CN111077016B - 一种抗压强度检测用实验装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种抗压强度检测用实验装置，包括固定箱、操作箱和连接箱；连接箱的内部设置第一螺纹杆，移动件设置在连接板上并与第一螺纹杆螺纹连接；导向杆设置在连接箱内部；活动件上竖直设有开口朝上的螺纹槽，底部设有压头；连接杆设置在活动件上，滑动件设置在连接杆上并与导向杆滑动连接；第二螺纹杆与连接板转动连接，且第二螺纹杆与活动件螺纹连接；固定箱内设有安装座，安装座的顶部设置固定座；承载板水平放置在固定座上；本发明还提出了一种抗压强度检测用实验装置的使用方法。本发明操作简单，方便进行抗压强度实验，且检测结果更加精准，使用效果好，操作过程省时省力，安全性能更佳，适合推广使用。

Description

一种抗压强度检测用实验装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及物理实验技术领域，尤其涉及一种抗压强度检测用实验装置及其使用方法。

背景技术

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础；物理学的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准，它是当今最精密的一门自然科学学科

在物理教学和学习中，经常需要进行一些物理实验，而抗拉强度实验属于物理实验的一种，主要是用于检测物件的抗压强度，但现有抗压强度检测用实验装置操作复杂，操作过程费时费力，检测精度有待提高。

发明内容

(一)发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种抗压强度检测用实验装置及其使用方法，操作简单，方便进行抗压强度实验，且检测结果更加精准，使用效果好，操作过程省时省力，安全性能更佳，适合推广使用。

(二)技术方案

本发明提出了一种抗压强度检测用实验装置，包括固定箱、操作箱、连接箱、第一驱动装置、第一转动轴、传动件、连接板、移动件、第二驱动装置、第二转动轴、第二螺纹杆、活动件、导向杆、连接杆、滑动件和承载板；

操作箱设置在固定箱上，连接箱设置在操作箱上，且操作箱上设有透明防爆门；连接箱的内部两侧竖直设置第一螺纹杆，第一螺纹杆上设有从动轮；第一驱动装置设置在连接箱上，第一转动轴转动设置在连接箱上并与第一驱动装置的输出端连接；第一转动轴上设有主动轮，传动件传动连接主动轮和从动轮；

连接板水平设置于连接箱内，移动件设置在连接板上并与第一螺纹杆螺纹连接；导向杆竖直设置在连接箱的内部两侧，连接板与导向杆上对应设有供导向杆穿过的通孔；活动件竖直设置，连接箱和操作箱上对应设有供活动件穿过的通孔；活动件上竖直设有开口朝上的螺纹槽，底部设有压头；连接杆水平设置在活动件上并位于连接箱内，滑动件设置在连接杆上并与导向杆滑动连接；第二驱动装置设置在连接板上，第二转动轴竖直设置并与连接板转动连接，且第二转动轴与第二驱动装置的输出端连接；第二螺纹杆竖直设置并与连接板转动连接，且第二螺纹杆与活动件螺纹连接；第二转动轴上设有传动齿轮，第二螺纹杆上设有减速齿轮，传动齿轮与减速齿轮啮合传动连接；

固定箱内水平设有安装座，安装座的顶部水平设置固定座；承载板水平放置在固定座上，承载板上放置待检测物件，且承载板的两侧设有拉环；固定座上设有开口朝上的插槽，承载板的底部竖直设置定位杆，定位杆插入插槽中；插槽内设有电磁铁，定位杆的底端设有铁片，电磁铁吸附住铁片。

