CN110595311B - 钢卷尺可靠性试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于测量工具可靠性技术领域，尤其涉及一种钢卷尺可靠性试验装置，克服了目前可靠性试验装置无法对钢卷尺进行可靠性试验的问题，包括支撑架、扭矩检测装置、钢卷尺开启装置、拉尺装置、钢卷尺回卷速度检测装置和控制台；所述支撑架、扭矩检测装置、钢卷尺开启装置、拉尺装置、钢卷尺回卷速度检测装置均安装在支撑架的上表面；所述钢卷尺开启装置位于扭矩检测装置的一侧；所述拉尺装置位于扭矩检测装置的另一侧；所述钢卷尺回卷速度检测装置位于拉尺装置的上侧。

Description

钢卷尺可靠性试验装置

技术领域

本发明涉及一种测量工具可靠性技术领域，具体的说是涉及一种钢卷尺可靠性试验装置。

背景技术

在人们的日常生活或建筑等生产场合中，钢卷尺得到广泛应用。由于使用环境的影响以及使用者操作不当，会造成尺带扭弯、折断、锈蚀或尺体损环，影响人们的正常工作。对钢卷尺进行可靠性试验，得到其可靠性试验数据，为钢卷尺的可靠性改进设计提供依据是至关重要的。目前钢卷尺的可靠性试验通常是现场可靠性试验，专门针对钢卷尺的可靠性试验装置在国内几乎空白。针对上述问题，本发明提供了一种钢卷尺可靠性试验装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了目前可靠性试验装置无法对钢卷尺进行可靠性试验的问题，提供了一种钢卷尺可靠性试验装置。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种钢卷尺可靠性试验装置，包括支撑架(1)、扭矩检测装置、钢卷尺开启装置、拉尺装置、钢卷尺回卷速度检测装置和控制台(20)；

所述扭矩检测装置包括扭矩传感器(15)、3号联轴器(14)、支架单元(13)、光电转速传感器(12)、U型架(17)、调节锁紧螺栓(18)；

所述扭矩传感器(15)的轴通过3号联轴器(14)与支架单元(13)的1号轴(1308)的左端联接；所述光电转速传感器(12)的检测头通过支架固定在支撑架(1)上，且所述光电转速传感器(12)的检测轮固定安装在1号轴(1308)上；所述1号轴(1308)的右端与U型架(17)的左端固定联接；所述U型架(17)的右端设置有调节锁紧螺栓(18)；

所述钢卷尺开启装置包括1号支架(11)和开启机构(9)；所述1号支架(11)通过螺栓固定在支撑架(1)的上表面，且位于扭矩检测装置的一侧；所述开启机构(9)通过螺栓固定在1号支架(11)上；

所述拉尺装置包括导轨(2)、拉尺机构(3)、齿条(4)、激光速度传感器(5)、1号激光位移传感器(8)；

所述导轨(2)通过螺栓固定在支撑架(1)的上表面；所述拉尺机构(3)的滑块(324)与导轨(2)配合安装；所述齿条(4)通过螺栓固定在支撑架(1)的上表面；所述拉尺机构(3)的齿轮(309)与齿条(4)啮合；所述激光速度传感器(5)、1号激光位移传感器(8)安装于导轨(2)的一端；所述激光速度传感器(5)、1号激光位移传感器(8)分别与控制台(20)电线连接；

所述钢卷尺回卷速度检测装置包括1号光电传感器(6)、2号光电传感器(7)、光电传感器支架(19)；所述光电传感器支架(19)通过螺栓固定在支撑架(1)的上表面，所述1号光电传感器(6)和2号光电传感器(7)通过螺栓固定在光电传感器支架(19)上；所述1号光电传感器(6)、2号光电传感器(7)的轴心线与U型架(17)的对称中心线(1701)在同一垂直平面内；所述1号光电传感器(6)的轴线和2号光电传感器(7)的轴线平行，且垂直于1号轴(1308)的轴线；

技术方案中所述扭矩检测装置还包括扭矩传感器支架(16)；所述扭矩传感器支架(16)下端通过螺栓固定在支撑架(1)的上表面；所述扭矩传感器(15)通过螺栓固定在扭矩传感器支架(16)上；

技术方案中所述1号支架(11)包括固定筒(1101)、伸缩杆(1102)、上板(1103)、下板(1104)和锁紧螺栓(1105)；所述固定筒(1101)的下端与下板(1104)焊接，且固定筒(1101)的轴线垂直于下板(1104)的上表面；所述下板(1104)通过螺栓固定在支撑架(1)的上表面的一端；所述伸缩杆(1102)可在固定筒(1101)的内孔中伸缩；所述伸缩杆(1102)的上端与上板(1103)焊接，且伸缩杆(1102)的中心线与上板(1103)的下表面垂直；当伸缩杆(1102)的高度调整好以后，旋紧锁紧螺栓(1105)把伸缩杆(1102)固定在固定筒(1101)上；

技术方案中所述支架单元(13)包括调节螺母(1301)、套(1302)、右端盖(1303)、右深沟球轴承(1304)、外套(1305)、左深沟球轴承(1306)、左端盖(1307)、1号轴(1308)、2号支架(1309)；

