CN110877243A - 一种普适性仿真自动磨样机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到材料领域，尤其涉及到一种普适性仿真自动磨样装置，该磨样装置包括固定装置，固定装置前后左右分别设有四个方位锁定扣，方位锁定扣与载体装置滑动连接，可以通过方向扣选择并固定其方向；压力控制装置通过调整自身的高度控制弹簧的压缩量，从而实现对固定装置的压力控制；在固定装置的下方设有试样四个夹持装置，分别位于固定装置的前后左右，通过旋转紧固试样；固定装置下面放有一个磨盘装置，磨盘装置在驱动装置的推动下前后往复移动，带动砂纸打磨试样。本发明可以解决手工磨样过程中产生的多面和倾斜现象，同时保证了试样磨痕方向的一致性，极大地提高了磨样的效率，方便试样后续的抛光，对提高金属材料设计研发效率有很大作用。

Description

一种普适性仿真自动磨样机

技术领域

本发明涉及到材料领域，尤其涉及到一种普适性仿真自动磨样装置。

背景技术

随着我国经济社会的快速发展和国际地位的逐渐提升，国家对重点领域和关键技术的需求更加急迫，尤其是基础研究领域。其中，在材料领域国外对其关键核心技术严格封锁，已经成为制约我国基础研究领域进一步发展的瓶颈。

在具体研究过程中，研究人员需要对材料进行打磨平整，以便用显微镜观察其内部的结构。但是，由于科研人员的技能水平以及材料的制备难易程度不一致，可能导致材料试样磨歪或者磨出多面的现象，这将严重影响材料内部组织结构的观察以及后续的分析。出现这种现象后，研究人员一般选择对试样进行重新制备，但是在重新制备的过程中，不可避免的再次出现材料试样磨歪或者磨出多面的现象，这将严重阻碍材料的研发进度。因此，需要获得一种可以稳定而且成功率高的试样打磨手段，提高材料的研发效率，从而使我国在材料的基础研究领域可以赶上世界的先进步伐。

发明内容

为了解决上述的试样磨歪或者磨出多面的现象，本发明专利设计了一种普适性仿真自动磨样装置，可以解决试样磨歪或者磨出多面的现象，同时极大地提高试样的制备效率和成功率。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案一种普适性仿真自动磨样装置，所述装置包括：

固定装置，用于安装固定压力装置和待打磨试样；

压力装置，用于控制待打磨试样在打磨时的压力；

磨盘装置，用于对安装在所述压力装置上的待打磨试样进行打磨；

驱动装置，用于为所述磨盘装置提供打磨时的动力；

载体装置，用于承载所述固定装置、压力控制装置、磨盘装置和驱动装置；

其中，所述压力装置通过所述固定装置安装在所述载体装置的内部，所述驱动装置设置在所述载体装置一端的顶部，且所述驱动装置的输出端与设置在所述载体装置内部的磨盘装置传动连接，所述磨盘装置上端设有夹持装置，所述夹持装置设置在所述压力装置的底部。

进一步，所述载体装置包括第一载体装置和第二载体装置，

其中，所述第一载体装置与第二载体装置之间通过可拆卸的方式连接，所述第一载体装置内部设有缸体，所述缸体的顶部中心位置设有凹槽，所述固定装置的主体通过方位锁定扣插入到所述缸体内部，所述固定装置的顶部通过方向扣限位，所述固定装置的底部的端部设有夹持装置；

所述压力装置通过所述固定装置安装在所述第一载体装置的内部，所述第一载体装置设置在所述第二载体装置上端的另一侧，且所述压力装置位于所述磨盘装置的上方；

所述磨盘装置设置在所述第二载体装置内部，所述驱动装置设置在所述第二载体装置上端一侧，且所述驱动装置的输出端与所述磨盘装置传动连接。

进一步，所述压力装置包括压力控制旋钮、螺杆、第一高度控制弹簧、第二高度控制弹簧和挡板，

其中，所述螺杆通过载体螺母安装在所述第一载体装置的顶部，且所述螺杆的顶部设有压力控制旋钮，所述螺杆的底部伸入到所述固定装置的主体内部，且端部设有挡板，所述挡板至所述固定装置的主体顶部内侧壁之间的所述螺杆上套设有第二高度控制弹簧，所述固定装置的主体顶部外侧壁至所述第一载体装置的顶部内侧壁之间的所述螺杆上套设第一高度控制弹簧，所述螺杆与所述载体螺母之间通过螺纹配合。