优选的，还包括控制系统和操作显示屏；

操作显示屏设置在操作箱上，控制系统通讯连接操作显示屏和压力检测装置，控制系统控制连接第一驱动装置和第二驱动装置。

优选的，透明防爆门上设有门锁，门锁为智能锁，控制系统控制连接门锁。

优选的，还包括密封板；

密封板上设有螺纹孔，连接箱上对应设有螺纹孔，密封板与连接箱通过螺栓螺纹连接。

优选的，主动轮和从动轮为皮带轮，传动件为传动皮带。

优选的，固定箱上还设有抽屉，且抽屉上设有把手。

优选的，第一螺纹杆上设有第一限位开关，第一限位开关位于移动件的上方，且第一限位开关控制连接第一驱动装置。

优选的，导向杆上设有第二限位开关，第二限位开关位于滑动件的上方，且第二限位开关控制连接第二驱动装置。

优选的，压头的运动速度包括快进速度和微动速度，且快进速度为10mm/s，微动速度为0.25mm/s。

本发明还提出了一种抗压强度检测用实验装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、选择适合待检测物件的承载板并将其安装在固定座上，之后将待检测物件放置在承载板上，使待检测物件位于压头的正下方并关上透明防爆门；

S2、通过操作显示屏发出指令，使第一驱动装置进行运转，最终使压头以快进速度进行竖直向下运动；当压头接近于待检测物件时，使第一驱动装置停止运转；

S3、通过操作显示屏发出指令，使第二驱动装置进行运转，最终使压头以微动速度进行竖直向下运动；

压头接触待检测物件并对其施加压力，当待检测物件裂开时，第二驱动装置停止运转；

S4、压力检测装置将待检测物件受到的压力值发送到控制系统，操作显示屏上显示压力值并将其转换为抗压强度值，单次检测完成；

S5、检测完成后，第二驱动装置进行运转并使压头进行竖直向上运动，直至活动件与连接板之间的距离恢复至初始状态；之后控制第一驱动装置进行运转并使连接板向上上升一定距离；

S6、打开透明防爆门，取出断裂后的物件并对操作箱内部进行清扫，使内部保持清洁。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

待检测物件放置在承载板上，使待检测物件位于压头的正下方；第一驱动装置进行运转，压头以快进速度进行竖直向下运动，当压头接近于待检测物件时，第一驱动装置停止运转；第二驱动装置进行运转，压头以微动速度进行竖直向下运动；压头接触待检测物件并对其施加压力，当待检测物件裂开时，第二驱动装置停止运转；压力检测装置将待检测物件受到的压力进行检测，操作显示屏上显示压力值并将其转换为抗压强度值；检测完成后，第二驱动装置进行运转并使压头进行竖直向上运动，直至活动件与连接板之间的距离恢复至初始状态；之后控制第一驱动装置进行运转并使连接板向上上升一定距离，单次操作完成；

本发明操作简单，方便进行抗压强度实验，且检测结果更加精准，使用效果好，操作过程省时省力，安全性能更佳，适合推广使用。

附图说明

图1为本发明提出的一种抗压强度检测用实验装置及其使用方法的结构示意图。

图2为本发明提出的一种抗压强度检测用实验装置及其使用方法中A部分的局部放大图。

图3为本发明提出的一种抗压强度检测用实验装置及其使用方法中安装座、固定座和承载板的连接示意图。

图4为本发明提出的一种抗压强度检测用实验装置及其使用方法中主动轮、从动轮和传动件的结构示意图。

图5为本发明提出的一种抗压强度检测用实验装置及其使用方法的正视图。

图6为本发明提出的一种抗压强度检测用实验装置及其使用方法的控制系统框图。

附图标记：1、固定箱；2、操作箱；3、连接箱；4、第一驱动装置；5、第一转动轴；6、主动轮；7、传动件；8、第一螺纹杆；9、从动轮；10、连接板；11、移动件；12、第一限位开关；13、第二驱动装置；14、第二转动轴；15、第二螺纹杆；16、活动件；17、压头；18、传动齿轮；19、减速齿轮；20、导向杆；21、连接杆；22、滑动件；23、第二限位开关；24、透明防爆门；25、安装座；26、固定座；27、承载板；28、压力检测装置；29、定位杆；30、铁片；31、电磁铁；32、拉环；33、抽屉；34、密封板；35、控制系统；36、操作显示屏；37、门锁。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1-6所示，本发明提出的一种抗压强度检测用实验装置，包括固定箱1、操作箱2、连接箱3、第一驱动装置4、第一转动轴5、传动件7、连接板10、移动件11、第二驱动装置13、第二转动轴14、第二螺纹杆15、活动件16、导向杆20、连接杆21、滑动件22和承载板27；

