CN110646313A - 一种用于在役材料在线检测的自走式便携划痕仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于在役材料在线检测的自走式便携划痕仪，包括行走小车，在行走小车上安装有电池、电动推杆、行走轮以及用于驱动行走轮转动的微型马达，其中电池为电动推杆和微型马达提供工作电源，所述电动推杆的本体固定在行走小车上，在行走小车上设有前配重槽和后配重槽，在前配重槽和后配重槽内均放置有配置片，每个配重片上均标有配重值，电动推杆的伸缩杆悬置在行走小车底部且沿竖直方向设置，在伸缩杆的末端安装有划针，在划针与伸缩杆末端之间设有微型压力传感器；本发明整体结构紧凑便于携带，在使用时无需将待检测的物体脱离工作状态，即可直接将此划痕仪放置于仍在服役的材料表面进行该材料刮擦临界荷载的检测。

Description

一种用于在役材料在线检测的自走式便携划痕仪

技术领域

本发明属于材料检测技术领域，特别涉及一种用于在役材料在线检测的自走式便携划痕仪，主要用于检测某些在役块体材料或涂层的刮擦临界载荷即耐刮擦性能。

背景技术

如今各种金属、高分子材料及涂层得到充分的利用与发展，其具有相当高的使用价值和经济价值，但当前面临的问题是便捷高效测定块体材料或涂层的耐刮擦性能。块体材料或涂层的耐刮擦性能的测量需要借助划痕仪。划痕仪是一种检测块体材料耐刮擦性能和涂层结合强度的装置，其原理是利用划针在逐渐增加荷载下刻划块体材料或涂层表面，直至块体材料或涂层出现刮擦破坏。

现已发展出种类众多的划痕仪，可实现的功能多种多样，给使用者带来了功能上的便利，但同时带来的是划痕仪结构的复杂化，且体积较大，导致划痕仪的使用空间受到限制。除此之外，划痕仪工作时需要将待测材料脱离工作状态或重新制作样本，无法做到对在役材料进行在线直接处理，费时费力且经济效益低。

中国专利文献，公告号为CN202033260U，提出了一种线性加载的划痕仪，该装置包括机架，安装在机架上的平移台以及安装有划针的线性加载装置。该装置也是用电机驱动，但对于实验数据的收集，储存及处理并不智能化，并且该装置自身的体积较大，无法携带，在使用时会受到空间位置的限制，无法实现在线检测。

中国专利文献，公开号为CN109883864A，提出了一种物体表面涂层耐划痕性的检测装置及其检测方法和应用，它包括数控模块、检测平台和位于检测平台一侧的由Z轴驱动机构驱动的Z轴移动机构，Z轴移动机构的中部滑动配合有由X轴驱动机构驱动的X轴移动机构，X轴移动机构的上表面固接有远离Z轴移动机构的上平台，上平台的自由端上设置有压力传感器，X轴移动机构的下表面固接有远离Z轴移动机构的下平台，下平台的自由端适配有沿Z轴分布的直线轴承，直线轴承的顶部通过弹簧顶杆与压力传感器抵触，直线轴承的底部固接有穿过下平台的压杆。该装置自身的体积较大，无法移动，在使用时会受到空间位置的限制，需要测材料脱离工作状态或重新制作样本，同样不能够实现在线检测。

发明内容

本发明目的是为解决上述现有技术中存在的技术问题而提出了一种用于在役材料在线检测的自走式便携划痕仪；为达到上述目的所采取的技术方案是：

一种用于在役材料在线检测的自走式便携划痕仪，包括行走小车，在行走小车上安装有电池、电动推杆、行走轮以及用于驱动行走轮转动的微型马达，其中电池为电动推杆和微型马达提供工作电源，所述电动推杆的本体固定在行走小车上，在行走小车上设有前配重槽和后配重槽，在前配重槽和后配重槽内均放置有配置片，每个配重片上均标有配重值，电动推杆的伸缩杆悬置在行走小车底部且沿竖直方向设置，在伸缩杆的末端安装有划针，在划针与伸缩杆末端之间设有微型压力传感器，划针的刻划部分为圆锥型、球形、四棱锥型或者三棱锥型。

优选的，所述行走小车包括车架底板，在车架底板左右两侧均连接有沿竖直向下方向延伸的连接板，在连接板上均安装有两个行走轮，在连接板上对应每个行走轮均安装有微型马达，每个微型马达单独与相对应的行走轮传动连接。

优选的，所述行走小车包括车架底板，在车架底板的左侧连接有左连接板，在车架底板的右侧连接有右连接板，在左连接板和右连接板上均安装有前行走轮和后行走轮；在连接板上对应每个前行走轮均安装有微型马达，每个微型马达单独与相对应的前行走轮传动连接，所述后行走轮通过竖直转轴对应转动连接在左连接板和右连接板上。

