CN113640159B - 一种用于家具节点连接处的疲劳强度测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于家具节点连接处的疲劳强度测试装置，涉及家具力学性能测试技术领域，包括测试平台以及设于测试平台上的加载测试组件、水平输送组件以及弹性卡板；所述加载测试组件滑动设于测试平台上，所述水平输送组件设于加载测试组件的相对侧；所述弹性卡板设于加载测试组件一侧并由加载测试组件推动，并与水平输送组件之间留有固定节点试件的弹性夹持间隙，可取代传统的夹具固定试件的方式，可实现批量化的加载测试试验，相比于传统的测试方式需要手动将节点试件固定在夹具上的方式，节省单个节点试件的测试周期，自动化程度高，测试效率大幅度提升。

Description

一种用于家具节点连接处的疲劳强度测试装置

技术领域

本发明属于家具力学性能测试技术领域，具体涉及一种用于家具节点连接处的疲劳强度测试装置。

背景技术

家具结构节点及接合处是家具使用过程中最易产生破坏的地方，对家具材质的性能、结构设计、接合强度要求最高，家具节点处的结构强度的检测与应力分析不仅影响家具设计师的造型设计，也对科研人员对于新材料的研发、家具整体结构的优化设计和家具新材料的高强度接合技术的研究有重大的理论和实践意义；

目前国内外以对家具整体疲劳强度的测试作为产品标准，而对于家具结构节点或接合节点的疲劳强度并没有明确的测试方法和规范；

为此，我们提出了一种用于家具节点连接处的疲劳强度测试装置。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的用于家具节点连接处的疲劳强度测试装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种用于家具节点连接处的疲劳强度测试装置，包括测试平台以及设于测试平台上的加载测试组件、水平输送组件以及弹性卡板；

所述加载测试组件滑动设于测试平台上，所述水平输送组件设于加载测试组件的相对侧；

所述弹性卡板设于加载测试组件一侧并由加载测试组件推动，并与水平输送组件之间留有固定节点试件的弹性夹持间隙。

作为本发明的进一步优化方案，所述水平输送组件包括立架以及设于立架一侧的多个转辊，所述立架的顶端设有传动箱，所述传动箱的顶端设有第二电机，且第二电机的驱动轴伸入传动箱内的一端轴接有主动皮带轮，多个所述转辊的顶端均轴接有传动皮带轮，靠近所述传动箱的转辊顶端的传动皮带轮与主动皮带轮传动连接。

作为本发明的进一步优化方案，所述测试平台位于加载测试组件的一侧设有限位座，且限位座与立架呈平行相对设置，所述限位座相对于立架的一侧轴接有多个输送辊。

作为本发明的进一步优化方案，所述加载测试组件包括移动座、设于移动座上的横向调节座以及设于横向调节座一端的压力加载件，所述横向调节座包括设于移动座上的安装板，所述安装板一侧设有第三电机，所述第三电机的驱动轴连接有螺杆，所述螺杆的外部螺纹配合有螺母座，所述螺母座的底部连接有支撑板，所述支撑板的两侧外侧壁开设有滑槽，所述安装板通过滑槽与支撑板滑动配合，所述压力加载件设于支撑板的前端。

作为本发明的进一步优化方案，所述压力加载件包括设于支撑板上的气缸以及调压阀，所述气缸的活塞杆端连接有拉压力传感器，所述拉压力传感器的底端设有加载头。

作为本发明的进一步优化方案，所述弹性卡板由弹性板、第一限位立板、弹性垫以及第二限位立板组成，所述弹性板设于移动座靠近立架的一端，所述第一限位立板与第二限位立板设于弹性板正对立架的一侧，所述弹性垫设于第一限位立板与第二限位立板之间，所述第一限位立板与限位座相抵接，所述弹性板远离限位座的一端连接有滑座，所述滑座与弹性板之间设有支撑弹簧，所述测试平台上设有与滑座滑动配合的滑轨。

作为本发明的进一步优化方案，所述测试平台上设有导座，且导座内设有丝杆，所述导座的一侧设有齿轮箱，所述齿轮箱的外部设有第一电机，所述移动座的底部设有与丝杆螺纹配合的丝母座，所述导座上对称设有两条导轨，所述移动座的底部对应设有与两条导轨滑动配合的滑套。

作为本发明的进一步优化方案，所述测试平台上设有控制加载测试组件、水平输送组件运作的主控平台，所述测试平台下方对应水平输送组件的下料端设有下料框。

作为本发明的进一步优化方案，所述立架的底端对称设有两个导块，所述测试平台上设有与两个导块滑动配合的滑杆，所述立架的底部中心处设有螺纹座，所述测试平台上设有与螺纹座螺纹配合的调节螺栓，且调节螺栓的一端固定连接有手柄。