所述2号支架(1309)通过螺栓固定在支撑架(1)的上表面的一端；所述右端盖(1303)通过螺栓固定在2号支架(1309)的右端面；所述右深沟球轴承(1304)的右端面与右端盖(1303)的左端面接触；所述右深沟球轴承(1304)的左端面与外套(1305)的右端面接触；所述外套(1305)的左端面与左深沟球轴承(1306)的右端面接触；所述左深沟球轴承(1306)的左端面与左端盖(1307)的右端面接触；所述左端盖(1307)通过螺栓固定在2号支架(1309)的左端面；所述左深沟球轴承(1306)的内圈的左端面与1号轴(1308)的轴肩的右端面接触；所述套(1302)的左端面与右深沟球轴承(1304)的内圈的右端面接触；所述套(1302)的右端面与调节螺母(1301)的左端面接触；所述调节螺母(1301)旋在1号轴(1308)上；

技术方案中所述开启机构(9)包括电动推杆(901)、1号拉压力传感器(902)、1号铰链(903)、2号铰链(904)、转架(905)、倾角传感器(906)、1号丝杠(907)、导杆(908)、拉杆(909)、丝母(910)、2号激光位移传感器(911)、左导杆架(912)、支座(913)、1号步进电机(914)、右导杆架(915)；

所述支座(913)的下表面通过螺栓固定在上板(1103)上；

所述支座(913)的右上端呈U型结构，所述转架(905)的一端通过铰链(904)与支座(913)的右上端的U型结构处进行铰链；所述电动推杆(901)的下端通过铰链与支座(913)的左上端台阶面处铰接；所述电动推杆(901)的伸出轴与1号拉压力传感器(902)的下端联接；所述1号拉压力传感器(902)的上端通过1号铰链(903)与转架(905)的左端铰接；

所述倾角传感器(906)通过螺栓固定在转架(905)的上表面，用于检测转架(905)的旋转角度；所述右导杆架(915)通过螺栓固定在转架(905)的下表面的右端；所述左导杆架(912)通过螺栓固定在转架(905)的下表面的左端；两个所述导杆908的两端分别固定在左导杆架(912)和右导杆架(915)上，且两个所述导杆(908)的轴线平行；所述1号步进电机(914)通过螺栓固定在左导杆架(912)的左侧面上；所述1号丝杠(907)左端通过联轴器与1号步进电机(914)的电机轴联接，且1号丝杠(907)的轴线与两个所述导杆(908)的轴线平行；所述丝母(910)两侧有通孔分别用于穿过两个所述导杆(908)的光轴段，两者为间隙配合；所述丝母(910)中间开设有用于旋在1号丝杠(907)的螺纹段的螺纹孔；两个所述导杆(908)的轴线垂直于1号轴(1308)的轴线；

所述拉杆(909)的左端固定在丝母(910)的下表面；所述拉杆(909)的右端V型结构，V型结构的下表面与钢卷尺(10)的锁闭开关(1001)接触；所述2号激光位移传感器(911)通过螺栓固定在右导杆架(915)的前侧面；

技术方案中所述拉尺机构(3)包括拉板(301)、压扣(302)、2号步进电机(303)、2号拉压力传感器(304)、行走架(305)、竖直调节轴(306)、3号步进电机(307)、4号步进电机(308)、齿轮(309)、1号联轴器(310)、上丝母(311)、双头丝杠(312)、下丝母(313)、下调节杆(314)、下调节板(315)、1号皮带轮(316)、皮带(317)、5号步进电机(318)、上调节杆(319)、2号联轴器(320)、竖直调节丝母(321)、2号丝杠(322)、1号底座(323)、滑块(324)、2号底座(325)、2号导板(326)、1号导板(327)、连杆(328)、拉尺架(329)、转轴(330)、2号皮带轮(331)；

所述4号步进电机(308)通过螺栓固定在滑块(324)的右侧上表面；所述齿轮(309)固定安装在4号步进电机(308)的电机轴上，所述4号步进电机(308)的电机轴的轴线与齿条4的中心线垂直；所述行走架(305)通过螺栓固定在滑块(324)的左侧上表面；

所述3号步进电机(307)通过螺栓固定在行走架(305)的上表面；所述2号丝杠(322)的上端通过2号联轴器(320)与3号步进电机(307)的电机轴联接；所述2号丝杠(322)的下端与1号底座(323)的孔间隙配合安装；所述1号底座(323)固定在行走架(305)的空腔的下底面；所述3号步进电机(307)的电机轴线与2号丝杠(322)的轴线同轴；

所述竖直调节轴(306)右端设有与2号丝杠(322)配合安装的螺纹孔；

所述2号导板(326)通过螺栓固定在行走架(305)的左端面；所述2号导板(326)的中间开设有长条孔，用于穿过竖直调节轴(306)，且竖直调节轴(306)与2号导板(326)的长条孔为间隙配合；

所述竖直调节轴(306)的左端通过螺纹与2号拉压力传感器(304)的右端联接；所述2号拉压力传感器(304)的左端与连杆(328)的右端联接；

所述连杆(328)的左端通过螺栓固定在拉尺架(329)的右端面；所述拉尺架(329)的上表面与右端面垂直；

所述2号步进电机(303)通过螺栓固定在拉尺架(329)的上端面；

所述双头丝杠(312)的上端通过1号联轴器(310)与2号步进电机(303)联接；

所述2号底座(325)通过螺栓固定在拉尺架(329)的内腔的底面；所述双头丝杠(312)的轴线与2号步进电机(303)的电机轴线同轴；

所述上调节杆(319)的右端的螺纹孔套装在双头丝杠(312)的右旋螺纹段；所述上调节杆(319)的轴线垂直于双头丝杠(312)的轴线；所述压扣(302)固定在上调节杆(319)的左端；所述压扣(302)的下表面与上调节杆(319)的轴线共面，且垂直于双头丝杠(312)的轴线；所述下调节杆(314)的右端的螺纹孔套装在双头丝杠(312)的左旋螺纹段；所述下调节板(315)的右端固定在下调节杆(314)的左端；所述下调节杆(314)的轴线垂直于双头丝杠(312)的轴线；所述1号导板(327)通过螺栓固定在拉尺架(329)的左端面；所述1号导板(327)的中间开设有中心线呈竖直方向的长条孔，用于穿过所述上调节杆(319)和下调节杆(314)；

