CN110631788A - 一种刚度测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刚度测试装置，包括底座、弹珠发射装置固定板、弹珠发射装置、夹具安装板、夹具和检测装置，底座水平放置，弹珠发射装置固定板竖直装在底座上，弹珠发射装置装在弹珠发射装置固定板上，夹具安装板竖直装在底座上，夹具安装板与弹珠发射装置固定板两者垂直设置，检测装置安装在底座上。本发明还公开了一种工件刚度测试方法。本测试方法，采用振动测量的方式对零件的刚度进行测量，不会对工件造成损伤，提高了对工件的保护性能。

Description

一种刚度测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及一种刚度测试装置及测试方法，具体的说是一种钢球撞击的刚度测试装置及测试方法。

背景技术

传统方式的刚度检验方法采用静态测试法，即在零件上施加一定的静态载荷（力，力矩等）后测量相应的变形量（位移，转角等），然后利用胡克定律(K= F/S)来计算零件的刚度。对于载荷的施加主要是通过悬挂砝码来实现，而变形量的检测主要利用位移传感器，CCD和显微镜等。这种传统的测试方法测量精度受影响因素多，测试效率低，一般要求被测量对象有足够的尺寸以便于力和位移的测量。静态测试中，采用电容法测位移；使用力臂施加力，多点测量位移等方法也有研究，但未见推广应用。动态测量是刚度测试的新方法，对零件施加一定的力激励，检测零件的动态响应，做进一步的结构动力学分析，获得的零件刚度。常用的激励有谐振激励（包括激振器激励、声波激励等）和瞬态激励（凸轮激励）等。而对零件的激劢响应的测试常用的位移传感器（机械式、压电式、电容式和激光位移传感器），CCD和显微镜等。在刚度动态测试中激励和响应检测是两个必不可少的检测参数。已有的刚度动态测量方法，多采用共振谐振激励，这种情况下可能因为共振而对零件造成损伤，影响其结构和力学性能。当谐振激励的频率与零件的固有频率不相吻合时，零件的响应时瞬态振动和简谐振动的叠加，反而增加结构参数识别的难度。此外，现有的激励设备结构较为复杂。对于零件的响应测量，机械式位移传感器的测量精度和安装都有局限性，而采用CCD和显微镜等对位移进行记录不但需要进行大量的图像识别处理而增加误差和工作量，还会因为采样率不够而造成误差。总之，现有零件刚度动态测试方法，施加动态激励的系统复杂，不易操作，响应测量繁琐。不适应大批量零件刚度的快速检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，目前刚度测试方法测试精度差，测试效率低，且易损伤零件的技术问题。

针对以上现有技术的缺点，提出一种刚度测试装置，该刚度测试装置采用振动测量的方式对零件的刚度进行测量，不会对工件造成损伤，测试精度高，测试效率高。

具体的技术方案，一种刚度测试装置，包括底座、弹珠发射装置固定板、弹珠发射装置、夹具安装板、夹具和检测装置，底座水平放置，弹珠发射装置固定板竖直装在底座上，弹珠发射装置装在弹珠发射装置固定板上，夹具安装板竖直装在底座上，夹具安装板与弹珠发射装置固定板两者垂直设置，检测装置安装在底座上；

弹珠发射装置包括轨道板、导轮、钢球、接近开关、电磁铁和电机，轨道板竖直固定在弹珠发射装置固定板上，在轨道板一侧面上设有用于安装导轮的轨道槽， 导轮位于轨道槽内，导轮安装在电机的电机轴上，电机安装在轨道板上，导轮的圆周端面那个间隔开设用于钢球进入的缺口，轨道板侧面的开设两条与轨道槽贯通的钢球轨道，定义两条钢球轨道分别为初始钢球轨道和回位钢球轨道，初始钢球轨道和回位钢球轨道之间有夹角，初始钢球轨道和回位钢球轨道一端贯通，另一端分别贯通轨道槽，缺口的入口方向与导轮的转动方向相同；钢球放置在初始钢球轨道内，电磁铁和接近开关安装在轨道板上，电磁铁和接近开关在轨道板上的位置可调，电磁铁的动铁芯末端安装一个用于将钢球保持在初始位置的挡块，电磁铁通电吸合，其末端的挡块向上移动，释放钢球；电磁铁断电松开，其末端的挡块向下移动，挡住钢球将钢球保持在初始位置；接近开关的检测端指向钢球用来检测初始位置是否有钢球；

