CN115014962A - 一种试验机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及试验机技术领域，公开了一种试验机，用于张拉试验杆体，包括机架和设于机架的主机体，所述试验机包括设于所述主机体两侧的安装位和拆卸位，还包括设于所述机架的螺母装卸机构和移动机构，所述移动机构能够驱动所述螺母装卸机构在所述安装位和所述拆卸位之间往复运动，所述螺母装卸机构包括用于夹持螺母的夹爪、用于驱动所述夹爪运动的驱动机构，所述驱动机构包括驱动所述夹爪旋转的旋转机构，以及驱动所述夹爪水平移动的伸缩机构。本申请的试验机，能够自动完成试验杆体的螺母的安装和拆卸，工作效率高。

Description

一种试验机

技术领域

本发明属于试验机领域，尤其涉及一种试验机。

背景技术

试验机是在各种条件、环境下测定金属材料、非金属材料、物理性能、机械零件、工程结构等的机械性能、工艺性能、内部缺陷和校验旋转零部件动态不平衡量的精密测试仪器。在风电场的设计中，风电机地基基础设计是其中的重要部分，对于其中的锚杆组件产品力学性能要求也比较高。锚杆在出厂前都需经过预应力张拉试验，以提高锚杆的抗弯性能和刚度，增强锚杆的耐久性，减少其震动和弹性变形。在进行张拉试验时，在每一根锚杆的两端需安装螺母夹头件，以便于进行拉伸。目前进行锚杆张拉试验时，一般需要人工进行安装、拆卸螺母，需要大量的人工成本，而且工作效率较低。

发明内容

本发明提供了一种试验机，以解决上述技术问题的至少一个技术问题。

本发明所采用的技术方案为：

本发明提供了一种试验机，用于张拉试验杆体，包括机架和设于机架的主机体，所述试验机包括设于所述主机体两侧的安装位和拆卸位，还包括设于所述机架的螺母装卸机构和移动机构，所述移动机构能够驱动所述螺母装卸机构在所述安装位和所述拆卸位之间往复运动，所述螺母装卸机构包括用于夹持螺母的夹爪、用于驱动所述夹爪运动的驱动机构，所述驱动机构包括驱动所述夹爪旋转的旋转机构，以及驱动所述夹爪水平移动的伸缩机构。

作为本发明的一种优选实施方式，所述旋转机构包括驱动电机和带轮传动机构，所述带轮传动机构包括连接所述驱动电机输出轴的主动轮、连接所述夹爪的从动轮和三角带。

作为本发明的一种优选实施方式，所述夹爪为气动夹爪，所述螺母装卸机构还包括滑环机构，所述滑环机构包括气电滑环以及连接所述气电滑环和所述夹爪的空心轴，所述空心轴两端侧壁分别设有管线通道。

作为本发明的一种优选实施方式，所述从动轮形成于所述空心轴靠近所述夹爪的一端侧壁。

作为本发明的一种优选实施方式，所述伸缩机构包括第一驱动气缸以及设于第一驱动气缸输出端的移动滑块，所述第一驱动气缸固定于所述移动机构，所述移动滑块设有安装所述空心轴和所述驱动电机的安装座。

作为本发明的一种优选实施方式，所述移动机构包括第二驱动气缸、滑轨以及设于所述滑轨的安装板，所述滑轨沿所述安装位和所述拆卸位之间确定的方向延伸，所述螺母装卸机构设于所述安装板。

作为本发明的一种优选实施方式，所述安装板为L形，所述安装板竖直段固定于所述滑轨，以能够沿所述滑轨往复运动，所述安装板水平段平行于所述机架的延伸方向，所述驱动机构设于所述安装板水平段。

作为本发明的一种优选实施方式，所述螺母装卸机构还包括设于所述夹爪的到位检测件，所述到位检测件包括设于所述夹爪边缘的第一检测件和设于所述夹爪中心的第二检测件。

作为本发明的一种优选实施方式，所述第一检测件和所述第二检测件为磁性传感器。

作为本发明的一种优选实施方式，所述安装位和拆卸位设有限位机构，所述限位机构包括安装于所述机架的支撑板以及设于支撑板的限位块，所述限位块开设有弧形限位槽，所述限位槽的圆心与位于所述安装位和拆卸位的所述夹爪的中心轴线的延长线上。