本发明的有益效果在于：

1、本发明中，弹性卡板设于加载测试组件一侧并由加载测试组件推动，并与水平输送组件之间留有固定节点试件的弹性夹持间隙，可取代传统的夹具固定试件的方式，可实现批量化的加载测试试验，相比于传统的测试方式需要手动将节点试件固定在夹具上的方式，节省单个节点试件的测试周期，自动化程度高，测试效率大幅度提升。

附图说明

图1为本发明提供的整体结构示意图；

图2为本发明提供的俯视图；

图3为本发明提供的弹性卡板的立体图；

图4为本发明提供的水平输送组件的整体结构示意图；

图5为本发明提供的加载测试组件的整体结构示意图；

图6为本发明提供的各种节点试件的结构立体图；

图中：1、测试平台；2、水平输送组件；201、立架；202、转辊；203、传动皮带轮；204、传动箱；205、主动皮带轮；206、第二电机；207、螺纹座；208、导块；3、移动座；4、横向调节座；401、安装板；402、第三电机；403、螺杆；404、支撑板；405、螺母座；406、滑槽；5、压力加载件；501、气缸；502、拉压力传感器；503、加载头；504、调压阀；6、弹性卡板；601、弹性板；602、第一限位立板；603、弹性垫；604、第二限位立板；7、限位座；8、输送辊；9、主控平台；10、滑座；11、支撑弹簧；12、滑轨；13、下料框；14、导座；15、导轨；16、丝杆；17、齿轮箱；18、第一电机；19、丝母座；20、滑套；21、滑杆；22、调节螺栓；23、手柄。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

如图1所示，一种用于家具节点连接处的疲劳强度测试装置，包括测试平台1以及设于测试平台1上的加载测试组件、水平输送组件2以及弹性卡板6；

所述加载测试组件滑动设于测试平台1上，所述水平输送组件2设于加载测试组件的相对侧；

所述弹性卡板6设于加载测试组件一侧并由加载测试组件推动，并与水平输送组件2之间留有固定节点试件的弹性夹持间隙。

如图4所示，所述水平输送组件2包括立架201以及设于立架201一侧的多个转辊202，所述立架201的顶端设有传动箱204，所述传动箱204的顶端设有第二电机206，且第二电机206的驱动轴伸入传动箱204内的一端轴接有主动皮带轮205，多个所述转辊202的顶端均轴接有传动皮带轮203，第二电机206驱动传动箱204内部的主动皮带轮组205转动，由于靠近所述传动箱204的转辊202顶端的传动皮带轮203与主动皮带轮205传动连接，进而该转辊202转动后，通过传动皮带轮203依次使得立架201一侧的多个转辊202转动后实现对家具节点试件的输送。

另外，为保证节点试件在水平输送组件2的驱动下稳定输送至弹性卡板6处，在所述测试平台1位于加载测试组件的一侧设置限位座7，且限位座7与立架201呈平行相对设置，所述限位座7相对于立架201的一侧轴接有多个输送辊8，输送辊8配合转辊202的转动实现家具节点试件的稳定输送。

如图2、5所示，所述加载测试组件包括移动座3、设于移动座3上的横向调节座4以及设于横向调节座4一端的压力加载件5，所述横向调节座4包括设于移动座3上的安装板401，所述安装板401一侧设有第三电机402，所述第三电机402的驱动轴连接有螺杆403，所述螺杆403的外部螺纹配合有螺母座405，所述螺母座405的底部连接有支撑板404，所述支撑板404的两侧外侧壁开设有滑槽406，所述安装板401通过滑槽406与支撑板404滑动配合，保证支撑板404水平移动的稳定性，所述压力加载件5设于支撑板404的前端；

横向调节座4用于调节压力加载件5的水平位置以适应家具节点试件的加载测试，具体操作为，由第三电机402驱动螺杆403转动使得其外部的螺母座405实现水平位移，螺母座405的底部连接有支撑板404，且压力加载件5设于支撑板404的前端，进而实现压力加载件5的水平位移。

另外，所述压力加载件5包括设于支撑板404上的气缸501以及调压阀504，所述气缸501的活塞杆端连接有拉压力传感器502，所述拉压力传感器502的底端设有加载头503；

根据加压循环加载试验或一压一拉循环加载试验的测试要求分别选择加载头503的类型，将其安装在拉压力传感器502的下端并锁紧，并使压力加载头503与节点试件的受载点保持在同一垂直线的规定位置；

设定力值并进行循环加载，并按照测试试验加载方式、加载频率、加载持续时间、试件破坏判定标准等设定的力值要求调节加载力，对试件进行循环加载，并由主控平台9分别记录变形位移数值和试验次数等。

