CN117723383B - 一种超薄板预装式拉伸夹持装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超薄板预装式拉伸夹持装置及其使用方法，该装置包括固定连接于拉伸机底部平台上的下定位组件、固定连接于拉伸机顶部动力输出端底部的垂向微调连接组件、固定连接于垂向微调连接组件底端的上定位组件，下定位组件和上定位组件之间可拆卸连接有试件夹持组件；试件夹持组件包括活动挂接于上定位组件上的上夹头组件、活动挂接于下定位组件上的下夹头组件和可拆卸地连接于上夹头组件和下夹头组件一侧的定位架板。本发明可在外部完成试件在夹持组件内的预装夹，在定位组件上的滚动挂接，可使夹持组件在拉伸机上处于可拉伸的非拉伸状态，保证试件装夹可靠，不会出现夹持歪偏，保证后续拉伸试验的顺利进行和试验结果的准确性。

Description

一种超薄板预装式拉伸夹持装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及金属拉伸夹具技术领域，具体为一种超薄板预装式拉伸夹持装置及其使用方法。

背景技术

热交换器的应用与能耗的排放和能源的节约有着密切的关联。热交换器作为热力系统的关键设备，其主要作用是能够在多种不同温度的流体上实现热量传递功能。目前空调中应用最为广泛的结构为管翅式热交换器。管翅式热交换器与空调的能效比，噪音，制冷量等关键评价指标密切相关。由于铝翅片体积占据热交换器总体积的60%，铝翅片的形状和表面积对换热效率起到了决定性的作用。

为了实现绿色环保的节能效果，对空调热交换器的翅片厚度要求越来越薄，目前铝翅片的厚度已经减薄到0.1mm左右的尺度范围。由于铝翅片的减薄，在相同的成形规格要求下﹐容易造成翻边孔边缘开裂，起皱等工艺问题。铝箔作为铝翅片的原材料，其性能优化已经迫在眉睫，由于铝箔厚度超薄，在进行拉伸试验时，常规的拉伸方法通常是将试件直接在拉伸试验机的夹具上进行装夹和固定，但是由于现有的拉伸机试验机的结构特点以及夹具的设置方式，试件在夹具上的夹持操作存在诸多困难，尤其对于超薄试件（如只有0.095mm厚的铝箔试件），很难保证试件在夹持完成后是否处于垂直状态，容易出现试件扭转或弯曲等问题，导致后续试验过程中出现试件提前断裂，使得铝箔拉伸试验无法顺利进行，试验结果也无法保证准确性。

正确的拉伸试验结果对后续铝箔的性能优化十分重要，因此需要专门针对超薄合金开发出专用的拉伸夹持装置，保证拉伸试验的准确性。

发明内容

本发明提出的一种超薄板预装式拉伸夹持装置及其使用方法，采用在试验装置的外部完成试件在夹持组件内的预装夹，而后将夹持有试件的夹持组件整体滚动挂接在上、下两个定位组件上，上、下两个定位组件之间的垂向距离可快速调整和细微调节，使夹持组件在拉伸机上处于可拉伸的非拉伸状态，保证试件装夹可靠，不会出现夹持歪偏，从而保证夹持的稳定性，保证后续拉伸试验的顺利进行和试验结果的准确性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

一种超薄板预装式拉伸夹持装置，包括固定连接于拉伸机底部平台上的下定位组件、固定连接于拉伸机顶部动力输出端底部的垂向微调连接组件、固定连接于垂向微调连接组件底端且相对地设置于下定位组件正上方的上定位组件，所述下定位组件和上定位组件之间可拆卸连接有试件夹持组件；

所述试件夹持组件包括活动挂接于上定位组件上的上夹头组件、活动挂接于下定位组件上且与上夹头组件相对设置的下夹头组件和可拆卸地连接于上夹头组件和下夹头组件一侧的定位架板；

所述上夹头组件包括可拆卸地固定设置于定位架板顶端内侧的上固定夹持块、可拆卸地连接于上固定夹持块一侧端面上的上活动夹持块和分别转动安装于上固定夹持块和上活动夹持块底端的上滚轮，所述下夹头组件包括可拆卸地固定设置于定位架板底端内侧的下固定夹持块、可拆卸地连接于下固定夹持块一侧端面上的下活动夹持块和分别转动安装于下固定夹持块和下活动夹持块底端的下滚轮，试件的一端固定夹持于上活动夹持块和上固定夹持块之间，试件的另一端固定夹持于下活动夹持块和下固定夹持块之间。

进一步的，所述下定位组件包括下定位连接板和转动连接于下定位连接板顶面一端的下V型连接架，所述下V型连接架的另一端设置有两条相互平行的下挂接条，下挂接条的自由端与下定位连接板的另一端可拆卸地连接，两个下滚轮对应地滚动连接于两个下挂接条的顶端底面内侧；

所述上定位组件包括上定位连接板和转动连接于上定位连接板底面一端的上V型连接架，所述上V型连接架的另一端设置有两条相互平行的上挂接条，上挂接条的自由端与上定位连接板的另一端可拆卸地连接，两个上滚轮对应地滚动连接于上挂接条的底端顶面内侧。

进一步的，所述上定位连接板的一端开设有与上挂接条相对应的上缺口，上定位连接板的顶面上固定设置有位于上缺口顶端侧的第一上铰接座，上挂接条的自由端固定设置有上连接筒，上连接筒与第一上铰接座通过上销轴转动连接；