操作箱2设置在固定箱1上，连接箱3设置在操作箱2上，且操作箱2上设有透明防爆门24；连接箱3的内部两侧竖直设置第一螺纹杆8，第一螺纹杆8上设有从动轮9；第一驱动装置4设置在连接箱3上，第一转动轴5转动设置在连接箱3上并与第一驱动装置4的输出端连接；第一转动轴5上设有主动轮6，传动件7传动连接主动轮6和从动轮9；

连接板10水平设置于连接箱3内，移动件11设置在连接板10上并与第一螺纹杆8螺纹连接；导向杆20竖直设置在连接箱3的内部两侧，连接板10与导向杆20上对应设有供导向杆20穿过的通孔；活动件16竖直设置，连接箱3和操作箱2上对应设有供活动件16穿过的通孔；活动件16上竖直设有开口朝上的螺纹槽，底部设有压头17；连接杆21水平设置在活动件16上并位于连接箱3内，滑动件22设置在连接杆21上并与导向杆20滑动连接；第二驱动装置13设置在连接板10上，第二转动轴14竖直设置并与连接板10转动连接，且第二转动轴14与第二驱动装置13的输出端连接；第二螺纹杆15竖直设置并与连接板10转动连接，且第二螺纹杆15与活动件16螺纹连接；第二转动轴14上设有传动齿轮18，第二螺纹杆15上设有减速齿轮19，传动齿轮18与减速齿轮19啮合传动连接；

固定箱1内水平设有安装座25，安装座25的顶部水平设置固定座26；承载板27水平放置在固定座26上，承载板27上放置待检测物件，且承载板27的两侧设有拉环32；固定座26上设有开口朝上的插槽，承载板27的底部竖直设置定位杆29，定位杆29插入插槽中；插槽内设有电磁铁31，定位杆29的底端设有铁片30，电磁铁31吸附住铁片30。

在一个可选的实施例中，还包括控制系统35和操作显示屏36；操作显示屏36设置在操作箱2上，控制系统35通讯连接操作显示屏36和压力检测装置28，控制系统35控制连接第一驱动装置4和第二驱动装置13，方便进行控制，使用简单，操作过程更加顺利，省时省力。

在一个可选的实施例中，透明防爆门24上设有门锁37，门锁37为智能锁，控制系统35控制连接门锁37，方便打开透明防爆门24，操作更加简单。

在一个可选的实施例中，还包括密封板34；密封板34上设有螺纹孔，连接箱3上对应设有螺纹孔，密封板34与连接箱3通过螺栓螺纹连接，方便安装和拆卸密封板34，便于对连接箱3内的部件进行维修。

在一个可选的实施例中，主动轮6和从动轮9为皮带轮，传动件7为传动皮带。

在一个可选的实施例中，固定箱1上还设有抽屉33，且抽屉33上设有把手。抽屉33内放置实验工具或实验仪器等，有助于进行实验操作。

在一个可选的实施例中，第一螺纹杆8上设有第一限位开关12，第一限位开关12位于移动件11的上方，且第一限位开关12控制连接第一驱动装置4，能够对连接板10进行限位，防止其一直上升而碰触到主动轮6和从动轮9，对装置起到保护作用。

在一个可选的实施例中，导向杆20上设有第二限位开关23，第二限位开关23位于滑动件22的上方，且第二限位开关23控制连接第二驱动装置13，能够对活动件16进行限位，防止其一直上升而碰触到传动齿轮18和减速齿轮19，对装置起到保护作用。

在一个可选的实施例中，压头17的运动速度包括快进速度和微动速度，且快进速度为10mm/s，微动速度为0.25mm/s；第一驱动装置4与快进速度相对应，第二驱动装置13与微动速度相对应。

本发明还提出了一种抗压强度检测用实验装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、选择适合待检测物件的承载板27并将其安装在固定座26上，之后将待检测物件放置在承载板27上，使待检测物件位于压头17的正下方并关上透明防爆门24；