进一步，所述磨盘装置包括砂纸、紧固件，砂纸固定座、磨盘固定柱和推拉杆；

其中，所述砂纸通过紧固件固定柱设置在所述砂纸固定座上，所述砂纸固定座设置在所述第二载体装置内部的载体支架上，载体支架上装有滑轨，砂纸固定座固定在滑轨装置的内侧，实现前后往复的滑动，所述固定柱设置在所述砂纸固定座的底部，并与所述推拉杆的一端以铰接方式连接。

进一步，所述驱动装置包括电机、驱动固定柱和随驱动转盘；

其中，所述电机安装在所述第二载体装置顶部，所述电机的输出轴与设置在所述第二载体装置内部的随驱动转盘固接，所述随驱动转盘的底部偏心位置设有驱动固定柱，所述驱动固定柱与所述推拉杆的另一端以铰接方式连接。

进一步，所述夹持装置包括紧固旋钮、调节杆和固定部；

其中，4个调节杆等距设置在所述固定装置的底部侧壁上，每个所述调节杆两端均设有所述紧固旋钮和固定部；且调节杆与所述固定装置的底部侧壁通过螺纹方式配合连接。

进一步，所述固定装置的主体部分和第一载体装置的缸体均为圆筒状。

进一步，所述装置还包含一个喷水管，喷水管与水源连接，通过水源的控制开关，控制进水量和进水速度。

进一步，所述第二载体装置的底部设有出水口。

本发明专利有以下效益：

本发明专利通过整体结构的改进，实现试样在打磨过程中的应力控制，通过调整压力控制装置的高度，控制试样和磨盘装置之间的应力，解决了试样因受力不均匀而出现的磨歪或者磨出多面的现象，从而提高了试样的制备效率，加速了我国材料研发的进程。

本发明专利通过方向扣和锁定扣确定试样的打磨方向，实现了模拟人工磨样的过程，并且实现了试样一次打磨过程中只进行一次装卸程序，极大地提高了磨样的效率。

本发明专利通过采用直角块夹头的设计，实现了对圆形、方形以及其它不规则形状试样的夹持和紧固，从而实现了打磨试样的普遍适应性，为一些不方便切割的试样打磨提供了便利条件。

本发明操作简单便捷，安全可靠，对加速我国材料的研发速度和我国材料领域的进展有着重要意义和价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的介绍和说明。

图1是本发明的一种普适性仿真自动磨样机的一种实施例正面结构示意图。

图2是本发明的一种普适性仿真自动磨样机的一种实施例侧面结构示意图。

图3是本发明的一种普适性仿真自动磨样机的磨盘装置俯视图。

图4是本发明的一种普适性仿真自动磨样机的夹持头直角块的示意图。

图中：

1固定装置；101方向扣；102方位锁定扣；2压力控制装置；201压力控制旋钮；202螺杆；203高度控制弹簧；204高度控弹簧；205挡板；3第一载体装置；301载体螺母；302缸体；4第二载体装置；401固定螺纹；402载体支架；5夹持装置；501紧固旋钮；502固定部；503调节杆；6磨盘装置；601砂纸；602紧固件；603磨盘固定柱,604砂纸固定座；7驱动装置；701电机；702驱动转盘；703驱动固定柱；8推拉杆；9喷水管；10试样。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