夹具安装板包括夹具固定板、两块夹具滑槽板、夹具压紧板和夹具压紧把手，夹具固定板竖直固定在底座上，夹具固定板与轨道板垂直，两块夹具滑槽板间隔竖直安装在夹具固定板的板面上，两块夹具滑槽板之间的间隔用来安装夹具；夹具压紧把手嵌于其中一块夹具滑槽板的内侧面上，夹具压紧把手的螺杆贯穿过夹具滑槽板且末端接触夹具压紧板，夹具压紧板嵌入一个夹具滑槽板的侧面用于夹紧夹具，夹具压紧把手的旋钮螺纹连接夹具压紧把手的螺杆；

夹具包括固定板、提升板、两块质量块夹紧板、两条夹紧导轨、两条提升导轨、提升机构和工件夹紧机构，

两条提升导轨间隔且平行安装在固定板的板面上，提升板板面上安装多个第一滑块，提升板上的多个第一滑块分别滑动配合在两条提升导轨，在提升板的正面上开设水平滑槽，两块质量块夹紧板对称设置且滑动设置在水平滑槽上，两块质量块夹紧板共线，两块质量块夹紧板相对端之间夹住用于固定工件用的两块质量块，两块质量块对合夹住工件，质量块正对着初始钢球轨道和回位钢球轨道的贯通口，钢球撞击质量块；两块质量块夹紧板的自由端上都安装第二滑块，两个第二滑块分别滑动配合在两条夹紧导轨上，两条夹紧导轨对称安装在固定板上，夹紧导轨与竖直线之间形成夹角；工件夹紧机构安装在提升板的对称中心位置上用于夹紧质量块上安装的工件；提升机构包括第一摆臂和第二摆臂，第一摆臂和第二摆臂之间铰接，第一摆臂的自由端转动安装在固定板的板面上，第二摆臂的自由端转动安装在提升板的端面上；工件夹紧机构包括两块工件固定装置滑槽板、第一工件压紧框、第二活动工件压紧框、工件压紧把手、工件压紧调节螺栓、工件压紧轴和后档簧，两块工件固定装置滑槽板平行设置，并通过螺栓安装在提升板上，第一工件压紧框活动连接在两块工件固定装置滑槽板之间，工件压紧轴依次贯穿一块工件固定装置滑槽板、第一工件压紧框和另一块工件固定装置滑槽板，第一工件压紧框上贯穿工件压紧轴的为腰型孔，腰型孔沿竖直方向开设，第一工件压紧框相对于工件压紧轴沿腰型孔上下移动；第二活动工件压紧框嵌于第一工件压紧框内，第二活动工件压紧框一端穿入在工件压紧轴上可绕工件压紧轴转动，第二活动工件压紧框另一端与第一工件压紧框共同作用用于夹紧放在第一工件压紧框上的工件；工件压紧把手穿入在工件压紧轴上可绕工件压紧轴转动，工件压紧把手由凸轮和把手构成，凸轮偏心套在工件压紧轴上，把手固定在凸轮上用于手动操作；工件压紧调节螺栓安装在第一工件压紧框的框边上，工件压紧调节螺栓上设置锁紧螺母；工件压紧调节螺栓配合工件压紧把手的凸轮作用，使第一工件压紧框上移并向第二活动工件压紧框靠近夹紧工件；

检测装置包括激光位移传感器、调节座和垫块，垫块安装在底座上，调节座安装在垫块上，激光位移传感器安装在调节座上，激光位移传感器的激光打在质量块上。

本发明进一步限定的技术方案是：

初始轨道为倾斜轨道，定义初始轨道的与轨道槽相通的一端为高端，与回位轨道相通的一端为低端，初始轨道的倾斜角度为10°-60°。优选初始轨道的倾斜角度为30°，30°角可以保证钢球从静止滑落至撞击质量块时，具有足够的速度（动能），且撞击质量块的角度较小。