所述拉板(301)一端与转轴(330)固定联接；所述转轴(330)与下调节板(315)的左端的孔为间隙配合；所述1号皮带轮(316)固定安装在转轴(330)的一端；

所述5号步进电机(318)通过螺栓固定在下调节板(315)的下表面；所述5号步进电机(318)的电机轴的轴线与转轴(330)的轴线平行；所述5号步进电机(318)的电机轴上安装有2号皮带轮(331)；所述皮带(317)套装在1号皮带轮(316)和2号皮带轮(331)上。

本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种钢卷尺可靠性试验装置采用步进电机和电动推杆作为动力，通过钢卷尺开启装置、扭矩检测装置和拉尺装置来模拟钢卷尺用户使用钢卷尺的实际使用过程，对钢卷尺进行模拟实际真实工况的可靠性试验，并进行实时的故障数据采集，为后期的可靠性评估、可靠性建模和可靠性预测提供实用的基础数据，大大缩短了数据采集时间。

2.本发明所述的一种钢卷尺可靠性试验装置采用拉尺装置来实现钢卷尺的拉出模拟。同时，通过拉压力传感器及速度、位移传感器检测相应的钢卷尺的拉力、速度、位移值，实现用户对钢卷尺的拉出模拟加载。

3.本发明所述的一种钢卷尺可靠性试验装置采用扭矩检测装置来模拟用户手握卷尺的状态，通过扭矩传感器和角度传感器检测尺带回到钢卷尺内部时的冲击力和速度，同时将试验参数储存，以便后续的查询和分析。

4.本发明所述的一种钢卷尺可靠性试验装置采用钢卷尺开启装置模拟人手的操作，实现钢卷尺锁闭开关的加载。通过拉压力传感器和位移传感器检测钢卷尺锁闭开关所受压力值和位移值，同时将试验参数储存，以便后续的查询和分析。

5.本发明所述的一种钢卷尺可靠性试验装置采用钢卷尺回卷速度检测装置实现尺带回收至钢卷尺内部时的速度值检测，以便于分析钢卷尺尺头对钢卷尺体的影响。

6.本发明所述的一种钢卷尺可靠性试验装置可根据钢卷尺的具体大小进行调整安装，体现了本试验装置的灵活性和通用性。

附图说明

图1是本发明所述的钢卷尺可靠性试验装置的整体结构组成的轴侧投影示意图；

图2是本发明所述的钢卷尺可靠性试验装置的支架单元的装配剖视示意图；

图3是本发明所述的钢卷尺可靠性试验装置的开启机构的轴侧投影示意图；

图4是本发明所述的钢卷尺可靠性试验装置的1号支架的轴侧投影示意图；

图5是本发明所述的钢卷尺可靠性试验装置的钢卷尺安装示意图；

图6是本发明所述的钢卷尺可靠性试验装置的拉尺机构的轴侧投影示意图；

图7是本发明所述的钢卷尺可靠性试验装置的图6的拉尺架的剖视图；

图8是本发明所述的钢卷尺可靠性试验装置的图6的滑块的安装剖视图；

图9是本发明所述的钢卷尺可靠性试验装置的图6的拉板的安装示意图；

图10是本发明所述的钢卷尺可靠性试验装置的钢卷尺回卷速度检测装置的速度检测原理简图。

图中：

1.支撑架，1101.固定筒，1102.伸缩杆，1103.上板，1104.下板，1105.锁紧螺栓，2.导轨，3.拉尺机构，301.拉板，302.压扣，303.2号步进电机，304.2号拉压力传感器，305.行走架，306.竖直调节轴，307.3号步进电机，308.4号步进电机，309.齿轮，310.1号联轴器，311.上丝母，312.双头丝杠，313.下丝母，314.下调节杆，315.下调节板，316.1号皮带轮，317.皮带，318.5号步进电机，319.上调节杆，320.2号联轴器，321.竖直调节丝母，322.2号丝杠，323.1号底座，324.滑块，325.2号底座，326.2号导板，327.1号导板，328.连杆，329.拉尺架，330.转轴，331.2号皮带轮，4.齿条，5.激光速度传感器，6.1号光电传感器，7.2号光电传感器，8.1号激光位移传感器，9.开启机构，901.电动推杆，902.1号拉压力传感器，903.1号铰链，904.2号铰链，905.转架，906.倾角传感器，907.1号丝杠，908.导杆，909.拉杆，910.丝母，911.2号激光位移传感器，912.左导杆架，913.支座，914.1号步进电机，915.右导杆架，916.A面，10.钢卷尺，1001.锁闭开关，1002.拉钩，1003.对称中心线，11.1号支架，12.光电转速传感器，13.支架单元，1301.调节螺母，1302.套，1303.右端盖，1304.右深沟球轴承，1305.外套，1306.左深沟球轴承，1307.左端盖，1308.1号轴，1309.2号支架，14.3号联轴器，15.扭矩传感器，16.扭矩传感器支架，17.U型架，1701.对称中心线，18.调节锁紧螺栓，19.光电传感器支架，20.控制台。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