所述下定位连接板的一端开设有与下挂接条相对应的下缺口，下定位连接板的底面上固定设置有位于下缺口底端侧的第一下铰接座，下挂接条的自由端固定设置有下连接筒，下连接筒与第一下铰接座通过下销轴转动连接。

进一步的，所述上夹头组件和下夹头组件靠近定位架板一侧的侧面内均开设有定位嵌槽，定位架板的两端分别嵌装于上、下两个定位嵌槽内。

进一步的，所述上固定夹持块的顶面和下固定夹持块的底面均开设有位于定位嵌槽内的定位销孔，定位架板的一端通过位于定位销孔内的第一定位销与上固定夹持块连接，定位架板的另一端通过位于定位销孔内的第二定位销与下固定夹持块连接。

进一步的，所述上固定夹持块和下固定夹持块的端面上均固定设置有定位柱和螺柱，所述上活动夹持块和下活动夹持块上均分别开设有与定位柱相匹配的定位孔和与螺柱相匹配的螺栓过孔，螺柱的端部螺纹连接有锁紧螺母。

进一步的，所述上固定夹持块和下固定夹持块的端面内均开设有与试件的夹持端部形状相匹配的定位槽，定位槽的内侧壁上固定连接有橡胶垫，橡胶垫的表面固定连接有活动嵌设于定位槽内的定位块，定位块的内壁与试件的夹持端边缘滑动接触。

进一步的，所述垂向微调连接组件包括固定连接于上定位组件顶部的连接座、固定连接于拉伸机动力输出端且滑动套设于连接座内的定位连接柱，所述定位连接柱的一侧固定连接有线性电缸，线性电缸的输出轴端与连接座的顶面一侧固定连接，连接座的顶面一侧固定安装有楔紧液压缸，楔紧液压缸的输出轴端固定连接有同时活动贯穿连接座和定位连接柱的楔形插接块。

进一步的，所述连接座的顶面内设置有与定位连接柱的横截面形状相匹配的插接孔，定位连接柱的底端活动插接于插接孔内，连接座的两侧侧壁上分别开设有与楔形插接块的两端相匹配的连接口，定位连接柱内开设有与楔形插接块的楔形面相匹配的楔形插接口。

还提供了一种超薄板预装式拉伸夹持装置的使用方法，应用于所述的超薄板预装式拉伸夹持装置，包括以下步骤：

S1、将上固定夹持块和下固定夹持块分别固定连接在定位架板上，将待拉伸的试件的两个夹持端分别放置于上固定夹持块和下固定夹持块的夹持位置，将上活动夹持块定位并紧固连接在上固定夹持块上，将下活动夹持块定位并紧固连接在下固定夹持块上，完成试件在试件夹持组件上的预装；

S2、将上V型连接架打开并向下逆时针翻转，将夹持有试件的试件夹持组件上端送入上V型连接架的两个上挂接条内，并使上夹头组件上的两个上滚轮分别挂接在两个上挂接条的上方；

S3、将上V型连接架向上顺指针翻转，直至上连接筒位于上定位连接板的顶面上方并与第一上铰接座同轴，将上销轴插入上连接筒和第一上铰接座内，完成上V型连接架在上定位连接板上的固定连接，此时上夹头组件挂接于上V型连接架的底端；

S4、将下V型连接架打开并向上顺时针翻转，启动拉伸机的动力输出端向下运动，驱动夹持有试件的试件夹持组件下行，使下夹头组件位于下V型连接架夹持位置的下方，拉伸机的动力输出端暂停工作；

S5、将下V型连接架向下逆时针翻转，下V型连接架上的两个下挂接条从试件夹持组件的两侧穿过，直至下连接筒位于下定位连接板的底面上方并与第一下铰接座同轴，将下销轴插入下连接筒和第一下铰接座内，完成下V型连接架在下定位连接板上的固定连接，此时下夹头组件位于下V型连接架的顶端夹持位置的下方；

S6、启动拉伸机的动力输出端向上运动，驱动夹持有试件的试件夹持组件上行，使下夹头组件上的两个下滚轮位于两个下挂接条的下方附近位置，拉伸机的动力输出端暂停工作；

S7、垂向微调连接组件工作，调整试件夹持组件的垂向位置，直至下夹头组件上的两个下滚轮分别与两个下挂接条底面接触，此时试件夹持组件及试件处于垂直状态，垂向微调连接组件暂停工作；

S8、拔除定位架板上的上销轴和下销轴，将定位架板从上V型连接架和下V型连接架的侧方移出；

S9、启动拉伸机的动力输出端向上运动，对试件进行拉伸试验。

与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置上、下对称分布的上夹头组件和下夹头组件，并通过定位架板实现上夹头组件和下夹头组件之间相对位置的固定，从而可在形成的试件夹持组件内完成试件的预装，可保证试件在夹持组件内可靠、准确地定位和夹持，有效避免了直接将超薄试件在拉伸夹具上夹持固定过程中，存在的试件易出现试样弯曲的问题，保证了后续拉伸试验的顺利进行和试验数据的准确性；

2、本发明采用在定位架板上预先定位和固定上固定夹持块和下固定夹持块的方式，将试件两端的夹持部位分别对应放置在夹持部位后，再在上固定夹持块上组配上活动夹持块、在下固定夹持块上组配下活动夹持块，完成试件两端夹持部位的装夹固定，可以保证同一规格的不同试样在装夹组件上的装夹位置是相同的，夹持部位的夹持面积也是相同的，从而使得装夹组件之间处于裸露状态的拉伸部分也是相同的，进而可使不同试件拉伸变形时的区域是相同的，有效保证每次试验参数的一致性，提升了试验结果数据的准确性；