如图3所示，所述弹性卡板6由弹性板601、第一限位立板602、弹性垫603以及第二限位立板604组成，所述弹性板601设于移动座3靠近立架201的一端，所述第一限位立板602与第二限位立板604设于弹性板601正对立架201的一侧，所述弹性垫603设于第一限位立板602与第二限位立板604之间，保证与试件的抵接效果，且能够减轻弹性板601对试件的机械损伤，所述第一限位立板602与限位座7相抵接，所述弹性板601远离限位座7的一端连接有滑座10，所述滑座10与弹性板601之间设有支撑弹簧11，使得弹性板601受压产生形变时，由支撑弹簧11受压变形分担弹性板601与滑座10之间的牵引力，保证两者的连接的效果，所述测试平台1上设有与滑座10滑动配合的滑轨12，弹性板601通过滑座10与滑轨12之间可滑动调节，可在移动座3推动弹性板601靠近水平输送组件2时，提供缓冲效果。

如图2所示，所述测试平台1上设有导座14，且导座14内设有丝杆16，所述导座14的一侧设有齿轮箱17，所述齿轮箱17的外部设有第一电机18，所述移动座3的底部设有与丝杆16螺纹配合的丝母座19，第一电机18驱动丝杆16转动，使得移动座3底端的丝母座19与丝杆16产生啮合传动，实现移动座3的水平位移，所述导座14上对称设有两条导轨15，所述移动座3的底部对应设有与两条导轨15滑动配合的滑套20，保证移动座3水平滑动时的结构稳定。

所述测试平台1上设有控制加载测试组件、水平输送组件2运作的主控平台9，所述测试平台1下方对应水平输送组件2的下料端设有下料框13，用于接收测试后的节点试件。

作为本发明的进一步优化方案，所述立架201的底端对称设有两个导块208，所述测试平台1上设有与两个导块208滑动配合的滑杆21，所述立架201的底部中心处设有螺纹座207，所述测试平台1上设有与螺纹座207螺纹配合的调节螺栓22，且调节螺栓22的一端固定连接有手柄23，转动手柄23使得调节螺栓22转动后，调节立架201的位置，也就是使得水平输送组件2与限位座7之间的距离得以调节以适应不同尺寸的节点试件；

如图6所示，节点试件可以是二维接合件及二维弯曲件等，其断面可以是方形或圆形等，适应的试件种类广泛，应用效果好；

整个装置进行家具节点试件疲劳强度测试过程，具体如下，首先调试水平输送组件2的位置，使其与限位座7之前的间隙使其适应该批次节点试件的尺寸；

通过主控平台9驱动水平输送组件2，第二电机206驱动传动箱204内部的主动皮带轮组205转动，由于靠近所述传动箱204的转辊202顶端的传动皮带轮203与主动皮带轮205传动连接，进而该转辊202转动后，通过传动皮带轮203依次使得立架201一侧的多个转辊202转动后实现对多个家具节点试件的依次输送；

由于弹性卡板6与水平输送组件2之间留有固定节点试件的弹性夹持间隙，当最前端的节点试件输送至弹性卡板6位置处，主控平台9控制第一电机18启动，第一电机18驱动丝杆16转动，使得移动座3底端的丝母座19与丝杆16产生啮合传动，实现移动座3的水平位移，移动座3移动的同时推动弹性板601产生弹性形变，朝向节点试件处弯曲抵住节点试件，同时弹性板601上的第一限位立板602随着弹性板601的位移形变，其脱离与限位座7相抵接，移动至限位座7与水平输送组件2之间，将下一个正在输送的节点试件实现限位，此时，只有最前端的节点试件被夹持在弹性卡板6与水平输送组件2之间，随后可进行加载测试；

先通过第三电机402驱动螺杆403转动使得其外部的螺母座405实现水平位移，螺母座405的底部连接有支撑板404，且压力加载件5设于支撑板404的前端，使得压力加载件5的水平位置可进行调节以实现节点试件的位置后，设定力值并进行循环加载，并按照测试试验加载方式、加载频率、加载持续时间、试件破坏判定标准等设定的力值要求调节加载力，对试件进行循环加载，并由主控平台9分别记录变形位移数值和试验次数等；

整个加载试验过程由主控平台9自动控制、数据处理、实时监控、实时显示；控制系统会计算并输出结果，将施加的载荷按照预设的输出形式，自动输出数值和绘制相应图表；当试件损坏达到设置的损坏程度即可利用位移传感器记录变形位移数值超过一定范围，或测试达到规定试验次数后，加载试验会自动停机；