参阅图1-图9，本发明所述的一种钢卷尺可靠性试验装置包括支撑架1、扭矩检测装置、钢卷尺开启装置、拉尺装置、钢卷尺回卷速度检测装置和控制台20。

参阅图1，所述支撑架1由顶板及四个立柱焊接而成，顶板中间沿纵向方向开设有T型槽，顶板的一端沿横向方向开设有T型槽。

一、扭矩检测装置

参阅图1、图5，所述扭矩检测装置包括扭矩传感器15、扭矩传感器支架16、3号联轴器14、支架单元13、光电转速传感器12、U型架17、调节锁紧螺栓18。

参阅图1，所述扭矩传感器支架16下端通过螺栓固定在支撑架1的上表面。所述扭矩传感器15通过螺栓固定在扭矩传感器支架16上。所述扭矩传感器15与控制台20电线连接。

参阅图2，所述支架单元13包括调节螺母1301、套1302、右端盖1303、右深沟球轴承1304、外套1305、左深沟球轴承1306、左端盖1307、1号轴1308、2号支架1309。

参阅图2，所述2号支架1309通过螺栓固定在支撑架1的上表面的一端。所述右端盖1303通过螺栓固定在2号支架1309的右端面；所述右深沟球轴承1304的右端面与右端盖1303的左端面接触；所述右深沟球轴承1304的左端面与外套1305的右端面接触；所述外套1305的左端面与左深沟球轴承1306的右端面接触；所述左深沟球轴承1306的左端面与左端盖1307的右端面接触；所述左端盖1307通过螺栓固定在2号支架1309的左端面。所述左深沟球轴承1306的内圈的左端面与1号轴1308的轴肩的右端面接触；所述套1302的左端面与右深沟球轴承1304的内圈的右端面接触；所述套1302的右端面与调节螺母1301的左端面接触；所述调节螺母1301旋在1号轴1308上。安装时，通过调整调节螺母1301的在1号轴1308的位置来调节右深沟球轴承1304和左深沟球轴承1306的配合间隙。

参阅图1、图2，所述扭矩传感器15的轴通过3号联轴器14与1号轴1308的左端联接。所述光电转速传感器12的检测头通过支架固定在支撑架1上，且所述光电转速传感器12的检测轮固定安装在1号轴1308上。所述光电转速传感器12与控制台20电线连接。当光电转速传感器12的检测轮随1号轴1308转动时，光电转速传感器12的检测头得到反射信号，进而得到1号轴1308的转速。

参阅图5，所述1号轴1308的右端与U型架17的左端固定联接；所述U型架17的右端设置有调节锁紧螺栓18；试验时，把钢卷尺10置于U型架17内，通过在钢卷尺10的左侧与U型架17之间加垫片调整钢卷尺10在U型架17内的位置，来调整钢卷尺10的对称中心线1003与U型架17的对称中心线重合。

同时，调整钢卷尺10的回转中心与1号轴1308的轴线同轴。通过调节锁紧螺栓18把钢卷尺10压紧在U型架17内。

参阅图1、图2、图5，所述扭矩传感器15的轴线和1号轴1308的轴线同轴。

参阅图1、图2、图5，当钢卷尺10的拉钩1002被拉出，用尺子测量完尺寸后，往往会突然松开拉钩1002。此时，拉钩1002在钢卷尺10内部卷簧的作用下，会快速回到钢卷尺中，拉钩1002对钢卷尺10的出尺口的边缘会有一个冲击力。这个冲击力会使钢卷尺10产生转动。所述光电转速传感器12检测钢卷尺10的回转速度；所述扭矩传感器12检测钢卷尺10的扭矩，进而可得到钢卷尺10所受的冲击力。

二、钢卷尺开启装置

参阅图1、图3，钢卷尺开启装置包括1号支架11和开启机构9。所述1号支架11通过螺栓固定在支撑架1的上表面，且位于扭矩检测装置的一侧；所述开启机构9通过螺栓固定在1号支架11上。

参阅图1、图4，所述1号支架11包括固定筒1101、伸缩杆1102、上板1103、下板1104和锁紧螺栓1105；所述固定筒1101的下端与下板1104焊接，且固定筒1101的轴线垂直于下板1104的上表面；所述下板1104通过螺栓固定在支撑架1的上表面的一端；所述伸缩杆1102可在固定筒1101的内孔中伸缩；所述伸缩杆1102的上端与上板1103焊接，且伸缩杆1102的中心线与上板1103的下表面垂直；当伸缩杆1102的高度调整好以后，旋紧锁紧螺栓1105把伸缩杆1102固定在固定筒1101上。

参阅图1、图3，所述开启机构9包括电动推杆901、1号拉压力传感器902、1号铰链903、2号铰链904、转架905、倾角传感器906、1号丝杠907、导杆908、拉杆909、丝母910、2号激光位移传感器911、左导杆架912、支座913、1号步进电机914、右导杆架915。

参阅图1、图3，所述支座913的下表面通过螺栓固定在上板1103上。

参阅图3，所述支座913的右上端呈U型结构，所述转架905的一端通过铰链904与支座913的右上端的U型结构处进行铰链。所述电动推杆901的下端通过铰链与支座913的左上端台阶面处铰接；所述电动推杆901的伸出轴与1号拉压力传感器902的下端联接；所述1号拉压力传感器902的上端通过1号铰链903与转架905的左端铰接。