S2、通过操作显示屏36发出指令，使第一驱动装置4进行运转，最终使压头17以快进速度进行竖直向下运动；当压头17接近于待检测物件时，使第一驱动装置4停止运转；

S3、通过操作显示屏36发出指令，使第二驱动装置13进行运转，最终使压头17以微动速度进行竖直向下运动；

压头17接触待检测物件并对其施加压力，当待检测物件裂开时，第二驱动装置13停止运转；

S4、压力检测装置28将待检测物件受到的压力值发送到控制系统35，操作显示屏36上显示压力值并将其转换为抗压强度值，单次检测完成；

S5、检测完成后，第二驱动装置13进行运转并使压头17进行竖直向上运动，直至活动件16与连接板10之间的距离恢复至初始状态；之后控制第一驱动装置4进行运转并使连接板10向上上升一定距离；

S6、打开透明防爆门24，取出断裂后的物件并对操作箱2内部进行清扫，使内部保持清洁。

本发明中，使用时，选择适合待检测物件的承载板27并将其安装在固定座26上(当待检测物件为球状时，可选择带有半球槽的承载板27，当待检测物件为管状或杆状时，可选择带有弧形槽的承载板27)，之后将待检测物件放置在承载板27上，使待检测物件位于压头17的正下方并关上透明防爆门24；第一驱动装置4进行运转，第一转动轴5进行水平方向圆周转动，主动轮6、传动件7和从动轮9相配合使第一螺纹杆8进行水平方向圆周转动，进而使连接板10进行竖直向下运动，最终使压头17以快进速度进行竖直向下运动，当压头17接近于待检测物件时，使第一驱动装置4停止运转；

第二驱动装置13进行运转，第二转动轴14进行水平方向圆周转动，传动齿轮18和减速齿轮19相配合使第二螺纹杆15进行缓慢匀速转动，最终使压头17以微动速度进行竖直向下运动；压头17接触待检测物件并对其施加压力，当待检测物件裂开时，第二驱动装置13停止运转；压力检测装置28将待检测物件受到的压力值发送到控制系统35，操作显示屏36上显示压力值并将其转换为抗压强度值，单次检测完成；检测完成后，第二驱动装置13进行运转并使压头17进行竖直向上运动，直至活动件16与连接板10之间的距离恢复至初始状态；之后控制第一驱动装置4进行运转并使连接板10向上上升一定距离；

本发明操作简单，方便进行抗压强度实验，且检测结果更加精准，使用效果好，操作过程省时省力，安全性能更佳，适合推广使用。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种抗压强度检测用实验装置，其特征在于，包括固定箱（1）、操作箱（2）、连接箱（3）、第一驱动装置（4）、第一转动轴（5）、传动件（7）、连接板（10）、移动件（11）、第二驱动装置（13）、第二转动轴（14）、第二螺纹杆（15）、活动件（16）、导向杆（20）、连接杆（21）、滑动件（22）和承载板（27）；

操作箱（2）设置在固定箱（1）上，连接箱（3）设置在操作箱（2）上，且操作箱（2）上设有透明防爆门（24）；连接箱（3）的内部两侧竖直设置第一螺纹杆（8），第一螺纹杆（8）上设有从动轮（9）；第一驱动装置（4）设置在连接箱（3）上，第一转动轴（5）转动设置在连接箱（3）上并与第一驱动装置（4）的输出端连接；第一转动轴（5）上设有主动轮（6），传动件（7）传动连接主动轮（6）和从动轮（9）；

连接板（10）水平设置于连接箱（3）内，移动件（11）设置在连接板（10）上并与第一螺纹杆（8）螺纹连接；导向杆（20）竖直设置在连接箱（3）的内部两侧，连接板（10）上对应设有供导向杆（20）穿过的通孔；活动件（16）竖直设置，连接箱（3）和操作箱（2）上对应设有供活动件（16）穿过的通孔；活动件（16）上竖直设有开口朝上的螺纹槽，底部设有压头（17）；连接杆（21）水平设置在活动件（16）上并位于连接箱（3）内，滑动件（22）设置在连接杆（21）上并与导向杆（20）滑动连接；第二驱动装置（13）设置在连接板（10）上，第二转动轴（14）竖直设置并与连接板（10）转动连接，且第二转动轴（14）与第二驱动装置（13）的输出端连接；第二螺纹杆（15）竖直设置并与连接板（10）转动连接，且第二螺纹杆（15）与活动件（16）螺纹连接；第二转动轴（14）上设有传动齿轮（18），第二螺纹杆（15）上设有减速齿轮（19），传动齿轮（18）与减速齿轮（19）啮合传动连接；