在弹珠发射装置固定板上开设多个不同位置的安装孔，电磁铁和接近开关根据位置需要选择安装孔固定，，从而调节钢球的撞击力。

在固定板板面上开设第一通槽，提升板位于第一通槽位置处，提升机构内的第一摆臂的自由端转动安装在固定板板面上开设的第一通槽的槽壁上；在提升板的中心位置处开设第二通槽，工件夹紧机构位于第二通槽内；在夹具固定板上开设供检测装置内激光位移传感器发射激光到质量块上的第三通槽。

垫块采用塑性柔性材料制成。垫块为塑性柔性材料起到减震隔源的效果

底座下装有橡胶调平脚，可对整体装置进行调平和减振，排除外界干扰，提高装置的抗干扰能力。

本发明提出的工件刚度的测试方法，包括如下步骤：

步骤1）刚度测试装置的组装，将夹具安装到夹具安装板上，用夹具压紧把手锁紧；

步骤2）手动操作提升机构，通过提升机构将夹具调整到装夹位置，将测试的工件放在两个质量块上，将第二活动工件压紧框旋转压紧工件的上表面，并操作工件压紧把手，通过工件压紧调节螺栓配合工件压紧把手的凸轮作用，使第一工件压紧框上移并向第二活动工件压紧框靠近夹紧工件；然后将两个质量块通过螺栓紧固，两个质量块和工件固结为一个整体；再手动操作提升机构，通过提升机构将夹具调整到测试位置，此时质量块正对着初始钢球轨道和回位钢球轨道的贯通口，准备测试；

步骤3）电机工作，带动导轮转动，带动钢球运动至初始位置，接近开关反馈初始位置是否有钢球，等待测试；

步骤4）开始测试，电磁铁通电吸合，其末端的挡块向上移动，释放钢球；钢球沿初始钢球轨道下落由贯通口撞击质量块后，回弹至轨道板的回位钢球轨道，导轮转动，导轮上缺口带动钢球进入初始钢球轨道，并回到初始位置，等待下一次实验；质量块在撞击力的激励下，带动工件自由振动；

步骤5）激光位移传感器检测质量块的振动位移与频率，并将信号反馈出来；

步骤6）激光位移传感器的信号反馈至数据处理，经数据处理后得出工件的刚度值。

本测试方法中提出的对激光位移传感器的信号处理，这是本技术领域内的已知技术。

本发明的有益效果是：

1、本测试装置，钢球在轨道内自动循环运动，提高资源的重复利用。

2、本测试装置，夹具通过滑道和压紧把手，可快速安装到夹具安装板上，实现夹具拆装的便捷性；通过更换不同的夹具模块，可实现对不同工件的测量，提高了装置的检测范围。

3、本测试装置，工件安装与拆卸方便快捷，提高了大批量测量的工作效率。

4、本测试方法，两块质量块被对称夹紧，保证多次测试时质量块位于同一位置，提高实验测量的重复性。

5、本测试方法，采用振动测量的方式对零件的刚度进行测量，不会对工件造成损伤，提高了对工件的保护性能。

6、本测试方法，采用高精度的激光位移传感器，提高了测量的整体精度与灵敏度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为弹珠发射装置的结构示意图。

图3为夹具安装板的示意图。

图4为夹具的示意图。

图5为提升板的示意图。

图6为质量块夹紧板的示意图。

图7为两块质量块夹紧板夹紧质量块的示意图。

图8为图7中松开质量块的示意图。

图9为提升机构的示意图。

图10为工件夹紧机构的第一示意图（图中为夹紧工件状态）。

图11为工件夹紧机构的第二示意图（图中为松开工件状态）。

图12为检测装置的示意图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-12及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，一种刚度测试装置，包括底座1、弹珠发射装置固定板2、弹珠发射装置3、夹具安装板4、夹具5和检测装置6，底座1水平放置，弹珠发射装置固定板2竖直装在底座1上，弹珠发射装置3装在弹珠发射装置固定板2上，夹具安装板4竖直装在底座1上，夹具安装板4与弹珠发射装置固定板2两者垂直设置，检测装置6安装在底座1上。

