CN111123180A - 一种钢铁件静态磁特性自动检测平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢铁件静态磁特性自动检测平台，包括平台主体、检测台、移动架、轨道装置、静态磁特性测量仪；平台主体上表面凹槽内设置连接检测台的液压缸组；液压缸组两侧有传送带；平台主体上端面一侧有高度检测装置，平台主体上有触发液压缸组动作的光电开关；移动架滑动设置在轨道装置上，移动架上端有伺服电机一，移动架内部有设螺母盘的滚珠丝杠，伺服电机一输出轴与滚柱丝杠一端连接，移动架前侧依次设有与螺母盘连接的升降板、旋转电机、与旋转电机输出端连接的夹持架；夹持架前端有静态磁特性测量仪装置。本发明测试过程高效，快捷，精准，对于不同形状待测物件，自适应调整测量弧度，操作方便，可实现完全自动化。

Description

一种钢铁件静态磁特性自动检测平台

技术领域

本发明涉及静态磁特性测量仪检测领域，特别涉及一种钢铁件静态磁特性自动检测平台。

背景技术

铁磁物质是一种性能特异、用途广泛的材料。作为描述各种铁磁物质特性的磁特性参数分为静态和动态两类。其中,静态磁特性是指磁性材料使用直流磁场磁化测得的磁特性它包括基本磁化曲线、磁滞回线、剩磁、矫顽力等。其中,磁滞指铁磁材料的磁性状态变化时,磁化强度滞后于磁场强度,它的磁感应强度与磁场强度之间呈现磁滞回线关系。铁磁材料在磁化过程中由磁滞现象引起能量损耗,经一次循环,每单位体积铁心中的磁滞损耗等于磁滞回线的面积。这部分能量转化为热能,使设备升温,效率降低,而对磁滞损耗的分析可以通过对磁滞回线面积的测量得到,因此铁磁材料的磁滞回线是其一个很重要的参数。

随着科技的发展，针对静态磁特性比如磁滞回线的检测人们提出了很多切实可行的方案，但是都只是基于用人手动操作，在大量的待检测钢铁件面前，我们急需一种高效的，快捷的，简单的检测平台。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种钢铁件静态磁特性自动检测平台。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种钢铁件静态磁特性自动检测平台，包括平台主体、检测台、正对检测台的竖直的长方柱体状移动架、轨道装置、位于轨道装置一侧的静态磁特性测量仪；

所述平台主体呈长方体状，其上表面沿长度方向设置凹槽，所述凹槽底部中央位置设置液压缸组，液压缸组的各液压缸的活塞杆端部分别通过柔性连接器连接检测台；凹槽侧壁间均匀设置多根辊筒，辊筒设置于液压缸组的两侧，辊筒的外表面安装有传送带；

所述平台主体上端面一侧设置高度检测装置，在平台主体上端面还设置与检测台相邻的光电开关，光电开关触发液压缸组动作；

轨道装置位于平台主体的一侧，移动架滑动设置在轨道装置上，且移动架沿轨道装置滑动的方向与平台主体长边相平行，移动架上端设置伺服电机一，移动架的内部设置滚珠丝杠，伺服电机一的输出轴通过连轴器与滚柱丝杠的一端固定连接，在滚柱丝杠上螺纹配合有螺母盘，在移动架的前侧设有升降板，升降板一侧设有卡爪，在移动架的一侧面设置贯通的轨道槽，卡爪穿入该轨道槽与螺母盘固定连接；在升降板前侧固定有旋转电机，在旋转电机的前侧设有夹持架，旋转电机的输出端与夹持架固定连接，在夹持架的前侧端部夹持固定有静态磁特性测量仪装置，静态磁特性测量仪装置通过导线连接静态磁特性测量仪。