如图1所示，本发明一种普适性仿真自动磨样装置，所述装置包括：

固定装置1，用于安装固定压力装置2和待打磨试样，

压力装置2，用于控制待打磨试样在打磨时的压力；

磨盘装置6，用于对安装在所述压力装置上的待打磨试样进行打磨；

驱动装置7，用于为所述磨盘装置提供打磨时的动力，

载体装置，用于承载所述固定装置1，压力装置2、磨盘装置6和驱动装置7；

其中，所述载体装置1包括第一载体装置3和第二载体装置4，所述磨盘装置6设置在所述第二载体装置4内部，所述驱动装置7设置在所述第二载体装置4上端一侧，且所述驱动装置7的输出端与所述磨盘装置6传动连接，所述压力装置2通过所述固定装置1安装在所述第一载体装置3的内部，所述第一载体装置3设置在所述第二载体装置4上端的另一侧，且所述压力装置2位于所述磨盘装置6的上方。

所述第一载体装置3与第二载体装置4之间通过可拆卸的方式连接，所述第一载体装置3内部设有缸体，所述缸体的顶部中心位置设有凹槽，所述固定装置1的主体插入到所述缸体内部，并通过方位锁定扣102和所述凹槽配合固定，所述固定装置1通过方向扣101与所述第一载体装置3实现限位，所述固定装置的底部的端部设有夹持装置。

所述压力装置2包括压力控制旋钮201、螺杆202、第一高度控制弹簧203、第二高度控制弹簧204和挡板205，

其中，所述螺杆202通过载体螺母301安装在所述第一载体装置1的顶部，且所述螺杆202的顶部设有压力控制旋钮201，所述螺杆202的底部伸入到所述固定装置1的主体内部，且所述螺杆202的端部设有挡板205，所述挡板205至所述固定装置1的主体顶部内侧壁之间的所述螺杆202上套设有第二高度控制弹簧204，所述固定装置1的主体顶部外侧壁至所述第一载体装置3的顶部内侧壁之间的所述螺杆202上套设第一高度控制弹簧203，所述螺杆202与所述载体螺母301之间通过螺纹配合。

如图2所示，所述磨盘装置6包括砂纸601、紧固件602，砂纸固定座603、磨盘固定柱604和推拉杆8；

其中，所述砂纸601通过紧固件602设置在所述砂纸固定座603(如图3所示)上，所述砂纸固定座603设置在所述第二载体装置4内部的载体支架402上，载体支架402上装有滑轨(图上未显示)，砂纸固定座603固定在滑轨装置的内侧，实现前后往复的滑动，所述固定柱604设置在所述砂纸固定座603的底部，并与所述推拉杆8的一端以铰接方式连接，如图2所示。

所述驱动装置7包括电机701、驱动固定柱702和随驱动转盘703；

其中，所述电机701安装在所述第二载体装置4顶部，所述电机701的输出轴与设置在所述第二载体装置4内部的随驱动转盘703固接，所述随驱动转盘703的底部偏心位置设有驱动固定柱702，所述驱动固定柱702与所述推拉杆8的另一端以铰接方式连接。

所述夹持装置5包括紧固旋钮501、调节杆502和固定部503；

其中，4个调节杆502等距设置在所述固定装置1的主体底部侧壁上，每个所述调节杆502两端均设有所述紧固旋钮501和固定部503；且调节杆502与所述固定装置1的主体的底部侧壁通过螺纹方式配合连接，所述固定部503为L型固定件，如图4所示。