3、本发明通过在上固定夹持块内设置定位槽，在定位槽内设置橡胶垫和定位块，可对试件的端部夹持部位的装夹位置进行预先设定，以便快速、准确地完成试件在夹持组件内的放置，提升试件的装夹效率，定位块在试件的端部夹持部位形成限位圈，可避免试件在夹持组件内夹紧的过程中出现位置偏移，保证试件最终装夹固定位置的准确性；

4、本发明通过设置上、下两个V型连接架，在上夹头组件和下夹头组件上设置滚轮，通过上、下滚轮组与上、下两个V型连接架上的挂接条之间的滚动挂接，可实现夹持有试件的试件夹持组件在拉伸机上的快速挂接，以及拉伸试验完成后上夹头组件和下夹头组件从拉伸机上快速卸下，装卸操作较为方便、快捷；同时，由于试件夹持组件与上、下两个夹持组件之间采用滚动接触的挂接方式，可使试件夹持组件在装夹及拉伸过程中自动调整位姿而处于垂直状态，避免因夹具原因或装夹原因造成试件在拉伸过程中受力不均匀的问题；

5、本发明通过设置垂向微调连接组件，对试件夹持组件的垂向位置进行细微调节，使试件夹持组件的两端在进行拉伸试验之前与上、下定位组件之间处于可拉伸的临界状态，避免试件在拉伸试验之前因外力作用而发生变形或拉伸，保证拉伸试验的顺利进行以及试验数据的准确性，

6、本发明的试件夹持组件采用可拆卸地连接方式，试件夹持组件与上、下定位组件之间采用可拆卸地挂接方式，以便在试验设备的外部完成试件的快速预装夹，可在拉伸试验过程中，同步进行其它试件的预装夹，减少试验间歇时间，提升试验的工作效率。

附图说明

图1为本发明的预装式拉伸夹持装置在拉伸机上使用状态的立体结构示意图；

图2为本发明的预装式拉伸夹持装置的立体结构示意图；

图3为所述上定位连接板的立体结构示意图之一；

图4为所述上定位连接板的立体结构示意图之二；

图5为所述上V型连接架的立体结构示意图；

图6为所述试件夹持组件的立体结构示意图之一；

图7为所述试件夹持组件的立体结构示意图之二；

图8为所述上夹头组件的立体结构示意图之一；

图9为所述上夹头组件的立体结构示意图之二；

图10为所述上固定夹持块的立体结构示意图之一；

图11为所述上固定夹持块的立体结构示意图之二；

图12为所述上活动夹持块的立体结构示意图之一；

图13为所述上活动夹持块的立体结构示意图之二；

图14为所述定位架板的立体结构示意图之一；

图15为所述定位架板的立体结构示意图之二；

图16为所述上滚轮的立体结构示意图；

图17为所述上滚轮与上挂接条挂接状态的立体结构示意图；

图18为所述垂向微调连接组件的立体结构示意图之一；

图19为所述垂向微调连接组件的立体结构示意图之二；

图20为所述垂向微调连接组件的主视结构示意图；

图21为所述连接座的立体结构示意图；

图22为所述定位连接柱的立体结构示意图。

图中：1拉伸机、2下定位组件、21下定位连接板、22下V型连接架、23下挂接条、24下销轴、25下辅助挡板、3垂向微调连接组件、31连接座、311插接孔、312连接口、32定位连接柱、321楔形插接口、33线性电缸、34楔紧液压缸、35楔形插接块、4上定位组件、41上定位连接板、411上缺口、412第一上铰接座、413第二上铰接座、414第三上铰接座、42上V型连接架、421铰接筒、43上挂接条、431上连接筒、44上销轴、45第一轴杆、46上辅助挡板、5试件夹持组件、51上夹头组件、511上固定夹持块、5111定位销孔、5112定位柱、5113螺柱、5114橡胶垫、5115定位块、512上活动夹持块、5121定位孔、5122螺栓过孔、5123上辅助限位槽、513上滚轮、5131滚轮轴座、514锁紧螺母、52下夹头组件、521下固定夹持块、522下活动夹持块、523下滚轮、53定位架板、531把手、54第一定位销、55第二定位销、100试件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图22，一种超薄板预装式拉伸夹持装置，用于条形金属件的拉伸性能试验，尤其对于厚度较薄、刚性较低的超薄板（如0.1mm的铝箔板），在现有的拉伸试验机和现有的装夹工具上，很难在设备上直接实现较好的装夹。该预装式拉伸夹持装置包括固定连接于拉伸机1底部平台上的下定位组件2、固定连接于拉伸机1顶部动力输出端底部的垂向微调连接组件3、固定连接于垂向微调连接组件3底端且相对地设置于下定位组件2正上方的上定位组件4，下定位组件2和上定位组件4之间可拆卸连接有试件夹持组件5。该种结构布局设置和装夹拉伸方式与现有技术中的拉伸设备基本相同，以下仅对发明的创新之处进行详细说明。为简化该拉伸夹具的制造成本和装夹方式，下定位组件2和上定位组件4采用完全相同的结构组成和装夹方式，且二者上、下为对称设置，因此选择上定位组件4为代表对结构进行详细介绍。