高度检测装置包括固定于平台主体上的n型的支撑框、固定于支撑框上端的下侧面的距离传感器。

卡爪的端部设有U型架，U型架的两个相对的侧面分别设有卡槽一，螺母盘位于U型架的两个相对的侧面之间，且螺母盘的盘面端部分别卡于两个卡槽一内。

轨道装置包括长方柱体支架、伺服电机二，长方柱体支架内也设有滚珠丝杠、配合于滚珠丝杠上的螺母盘，伺服电机二的输出端与滚珠丝杠的一端固定连接，沿长方柱体支架的对侧面沿长度方向设有贯通的槽口，在移动架的下端设有U型槽，长方柱体支架滑动连接于U型槽内，且长方柱体支架的上侧面与U型槽的槽底相接触，在U型槽相对的两侧槽壁上分别设有卡槽二，且卡槽二伸进槽口，长方柱体支架内的螺母盘的盘面端部分别卡于两个卡槽二内。

夹持架前侧端部设U型开口，静态磁特性测量仪装置卡入夹持架的U型开口内，夹持架的U型开口的两侧边之间通过连接杆连接，连接杆两端分别穿过U型开口的两侧边，且连接杆两端分别设置锁紧于U型开口两侧端面的锁紧螺母。

柔性连接器包括上、下两个金属板，两个金属板的端部通过铰链连接，位于下方的金属板连接各液压缸的活塞杆端部，位于上方的金属板连接检测台。

液压缸组包括5个液压缸，液压缸组中心设置1个液压缸，该液压缸四周设置4个液压缸，且4个液压缸分布呈菱形。

光电开关输出端与液压缸组的控制输入端连接。

静态磁特性测量仪装置装置包括卡入夹持架的U型开口内的探头支撑、弹性元件、测量探头，探头支撑为T型块结构，在探头支撑的两侧肩部下端分别固定有弹性元件，弹性元件的下端分别卡接固定测量探头，测量探头通过导线与静态磁特性测量仪连接。在探头支撑下部分的两侧面分别设有凸出的导轨，测量探头的一侧面设有与相邻的导轨相配合的导槽。

采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述一种钢铁件静态磁特性自动检测平台，钢铁件通过传送带至检测台，经摩擦阻力作用静止在检测平台上；在此过程中三菱HG-KR23J伺服电机，准确控制升降板和移动架到达静态磁特性测量仪的探头工作区域，欧姆龙E3Z光电开关经历短暂的得电失电变化，触发所述检测平台下的液压缸组使检测平台抬升到需要高度进行检测，测试过程高效，快捷，精准，对于不同形状待测物件，根据形状自适应调整测量弧度，且节省人力，结构简单，操作方便，可实现完全自动化，适应当代工业发展需求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明对钢铁件检测时的工作状态结构示意图；

图3是本发明工作状态的局部放大结构示意图；

图4是本发明检测台由液压缸调节升起后的局部放大结构示意图；

图5是液压缸组的结构示意图；

图6是夹持架夹持静态磁特性测量仪装置的局部放大结构示意图；

图7是柔性连接器的结构示意图；

图8是移动架的剖视结构示图；

图9是轨道装置的结构示意图；

图10是卡爪端部与螺母盘配合的结构示意图；

图11是移动架的下端与螺母盘配合的结构示意图；

图12是图6中的A-A局部剖视结构示意图。

附图标记说明：1、平台主体，凹槽1-1，2、传送带，3、高度检测装置，3-1、支撑框，4、距离传感器，5、移动架，5-1、轨道槽，5-2、U型槽，5-3、卡槽二，6、伺服电机一，7、夹持架，7-1、U型开口，8、铰链，9、检测台，11、升降板，11-1、卡爪，11-2、U型架，11-3、卡槽一，12、钢铁件，13、轨道装置，13-1、长方柱体支架，13-2、槽口，14、导线，15、静态磁特性测量仪，15-1、静态磁特性测量仪装置，15-1-1、探头支撑，15-1-2、弹性元件，15-1-3、测量探头，15-1-4、导轨，15-1-5、导槽，16、液压缸，17、柔性连接器，17-1、金属板，18、连接杆，19、锁紧螺母，20、旋转电机，21、弹性连轴器，22、滚珠丝杠，23、光电开关，24、螺母盘，25、伺服电机二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例：如图1-12所示，一种钢铁件静态磁特性自动检测平台，包括平台主体1、呈长方体状的检测台9、正对检测台9的竖直的长方柱体状移动架5、轨道装置、位于轨道装置一侧的静态磁特性测量仪15；