所述固定装置1的主体和第一载体装置3的缸体均为圆筒状。

所述磨样装置还包含一个喷水管9，喷水管与水源连接，通过水源的控制开关，控制进水量和进水速度。

所述第二载体装置4的底部设有出水口。

本发明实施例提供一种普适性仿真自动磨样装置，包括：一个圆筒状试样固定装置1通过与载体装置302滑动连接固定位置，固定装置1前后左右分别设有四个方位锁定扣102，方位锁定扣102与载体装置缸体302凹槽位置滑动连接使固定装置1的方向保持不变，同时可以通过方向扣101选择其方向；压力控制装置2通过调整自身的高度控制弹簧203和高度控制弹簧204的压缩量，从而实现对固定装置1的压力控制；在固定装置1的下方设有试样四个夹持装置5，分别位于固定装置1的前后左右，通过旋转紧固试样；固定装置下面放有一个磨盘装置6，通过磨盘装置6及砂纸601打磨试样。方向扣101通过载体装置3上方的1/4圆弧形开孔确定固定装置1的方位，选择时可以通过提拉方向扣101，此时弹簧203呈现压缩形态，弹簧204呈现拉伸形态，并使锁定扣102脱离载体装置302凹槽，然后进行旋转来实现改变固定装置1方位的目的；固定装置1的主体圆筒部位与载体装置缸体302之间紧密贴合并且可进行滑动，同时固定装置1的上挡板通过弹簧203与载体装置3滑动接触；压力控制装置2与固定装置1通过弹簧204连接，弹簧204和压力控制装置2下方的挡板205滑动接触，并且压力控制装置2的主连接杆穿过固定装置1的上隔板并与之滑动接触；压力控制装置2通过主链接杆上的螺杆202与载体螺母301螺纹实现连接，通过旋转压力控制旋钮201调节压力控制装置2的高度，进而控制固定装置1在磨盘装置6上的压力。

以上实施例中，第一载体装置3和第二载体装置4用于支撑整个装置，保持装置结构的稳定性，固定装置1上下移动并通过调节压力控制装置2的高度改变其对试样9施加的压力，压力控制装置的螺杆202应该预留适当地长度，以满足不同尺寸试样9对不同的高度和压力的要求；方位锁定扣102通过与载体装置缸体302的锁定，锁定试样10的打磨方向，并且可以通过改变方向扣101的方向实现试样10旋转90°进行打磨，在试样10夹持装置5上方应预留足够的高度，以满足提拉方向扣101改变试样10的打磨方向时的需要；同时载体装置缸体302的凹槽应该合理设计其深度，要求其应该满足固定装置1合理的下压量，以便对试样10进行打磨；磨盘装置6在载体支架402的导轨上运动，其通过固定方向的往复运动打磨位于其正上方固定不动的试样10；试样夹持装置5通过旋转紧固旋钮调整其夹持试样10的位置，以实现试样10的紧固；试样10在打磨过程中因为受到压力控制装置2的控制，会始终和磨盘装置6紧密贴合，这一点确保了磨样装置的高效性和可靠性。

参考图1-图3，本发明实施例提供一种普适性仿真自动磨样装置，包括磨盘装置6，试样9在打磨结束后首先通过旋转压力控制旋钮201使固定装置1和试样9同时提升，以避免试样9和其他部件之间剐蹭通过旋转载体装置3使其脱离载体装置4，然后取出磨好的试样9，此时观察砂纸是否完好并判断其是否可以继续使用，如若砂纸完好则换上下一个试样9进行打磨，如若砂纸损坏则通过松弛磨盘装置上的四个紧固件602更换砂纸；在换下一个试样9的过程中应该首先卸载对称分布的两个夹持装置5，然后再卸载另外两个夹持装置5，以避免试样9突然滑落造成划伤；装载试样9的过程也是同样的，首先紧固对称分布的一对夹持装置5，然后紧固另外一对夹持装置5；待试样9固定好之后将载体装置3整体固定到载体装置4上，然后再通过旋转压力控制旋钮201使固定装置1和试样9整体下降到合理的位置。

参考图1-图3，根据发明的实施例，磨盘装置6上的紧固件602之间的距离应该大于7倍的试样9的长度。

以上实施例中，磨盘装置6在驱动转盘702的带动下往复运动，驱动转盘702的直径应该大于7倍的试样9直径，以确保磨盘装置6往复运动的长度超过7倍的试样9长度，以确保较高的磨样效率。

参考图4，根据发明的实施例，还包含四个对称分布的夹持头直角块502，直角块502的材料可以使刚性的材料也可以是橡胶材料。

上述实施例中，夹持头直角块502通过前后左右四个方位对试样进行固定，四个直角块502的两个直角边块可以分别和试样9接触，实现总共8点接触，从而将试样9牢固的固定。

以上对本申请实施例所提供的一种普适性仿真自动磨样装置，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。

Claims (9)