参阅图3，所述倾角传感器906通过螺栓固定在转架905的上表面，用于检测转架905的旋转角度。所述右导杆架915通过螺栓固定在转架905的下表面的右端；所述左导杆架912通过螺栓固定在转架905的下表面的左端；两个所述导杆908的两端分别固定在左导杆架912和右导杆架915上，且两个所述导杆908的轴线平行。所述1号步进电机914通过螺栓固定在左导杆架912的左侧面上；所述1号丝杠907左端通过联轴器与1号步进电机914的电机轴联接，且1号丝杠907的轴线与两个所述导杆908的轴线平行。所述丝母910两侧有通孔分别用于穿过两个所述导杆908的光轴段，两者为间隙配合；所述丝母910中间开设有用于旋在1号丝杠907的螺纹段的螺纹孔。两个所述导杆908的轴线垂直于1号轴1308的轴线。

参阅图3，所述拉杆909的左端固定在丝母910的下表面；所述拉杆909的右端V型结构，V型结构的下表面与钢卷尺10的锁闭开关1001接触。所述2号激光位移传感器911通过螺栓固定在右导杆架915的前侧面，所述2号激光位移传感器911发射信号至拉杆909上的A面916，信号反射回2号激光位移传感器911，进而2号激光位移传感器911获得拉杆909的位移。

参阅图3，工作时，当所述1号步进电机914转动时，通过1号丝杠907、丝母910、拉杆909带动锁闭开关1001动作，实现钢卷尺10的尺身的松开。当所述1号步进电机914反向转动，通过1号丝杠907、丝母910、拉杆909带动锁闭开关1001动作，实现钢卷尺10的尺身的锁紧。

参阅图3，所述电动推杆901的伸出轴伸出时，通过转架905带动拉杆909顺时针转动，使拉杆909的下表面与锁闭开关1001接触；所述电动推杆901的伸出轴缩回时，通过转架905带动拉杆909逆时针转动，使拉杆909远离锁闭开关1001。

所述1号拉压力传感器902与控制台20电线连接。所述倾角传感器906与控制台20电线连接。所述2号激光位移传感器911与控制台20电线连接。所述1号步进电机914与控制台20电线连接。所述电动推杆901与控制台20电线连接。

三、拉尺装置

参阅图1、图6、图7、图8，所述拉尺装置包括导轨2、拉尺机构3、齿条4、激光速度传感器5、1号激光位移传感器8。

参阅图1、图6、图7、图8、图9，所述拉尺机构3包括拉板301、压扣302、2号步进电机303、2号拉压力传感器304、行走架305、竖直调节轴306、3号步进电机307、4号步进电机308、齿轮309、1号联轴器310、上丝母311、双头丝杠312、下丝母313、下调节杆314、下调节板315、1号皮带轮316、皮带317、5号步进电机318、上调节杆319、2号联轴器320、竖直调节丝母321、2号丝杠322、1号底座323、滑块324、2号底座325、2号导板326、1号导板327、连杆328、拉尺架329、转轴330、2号皮带轮331。

参阅图1、图6，所述导轨2通过螺栓固定在支撑架1的上表面。所述滑块324与导轨2配合安装，所述滑块324在导轨2上滑动；所述齿条4通过螺栓固定在支撑架1的上表面。所述齿条4的中心线与导轨2的中轴线平行。所述齿条4、导轨2的轴线与1号轴1308的轴线垂直。

参阅图6，所述4号步进电机308通过螺栓固定在滑块324的右侧上表面；所述齿轮309固定安装在4号步进电机308的电机轴上，所述4号步进电机308的电机轴的轴线与齿条4的中心线垂直。所述4号步进电机308与控制台20电线连接。

所述行走架305通过螺栓固定在滑块324的左侧上表面；

参阅图1、图6，所述齿轮309与齿条4啮合；

参阅图6、图8，所述3号步进电机307通过螺栓固定在行走架305的上表面；所述2号丝杠322的上端通过2号联轴器320与3号步进电机307的电机轴联接；所述2号丝杠322的下端与1号底座323的孔间隙配合安装。所述1号底座323固定在行走架305的空腔的下底面；所述3号步进电机307的电机轴线与2号丝杠322的轴线同轴。所述3号步进电机307与控制台20电线连接。

参阅图6、图8，所述竖直调节轴306右端设有与2号丝杠322配合安装的螺纹孔。所述竖直调节轴306的轴心线与2号丝杠322的轴心线垂直。

参阅图6、图8，所述2号导板326通过螺栓固定在行走架305的左端面。所述2号导板326的中间开设有长条孔，用于穿过竖直调节轴306，且竖直调节轴306与2号导板326的长条孔为间隙配合，即竖直调节轴306可在2号导板326的长条孔中滑动。

参阅图6，图7、图8，所述竖直调节轴306的左端通过螺纹与2号拉压力传感器304的右端联接。所述2号拉压力传感器304的左端与连杆328的右端联接。所述2号拉压力传感器304用于检测拉板301对钢卷尺的尺身的拉力值。所述连杆328的左端通过螺栓固定在拉尺架329的右端面。所述拉尺架329的上表面与右端面垂直。所述2号拉压力传感器304与控制台20电线连接。