如图1所示，底座1下装有橡胶调平脚，，可对整体装置进行调平和减振，排除外界干扰，提高装置的抗干扰能力。

如图2所示，弹珠发射装置3包括轨道板301、导轮302、钢球303、接近开关304、电磁铁305和电机，轨道板301竖直固定在弹珠发射装置固定板2上，在轨道板301一侧面上设有用于安装导轮302的轨道槽， 导轮302位于轨道槽内，导轮302安装在电机的电机轴上，电机安装在轨道板301上，导轮302的圆周端面那个间隔开设用于钢球303进入的缺口308，轨道板301侧面的开设两条与轨道槽贯通的钢球轨道，定义两条钢球轨道分别为初始钢球轨道306和回位钢球轨道307，初始钢球轨道306和回位钢球轨道307之间有夹角，初始钢球轨道306和回位钢球轨道307一端贯通，另一端分别贯通轨道槽，缺口308的入口方向与导轮302的转动方向相同；钢球303放置在初始钢球轨道306内，电磁铁305和接近开关304活动安装在轨道板301上，电磁铁305和接近开关304在轨道板301上的位置可调，电磁铁305的动铁芯末端安装一个用于将钢球303保持在初始位置的挡块309，电磁铁305通电吸合，其末端的挡块309向上移动，释放钢球303；电磁铁305断电松开，其末端的挡块309向下移动，挡住钢球303将钢球303保持在初始位置；接近开关304的检测端指向钢球303用来检测初始位置是否有钢球303。

实施例中弹珠发射装置3，导轮302与电机相连，钢球303沿初始钢球轨道306下落由贯通口撞击质量块5079后，回弹至轨道板301的回位钢球轨道307，导轮302转动，导轮302上缺口308带动钢球303进入初始钢球轨道306，并回到初始位置，从而使钢球303在轨道槽中循环运动。

实施例中弹珠发射装置3，初始轨道306为倾斜轨道，定义初始轨道306的与轨道槽相通的一端为高端，与回位轨道307相通的一端为低端，初始轨道306的倾斜角度为10°-60°。优选倾斜角度为30°角可以保证钢球从静止滑落至撞击质量块时，具有足够的速度（动能），且撞击质量块的角度较小。

实施例中弹珠发射装置3，在弹珠发射装置固定板2上开设多个不同位置的安装孔，电磁铁305和接近开关304根据位置需要选择安装孔固定。

如图3所示，夹具安装板4包括夹具固定板401、两块夹具滑槽板402、夹具压紧板403和夹具压紧把手404，夹具固定板401竖直固定在底座1上，夹具固定板401与轨道板301垂直，两块夹具滑槽板402间隔竖直安装在夹具固定板401的板面上，两块夹具滑槽板402之间的间隔用来安装夹具5；夹具压紧把手404嵌于其中一块夹具滑槽板402的内侧面上，夹具压紧把手404的螺杆贯穿过夹具滑槽板402且末端接触夹具压紧板403，夹具压紧板403嵌入一个夹具滑槽板402的侧面用于夹紧夹具5，夹具压紧把手404的旋钮螺纹连接夹具压紧把手404的螺杆。

实施例中夹具安装板4，夹具压紧把手404与夹具压紧板403活动接触，通过拧动夹具压紧把手404，可使夹具压紧板403压紧或松动夹具5，实现夹具5的快速安装和拆卸。

如图4所示，夹具5包括固定板501、提升板502、两块质量块夹紧板503、两条夹紧导轨504、两条提升导轨505、提升机构506和工件夹紧机构507。

两条提升导轨505间隔且平行安装在固定板501的板面上，提升板502板面上安装多个第一滑块，提升板502上的多个第一滑块分别滑动配合在两条提升导轨505，在提升板502的正面上开设水平滑槽502-1。如图5所示。