平台主体1呈长方体状，其上表面沿长度方向设置凹槽1-1，凹槽1-1底部中央位置设置液压缸组，液压缸组包括5个液压缸16，液压缸组中心设置1个液压缸16，该液压缸16四周设置4个液压缸16，且4个液压缸16分布呈菱形，各液压缸16的活塞杆端部分别通过柔性连接器17连接检测台9，柔性连接器17包括上、下两个金属板17-1，两个金属板17-1的端部通过铰链8连接，位于下方的金属板17-1通过螺钉连接各液压缸16的活塞杆端部，位于上方的金属板17-1通过螺钉连接检测台9；凹槽1-1侧壁间均匀设置多根辊筒，辊筒设置于液压缸组的两侧，辊筒的外表面安装有传送带2，液压缸组两侧的一辊筒分别通过电机（图中未示）驱动旋转；

平台主体1上端面一侧设置高度检测装置3，在平台主体1上端面还设置与检测台9相邻的光电开关23，光电开关23输出端与液压缸组各液压缸16的控制输入端连接，光电开关23触发液压缸组各液压缸16动作；

轨道装置位于平台主体1的一侧，移动架5滑动设置在轨道装置上，且移动架5沿轨道装置滑动的方向与平台主体1长边相平行，移动架5上端设置伺服电机一6，移动架5的内部设置滚珠丝杠22，伺服电机一6的输出轴通过弹性连轴器21与滚柱丝杠22的一端固定连接，在滚柱丝杠22上螺纹配合有螺母盘24，在移动架5的前侧设有升降板11，升降板11一侧设有卡爪11-1，卡爪11-1为一弯折板，其位于升降板11一侧且向升降板11后侧弯折，在移动架5的一侧面设置贯通的轨道槽5-1，卡爪11-1穿入该轨道槽5-1与螺母盘24固定连接，在升降板11前侧固定有旋转电机20，在旋转电机20的前侧设有夹持架7，旋转电机20的输出端与夹持架7固定连接，在夹持架7的前侧端部夹持固定有静态磁特性测量仪装置15-1，静态磁特性测量仪装置15-1包括探头支撑15-1-1、弹性元件15-1-2、测量探头15-1-3，探头支撑15-1-1为T型块结构，在探头支撑15-1-1的两侧肩部下端分别固定有弹性元件15-1-2，探头支撑15-1-1的两侧肩部下端分别设有槽，弹性元件15-1-2上端设有凸起卡接固定于槽内，弹性元件15-1-2的下端分别卡接固定测量探头15-1-3，测量探头15-1-3的上端设置槽，弹性元件15-1-2下端设有凸起卡接固定于槽内，测量探头15-1-3通过导线14与静态磁特性测量仪15连接，在探头支撑15-1-1下部分的两侧面分别设有凸出的导轨15-1-4，测量探头15-1-3的一侧面设有与相邻的导轨15-1-4相配合的导槽15-1-5。

弹性元件15-1-2采用橡胶软体材料，具有一定的伸缩性，伸缩时测量探头15-1-3沿导轨15-1-4方向移动，又由于采用了旋转电机20，测量探头15-1-3可适当转动，所以当测量探头15-1-3贴合于钢铁件12的表面，可根据钢铁件12的形状控制测量弧度，适应钢铁件12形状。

高度检测装置3包括固定于平台主体1上的n型的支撑框3-1、固定于支撑框3-1上端的下侧面的距离传感器4，距离传感器4与平台主体1相对。

卡爪11-1的端部设有U型架11-2，U型架11-2的两个相对的侧面分别设有卡槽一11-3，螺母盘24位于U型架11-2的两个相对的侧面之间，且螺母盘24的盘面端部分别卡于两个卡槽一11-3内。