参阅图7，所述2号步进电机303通过螺栓固定在拉尺架329的上端面。所述2号步进电机303与控制台20电线连接。

参阅图1、图7，所述双头丝杠312的上端通过1号联轴器310与2号步进电机303联接。所述双头丝杠312的下端与2号底座325的内孔间隙配合安装。所述双头丝杠312的上段为右旋螺纹，下段为左旋螺纹。所述2号底座325通过螺栓固定在拉尺架329的内腔的底面。所述双头丝杠312的轴线与2号步进电机303的电机轴线同轴。所述上调节杆319的右端的螺纹孔套装在双头丝杠312的右旋螺纹段。所述上调节杆319的轴线垂直于双头丝杠312的轴线。所述压扣302固定在上调节杆319的左端。所述压扣302的下表面与上调节杆319的轴线共面，且垂直于双头丝杠312的轴线。所述下调节杆314的右端的螺纹孔套装在双头丝杠312的左旋螺纹段。所述下调节板315的右端固定在下调节杆314的左端。所述下调节杆314的轴线垂直于双头丝杠312的轴线。所述1号导板327通过螺栓固定在拉尺架329的左端面。所述1号导板327的中间开设有中心线呈竖直方向的长条孔，用于穿过所述上调节杆319和下调节杆314。所述上调节杆319与1号导板327的长条孔间隙配合；所述下调节杆314与1号导板327的长条孔间隙配合。所述下调节板315的上表面与下调节杆314的轴线共面，且垂直于双头丝杠312的轴线。

参阅图7，所述5号步进电机318通过螺栓固定在下调节板315的下表面。

参阅图7、图9，所述拉板301一端与转轴330固定联接；所述转轴330与下调节板315的左端的孔为间隙配合，即转轴330可在下调节板315的左端的孔中转动。所述1号皮带轮316固定安装在转轴330的一端。

参阅图6、图7、图9，所述5号步进电机318通过螺栓固定在下调节板315的下表面；所述5号步进电机318的电机轴的轴线与转轴330的轴线平行；所述5号步进电机318的电机轴上安装有2号皮带轮331。所述皮带317套装在1号皮带轮316和2号皮带轮331上。所述5号步进电机318与控制台20电线连接。

参阅图6、图7，当5号步进电机318通过2号皮带轮331、皮带317、1号皮带轮316带动拉板301顺时针转动至竖直状态时，在水平方向，所述压扣302的左端比拉板301向左长出1-3mm。

参阅图1、图6、图7，安装时，所述拉板301的中心线3161与U型架17的对称中心线在同一垂直平面内。

参阅图1，所述激光速度传感器5、1号激光位移传感器8安装于导轨2的一端。所述激光速度传感器5、1号激光位移传感器8分别与与控制台20电线连接。所述激光速度传感器5、1号激光位移传感器8的轴线平行于导轨2的轴线。所述激光速度传感器5发射信号至行走架305的左端面，并接收反射信号，进而获得行走架305的速度值。所述1号激光位移传感器8发射信号至行走架305的左端面，并接收反射信号，进而获得行走架305的位移值。

所述2号拉压力传感器304用于检测拉板301对钢卷尺10的尺身的拉力值。

四、钢卷尺回卷速度检测装置

参阅图1，所述钢卷尺回卷速度检测装置包括1号光电传感器6、2号光电传感器7、光电传感器支架19。所述光电传感器支架19通过螺栓固定在支撑架1的上表面，所述1号光电传感器6和2号光电传感器7通过螺栓固定在光电传感器支架19上。所述1号光电传感器6、2号光电传感器7的轴心线与U型架17的对称中心线1701在同一垂直平面内。所述1号光电传感器6的轴线和2号光电传感器7的轴线平行，且垂直于1号轴1308的轴线。所述1号光电传感器6和2号光电传感器7分别与控制台20电线连接。所述1号光电传感器6的发射装置发出信号，检测是否有尺头，1号光电传感器6的接收装置接收反射信号。所述2号光电传感器7的发射装置发出信号，检测是否有尺头，2号光电传感器7的接收装置接收反射信号，并记录时间。

参阅图1、图7、图10，检测时，当拉板301逆时针转动，尺头1002脱离拉板301，拉板301在钢卷尺10内部弹簧的作用下，向钢卷尺10内部运动，当尺头1002分别经过1号光电传感器6的检测点A和2号光电传感器7的检测点B时，所述1号光电传感器6和2号光电传感器7分别检测到尺头1002经过A点和B点之间的时间间隔t。所述1号光电传感器6的检测点A和2号光电传感器7的检测点B之间的距离L为已知，则尺头1002的速度为距离L除以时间t。

所述钢卷尺可靠性试验装置的工作原理：

首先，按照上述具体实施例说明安装各部分，使所述扭矩传感器15的轴线和1号轴1308的轴线同轴，两个所述导杆908的轴线垂直于1号轴1308的轴线，所述齿条4、导轨2的轴线与1号轴1308的轴线垂直，所述拉板301的中心线3161与U型架17的对称中心线在同一垂直平面内，所述激光速度传感器5、1号激光位移传感器8的轴线平行于导轨2的轴线，所述1号光电传感器6、2号光电传感器7的轴心线与U型架17的对称中心线1701在同一垂直平面内，所述1号光电传感器6的轴线和2号光电传感器7的轴线平行，且垂直于1号轴1308的轴线。

其次，调整使钢卷尺10的对称中心线1003与U型架17的对称中心线重合。

然后，通过控制台20控制界面设定钢卷尺尺头拉出频率、速度、长度等相关参数，开始进行可靠性试验。在试验过程中，所设置的拉力、速度、位移等传感器实时把相关信号传回控制台并控制相对应的步进电机或电动推杆等动作，实现闭环控制，同时并把相关试验数据存储，为后续的可靠性分析提供依据。