优选的，微型压力传感器的上工作端和下工作端均设有螺纹孔，所述伸缩杆末端螺纹连接在上工作端的螺纹孔内，划针上端部螺纹连接在下工作端的螺纹孔内。

优选的，划针的刻划部分采用金刚石材料制作。

优选的，在行走小车上设有左夹持件、右夹持件、用于穿过电动推杆的通孔，其中，左夹持件和右夹持件底部通过紧固螺栓安装在行走小车上且分布在通孔两侧，在左夹持件和右夹持件相对应的内侧均设有弧形夹持部，左夹持件和右夹持件的弧形夹持部向靠拢而对电动推杆进行夹持固定。

优选的，在通孔两侧的行走小车上均设有条形通槽，紧固螺栓位于条形通槽内，在紧固螺栓上配有紧固螺母。

本发明所具有的有益效果为：（1）本发明整体结构紧凑便于携带，在使用时无需将待检测的物体脱离工作状态，即可直接将此划痕仪放置于仍在服役的材料表面进行该材料刮擦临界荷载的检测；同时在行走小车上设有配置片，一方面对划针刻划的最大压力起到限制作用从而保护被测试材料和划针，另一方面增大了行走轮与被检测材料的接触摩擦力从而避免因受到划针刻划的阻力而出现滑动行走数据不准的问题；

（2）行走小车整体结构简单，小巧灵活易于携带，与其它部件又能够快速便捷地进行组装；

（3）电动推杆的缩杆伸缩距离精度高，数据处理系统记录数据更加精准和灵敏，从而保证了材料刮擦临界荷载检测的准确性；

（4）本发明通过对应部件的配合作用实现了一种遥控操作的用于在役材料在线检测的自走式便携划痕仪。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的等轴测试图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步描述。

如图1和图2所示，一种用于在役材料在线检测的自走式便携划痕仪，包括行走小车，在行走小车上安装有电池、电动推杆6、行走轮1,2以及用于驱动行走轮1,2转动的微型马达10，其中电池为电动推杆6和微型马达10提供工作电源，所述电动推杆6的本体固定在行走小车上，电动推杆6的伸缩杆8悬置在行走小车3底部且沿竖直方向设置，在伸缩杆8的末端安装有划针9，在划针9与伸缩杆8末端之间设有微型压力传感器4。

进一步，在行走小车上即在车架底板3上在设有前配重槽7和后配重槽12，在前配重槽7和后配重槽12内均放置有配置片，每个配重片上均标有配重值，由于划针9与待检测材料之间的最大压力受该划痕仪整体自重的限制，因此在前配重槽7和后配重槽12内放置不同重量的配重片一方面对划针9刻划的最大压力起到限制作用从而保护被测试材料和划针9，另一方面增大了行走轮1,2与被检测材料的接触摩擦力从而避免因受到划针9刻划的阻力而出现滑动行走数据不准的问题。

为了防止整体过重而对待检测材料损伤，减轻行走小车质量的同时增加行走轮1，2的宽度，即所述行走小车包括车架底板3，在车架底板3左右两侧均连接有沿竖直向下方向延伸的连接板11，在连接板11上均安装有两个行走轮1,2，在连接板11上对应每个行走轮1,2均安装有微型马达10，每个微型马达10单独与相对应的行走轮1,2传动连接，这样每个行走轮1,2单独控制方便直线行走、曲线行走的控制。

行走轮1,2还可以安装第二种安装方式进行组装，为了描述方便在行走轮1,2中，行走轮1为前行走轮，行走轮2为后行走轮，即所述行走小车包括车架底板3，在车架底板3的左侧连接有左连接板，在车架底板的右侧连接有右连接板，在左连接板和右连接板上均安装有前行走轮1和后行走轮2；在连接板上对应每个前行走轮1均安装有微型马达10，每个微型马达10单独与相对应的前行走轮1传动连接，而后行走轮2无需驱动装置，而是将后行走轮2通过竖直转轴对应转动连接在左连接板和右连接板上从而起到万向转动轮的转动作用，以便于本申请划痕仪的曲线行走的控制。

为了便于部件的组装和划针的更换，所述微型压力传感器4的上工作端和下工作端均设有螺纹孔，所述伸缩杆8末端螺纹连接在上工作端的螺纹孔内，划针9上端部螺纹连接在下工作端的螺纹孔内，其中划针9包括至少一种类型划针，不同类型划针的末端头形状不同，例如，划针9的刻划部分为圆锥型、球形、四棱锥型和三棱锥型，划针9的刻划部分还可以采用金刚石材料制作以适应对硬度高的材料划痕试验。