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的有益效果为：

1.本发明提供一种试验机，本试验机包括有多个工位，使得对试验杆体的张拉试验以及螺母的拆装可以同步进行，以提高工作效率。其中，试验机设有安装位和拆卸位，通过移动机构带动螺母装卸机构在安装位和拆卸位之间往复运动，在安装位放置待试验的杆体并对杆体端部进行螺母的安装，完成螺母安装的杆体进入主机体进行试验的同时，下一件待试验的杆体可进行螺母的安装，试验结束后，完成试验的杆体则进入完成位进行螺母的拆卸。本申请的试验机设置的螺母装卸机构，通过夹爪进行螺母的抓取，并通过旋转机构和伸缩机构完成旋转的同时进行进给或者后退，从而完成螺母的安装和拆卸。

2.本发明的试验机，利用驱动电机提供旋转动力，并利用带轮传动机构将驱动电机的转动传递给夹爪。由于螺母和试验杆体本身制造工艺的影响，可能会出现螺母和试验杆体不匹配，螺母拧不进去导致从动轮卡死的情况。本申请的旋转机构使用带轮驱动机构，在工作载荷过大时，三角带打滑，可以减小由于螺母拧不进去时驱动电机堵转烧毁的可能。

3.本发明的试验机，还设有到位检测件，以能够实现对螺母和试验杆体的位置检测。本申请的到位检测件包括设于夹爪边缘的第一检测件，从而能够检测螺母是否到位，以及设于夹爪中心的第二检测件，从而能够检测试验杆体是否到位。在安装过程中，当第一检测件检测到螺母，则可控制启动驱动机构进行螺母的旋转进给，当第二检测件检测到试验杆体时，则控制驱动机构停止工作，从而保证螺母旋入试验杆体的安装距离，保证螺母和试验杆体之间的连接强度。在拆卸过程中，当第一检测件检测到螺母和试验杆体时，则控制启动驱动机构进行螺母的旋转回退，直至初始位置处，以避免夹爪空转。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种试验机的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种螺母装卸机构和移动机构的侧视图；

图3为本发明实施例提供的一种螺母装卸机构的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种旋转机构和夹爪的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种螺母装卸机构和限位机构的侧视图。

其中，

1-机架；

2-主机体；21-加载装置；22-电器控制柜；

3-螺母装卸机构；31-旋转机构；311-驱动电机；312-主动轮；313-从动轮；32-伸缩机构；321-第一驱动气缸；322-移动滑块；323-安装座；3231-第一安装孔；3232-第二安装孔；33-夹爪；34-滑环机构；341-气电滑环；342-空心轴；343-管线通道；35-到位检测件；351-第一检测件；352-第二检测件；

4-移动机构；41-第二驱动气缸；42-滑轨；43-安装板；

5-限位机构；51-支撑板；52-限位块；53-在位检测件；

6-试验杆体。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1-图3所示，本发明提供了一种试验机，用于张拉试验杆体6，包括机架1和设于机架1的主机体2。试验机包括设于主机体2两侧的安装位和拆卸位，还包括设于机架1的螺母装卸机构3和移动机构4，移动机构4能够驱动螺母装卸机构3在安装位和拆卸位之间往复运动，螺母装卸机构3包括用于夹持螺母的夹爪33、用于驱动夹爪33运动的驱动机构，驱动机构包括驱动夹爪33旋转的旋转机构31，以及驱动夹爪33水平移动的伸缩机构32。

本试验机包括有多个工位，使得对试验杆体6的张拉试验以及螺母的拆装可以同步进行，以提高工作效率。其中，试验机设有安装位和拆卸位，通过移动机构4带动螺母装卸机构3在安装位和拆卸位之间往复运动，在安装位放置待试验的杆体并对杆体端部进行螺母的安装，完成螺母安装的杆体进入主机体2进行试验的同时，下一件待试验的杆体可进行螺母的安装，试验结束后，完成试验的杆体则进入完成位进行螺母的拆卸。本申请的试验机设置的螺母装卸机构3，通过夹爪33进行螺母的抓取，并通过旋转机构31和伸缩机构32完成旋转的同时进行进给或者后退，从而完成螺母的安装和拆卸。