上定位组件4包括上定位连接板41和转动连接于上定位连接板41底面右端的上V型连接架42，上V型连接架42的左端设置有两条相互平行的上挂接条43，上挂接条43的自由端与上定位连接板41的左端可拆卸地连接。具体的，如图3至图5所示，上V型连接架42为V型结构且底部转角处为圆弧结构，其右端端部一体设置有铰接筒421，上定位连接板41的底面右端一体设置有第二上铰接座413，铰接筒421同轴地设置于第二上铰接座413内，并通过第一轴杆45转动连接，使得上V型连接架42在上定位连接板41的下方围绕第一轴杆45转动。上定位连接板41的左端开设有与上挂接条43相对应的上缺口411，上定位连接板41的顶面上固定设置有位于上缺口411顶端侧的第一上铰接座412，上挂接条43的自由端固定设置有上连接筒431。当上V型连接架42围绕第一轴杆45顺时针转动时，上连接筒431穿过上缺口411而位于上定位连接板41的顶面上方并与第一上铰接座412同轴设置，此时上连接筒431与第一上铰接座412通过上销轴44转动连接，上V型连接架42和上定位连接板41形成三角形稳定结构。将上销轴44抽出后，上V型连接架42可围绕第一轴杆45向下逆时针转动而打开。

下定位组件2包括下定位连接板21和转动连接于下定位连接板21顶面一端的下V型连接架22，下V型连接架22的另一端设置有两条相互平行的下挂接条23，下挂接条23的自由端与下定位连接板21的另一端可拆卸地连接。下定位连接板21的一端开设有与下挂接条23相对应的下缺口，下定位连接板21的底面上固定设置有位于下缺口底端侧的第一下铰接座，下挂接条23的自由端固定设置有下连接筒，下连接筒与第一下铰接座通过下销轴24转动连接。下定位组件2的结构组成和部件之间的连接方式与上定位组件4均相同，且下定位组件2与上定位组件4上、下对称设置，此处对下定位组件2的具体结构不再赘述。下定位连接板21的底部通过螺栓连接固定在拉伸机1的平台面上。

如图6和图7所示，试件夹持组件5包括活动挂接于上定位组件4上的上夹头组件51、活动挂接于下定位组件2上且与上夹头组件51相对设置的下夹头组件52和可拆卸地连接于上夹头组件51和下夹头组件52一侧的定位架板53。如图8和图9所示，上夹头组件51包括可拆卸地固定设置于定位架板53顶端内侧的上固定夹持块511、可拆卸地连接于上固定夹持块511一侧端面上的上活动夹持块512和分别转动安装于上固定夹持块511和上活动夹持块512底端的上滚轮513。

具体的，如图10和图11所示，上固定夹持块511的端面上固定设置有定位柱5112和螺柱5113；如图12和图13所示，上活动夹持块512上开设有与定位柱5112相匹配的定位孔5121和与螺柱5113相匹配的螺栓过孔5122，螺柱5113的端部螺纹连接有锁紧螺母514。本实施例中，定位柱5112的数量为3个，且在上固定夹持块511的端面上呈三角分布，螺柱5113的数量为4个，且上固定夹持块511的端面上左、右两两对称分布，定位柱5112的长度大于螺柱5113的长度。通过定位孔5121与定位柱5112的插接配合，可实现上活动夹持块512与上固定夹持块511组配位置的快速定位，同步实现螺柱5113与螺栓过孔5122的插接配合，从而通过锁紧螺母514与螺柱5113之间的螺纹连接实现上活动夹持块512在上固定夹持块511上的固定组配，从而可将位于二者之间的试件100夹持端部夹紧。

优选的，上固定夹持块511的端面内开设有与试件100的夹持端部形状相匹配的定位槽，定位槽的内侧壁上固定连接有橡胶垫5114，橡胶垫5114的表面固定连接有活动嵌设于定位槽内的定位块5115，定位块5115的内壁与试件100的夹持端边缘滑动接触。上固定夹持块511的端面在未与定位槽内侧的区域为试件100的夹持端夹持区域，为提升夹持效果，上固定夹持块511的端面通常作磨砂处理。本实施例中，仅需在夹持区域作局部的磨砂处理，无需将上固定夹持块511的端面全部进行磨砂处理，可节约上固定夹持块511的制作成本。在上活动夹持块512未与上固定夹持块511紧固组配前，定位块5115的表面突出于定位槽，使得定位块5115的内壁与上固定夹持块511的端面之间形成定位腔，试件100的端部夹持位置可垂直地放置于该定位腔内，使试件100可快速、准确地放置在夹持部位；在旋紧锁紧螺母514而使上活动夹持块512逐渐靠近上固定夹持块511的过程中，上活动夹持块512将定位块5115垂直地压入定位槽内，直至上活动夹持块512的内侧端面与试件100的表面接触，此时定位块5115仍有与试件100的厚度相等的部分位于定位槽的外侧，对试件100的端部形成限位圈。