本发明中所述的实施例是为了便于该技术领域的技术人员能够理解和应用本发明，本发明只是一种优化的实施例，或者说是一种较佳的具体的技术方案，故本发明不限于实施这一种比较具体技术方案的描述。如果相关的技术人员在坚持本发明基本技术方案的情况下做出不需要经过创造性劳动的等效结构变化或各种修改都在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种钢卷尺可靠性试验装置，其特征在于：包括支撑架(1)、扭矩检测装置、钢卷尺开启装置、拉尺装置、钢卷尺回卷速度检测装置和控制台(20)；

所述扭矩检测装置包括扭矩传感器(15)、3号联轴器(14)、支架单元(13)、光电转速传感器(12)、U型架(17)、调节锁紧螺栓(18)；

所述扭矩传感器(15)的轴通过3号联轴器(14)与支架单元(13)的1号轴(1308)的左端联接；所述光电转速传感器(12)的检测头通过支架固定在支撑架(1)上，且所述光电转速传感器(12)的检测轮固定安装在1号轴(1308)上；所述1号轴(1308)的右端与U型架(17)的左端固定联接；所述U型架(17)的右端设置有调节锁紧螺栓(18)；

所述钢卷尺开启装置包括1号支架(11)和开启机构(9)；所述1号支架(11)通过螺栓固定在支撑架(1)的上表面，且位于扭矩检测装置的一侧；所述开启机构(9)通过螺栓固定在1号支架(11)上；

所述拉尺装置包括导轨(2)、拉尺机构(3)、齿条(4)、激光速度传感器(5)、1号激光位移传感器(8)；

所述导轨(2)通过螺栓固定在支撑架(1)的上表面；所述拉尺机构(3)的滑块(324)与导轨(2)配合安装；所述齿条(4)通过螺栓固定在支撑架(1)的上表面；所述拉尺机构(3)的齿轮(309)与齿条(4)啮合；所述激光速度传感器(5)、1号激光位移传感器(8)安装于导轨(2)的一端；所述激光速度传感器(5)、1号激光位移传感器(8)分别与控制台(20)电线连接；

所述钢卷尺回卷速度检测装置包括1号光电传感器(6)、2号光电传感器(7)、光电传感器支架(19)；所述光电传感器支架(19)通过螺栓固定在支撑架(1)的上表面，所述1号光电传感器(6)和2号光电传感器(7)通过螺栓固定在光电传感器支架(19)上；所述1号光电传感器(6)、2号光电传感器(7)的轴心线与U型架(17)的对称中心线(1701)在同一垂直平面内；所述1号光电传感器(6)的轴线和2号光电传感器(7)的轴线平行，且垂直于1号轴(1308)的轴线。

2.根据权利要求1所述的一种钢卷尺可靠性试验装置，其特征在于：

所述扭矩检测装置还包括扭矩传感器支架(16)；所述扭矩传感器支架(16)下端通过螺栓固定在支撑架(1)的上表面；所述扭矩传感器(15)通过螺栓固定在扭矩传感器支架(16)上。

3.根据权利要求1所述的一种钢卷尺可靠性试验装置，其特征在于：

所述1号支架(11)包括固定筒(1101)、伸缩杆(1102)、上板(1103)、下板(1104)和锁紧螺栓(1105)；所述固定筒(1101)的下端与下板(1104)焊接，且固定筒(1101)的轴线垂直于下板(1104)的上表面；所述下板(1104)通过螺栓固定在支撑架(1)的上表面的一端；所述伸缩杆(1102)可在固定筒(1101)的内孔中伸缩；所述伸缩杆(1102)的上端与上板(1103)焊接，且伸缩杆(1102)的中心线与上板(1103)的下表面垂直；当伸缩杆(1102)的高度调整好以后，旋紧锁紧螺栓(1105)把伸缩杆(1102)固定在固定筒(1101)上。

4.根据权利要求1所述的一种钢卷尺可靠性试验装置，其特征在于：

所述支架单元(13)包括调节螺母(1301)、套(1302)、右端盖(1303)、右深沟球轴承(1304)、外套(1305)、左深沟球轴承(1306)、左端盖(1307)、1号轴(1308)、2号支架(1309)；

所述2号支架(1309)通过螺栓固定在支撑架(1)的上表面的一端；所述右端盖(1303)通过螺栓固定在2号支架(1309)的右端面；所述右深沟球轴承(1304)的右端面与右端盖(1303)的左端面接触；所述右深沟球轴承(1304)的左端面与外套(1305)的右端面接触；所述外套(1305)的左端面与左深沟球轴承(1306)的右端面接触；所述左深沟球轴承(1306)的左端面与左端盖(1307)的右端面接触；所述左端盖(1307)通过螺栓固定在2号支架(1309)的左端面；所述左深沟球轴承(1306)的内圈的左端面与1号轴(1308)的轴肩的右端面接触；所述套(1302)的左端面与右深沟球轴承(1304)的内圈的右端面接触；所述套(1302)的右端面与调节螺母(1301)的左端面接触；所述调节螺母(1301)旋在1号轴(1308)上。

5.根据权利要求1所述的一种钢卷尺可靠性试验装置，其特征在于：

所述开启机构(9)包括电动推杆(901)、1号拉压力传感器(902)、1号铰链(903)、2号铰链(904)、转架(905)、倾角传感器(906)、1号丝杠(907)、导杆(908)、拉杆(909)、丝母(910)、2号激光位移传感器(911)、左导杆架(912)、支座(913)、1号步进电机(914)、右导杆架(915)；