如图1所示，在一个实施方式中，试验机的机架1采用高强度标准节卧式框架结构，以能够适应长度较大的试验杆体6的使用。试验机还设有试验位，主机体2包括加载装置21、检测装置和电器控制柜。加载装置21和检测装置设于试验位，以对试验杆体6进行加载张拉试验。安装位和拆卸位设于试验位的左右两侧。电器控制柜设有触摸显示屏、操作按键，内部还设有电源、PLC控制器等。沿试验杆体6的拉伸方向两端上，分别设置有螺母装卸机构3和移动机构4。以设于一端的螺母装卸机构3和移动机构4为例，在一个实施方式中，机架1上方设有安装架，移动机构4安装于安装架。伸缩机构32连接移动机构4的移动端，伸缩机构32的伸缩端连接旋转机构31，带动旋转机构31进行伸缩运动，伸缩机构32设有初始位置。夹爪33连接旋转机构31。

可以理解的是，夹爪33可采用电动夹爪或者气动夹爪，可以为二爪、三爪或者四爪夹。

如图2-图3所示，在一个实施方式中，旋转机构31包括驱动电机311和带轮传动机构，带轮传动机构包括连接驱动电机311输出轴的主动轮311、连接所述夹爪33的从动轮313和三角带(未在图中示出)。其中，主动轮311和从动轮313为直径大小相同的带轮，在安装位，驱动电机311正转进行拧螺母，在拆卸位，驱动电机311反转进行拆螺母。

本发明的试验机，利用驱动电机311提供旋转动力，并利用带轮传动机构将驱动电机311的转动传递给夹爪33。由于螺母和试验杆体6本身制造工艺的影响，可能会出现螺母和试验杆体6不匹配，螺母拧不进去导致从动轮313卡死的情况。本申请的旋转机构31使用带轮驱动机构，在工作载荷过大时，皮带打滑，可以减小由于螺母拧不进去时驱动电机311堵转烧毁的可能。

如图2-图4所示，在一个实施方式中，夹爪33为气动三爪夹，螺母装卸机构3还包括滑环机构34，滑环机构34包括气电滑环341以及连接气电滑环341和夹爪33的空心轴342，空心轴342两端侧壁分别设有管线通道343。设于夹爪33的气路和电路管线通过空心轴342的内部通道连接夹爪33和气电滑环341，防止气路和电路管线发生缠绕。

从动轮313形成于空心轴342靠近夹爪33的一端侧壁，将从动轮313与空心轴342集成于一体，结构更加紧凑。

伸缩机构32包括第一驱动气缸321以及设于第一驱动气缸321输出端的移动滑块322，第一驱动气缸321固定于移动机构4，移动滑块322设有安装空心轴342和驱动电机311的安装座323。安装座323包括第一安装孔3231和第二安装孔3232，空心轴342和驱动电机311分别设于第一安装孔3231和第二安装孔3232，其中，第一安装孔3231内设有轴承用于支撑空心轴342。

如图1-图2所示，在一个实施方式中，移动机构4包括第二驱动气缸41、滑轨42以及设于滑轨42的安装板43，滑轨42沿安装位和拆卸位之间确定的方向延伸。第二驱动气缸41固定安装于安装架上，第二驱动气缸41的活塞杆沿安装位和拆卸位之间确定的方向运动，以带动安装板43在安装位和拆卸位之间往复运动。

安装板43为L形，安装板43竖直段固定于滑轨42，以能够沿滑轨42往复运动，安装板43水平段平行于机架1的延伸方向，驱动气缸321设于安装板43水平段。

如图3所示，螺母装卸机构3还包括设于夹爪33的到位检测件35，到位检测件35包括设于夹爪33边缘的第一检测件351和所述夹爪33中心的第二检测件352。

第一检测件351和第二检测件352为磁性传感器，例如，可以选择霍尔检测元件。螺母和试验杆体6一般为金属件，特别是铁合金，使用霍尔检测元件检测螺母和试验杆体6，霍尔元件成本较低且稳定性较好。

如图1、图5所示，安装位和拆卸位设有限位机构5，限位机构5包括安装于机架1的支撑板51以及设于支撑板51的限位块52，限位块52开设有弧形限位槽，限位槽的圆心与位于安装位和拆卸位的夹爪33的中心轴线的延长线上。在一个实施方式中，限位机构5还包括设于安装板43的在位检测件53，在位检测件53可以选择霍尔检测元件，以检测试验杆体6是否放置于限位机构5。