上夹头组件51和下夹头组件52靠近定位架板53一侧的侧面内均开设有定位嵌槽，定位架板53的两端分别嵌装于上、下两个定位嵌槽内。具体的，上固定夹持块511的顶面和左侧面上设置有与内侧端面贯通的半沉槽，定位架板53为“C”形状，其顶部右侧表面形状与上固定夹持块511上的半沉槽的表面形状相匹配（如图14和图15所示），如此，上固定夹持块511可从定位架板53的顶部右侧或顶部前、后侧置入定位架板53的顶部右侧，使定位架板53的顶部嵌设在半沉槽内，由于上固定夹持块511的左侧底端为凹弧面，因而上固定夹持块511的垂向自由度被限制。上固定夹持块511的顶面开设有位于定位嵌槽内的定位销孔5111，定位架板53的顶端开设有定位销孔5111相配对的定位孔，从而通过位于定位销孔5111内的第一定位销54与上固定夹持块511连接，如此上固定夹持块511的其它自由度也被限制，从而实现上固定夹持块511在定位架板53上固定组配。优选的，上活动夹持块512的左侧面形状与上固定夹持块511的左侧面形状相同，且上活动夹持块512的顶面和内侧端面上同样开设有半沉槽，该半沉槽与上固定夹持块511上的半沉槽对接后形成完整的定位嵌槽，则可从定位架板53的顶部前侧将上活动夹持块512组配在上固定夹持块511上并完成试件100的上端夹持部位的夹持固定。

下夹头组件52包括可拆卸地固定设置于定位架板53底端内侧的下固定夹持块521、可拆卸地连接于下固定夹持块521一侧端面上的下活动夹持块522和分别转动安装于下固定夹持块521和下活动夹持块522底端的下滚轮523。下夹头组件52的结构组成和部件之间的连接关系均与上夹头组件51相同，且下夹头组件52与上夹头组件51在定位架板53上为上、下对称分布，因而此处不再对下夹头组件52详细赘述。定位架板53的底端通过位于下固定夹持块521的底面上的定位销孔5111内的第二定位销55与下固定夹持块521连接。在定位架板53上完成上固定夹持块511和下固定夹持块521的组配后，将试件100的两个端部夹持部位分别放置在上固定夹持块511和下固定夹持块521上对应的装夹区域，而后完成上活动夹持块512在上固定夹持块511上的组配，使试件100的顶端固定夹持于上活动夹持块512和上固定夹持块511之间，完成下活动夹持块522在下固定夹持块521上的组配，使试件100的底端固定夹持于下活动夹持块522和下固定夹持块521之间。如此，完成了试件100在试件夹持组件5上的预装。

上活动夹持块512和上固定夹持块511的底面上均一体设置有滚轮轴座5131，两个上滚轮513分别转动安装于两个滚轮轴座5131上，两个上滚轮513在上夹头组件51的底部前、后两侧同轴、对称设置。优选的，如图16所示，上滚轮513的主体为滚动轴承，滚动轴承的外圆面一端固定焊接有套环，使得上滚轮513的外侧端面为阶梯面。如此，两个上滚轮513滚动连接于上挂接条43的底端顶面内侧后，滚动轴承的外圈外圆面可在上挂接条43的顶面滚动，且套环的侧面与上挂接条43的内侧面相抵（如图17所示），使得两个上滚轮513的轴向被限制在两个上挂接条43之间，不会在滚动过程或后期的拉伸试验过程中，发生轴向位移。两个下滚轮523在下夹头组件52上的设置方式与两个上滚轮513在上夹头组件51上的设置方向相同，在试件夹持组件5处于拉伸试验状态时，两个下滚轮523对应地滚动连接于两个下挂接条23的顶端底面内侧。在滚动接触的作用下，两个上滚轮513自然地挂接在上挂接条43最低端的弧形面上，两个下滚轮523则对应地滚动挂接在两个下挂接条23的最顶端的弧形面上，在试件夹持组件5可自动调整自身姿态，使试件100始终处于垂直状态。

如图18至图20所示，垂向微调连接组件3包括固定连接于上定位连接板41顶面上的连接座31、固定连接于拉伸机1动力输出端且滑动套设于连接座31内的定位连接柱32，定位连接柱32的一侧固定连接有线性电缸33，线性电缸33的输出轴端与连接座31的顶面一侧固定连接，连接座31的顶面一侧固定安装有楔紧液压缸34，楔紧液压缸34的输出轴端固定连接有同时活动贯穿连接座31和定位连接柱32的楔形插接块35。连接座31的顶面内设置有与定位连接柱32的横截面形状相匹配的插接孔311，定位连接柱32的底端活动插接于插接孔311内。

如图21和图22所示，本实施例中，连接座31内的插接孔311的截面形状为矩形，定位连接柱32的矩形截面的柱体结构，定位连接柱32插接于插接孔311内后，定位连接柱32和连接座31可且仅可沿垂向相对移动。定位连接柱32的右侧壁顶部固定连接有安装板，线性电缸33的安装座固定连接于安装板的底面上，连接座31的右侧壁底部一体设置有连接板，线性电缸33的底部输出杆端与连接板的顶面固定连接。定位连接柱32的顶面设置有轴插接孔，侧壁上开设有轴连接孔，拉伸机1的顶部动力输出端插接于轴插接孔内，且通过位于轴连接孔内的连接轴实现定位连接柱32在拉伸机1的顶部动力输出端上的固定连接。如此，通过线性电缸33的输出杆的伸长或收缩，可推动连接座31相对定位连接柱32垂向相对移动。优选的，线性电缸33采用现有的伺服电极驱动和滚珠丝杠传动结构的直线电缸，可精确控制轴端的位移输出。