固定箱（1）内水平设有安装座（25），安装座（25）的顶部水平设置固定座（26）；承载板（27）水平放置在固定座（26）上，承载板（27）上放置待检测物件，且承载板（27）的两侧设有拉环（32）；固定座（26）上设有开口朝上的插槽，承载板（27）的底部竖直设置定位杆（29），定位杆（29）插入插槽中；插槽内设有电磁铁（31），定位杆（29）的底端设有铁片（30），电磁铁（31）吸附住铁片（30）。

2.根据权利要求1所述的一种抗压强度检测用实验装置，其特征在于，还包括控制系统（35）和操作显示屏（36）；

操作显示屏（36）设置在操作箱（2）上，控制系统（35）通讯连接操作显示屏（36）和压力检测装置（28），控制系统（35）控制连接第一驱动装置（4）和第二驱动装置（13）。

3.根据权利要求1所述的一种抗压强度检测用实验装置，其特征在于，透明防爆门（24）上设有门锁（37），门锁（37）为智能锁，控制系统（35）控制连接门锁（37）。

4.根据权利要求1所述的一种抗压强度检测用实验装置，其特征在于，还包括密封板（34）；

密封板（34）上设有螺纹孔，连接箱（3）上对应设有螺纹孔，密封板（34）与连接箱（3）通过螺栓螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的一种抗压强度检测用实验装置，其特征在于，主动轮（6）和从动轮（9）为皮带轮，传动件（7）为传动皮带。

6.根据权利要求1所述的一种抗压强度检测用实验装置，其特征在于，固定箱（1）上还设有抽屉（33），且抽屉（33）上设有把手。

7.根据权利要求1所述的一种抗压强度检测用实验装置，其特征在于，第一螺纹杆（8）上设有第一限位开关（12），第一限位开关（12）位于移动件（11）的上方，且第一限位开关（12）控制连接第一驱动装置（4）。

8.根据权利要求1所述的一种抗压强度检测用实验装置，其特征在于，导向杆（20）上设有第二限位开关（23），第二限位开关（23）位于滑动件（22）的上方，且第二限位开关（23）控制连接第二驱动装置（13）。

9.根据权利要求1所述的一种抗压强度检测用实验装置，其特征在于，压头（17）的运动速度包括快进速度和微动速度，且快进速度为10mm/s，微动速度为0.25mm/s。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的抗压强度检测用实验装置还提出了其使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选择适合待检测物件的承载板（27）并将其安装在固定座（26）上，之后将待检测物件放置在承载板（27）上，使待检测物件位于压头（17）的正下方并关上透明防爆门（24）；

S2、通过操作显示屏（36）发出指令，使第一驱动装置（4）进行运转，最终使压头（17）以快进速度进行竖直向下运动；当压头（17）接近于待检测物件时，使第一驱动装置（4）停止运转；

S3、通过操作显示屏（36）发出指令，使第二驱动装置（13）进行运转，最终使压头（17）以微动速度进行竖直向下运动；

压头（17）接触待检测物件并对其施加压力，当待检测物件裂开时，第二驱动装置（13）停止运转；

S4、压力检测装置（28）将待检测物件受到的压力值发送到控制系统（35），操作显示屏（36）上显示压力值并将其转换为抗压强度值，单次检测完成；

S5、检测完成后，第二驱动装置（13）进行运转并使压头（17）进行竖直向上运动，直至活动件（16）与连接板（10）之间的距离恢复至初始状态；之后控制第一驱动装置（4）进行运转并使连接板（10）向上上升一定距离；

S6、打开透明防爆门（24），取出断裂后的物件并对操作箱（2）内部进行清扫，使内部保持清洁。

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