本发明的试验机，还设有到位检测件35，以能够实现对螺母和试验杆体6的位置检测。本申请的到位检测件35包括设于夹爪33边缘的第一检测件351，从而能够检测螺母是否到位，以及设于夹爪33中心的第二检测件352，从而能够检测试验杆体6是否到位。在安装过程中，当第一检测件351检测到螺母，则可控制启动驱动机构进行螺母的旋转进给，当第二检测件352检测到试验杆体6时，则控制驱动机构停止工作，从而保证螺母旋入试验杆体6的安装距离，保证螺母和试验杆体6之间的连接强度。在拆卸过程中，当第一检测件351检测到螺母和试验杆体6时，则控制启动驱动机构进行螺母的旋转回退，直至初始位置处，以避免夹爪33空转。

本发明试验机的使用方式如下：

1.螺母装卸机构3处于安装位，伸缩机构32处于初始位置，将螺母放置于夹爪33中，当安装位的第一检测件351检测到螺母时，夹爪33收缩夹持住螺母；

2.当安装位的在位检测件53检测到试验杆体6时，伸缩机构32向试验杆体6方向前伸，同时驱动电机311带动夹爪33正转，直至第二检测件352检测到试验杆体6，完成螺母安装，伸缩机构32回退至初始位置；

3.移动机构4带动螺母装卸机构3到达拆卸位，当拆卸位的在位检测件53检测到试验杆体6时，伸缩机构32向试验杆体6方向前伸直至第一检测件351检测到螺母，夹爪33收缩夹持住螺母，驱动电机311带动夹爪33反转，同时伸缩机构32后退至初始位置，完成螺母拆卸。

在步骤2中，螺母安装过程设有预设安装时间。安装时间从第一检测件351检测到螺母时起算，当达到预设安装时间时，若第二检测件352没有检测到试验杆体6，则判定螺母安装失败，PLC控制器进行报错。

本发明中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种试验机，用于拉伸试验杆体，包括机架和设于机架的主机体，其特征在于，所述试验机包括设于所述主机体两侧的安装位和拆卸位，还包括设于所述机架的螺母装卸机构和移动机构，所述移动机构能够驱动所述螺母装卸机构在所述安装位和所述拆卸位之间往复运动，所述螺母装卸机构包括用于夹持螺母的夹爪、用于驱动所述夹爪运动的驱动机构，所述驱动机构包括驱动所述夹爪旋转的旋转机构，以及驱动所述夹爪水平移动的伸缩机构。

2.根据权利要求1所述的一种试验机，其特征在于，所述旋转机构包括驱动电机和带轮传动机构，所述带轮传动机构包括连接所述驱动电机输出轴的主动轮、连接所述夹爪的从动轮和三角带。

3.根据权利要求2所述的一种试验机，其特征在于，所述夹爪为气动夹爪，所述螺母装卸机构还包括滑环机构，所述滑环机构包括气电滑环以及连接所述气电滑环和所述夹爪的空心轴，所述空心轴两端侧壁分别设有管线通道。

4.根据权利要求3所述的一种试验机，其特征在于，所述从动轮形成于所述空心轴靠近所述夹爪的一端侧壁。

5.根据权利要求3所述的一种试验机，其特征在于，所述伸缩机构包括第一驱动气缸以及设于第一驱动气缸输出端的移动滑块，所述第一驱动气缸固定于所述移动机构，所述移动滑块设有安装所述空心轴和所述驱动电机的安装座。

6.根据权利要求1所述的一种试验机，其特征在于，所述移动机构包括第二驱动气缸、滑轨以及设于所述滑轨的安装板，所述滑轨沿所述安装位和所述拆卸位之间确定的方向延伸，所述螺母装卸机构设于所述安装板。

7.根据权利要求6所述的一种试验机，其特征在于，所述安装板为L形，所述安装板竖直段固定于所述滑轨，以能够沿所述滑轨往复运动，所述安装板水平段平行于所述机架的延伸方向，所述驱动机构设于所述安装板水平段。

8.根据权利要求1所述的一种试验机，其特征在于，所述螺母装卸机构还包括设于所述夹爪的到位检测件，所述到位检测件包括设于所述夹爪边缘的第一检测件和设于所述夹爪中心的第二检测件。

9.根据权利要求8所述的一种试验机，其特征在于，所述第一检测件和所述第二检测件为磁性传感器。

10.根据权利要求1所述的一种试验机，其特征在于，所述安装位和拆卸位设有限位机构，所述限位机构包括安装于所述机架的支撑板以及设于支撑板的限位块，所述限位块开设有弧形限位槽，所述限位槽的圆心与位于所述安装位和拆卸位的所述夹爪的中心轴线的延长线上。

Images