轨道装置包括长方柱体支架13-1、伺服电机二25，长方柱体支架13-1内也设有滚珠丝杠22、配合于滚珠丝杠22上的螺母盘24，伺服电机二25的输出端与滚珠丝杠22的一端固定连接，沿长方柱体支架13-1的对侧面沿长度方向设有贯通的槽口13-2，在移动架5的下端设有U型槽5-2，长方柱体支架13-1滑动连接于U型槽5-2内，且长方柱体支架13-1的上侧面与U型槽5-2的槽底相接触，在U型槽5-2相对的两侧槽壁上分别设有卡槽二5-3，且卡槽二5-3伸进槽口13-2，长方柱体支架13-1内的螺母盘24的盘面端部分别卡于两个卡槽二5-3内。

夹持架7前侧端部设U型开口7-1，探头支撑15-1-1卡入夹持架7的U型开口7-1内，夹持架7的U型开口7-1的两侧边之间通过连接杆18连接，连接杆18两端分别穿过U型开口7-1的两侧边，且连接杆18两端分别设置锁紧于U型开口7-1两侧端面的锁紧螺母19,静态磁特性测量仪装置15-1通过连接杆18、锁紧螺母19锁紧在夹持架7的U型开口7-1内。

本实施例检测台9呈长方体状，其上表面粗糙。

光电开关23采用欧姆龙E3Z光电开关，伺服电机采用三菱HG-KR23J伺服电机，旋转电机20采用美国的Aerotech ADRS100直驱旋转台电机。

静态磁特性测量仪15及测量探头15-1-3采用申请公布号为：CN 101858962 A的发明中公开的静态磁特性测量仪及探头。

距离传感器4采用台湾CORON超声波传感器。

实施过程：钢铁件12被运送到传送带2上，首先经过高度检测装置3通过距离传感器4测出该钢铁件12的高度数据，伺服电机一6、旋转电机20和伺服电机二25工作，伺服电机一6驱动滚珠丝杠22旋转，螺母盘24沿滚珠丝杠22移动，带动卡爪11-1可上下移动，经升降板11、旋转电机20、夹持架7即带动静态磁特性测量仪装置15-1可上下移动，伺服电机二25驱动滚珠丝杠22旋转，螺母盘24沿滚珠丝杠22移动，带动移动架5沿与平台主体1长边相平行方向移动，静态磁特性测量仪装置15-1随移动架5一起移动，最终使静态磁特性测量仪装置15-1到达检测台9上方工作区域；钢铁件12继续在传送带2上运行，经摩擦阻力作用静止在检测台9上，在此期间，当钢铁件12经过光电开关23时，光电开关23经历短暂的得电失电变化，触发检测台9下的液压缸组动作，液压缸16启动使检测台9抬升；静态磁特性测量仪15工作，静态磁特性测量仪装置15-1的测量探头15-1-3开始测量钢铁件12的静态磁特性，通过旋转电机20驱动夹持架7可旋转，进而带动静态磁特性测量仪装置15-1旋转，测量探头15-1-3从不同角度测量钢铁件12的静态磁特性，使得测量结果更精准，最终反馈出该钢铁件12的静态磁特性给静态磁特性测量仪15，接着伺服电机工作，静态磁特性测量仪装置15-1到达安全位置，然后液压缸组中除临近光电开关23的液压缸16无变化，其他液压缸16皆下降一定高度，由于重力势能在钢铁件12前移方向的分作用力大于检测台9上的摩擦力，钢铁件12滑移至下一段传送带2，直至输送出传送带2，检测过程完成。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (9)

1.一种钢铁件静态磁特性自动检测平台，其特征在于，包括平台主体、检测台、正对检测台的竖直的长方柱体状移动架、轨道装置、位于轨道装置一侧的静态磁特性测量仪；

所述平台主体呈长方体状，其上表面沿长度方向设置凹槽，所述凹槽底部中央位置设置液压缸组，液压缸组的各液压缸的活塞杆端部分别通过柔性连接器连接检测台；凹槽侧壁间均匀设置多根辊筒，辊筒设置于液压缸组的两侧，辊筒的外表面安装有传送带；