1.一种普适性仿真自动磨样装置，其特征在于，所述装置包括：

固定装置，用于安装固定压力装置和待打磨试样；

压力装置，用于控制待打磨试样在打磨时的压力；

磨盘装置，用于对安装在所述压力装置上的待打磨试样进行打磨；

驱动装置，用于为所述磨盘装置提供打磨时的动力；

载体装置，用于承载所述固定装置、压力控制装置、磨盘装置和驱动装置；

其中，所述压力装置通过所述固定装置安装在所述载体装置的内部，所述驱动装置设置在所述载体装置一端的顶部，且所述驱动装置的输出端与设置在所述载体装置内部的磨盘装置传动连接，所述磨盘装置上端设有夹持装置，所述夹持装置设置在所述压力装置的底部。

2.根据权利要求1所述的磨样装置，其特征在于，所述载体装置包括第一载体装置和第二载体装置，

所述第一载体装置与第二载体装置之间通过可拆卸的方式连接，所述第一载体装置内部设有缸体，所述缸体的顶部中心位置设有凹槽，所述固定装置的主体通过方位锁定扣插入到所述缸体内部，所述固定装置的顶部通过方向扣限位，所述固定装置的底部的端部设有夹持装置；

所述压力装置通过所述固定装置安装在所述第一载体装置的内部，所述第一载体装置设置在所述第二载体装置上端的另一侧，且所述压力装置位于所述磨盘装置的上方；

所述磨盘装置设置在所述第二载体装置内部，所述驱动装置设置在所述第二载体装置上端一侧，且所述驱动装置的输出端与所述磨盘装置传动连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述压力装置包括压力控制旋钮、螺杆、第一高度控制弹簧、第二高度控制弹簧和挡板，

其中，所述螺杆通过载体螺母安装在所述第一载体装置的顶部，且所述螺杆的顶部设有压力控制旋钮，所述螺杆的底部伸入到所述固定装置的主体内部，且端部设有挡板，所述挡板至所述固定装置的主体顶部内侧壁之间的所述螺杆上套设有第二高度控制弹簧，所述固定装置的主体顶部外侧壁至所述第一载体装置的顶部内侧壁之间的所述螺杆上套设第一高度控制弹簧，所述螺杆与所述载体螺母之间通过螺纹配合。

4.根据权利要求3所述的磨样装置，其特征在于，所述磨盘装置包括砂纸、紧固件，砂纸固定座、磨盘固定柱和推拉杆；

其中，所述砂纸通过紧固件固定柱设置在所述砂纸固定座上，所述砂纸固定座设置在所述第二载体装置内部的载体支架上，载体支架上装有滑轨，砂纸固定座固定在滑轨装置的内侧，实现前后往复的滑动，所述固定柱设置在所述砂纸固定座的底部，并与所述推拉杆的一端以铰接方式连接。

5.根据权利要求4所述的磨样装置，其特征在于，所述驱动装置包括电机、驱动固定柱和随驱动转盘；

其中，所述电机安装在所述第二载体装置顶部，所述电机的输出轴与设置在所述第二载体装置内部的随驱动转盘固接，所述随驱动转盘的底部偏心位置设有驱动固定柱，所述驱动固定柱与所述推拉杆的另一端以铰接方式连接。

6.根据权利要求2所述的磨样装置，其特征在于，所述夹持装置包括紧固旋钮、调节杆和固定部；

其中，4个调节杆等距设置在所述固定装置的底部侧壁上，每个所述调节杆两端均设有所述紧固旋钮和固定部；且调节杆与所述固定装置的底部侧壁通过螺纹方式配合连接。

7.根据权利2所述的磨样装置，其特征在于，所述固定装置(1)的主体部分和第一载体装置(3)的缸体均为圆筒状。

8.根据权利1-7任意一项所述的磨样装置，其特征在于，所述装置还包括喷水管，所述喷水管的一端与水源连接，另一伸入到所述第二载体装置的内部，位于所述磨盘装置的砂纸固定座上端，所述喷水管通过水源的控制开关控制进水。

9.根据权利1所述的磨样装置，其特征在于，所述第二载体装置的底部设有出水口。

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