加载试验结束后，控制移动座3复位，弹性卡板6对节点试件的抵接限位解除，其位置复位后，水平输送组件2将其输送至下料端下料，同时，弹性卡板6复位后，其外侧的第一限位立板602对下一个正在输送的节点试件限位效果解除，并随着水平输送组件2的输送到达上个节点试件的位置处，重复上述操作对该节点试件进行加载试验，可实现批量化的加载测试试验，相比于传统的测试方式需要手动将节点试件固定在夹具上的方式，节省单个节点试件的测试周期，自动化程度高，测试效率大幅度提升。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于家具节点连接处的疲劳强度测试装置，其特征在于：包括测试平台（1）以及设于测试平台（1）上的加载测试组件、水平输送组件（2）以及弹性卡板（6）；

所述加载测试组件滑动设于测试平台（1）上，所述水平输送组件（2）设于加载测试组件的相对侧；

所述弹性卡板（6）设于加载测试组件一侧并由加载测试组件推动，并与水平输送组件（2）之间留有固定节点试件的弹性夹持间隙；

所述水平输送组件（2）包括立架（201）以及设于立架（201）一侧的多个转辊（202），所述立架（201）的顶端设有传动箱（204），所述传动箱（204）的顶端设有第二电机（206），且第二电机（206）的驱动轴伸入传动箱（204）内的一端轴接有主动皮带轮（205），多个所述转辊（202）的顶端均轴接有传动皮带轮（203），靠近所述传动箱（204）的转辊（202）顶端的传动皮带轮（203）与主动皮带轮（205）传动连接；

所述测试平台（1）位于加载测试组件的一侧设有限位座（7），且限位座（7）与立架（201）呈平行相对设置，所述限位座（7）相对于立架（201）的一侧轴接有多个输送辊（8）；

所述弹性卡板（6）由弹性板（601）、第一限位立板（602）、弹性垫（603）以及第二限位立板（604）组成，所述弹性板（601）设于移动座（3）靠近立架（201）的一端，所述第一限位立板（602）与第二限位立板（604）设于弹性板（601）正对立架（201）的一侧，所述弹性垫（603）设于第一限位立板（602）与第二限位立板（604）之间，所述第一限位立板（602）与限位座（7）相抵接，所述弹性板（601）远离限位座（7）的一端连接有滑座（10），所述滑座（10）与弹性板（601）之间设有支撑弹簧（11），所述测试平台（1）上设有与滑座（10）滑动配合的滑轨（12）；

所述加载测试组件包括移动座（3）、设于移动座（3）上的横向调节座（4）以及设于横向调节座（4）一端的压力加载件（5），所述横向调节座（4）包括设于移动座（3）上的安装板（401），所述安装板（401）一侧设有第三电机（402），所述第三电机（402）的驱动轴连接有螺杆（403），所述螺杆（403）的外部螺纹配合有螺母座（405），所述螺母座（405）的底部连接有支撑板（404），所述支撑板（404）的两侧外侧壁开设有滑槽（406），所述安装板（401）通过滑槽（406）与支撑板（404）滑动配合，所述压力加载件（5）设于支撑板（404）的前端。

2.根据权利要求1所述的一种用于家具节点连接处的疲劳强度测试装置，其特征在于：所述压力加载件（5）包括设于支撑板（404）上的气缸（501）以及调压阀（504），所述气缸（501）的活塞杆端连接有拉压力传感器（502），所述拉压力传感器（502）的底端设有加载头（503）。

3.根据权利要求1所述的一种用于家具节点连接处的疲劳强度测试装置，其特征在于：所述测试平台（1）上设有导座（14），且导座（14）内设有丝杆（16），所述导座（14）的一侧设有齿轮箱（17），所述齿轮箱（17）的外部设有第一电机（18），所述移动座（3）的底部设有与丝杆（16）螺纹配合的丝母座（19），所述导座（14）上对称设有两条导轨（15），所述移动座（3）的底部对应设有与两条导轨（15）滑动配合的滑套（20）。

4.根据权利要求1所述的一种用于家具节点连接处的疲劳强度测试装置，其特征在于：所述测试平台（1）上设有控制加载测试组件、水平输送组件（2）运作的主控平台（9），所述测试平台（1）下方对应水平输送组件（2）的下料端设有下料框（13）。

5.根据权利要求1所述的一种用于家具节点连接处的疲劳强度测试装置，其特征在于：所述立架（201）的底端对称设有两个导块（208），所述测试平台（1）上设有与两个导块（208）滑动配合的滑杆（21），所述立架（201）的底部中心处设有螺纹座（207），所述测试平台（1）上设有与螺纹座（207）螺纹配合的调节螺栓（22），且调节螺栓（22）的一端固定连接有手柄（23）。