所述支座(913)的下表面通过螺栓固定在上板(1103)上；

所述支座(913)的右上端呈U型结构，所述转架(905)的一端通过铰链(904)与支座(913)的右上端的U型结构处进行铰链；所述电动推杆(901)的下端通过铰链与支座(913)的左上端台阶面处铰接；所述电动推杆(901)的伸出轴与1号拉压力传感器(902)的下端联接；所述1号拉压力传感器(902)的上端通过1号铰链(903)与转架(905)的左端铰接；

所述倾角传感器(906)通过螺栓固定在转架(905)的上表面，用于检测转架(905)的旋转角度；所述右导杆架(915)通过螺栓固定在转架(905)的下表面的右端；所述左导杆架(912)通过螺栓固定在转架(905)的下表面的左端；两个所述导杆(908)的两端分别固定在左导杆架(912)和右导杆架(915)上，且两个所述导杆(908)的轴线平行；所述1号步进电机(914)通过螺栓固定在左导杆架(912)的左侧面上；所述1号丝杠(907)左端通过联轴器与1号步进电机(914)的电机轴联接，且1号丝杠(907)的轴线与两个所述导杆(908)的轴线平行；所述丝母(910)两侧有通孔分别用于穿过两个所述导杆(908)的光轴段，两者为间隙配合；所述丝母(910)中间开设有用于旋在1号丝杠(907)的螺纹段的螺纹孔；两个所述导杆(908)的轴线垂直于1号轴(1308)的轴线；

所述拉杆(909)的左端固定在丝母(910)的下表面；所述拉杆(909)的右端V型结构，V型结构的下表面与钢卷尺(10)的锁闭开关(1001)接触；所述2号激光位移传感器(911)通过螺栓固定在右导杆架(915)的前侧面。

6.根据权利要求1所述的一种钢卷尺可靠性试验装置，其特征在于：

所述拉尺机构(3)包括拉板(301)、压扣(302)、2号步进电机(303)、2号拉压力传感器(304)、行走架(305)、竖直调节轴(306)、3号步进电机(307)、4号步进电机(308)、齿轮(309)、1号联轴器(310)、上丝母(311)、双头丝杠(312)、下丝母(313)、下调节杆(314)、下调节板(315)、1号皮带轮(316)、皮带(317)、5号步进电机(318)、上调节杆(319)、2号联轴器(320)、竖直调节丝母(321)、2号丝杠(322)、1号底座(323)、滑块(324)、2号底座(325)、2号导板(326)、1号导板(327)、连杆(328)、拉尺架(329)、转轴(330)、2号皮带轮(331)；

所述4号步进电机(308)通过螺栓固定在滑块(324)的右侧上表面；所述齿轮(309)固定安装在4号步进电机(308)的电机轴上，所述4号步进电机(308)的电机轴的轴线与齿条4的中心线垂直；所述行走架(305)通过螺栓固定在滑块(324)的左侧上表面；

所述3号步进电机(307)通过螺栓固定在行走架(305)的上表面；所述2号丝杠(322)的上端通过2号联轴器(320)与3号步进电机(307)的电机轴联接；所述2号丝杠(322)的下端与1号底座(323)的孔间隙配合安装；所述1号底座(323)固定在行走架(305)的空腔的下底面；所述3号步进电机(307)的电机轴线与2号丝杠(322)的轴线同轴；

所述竖直调节轴(306)右端设有与2号丝杠(322)配合安装的螺纹孔；

所述2号导板(326)通过螺栓固定在行走架(305)的左端面；所述2号导板(326)的中间开设有长条孔，用于穿过竖直调节轴(306)，且竖直调节轴(306)与2号导板(326)的长条孔为间隙配合；

所述竖直调节轴(306)的左端通过螺纹与2号拉压力传感器(304)的右端联接；所述2号拉压力传感器(304)的左端与连杆(328)的右端联接；

所述连杆(328)的左端通过螺栓固定在拉尺架(329)的右端面；所述拉尺架(329)的上表面与右端面垂直；

所述2号步进电机(303)通过螺栓固定在拉尺架(329)的上端面；

所述双头丝杠(312)的上端通过1号联轴器(310)与2号步进电机(303)联接；

所述2号底座(325)通过螺栓固定在拉尺架(329)的内腔的底面；所述双头丝杠(312)的轴线与2号步进电机(303)的电机轴线同轴；

所述上调节杆(319)的右端的螺纹孔套装在双头丝杠(312)的右旋螺纹段；所述上调节杆(319)的轴线垂直于双头丝杠(312)的轴线；所述压扣(302)固定在上调节杆(319)的左端；所述压扣(302)的下表面与上调节杆(319)的轴线共面，且垂直于双头丝杠(312)的轴线；所述下调节杆(314)的右端的螺纹孔套装在双头丝杠(312)的左旋螺纹段；所述下调节板(315)的右端固定在下调节杆(314)的左端；所述下调节杆(314)的轴线垂直于双头丝杠(312)的轴线；所述1号导板(327)通过螺栓固定在拉尺架(329)的左端面；所述1号导板(327)的中间开设有中心线呈竖直方向的长条孔，用于穿过所述上调节杆(319)和下调节杆(314)；

所述拉板(301)一端与转轴(330)固定联接；所述转轴(330)与下调节板(315)的左端的孔为间隙配合；所述1号皮带轮(316)固定安装在转轴(330)的一端；

所述5号步进电机(318)通过螺栓固定在下调节板(315)的下表面；所述5号步进电机(318)的电机轴的轴线与转轴(330)的轴线平行；所述5号步进电机(318)的电机轴上安装有2号皮带轮(331)；所述皮带(317)套装在1号皮带轮(316)和2号皮带轮(331)上。

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