楔形插接块35的主体为顶部平面、底部平面且左厚右薄的楔块，其顶部右端一体设置有右连接块、其左端一体设置有左连接块，连接座31的左、右两侧侧壁上分别开设有与楔形插接块35的两端相匹配的连接口312，楔形插接块35的左连接块滑动设置于左侧的连接口312内，楔形插接块35的有连接块滑动设置于右侧的连接口312内，在楔紧液压缸34的推动作用下，楔形插接块35可在一定行程范围内水平往复运动。

定位连接柱32内开设有与楔形插接块35的楔形面（底部斜面）相匹配的楔形插接口321。当楔形插接块35的楔形面与楔形插接口321的口底斜面相贴合时，作用在定位连接柱32上的拉伸力通过楔形插接块35传递给连接座31，从而为拉伸试验提供拉伸力，避免拉伸力作用在线性电缸33上而使线性电缸33损坏。如图20所示为线性电缸33的输出杆收缩状态，此时连接座31位于其最高位置，对应于定位连接柱32插入连接座31最深状态，此时楔紧液压缸34推动楔形插接块35至其最右位置；当楔紧液压缸34的输出杆收缩时，楔形插接块35向左移动后，楔形插接块35的楔形面与楔形插接口321的口底斜面之间就存在垂直间隙，此时通过线性电缸33的输出杆的伸出，可推动连接座31向下移动，连接座31带动楔形插接块35同步下移，使楔形插接块35的楔形面与楔形插接口321的口底斜面重新贴合，此时楔紧液压缸34给楔形插接块35施加水平向右的推动力，可使连接座31和定位连接柱32重新保持锁紧连接的状态。如此，可实现连接座31的垂向位置的微动调节，从而实现其下方连接的上定位组件4及试件夹持组件5的垂向位置的同步调节。

当夹持有试件100的上夹头组件51在上定位组件4上挂接后，拉伸机1的顶部动力输出端向下移动，使试件夹持组件5的底端位于下定位组件2的装夹位置，打开状态的下V型连接架22逆时针翻转，将夹持有试件100的下夹头组件52扣接在下定位组件2内，而后拉伸机1的顶部动力输出端向上移动，使下夹头组件52上的下滚轮523的顶端位于下挂接条23的顶端底面下方附近，而后拉伸机1的顶部动力输出端停止移动；再通过垂向微调连接组件3将上定位组件4及试件夹持组件5向上微调，直至下滚轮523的顶端与下挂接条23的顶端底面接触。优选的，下挂接条23的顶端底面内设置有贴片式压力传感器（图中未示出），该贴片式压力传感器与线性电缸33的控制器连接，当下滚轮523的顶端与下挂接条23的顶端底面接触时，贴片式压力传感器将检测信号传送至线性电缸33的控制器，进而控制线性电缸33暂停工作，使试件夹持组件5在上定位组件4和下定位组件2之间处于刚好挂接而未受拉力作用的状态。

此时，将定位架板53顶部的第一定位销54和底部的第二定位销55分别拔除，可将定位架板53从上夹头组件51和下夹头组件52的左侧水平地移除，从而使上夹头组件51和下夹头组件52处于可拉伸的装夹状态。进一步优选的，上定位连接板41的底面上一体设置有第三上铰接座414，第三上铰接座414上紧配合地铰接有上辅助挡板46，上活动夹持块512的外端面顶部开设有与上辅助挡板46相对应的上辅助限位槽5123，当上辅助挡板46下翻至垂直状态时，其垂直段正好嵌入上辅助限位槽5123内；同样的，下定位连接板21的顶面上紧配合地铰接有下辅助挡板25，下活动夹持块522的外端面底部开设有与下辅助挡板25相对应的下辅助限位槽，当下辅助挡板25上翻至垂直状态时，其垂直段正好嵌入下辅助限位槽内。如此，在上夹头组件51和下夹头组件52的左侧均设置限位挡板，可防止定位架板53移除的过程中对上夹头组件51或下夹头组件52产生水平地拉扯作用，也不会对后期的拉伸实验过程中的垂向移动产生运动干涉。为便于定位架板53的移除操作，在定位架板53的左侧面上一体设置有把手531；为便于上辅助挡板46/下辅助挡板25的翻转操作，上辅助挡板46/下辅助挡板25的自由端一体设置有水平外翻的凸缘结构。

一种超薄板预装式拉伸夹持装置的使用方法，应用于前述的超薄板预装式拉伸夹持装置，包括以下步骤：

S1、将上固定夹持块511和下固定夹持块521分别固定连接在定位架板53上，将待拉伸的试件100的两个夹持端分别放置于上固定夹持块511和下固定夹持块521的夹持位置，将上活动夹持块512定位并紧固连接在上固定夹持块511上，将下活动夹持块522定位并紧固连接在下固定夹持块521上，完成试件100在试件夹持组件5上的预装；

S2、将上V型连接架42打开并向下逆时针翻转，将夹持有试件100的试件夹持组件5上端送入上V型连接架42的两个上挂接条43内，并使上夹头组件51上的两个上滚轮513分别挂接在两个上挂接条43的上方；

S3、将上V型连接架42向上顺指针翻转，直至上连接筒431位于上定位连接板41的顶面上方并与第一上铰接座412同轴，将上销轴44插入上连接筒431和第一上铰接座412内，完成上V型连接架42在上定位连接板41上的固定连接，此时上夹头组件51挂接于上V型连接架42的底端；

S4、将下V型连接架22打开并向上顺时针翻转，启动拉伸机1的动力输出端向下运动，驱动夹持有试件100的试件夹持组件5下行，使下夹头组件52位于下V型连接架22夹持位置的下方，拉伸机1的动力输出端暂停工作；

