲击作用可正常进行。

作为优选的方案，在本实施例中，曲轴运动机构113还包括滑块导轨137，滑块导轨137与机座一体设置，且可沿立柱105滑动，滑块133沿滑块导轨137的延伸方向运动。滑块导轨137起到固定滑块133运动轨迹的作用，使得冲击位置精确。

请再次参阅图1至图3，在本实施例中，位移控制模块115包括第二电机139、螺杆141、位移传动杆143以及位移测试模块145；第二电机139固定在底座101上，螺杆141与第二电机139传动连接，位移传动杆143固设于机座，位移传动杆143与螺杆141通过螺纹传动连接，第二电机139被配置为驱动螺杆141转动，以带动位移传动杆143运动，从而带动机座上下移动，进而带动冲头149运动，以实现冲头149与工件151之间的位移距离的调节，位移测试模块145用于测试机座的位移量大小。需要说明的是，第二电机139为伺服电机，位移控制是通过伺服电机驱动螺杆141转动，螺杆141与位移传动杆143之间为螺纹连接，螺杆141转动带动位移传动杆143上下运动，从而带动机座上下运动，进而带动冲头149上下运动，实现冲头149与工件151之间的距离调节。机座运动位移量大小可通过固定在位移传动杆143上的位移测试模块145进行测量。

作为优选的方案，在本实施例中，位移测试模块145包括位移传感器，位移传感器设置于机座，且用于测试机座的位移量大小，位移传感器与电脑显示终端电连接，电脑显示终端用于显示位移传感器检测的位移量。将位移量通过电脑显示终端进行反应，使得试验者可便于观察试验结果，总结试验规律。当进行冲击试验时，压力测试模块103可实时显示出工件151表面受到的冲击压力，冲击压力大小和冲头149与工件151之间的距离有关，通过调节伺服电机来调节冲头149与工件151之间的距离，从而调节压力的大小，进而使得本实施例提供的装置位移量可精确控制，通过精确控制位移量来获得冲击压力的精确可控。

下面对本发明的实施例提供的冲击试验装置100的工作原理进行说明：

冲头149是通过滑块133以及曲轴运动机构113固定在机座上，随机座运动。伺服电机驱动螺杆141运动，螺杆141通过螺纹带动位移传动杆143进行上下运动，位移传动杆143上下运动带动机座上下运动，实现冲头149与工件151之间距离调节。通过位移测试模块145检测运动位移量大小。

冲击试验时，第一电机117运动带动曲轴运动机构113实现上下运动，从而带动冲头149撞击工件151进行冲击试验，压力传感器实时监测在工件151表面的压力大小，压力大小可通过调节冲头149和工件151之间的距离实现。

综上所述，本发明采用电机带动大小飞轮119施加冲击载荷，载荷可高达万牛顿；同时采用滑块导轨137固定滑块133运动轨迹，确保了冲击位置精确性；采用位移传感器灵敏反应出冲头149与工件151之间的距离变化，同时配合压力传感器，可简单精确调节冲击压力大小。因此，本发明具有操作简单，冲击位置准确，压力可精确控制，最大冲击压力可达万牛顿，成本低等特点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种冲击试验装置，其特征在于，包括：

底座，所述底座上设有压力测试模块，所述压力测试模块用于测试工件所受的压力，所述底座上还设置有至少两根立柱；

工件夹具，设置于所述压力测试模块的上方，用于固定所述工件；

冲头夹具，设置于所述工件的上方，且用于固定冲头；

机座，所述机座与所述立柱滑动连接；

曲轴运动机构，所述曲轴运动机构设置于所述机座，且与所述冲头夹具传动连接，用于驱动所述冲头夹具在靠近或远离所述工件的方向上运动，以实现冲击运动；所述曲轴运动机构包括第一电机、小飞轮、大飞轮、皮带、曲轴前座、凸轮、曲轴后座、转轴、连杆以及滑块；所述皮带由所述小飞轮和所述大飞轮支撑，所述第一电机用于驱动所述小飞轮和所述大飞轮转动，所述转轴与所述大飞轮传动连接，所述凸轮与所述转轴传动连接，所述凸轮通过所述曲轴前座和所述曲轴后座固设于所述机座，所述凸轮通过所述连杆与所述滑块铰接，所述滑块与所述冲头夹具固定连接；所述第一电机被配置为驱动所述小飞轮和所述大飞轮转动，以带动所述转轴转动，从而带动所述凸轮转动，以使得所述通过所述连杆铰接的所述滑块带动所述冲头在远离或靠近所述工件的方向上运动，进而实现冲击运动；

位移控制模块，所述位移控制模块与所述机座传动连接，且用于驱动所述机座运动，以实现所述冲头与所述工件之间的位移距离的调节与测试；所述位移控制模块包括第二电机、螺杆、位移传动杆以及位移测试模块；所述第二电机固定在所述底座上，所述螺杆与所述第二电机传动连接，所述位移传动杆固设于所述机座，所述位移传动杆与所述螺杆通过螺纹传动连接，所述第二电机被配置为驱动所述螺杆转动，以带动所述位移传动杆运动，从而带动所述机座上下移动，进而带动所述冲头运动，以实现所述冲头与所述工件之间的位移距离的调节，所述位移测试模块用于测试所述机座的位移量大小。

2.根据权利要求1所述的冲击试验装置，其特征在于：

所述压力测试模块包括压力传感器，所述压力传感器用于检测所述工件受到的压力值，所述压力传感器与电脑显示终端电连接，所述电脑显示终端用于显示所述压力传感器检测的所述压力值。

3.根据权利要求2所述的冲击试验装置，其特征在于：

所述工件夹具以及所述压力传感器通过固定螺栓一起固定于所述底座。

4.根据权利要求1所述的冲击试验装置，其特征在于：

所述立柱的数量为两根，且间隔平行设置于所述底座的上方。

5.根据权利要求1所述的冲击试验装置，其特征在于：

所述机座上开设有两个第一圆孔，所述机座通过两个所述第一圆孔分别套设于两根所述立柱上，并通过螺栓可选地相对于所述立柱固定或滑动。

6.根据权利要求1所述的冲击试验装置，其特征在于：

所述滑块内开设第二圆孔，所述冲头夹具通过螺栓固定设置于所述第二圆孔内。

7.根据权利要求1所述的冲击试验装置，其特征在于：

所述曲轴运动机构还包括滑块导轨，所述滑块导轨与所述机座一体设置，且可沿所述立柱滑动，所述滑块沿所述滑块导轨的延伸方向运动。

8.根据权利要求1所述的冲击试验装置，其特征在于：

所述位移测试模块包括位移传感器，所述位移传感器设置于所述机座，且用于测试所述机座的位移量大小，所述位移传感器与电脑显示终端电连接，所述电脑显示终端用于显示所述位移传感器检测的所述位移量。

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