如图6、7和8所示，两块质量块夹紧板503对称设置且滑动设置在水平滑槽502-1上，两块质量块夹紧板503共线，两块质量块夹紧板503相对端之间夹住用于固定工件用的两块质量块5079，两块质量块5079对合夹住工件5078，质量块5079正对着初始钢球轨道306和回位钢球轨道307的贯通口，钢球303撞击质量块5079；两块质量块夹紧板503的自由端上都安装第二滑块，两个第二滑块分别滑动配合在两条夹紧导轨504上，两条夹紧导轨504对称安装在固定板501上，夹紧导轨504与竖直线之间形成夹角。

如图6所示，在质量块夹紧板503的夹紧端部的端面为斜面，方便夹紧质量块5079时进行导向定位。

质量块5079有两个作用，一个是用于固定工件，撞击时时直接撞击质量块，检测时也是直接检测质量块，因为工件是圆柱状的，不方便撞击和检测。另个作用是降低工件的撞击频率，因为质量块质量比工件质量大得多，将工件固定到质量块上进行检测时，整体的震动频率会降低很多，提高检测的精度。

如图9所示，提升机构506包括第一摆臂5061和第二摆臂5062，第一摆臂5061和第二摆臂5062之间铰接，第一摆臂5061的自由端转动安装在固定板501的板面上，第二摆臂5062的自由端转动安装在提升板502的端面上。

手动操作提升机构506，通过提升机构506将夹具5调整到装夹位置，手动操作提升机构506，通过提升机构506将夹具5调整到测试位置。

如图10和11所示，工件夹紧机构507安装在提升板502的对称中心位置上用于夹紧质量块5079上安装的工件；工件夹紧机构507包括两块工件固定装置滑槽板5071、第一工件压紧框5072、第二活动工件压紧框5073、工件压紧把手5074、工件压紧调节螺栓5075、工件压紧轴5076和后档簧5077，两块工件固定装置滑槽板5071平行设置，并通过螺栓安装在提升板502上，第一工件压紧框5072活动连接在两块工件固定装置滑槽板5071之间，工件压紧轴5076依次贯穿一块工件固定装置滑槽板5071、第一工件压紧框5072和另一块工件固定装置滑槽板5071，第一工件压紧框5072上贯穿工件压紧轴5076的为腰型孔，腰型孔沿竖直方向开设，第一工件压紧框(5072)相对于工件压紧轴5076沿腰型孔上下移动；第二活动工件压紧框(5073)嵌于第一工件压紧框5072内，第二活动工件压紧框5073一端穿入在工件压紧轴5076上可绕工件压紧轴5076转动，第二活动工件压紧框5073另一端与第一工件压紧框5072共同作用用于夹紧放在第一工件压紧框5072上的工件5078；工件压紧把手5074穿入在工件压紧轴5076上可绕工件压紧轴5076转动，工件压紧把手5074由凸轮和把手构成，凸轮偏心套在工件压紧轴5076上，把手固定在凸轮上用于手动操作；工件压紧调节螺栓5075安装在第一工件压紧框5072的框边上，工件压紧调节螺栓5075上设置锁紧螺母；工件压紧调节螺栓5075配合工件压紧把手5074的凸轮作用，使第一工件压紧框5072上移并向第二活动工件压紧框5073靠近夹紧工件5078。

如图12所示，检测装置6包括激光位移传感器601、调节座602和垫块603，垫块603安装在底座1上，垫块603采用塑性柔性材料制成，起到减震隔源的效果。调节座602安装在垫块603上，激光位移传感器601安装在调节座602上，激光位移传感器601的激光打在质量块5079上。