S5、将下V型连接架22向下逆时针翻转，下V型连接架22上的两个下挂接条23从试件夹持组件5的两侧穿过，直至下连接筒位于下定位连接板21的底面上方并与第一下铰接座同轴，将下销轴24插入下连接筒和第一下铰接座内，完成下V型连接架22在下定位连接板21上的固定连接，此时下夹头组件52位于下V型连接架22的顶端夹持位置的下方；

S6、启动拉伸机1的动力输出端向上运动，驱动夹持有试件100的试件夹持组件5上行，使下夹头组件52上的两个下滚轮523位于两个下挂接条23的下方附近位置，拉伸机1的动力输出端暂停工作；

S7、垂向微调连接组件3工作，调整试件夹持组件5的垂向位置，直至下夹头组件52上的两个下滚轮523分别与两个下挂接条23底面接触，此时试件夹持组件5及试件100处于垂直状态，垂向微调连接组件3暂停工作；

S8、拔除定位架板53上的上销轴44和下销轴24，将定位架板53从上V型连接架42和下V型连接架22的侧方移出；

S9、启动拉伸机1的动力输出端向上运动，对试件100进行拉伸试验。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种超薄板预装式拉伸夹持装置，其特征在于：包括固定连接于拉伸机（1）底部平台上的下定位组件（2）、固定连接于拉伸机（1）顶部动力输出端底部的垂向微调连接组件（3）和固定连接于垂向微调连接组件（3）底端且相对地设置于下定位组件（2）正上方的上定位组件（4），所述下定位组件（2）和上定位组件（4）之间可拆卸连接有试件夹持组件（5）；

所述试件夹持组件（5）包括活动挂接于上定位组件（4）上的上夹头组件（51）、活动挂接于下定位组件（2）上且与上夹头组件（51）相对设置的下夹头组件（52）和可拆卸地连接于上夹头组件（51）和下夹头组件（52）一侧的定位架板（53），下夹头组件（52）与上夹头组件（51）在定位架板（53）上为上、下对称分布；

所述上夹头组件（51）和下夹头组件（52）靠近定位架板（53）一侧的侧面内均开设有定位嵌槽，定位架板（53）的两端分别嵌装于上、下两个定位嵌槽内；

所述上夹头组件（51）包括可拆卸地固定设置于定位架板（53）顶端内侧的上固定夹持块（511）、可拆卸地连接于上固定夹持块（511）一侧端面上的上活动夹持块（512）和分别转动安装于上固定夹持块（511）和上活动夹持块（512）底端的上滚轮（513），所述下夹头组件（52）包括可拆卸地固定设置于定位架板（53）底端内侧的下固定夹持块（521）、可拆卸地连接于下固定夹持块（521）一侧端面上的下活动夹持块（522）和分别转动安装于下固定夹持块（521）和下活动夹持块（522）底端的下滚轮（523）；

所述上固定夹持块（511）的顶面和下固定夹持块（521）的底面均开设有位于定位嵌槽内的定位销孔（5111），定位架板（53）的一端通过位于定位销孔（5111）内的第一定位销（54）与上固定夹持块（511）连接，定位架板（53）的另一端通过位于定位销孔（5111）内的第二定位销（55）与下固定夹持块（521）连接；

所述下定位组件（2）包括下定位连接板（21）和转动连接于下定位连接板（21）顶面一端的下V型连接架（22），所述下V型连接架（22）的另一端设置有两条相互平行的下挂接条（23），下挂接条（23）的自由端与下定位连接板（21）的另一端可拆卸地连接；

所述上定位组件（4）包括上定位连接板（41）和转动连接于上定位连接板（41）底面一端的上V型连接架（42），所述上V型连接架（42）的另一端设置有两条相互平行的上挂接条（43），上挂接条（43）的自由端与上定位连接板（41）的另一端可拆卸地连接；

对试件（100）进行预装时，在定位架板（53）上完成上固定夹持块（511）和下固定夹持块（521）的组配后，将试件（100）的两个端部夹持部位分别放置在上固定夹持块（511）和下固定夹持块（521）上对应的装夹区域，而后完成上活动夹持块（512）在上固定夹持块（511）上的组配，使试件（100）的顶端固定夹持于上活动夹持块（512）和上固定夹持块（511）之间，完成下活动夹持块（522）在下固定夹持块（521）上的组配，使试件（100）的另一端固定夹持于下活动夹持块（522）和下固定夹持块（521）之间；

将夹持有试件（100）的试件夹持组件（5）的两端分别挂接于下定位组件（2）和上定位组件（4）上，使两个下滚轮（523）对应地滚动连接于两个下挂接条（23）的顶端底面内侧，两个上滚轮（513）对应地滚动连接于上挂接条（43）的底端顶面内侧，通过垂向微调连接组件（3）调整夹持组件（5）的位置，使试件夹持组件（5）在上定位组件（4）和下定位组件（2）之间处于刚好挂接而未受拉力作用的垂直状态，而后将定位架板（53）从上夹头组件（51）和下夹头组件（52）上移除，从而使上夹头组件（51）和下夹头组件（52）处于可拉伸的装夹状态。