为了方便电动推杆6的组装以及保证组装后的牢固性，在行走小车上即在车架底板3上设有夹持装置5，所述夹持装置5包括左夹持件、右夹持件，在车架底板3上还设有用于穿过电动推杆6的通孔，其中，左夹持件和右夹持件底部通过紧固螺栓安装在车架底板3上且分布在通孔两侧，在左夹持件和右夹持件相对应的内侧均设有弧形夹持部，左夹持件和右夹持件的弧形夹持部向靠拢而对电动推杆6进行夹持固定。为了适应不同直径大小电动推杆6的组装，在通孔两侧的行走小车上均设有条形通槽，紧固螺栓位于条形通槽内，在紧固螺栓上配有紧固螺母，紧固螺栓在条形通槽内不同位置实现左夹持件和右夹持件夹紧时之间的距离从而适应电动推杆6尺寸变化。

本发明整体结构紧凑便于携带，在使用时无需将待检测的物体脱离工作状态，即可直接将此划痕仪放置于仍在服役的材料表面进行该材料临界荷载的检测。行走小车的直线、曲线行走配合电动推杆6和伸缩杆8的竖直方向运动实现了划痕深度、划痕形状的变化控制，能够完成划痕固定深度加载、线性增加深度加载，同时还能够完成直线划痕、曲线划痕的检测。

该划痕仪的运动控制方式和数据处理方式具体如下而不限于该方式，在行走小车上配有控制集成电路，在外部配有控制系统，控制系统可通过蓝牙、WiFi、红外线等遥控方式对行走小车的运动方式、电动推杆6和伸缩杆8的伸缩方式进行遥控控制，亦可根据不同的材料设定相对应的执行程序，检测时按照指定的执行动作进行即可；同时，通过微型压力传感器4和数据处理系统对无线传输过来的划针9刻划部分的压力数据进行实时反馈和储存并处理。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用于在役材料在线检测的自走式便携划痕仪，其特征在于，包括行走小车，在行走小车上安装有电池、电动推杆、行走轮以及用于驱动行走轮转动的微型马达，其中电池为电动推杆和微型马达提供工作电源，所述电动推杆的本体固定在行走小车上，在行走小车上设有前配重槽和后配重槽，在前配重槽和后配重槽内均放置有配置片，每个配重片上均标有配重值，电动推杆的伸缩杆悬置在行走小车底部且沿竖直方向设置，在伸缩杆的末端安装有划针，在划针与伸缩杆末端之间设有微型压力传感器，划针的刻划部分为圆锥型、球形、四棱锥型或者三棱锥型。

2.根据权利要求1所述的用于在役材料在线检测的自走式便携划痕仪，其特征在于，所述行走小车包括车架底板，在车架底板左右两侧均连接有沿竖直向下方向延伸的连接板，在连接板上均安装有两个行走轮，在连接板上对应每个行走轮均安装有微型马达，每个微型马达单独与相对应的行走轮传动连接。

3.根据权利要求1所述的用于在役材料在线检测的自走式便携划痕仪，其特征在于，所述行走小车包括车架底板，在车架底板的左侧连接有左连接板，在车架底板的右侧连接有右连接板，在左连接板和右连接板上均安装有前行走轮和后行走轮；在连接板上对应每个前行走轮均安装有微型马达，每个微型马达单独与相对应的前行走轮传动连接，所述后行走轮通过竖直转轴对应转动连接在左连接板和右连接板上。

4.根据权利要求2或3所述的用于在役材料在线检测的自走式便携划痕仪，其特征在于，微型压力传感器的上工作端和下工作端均设有螺纹孔，所述伸缩杆末端螺纹连接在上工作端的螺纹孔内，划针上端部螺纹连接在下工作端的螺纹孔内。

5.根据权利要求4所述的用于在役材料在线检测的自走式便携划痕仪，其特征在于，划针的刻划部分采用金刚石材料制作。

6.根据权利要求4所述的用于在役材料在线检测的自走式便携划痕仪，其特征在于，在行走小车上设有左夹持件、右夹持件、用于穿过电动推杆的通孔，其中，左夹持件和右夹持件底部通过紧固螺栓安装在行走小车上且分布在通孔两侧，在左夹持件和右夹持件相对应的内侧均设有弧形夹持部，左夹持件和右夹持件的弧形夹持部向靠拢而对电动推杆进行夹持固定。

7.根据权利要求4所述的用于在役材料在线检测的自走式便携划痕仪，其特征在于，在通孔两侧的行走小车上均设有条形通槽，紧固螺栓位于条形通槽内，在紧固螺栓上配有紧固螺母。

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