所述平台主体上端面一侧设置高度检测装置，在平台主体上端面还设置与检测台相邻的光电开关，光电开关触发液压缸组动作；

轨道装置位于平台主体的一侧，移动架滑动设置在轨道装置上，且移动架沿轨道装置滑动的方向与平台主体长边相平行，移动架上端设置伺服电机一，移动架的内部设置滚珠丝杠，伺服电机一的输出轴通过连轴器与滚柱丝杠的一端固定连接，在滚柱丝杠上螺纹配合有螺母盘，在移动架的前侧设有升降板，升降板一侧设有卡爪，在移动架的一侧面设置贯通的轨道槽，卡爪穿入该轨道槽与螺母盘固定连接；在升降板前侧固定有旋转电机，在旋转电机的前侧设有夹持架，旋转电机的输出端与夹持架固定连接，在夹持架的前侧端部夹持固定有静态磁特性测量仪装置，静态磁特性测量仪装置通过导线连接静态磁特性测量仪。

2.根据权利要求1所述的一种钢铁件静态磁特性自动检测平台，其特征在于：高度检测装置包括固定于平台主体上的n型的支撑框、固定于支撑框上端的下侧面的距离传感器。

3.根据权利要求1或2所述的一种钢铁件静态磁特性自动检测平台，其特征在于：卡爪的端部设有U型架，U型架的两个相对的侧面分别设有卡槽一，螺母盘位于U型架的两个相对的侧面之间，且螺母盘的盘面端部分别卡于两个卡槽一内。

4.根据权利要求3所述的一种钢铁件静态磁特性自动检测平台，其特征在于：轨道装置包括长方柱体支架、伺服电机二，长方柱体支架内也设有滚珠丝杠、配合于滚珠丝杠上的螺母盘，伺服电机二的输出端与滚珠丝杠的一端固定连接，沿长方柱体支架的对侧面沿长度方向设有贯通的槽口，在移动架的下端设有U型槽，长方柱体支架滑动连接于U型槽内，且长方柱体支架的上侧面与U型槽的槽底相接触，在U型槽相对的两侧槽壁上分别设有卡槽二，且卡槽二伸进槽口，长方柱体支架内的螺母盘的盘面端部分别卡于两个卡槽二内。

5.根据权利要求1所述的一种钢铁件静态磁特性自动检测平台，其特征在于：夹持架前侧端部设U型开口，静态磁特性测量仪装置卡入夹持架的U型开口内，夹持架的U型开口的两侧边之间通过连接杆连接，连接杆两端分别穿过U型开口的两侧边，且连接杆两端分别设置锁紧于U型开口两侧端面的锁紧螺母。

6.根据权利要求1所述的一种钢铁件静态磁特性自动检测平台，其特征在于：柔性连接器包括上、下两个金属板，两个金属板的端部通过铰链连接，位于下方的金属板连接各液压缸的活塞杆端部，位于上方的金属板连接检测台。

7.根据权利要求1或6所述的一种钢铁件静态磁特性自动检测平台，其特征在于：液压缸组包括5个液压缸，液压缸组中心设置1个液压缸，该液压缸四周设置4个液压缸，且4个液压缸分布呈菱形。

8.根据权利要求7所述的一种钢铁件静态磁特性自动检测平台，其特征在于：光电开关输出端与液压缸组的控制输入端连接。

9.根据权利要求5所述的一种钢铁件静态磁特性自动检测平台，其特征在于：静态磁特性测量仪装置装置包括卡入夹持架的U型开口内的探头支撑、弹性元件、测量探头，探头支撑为T型块结构，在探头支撑的两侧肩部下端分别固定有弹性元件，弹性元件的下端分别卡接固定测量探头，测量探头通过导线与静态磁特性测量仪连接，在探头支撑下部分的两侧面分别设有凸出的导轨，测量探头的一侧面设有与相邻的导轨相配合的导槽。

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