本实施例中调节座602为三坐标调节块，可对激光位移传感器的空间位置进行调节。调节座602标准件优选采购Misumi（米思米）系列产品。

在固定板501板面上开设第一通槽，提升板502位于第一通槽位置处，提升机构506内的第一摆臂5061的自由端转动安装在固定板501板面上开设的第一通槽的槽壁上；在提升板502的中心位置处开设第二通槽，工件夹紧机构507位于第二通槽内；在夹具固定板401上开设供检测装置6内激光位移传感器601发射激光到质量块5079上的第三通槽405。

本实施例刚度测试装置的主要指标：

1）数据采样率：10-20kHz；

2）力指标：

量程：10N；分辨率：1mN；精度示值：0.5%；

3）位移指标：

量程：1000μm 分辨率：0.1μm 精度：±0.5μm/100μm ；

全量程误差≤±2μm；

4）刚度复现性误差：≤1%。

一种工件刚度的测试方法，包括如下步骤：

步骤1）刚度测试装置的组装，将夹具5安装到夹具安装板4上，用夹具压紧把手404锁紧；

步骤2）手动操作提升机构506，通过提升机构506将夹具5调整到装夹位置，将测试的工件5078放在两个质量块5079上，将第二活动工件压紧框5073旋转压紧工件5078的上表面，并操作工件压紧把手5074，通过工件压紧调节螺栓5075配合工件压紧把手5074的凸轮作用，使第一工件压紧框(5072)上移并向第二活动工件压紧框(5073)靠近夹紧工件5078；然后将两个质量块5079通过螺栓紧固，两个质量块5079和工件5078固结为一个整体；再手动操作提升机构506，通过提升机构506将夹具5调整到测试位置，此时质量块5079正对着初始钢球轨道306和回位钢球轨道307的贯通口，准备测试；

步骤3）电机工作，带动导轮302转动，带动钢球303运动至初始位置，接近开关304反馈初始位置是否有钢球303，等待测试；

步骤4）开始测试，电磁铁305通电吸合，其末端的挡块309向上移动，释放钢球303；钢球303沿初始钢球轨道306下落由贯通口撞击质量块5079后，回弹至轨道板301的回位钢球轨道307，导轮302转动，导轮302上缺口308带动钢球303进入初始钢球轨道306，并回到初始位置，等待下一次实验；质量块5079在撞击力的激励下，带动工件5078自由振动；

步骤5）激光位移传感器601检测质量块5079的振动位移与频率，并将信号反馈出来；

步骤6）激光位移传感器601的信号反馈至数据处理，经数据处理后得出工件5078的刚度值。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种刚度测试装置，其特征在于：包括底座（1）、弹珠发射装置固定板（2）、弹珠发射装置（3）、夹具安装板（4）、夹具（5）和检测装置（6），底座（1）水平放置，弹珠发射装置固定板（2）竖直装在底座（1）上，弹珠发射装置（3）装在弹珠发射装置固定板（2）上，夹具安装板（4）竖直装在底座（1）上，夹具安装板（4）与弹珠发射装置固定板（2）两者垂直设置，检测装置（6）安装在底座（1）上；

弹珠发射装置（3）包括轨道板（301）、导轮（302）、钢球（303）、接近开关（304）、电磁铁（305）和电机，轨道板（301）竖直固定在弹珠发射装置固定板（2）上，在轨道板（301）一侧面上设有用于安装导轮（302）的轨道槽， 导轮（302）位于轨道槽内，导轮（302）安装在电机的电机轴上，电机安装在轨道板（301）上，导轮（302）的圆周端面那个间隔开设用于钢球（303）进入的缺口（308），轨道板（301）侧面的开设两条与轨道槽贯通的钢球轨道，定义两条钢球轨道分别为初始钢球轨道（306）和回位钢球轨道（307），初始钢球轨道（306）和回位钢球轨道（307）之间有夹角，初始钢球轨道（306）和回位钢球轨道（307）一端贯通，另一端分别贯通轨道槽，缺口（308）的入口方向与导轮（302）的转动方向相同；钢球（303）放置在初始钢球轨道（306）内，电磁铁（305）和接近开关（304）安装在轨道板（301）上，电磁铁（305）和接近开关（304）在轨道板（301）上的位置可调，电磁铁（305）的动铁芯末端安装一个用于将钢球（303）保持在初始位置的挡块（309），电磁铁（305）通电吸合，其末端的挡块（309）向上移动，释放钢球（303）；电磁铁（305）断电松开，其末端的挡块（309）向下移动，挡住钢球（303）将钢球（303）保持在初始位置；接近开关（304）的检测端指向钢球（303）用来检测初始位置是否有钢球（303）；