2.根据权利要求1所述的一种超薄板预装式拉伸夹持装置，其特征在于：所述上定位连接板（41）的一端开设有与上挂接条（43）相对应的上缺口（411），上定位连接板（41）的顶面上固定设置有位于上缺口（411）顶端侧的第一上铰接座（412），上挂接条（43）的自由端固定设置有上连接筒（431），上连接筒（431）与第一上铰接座（412）通过上销轴（44）转动连接；

所述下定位连接板（21）的一端开设有与下挂接条（23）相对应的下缺口，下定位连接板（21）的底面上固定设置有位于下缺口底端侧的第一下铰接座，下挂接条（23）的自由端固定设置有下连接筒，下连接筒与第一下铰接座通过下销轴（24）转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种超薄板预装式拉伸夹持装置，其特征在于：所述上固定夹持块（511）和下固定夹持块（521）的端面上均固定设置有定位柱（5112）和螺柱（5113），所述上活动夹持块（512）和下活动夹持块（522）上均分别开设有与定位柱（5112）相匹配的定位孔（5121）和与螺柱（5113）相匹配的螺栓过孔（5122），螺柱（5113）的端部螺纹连接有锁紧螺母（514）。

4.根据权利要求3所述的一种超薄板预装式拉伸夹持装置，其特征在于：所述上固定夹持块（511）和下固定夹持块（521）的端面内均开设有与试件（100）的夹持端部形状相匹配的定位槽，定位槽的内侧壁上固定连接有橡胶垫（5114），橡胶垫（5114）的表面固定连接有活动嵌设于定位槽内的定位块（5115），定位块（5115）的内壁与试件（100）的夹持端边缘滑动接触。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的一种超薄板预装式拉伸夹持装置，其特征在于：所述垂向微调连接组件（3）包括固定连接于上定位组件（4）顶部的连接座（31）、固定连接于拉伸机（1）动力输出端且滑动套设于连接座（31）内的定位连接柱（32），所述定位连接柱（32）的一侧固定连接有线性电缸（33），线性电缸（33）的输出轴端与连接座（31）的顶面一侧固定连接，连接座（31）的顶面一侧固定安装有楔紧液压缸（34），楔紧液压缸（34）的输出轴端固定连接有同时活动贯穿连接座（31）和定位连接柱（32）的楔形插接块（35）。

6.根据权利要求5所述的一种超薄板预装式拉伸夹持装置，其特征在于：所述连接座（31）的顶面内设置有与定位连接柱（32）的横截面形状相匹配的插接孔（311），定位连接柱（32）的底端活动插接于插接孔（311）内，连接座（31）的两侧侧壁上分别开设有与楔形插接块（35）的两端相匹配的连接口（312），定位连接柱（32）内开设有与楔形插接块（35）的楔形面相匹配的楔形插接口（321）。

7.一种如权利要求5或6所述的超薄板预装式拉伸夹持装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将上固定夹持块（511）和下固定夹持块（521）分别固定连接在定位架板（53）上，将待拉伸的试件（100）的两个夹持端分别放置于上固定夹持块（511）和下固定夹持块（521）的夹持位置，将上活动夹持块（512）定位并紧固连接在上固定夹持块（511）上，将下活动夹持块（522）定位并紧固连接在下固定夹持块（521）上，完成试件（100）在试件夹持组件（5）上的预装；

S2、将上V型连接架（42）打开并向下逆时针翻转，将夹持有试件（100）的试件夹持组件（5）上端送入上V型连接架（42）的两个上挂接条（43）内，并使上夹头组件（51）上的两个上滚轮（513）分别挂接在两个上挂接条（43）的上方；

S3、将上V型连接架（42）向上顺指针翻转，直至上连接筒（431）位于上定位连接板（41）的顶面上方并与第一上铰接座（412）同轴，将上销轴（44）插入上连接筒（431）和第一上铰接座（412）内，完成上V型连接架（42）在上定位连接板（41）上的固定连接，此时上夹头组件（51）挂接于上V型连接架（42）的底端；

S4、将下V型连接架（22）打开并向上顺时针翻转，启动拉伸机（1）的动力输出端向下运动，驱动夹持有试件（100）的试件夹持组件（5）下行，使下夹头组件（52）位于下V型连接架（22）夹持位置的下方，拉伸机（1）的动力输出端暂停工作；

S5、将下V型连接架（22）向下逆时针翻转，下V型连接架（22）上的两个下挂接条（23）从试件夹持组件（5）的两侧穿过，直至下连接筒位于下定位连接板（21）的底面上方并与第一下铰接座同轴，将下销轴（24）插入下连接筒和第一下铰接座内，完成下V型连接架（22）在下定位连接板（21）上的固定连接，此时下夹头组件（52）位于下V型连接架（22）的顶端夹持位置的下方；

S6、启动拉伸机（1）的动力输出端向上运动，驱动夹持有试件（100）的试件夹持组件（5）上行，使下夹头组件（52）上的两个下滚轮（523）位于两个下挂接条（23）的下方附近位置，拉伸机（1）的动力输出端暂停工作；

S7、垂向微调连接组件（3）工作，调整试件夹持组件（5）的垂向位置，直至下夹头组件（52）上的两个下滚轮（523）分别与两个下挂接条（23）底面接触，此时试件夹持组件（5）及试件（100）处于垂直状态，垂向微调连接组件（3）暂停工作；

S8、拔除定位架板（53）上的上销轴（44）和下销轴（24），将定位架板（53）从上V型连接架（42）和下V型连接架（22）的侧方移出；

S9、启动拉伸机（1）的动力输出端向上运动，对试件（100）进行拉伸试验。