夹具安装板（4）包括夹具固定板（401）、两块夹具滑槽板（402）、夹具压紧板（403）和夹具压紧把手（404），夹具固定板（401）竖直固定在底座（1）上，夹具固定板（401）与轨道板（301）垂直，两块夹具滑槽板（402）间隔竖直安装在夹具固定板（401）的板面上，两块夹具滑槽板（402）之间的间隔用来安装夹具（5）；夹具压紧把手（404）嵌于其中一块夹具滑槽板（402）的内侧面上，夹具压紧把手（404）的螺杆贯穿过夹具滑槽板（402）且末端接触夹具压紧板（403），夹具压紧板（403）嵌入一个夹具滑槽板（402）的侧面用于夹紧夹具（5），夹具压紧把手（404）的旋钮螺纹连接夹具压紧把手（404）的螺杆；

夹具（5）包括固定板（501）、提升板（502）、两块质量块夹紧板（503）、两条夹紧导轨（504）、两条提升导轨(505)、提升机构（506）和工件夹紧机构（507），

两条提升导轨(505)间隔且平行安装在固定板（501）的板面上，提升板（502）板面上安装多个第一滑块，提升板（502）上的多个第一滑块分别滑动配合在两条提升导轨(505)，在提升板（502）的正面上开设水平滑槽（502-1），两块质量块夹紧板（503）对称设置且滑动设置在水平滑槽（502-1）上，两块质量块夹紧板（503）共线，两块质量块夹紧板（503）相对端之间夹住用于固定工件用的两块质量块（5079），两块质量块（5079）对合夹住工件（5078），质量块（5079）正对着初始钢球轨道（306）和回位钢球轨道（307）的贯通口，钢球（303）撞击质量块（5079）；两块质量块夹紧板（503）的自由端上都安装第二滑块，两个第二滑块分别滑动配合在两条夹紧导轨（504）上，两条夹紧导轨（504）对称安装在固定板（501）上，夹紧导轨（504）与竖直线之间形成夹角；工件夹紧机构（507）安装在提升板（502）的对称中心位置上用于夹紧质量块（5079）上安装的工件；提升机构（506）包括第一摆臂（5061）和第二摆臂（5062），第一摆臂（5061）和第二摆臂（5062）之间铰接，第一摆臂（5061）的自由端转动安装在固定板（501）的板面上，第二摆臂（5062）的自由端转动安装在提升板（502）的端面上；工件夹紧机构（507）包括两块工件固定装置滑槽板（5071）、第一工件压紧框(5072)、第二活动工件压紧框(5073)、工件压紧把手（5074）、工件压紧调节螺栓（5075）、工件压紧轴（5076）和后档簧（5077），两块工件固定装置滑槽板（5071）平行设置，并通过螺栓安装在提升板（502）上，第一工件压紧框(5072)活动连接在两块工件固定装置滑槽板（5071）之间，工件压紧轴（5076）依次贯穿一块工件固定装置滑槽板（5071）、第一工件压紧框(5072)和另一块工件固定装置滑槽板（5071），第一工件压紧框(5072)上贯穿工件压紧轴（5076）的为腰型孔，腰型孔沿竖直方向开设，第一工件压紧框(5072)相对于工件压紧轴（5076）沿腰型孔上下移动；第二活动工件压紧框(5073)嵌于第一工件压紧框(5072)内，第二活动工件压紧框(5073)一端穿入在工件压紧轴（5076）上可绕工件压紧轴（5076）转动，第二活动工件压紧框(5073)另一端与第一工件压紧框(5072)共同作用用于夹紧放在第一工件压紧框(5072)上的工件（5078）；工件压紧把手（5074）穿入在工件压紧轴（5076）上可绕工件压紧轴（5076）转动，工件压紧把手（5074）由凸轮和把手构成，凸轮偏心套在工件压紧轴（5076）上，把手固定在凸轮上用于手动操作；工件压紧调节螺栓（5075）安装在第一工件压紧框(5072)的框边上，工件压紧调节螺栓（5075）上设置锁紧螺母；工件压紧调节螺栓（5075）配合工件压紧把手（5074）的凸轮作用，使第一工件压紧框(5072)上移并向第二活动工件压紧框(5073)靠近夹紧工件（5078）；

检测装置（6）包括激光位移传感器（601）、调节座（602）和垫块（603），垫块（603）安装在底座（1）上，调节座（602）安装在垫块（603）上，激光位移传感器（601）安装在调节座（602）上，激光位移传感器（601）的激光打在质量块（5079）上。

2.根据权利要求1所述的刚度测试装置，其特征在于，初始轨道（306）为倾斜轨道，定义初始轨道（306）的与轨道槽相通的一端为高端，与回位轨道（307）相通的一端为低端，初始轨道（306）的倾斜角度为10°-60°。

3.根据权利要求1所述的刚度测试装置，其特征在于，在弹珠发射装置固定板（2）上开设多个不同位置的安装孔，电磁铁（305）和接近开关（304）根据位置需要选择安装孔固定。

4.根据权利要求1所述的刚度测试装置，其特征在于，在固定板（501）板面上开设第一通槽，提升板（502）位于第一通槽位置处，提升机构（506）内的第一摆臂（5061）的自由端转动安装在固定板（501）板面上开设的第一通槽的槽壁上；在提升板（502）的中心位置处开设第二通槽，工件夹紧机构（507）位于第二通槽内；在夹具固定板（401）上开设供检测装置（6）内激光位移传感器（601）发射激光到质量块（5079）上的第三通槽（405）。

5.根据权利要求1所述的刚度测试装置，其特征在于，垫块（603）采用塑性柔性材料制成。

6.根据权利要求1所述的刚度测试装置，其特征在于，底座（1）下装有橡胶调平脚。

7.根据权利要求1-6所述工件刚度的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1）刚度测试装置的组装，将夹具（5）安装到夹具安装板（4）上，用夹具压紧把手（404）锁紧；

步骤2）手动操作提升机构（506），通过提升机构（506）将夹具（5）调整到装夹位置，将测试的工件（5078）放在两个质量块（5079）上，将第二活动工件压紧框(5073)旋转压紧工件（5078）的上表面，并操作工件压紧把手（5074），通过工件压紧调节螺栓（5075）配合工件压紧把手（5074）的凸轮作用，使第一工件压紧框(5072)上移并向第二活动工件压紧框(5073)靠近夹紧工件（5078）；然后将两个质量块（5079）通过螺栓紧固，两个质量块（5079）和工件（5078）固结为一个整体；再手动操作提升机构（506），通过提升机构（506）将夹具（5）调整到测试位置，此时质量块（5079）正对着初始钢球轨道（306）和回位钢球轨道（307）的贯通口，准备测试；

步骤3）电机工作，带动导轮（302）转动，带动钢球（303）运动至初始位置，接近开关（304）反馈初始位置是否有钢球（303），等待测试；

步骤4）开始测试，电磁铁（305）通电吸合，其末端的挡块（309）向上移动，释放钢球（303）；钢球（303）沿初始钢球轨道（306）下落由贯通口撞击质量块（5079）后，回弹至轨道板（301）的回位钢球轨道（307），导轮（302）转动，导轮（302）上缺口（308）带动钢球（303）进入初始钢球轨道（306），并回到初始位置，等待下一次实验；质量块（5079）在撞击力的激励下，带动工件（5078）自由振动；

步骤5）激光位移传感器（601）检测质量块（5079）的振动位移与频率，并将信号反馈出来；

步骤6）激光位移传感器（601）的信号反馈至数据处理，经数据处理后得出工件（5078）的刚度值。

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