CN219799181U - 一种涂层性能检测用划痕仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种涂层性能检测用划痕仪，包括滑动平台、划痕组件、反馈控制系统；反馈控制系统连接滑动平台、划痕组件，反馈控制系统用于控制滑动平台移动和划痕组件加载；滑动平台包括试板台、移动模组、压紧块，移动模组位于划痕仪内部，试板台与移动模组固定连接，压紧块安装在试板台上；划痕组件包括转动轴、支架臂、支架、滑针，转动轴安装在支架上，支架臂与转动轴固定连接，滑针安装在支架臂上；反馈控制系统包括控制器、电机、传感器，控制器连接电机、传感器，电机连接转动轴，传感器连接滑针。本实用新型有益效果：满足划痕仪双向加载的需求，提高划痕测试的精确性和灵活性。

Description

一种涂层性能检测用划痕仪

技术领域

本实用新型属于材料力学性能测试仪器领域，尤其是涉及一种划痕仪。

背景技术

随着镀膜工艺的发展，测试表面涂层与基体材料之间的结合强度是一个产品成熟前一道必要的工序。划痕仪正是一种测试材料涂层性能的测试仪器，主要用于测量材料的硬度、耐磨性、耐划性等性能指标。现有的划痕仪一般通过悬臂式或者机械臂式的划痕头施加恒定载荷，将其划刻在试样表面，然后通过显微镜或其他测量设备来测量划痕的数据。根据实验需要，可以采用不同的负载和划痕头形状，以获得不同的材料性能数据。不同类型的划痕仪工作原理有所不同，但其基本原理都是相似的，都是通过施加载荷使划针与样品接触，产生划痕并测量相关数据。因此存在一些局限，如一些材料需要动态负荷的方式进行测试；常见的划痕仪大多是单向加载模式，样品需要多次取下更换划痕位置，操作比较麻烦；现有的高精度划痕仪虽然能够满足上述要求，但其成本高昂，设备体积较大不利用实验室灵活测试要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种涂层性能检测用划痕仪，以满足划痕仪双向加载的需求，提高划痕测试的精确性和灵活性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种涂层性能检测用划痕仪。

进一步的，包括滑动平台、划痕组件、反馈控制系统；反馈控制系统连接滑动平台、划痕组件，反馈控制系统用于控制滑动平台移动和划痕组件加载；滑动平台包括试板台、移动模组、压紧块，移动模组位于划痕仪内部，试板台与移动模组固定连接，压紧块安装在试板台上；划痕组件包括转动轴、支架臂、支架、滑针，转动轴安装在支架上，支架臂与转动轴固定连接，滑针安装在支架臂上；反馈控制系统包括控制器、电机、传感器，控制器连接电机、传感器，电机连接转动轴，传感器连接滑针。

进一步的，所述移动模组为xy两自由度移动平台；所述压紧块为梯形长方体，梯形长方体的斜面朝向所述支架臂，压紧块与所述试样板螺钉连接；压紧块还安装压紧螺钉，用于压紧试样件。

进一步的，所述划痕组件还包括停杆、水平泡、平衡螺丝；平衡螺丝安装在所述支架上，平衡螺丝位于所述支架臂的近端，停杆位于支架臂的远端，水平泡平置在支架臂上面；停杆位于所述压紧块的斜面上方，水平泡用于调整支架臂的水平度。

进一步的，所述传感器为压力传感器，用于检测所述滑针的受力大小；所述电机为步进电机，用于调整所述转动轴的转动量；所述控制器为单片机，用于接收传感器的信号并控制电机的运作。

进一步的，所述压力传感器传输压力信号反馈至所述单片机，单片机根据压力信号控制所述滑动平台平移的方向和速率。

进一步的，所述压力传感器传输压力信号反馈至所述单片机，单片机根据压力信号控制所述步进电机转动的方向和大小。

进一步的，所述反馈控制系统还包括控制面板，所述控制器连接控制面板，控制面板用于操作控制器。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种涂层性能检测用划痕仪具有以下有益效果：

(1)本实用新型所述的一种涂层性能检测用划痕仪，反馈控制系统用于控制滑动平台的移动和划痕组件的加载，以实现划痕仪多项加载和动态负荷的功能，同时简化划痕仪的结构，降低生产成本；

(2)本实用新型所述的一种涂层性能检测用划痕仪，工作人员通过水平泡调整支架臂的水平度，调校好试板台与划痕组件的相对位置以便于后续做划痕实验，简化操作流程；

(3)本实用新型所述的一种涂层性能检测用划痕仪基于传感器的监测情况，控制器可再控制电机的输出扭矩和转动方向以改变滑针对试验件的负载力，实现动态负载的效果，提高了划痕仪的测试范围和测试精度。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的划痕仪轴测图示意图；

图2为本实用新型实施例所述的反馈控制系统流程图示意图；

图3为本实用新型实施例所述的划痕仪俯视图示意图；

图4为本实用新型实施例所述的划痕仪正视图示意图；

图5为本实用新型实施例所述的划痕仪透视图示意图。

附图标记说明：

1-试板台；2-移动模组；3-压紧块；4-支架臂；5-支架；6-滑针；7-电机；8-传感器；9-压紧螺钉；10-停杆；11-水平泡；12-平衡螺丝；13-控制面板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1、5所示，划痕仪主体由滑动平台、划痕组件、反馈控制系统构成，其中反馈控制系统连接滑动平台、划痕组件，反馈控制系统用于控制滑动平台的移动和划痕组件的加载，以实现划痕仪多项加载和动态负荷的功能，同时简化划痕仪的结构，降低生产成本。

如图3所示，滑动平台包括试板台1、移动模组2、压紧块3。移动模组2固定在划痕仪的内部，移动模组2选择常见的xy两自由度移动平台，试板台1与移动模组2固定连接，压紧块3安装在试板台1上，压紧块3与试样板螺钉连接，压紧块3上还包括压紧螺钉9，可人工调节压紧螺钉9以压紧试样件。试样件放置在试板台1上的测试部位后再由压紧板压紧，那么试样件则会随移动模组2运动，实现双向加载的功能。

如图4所示，划痕组件主要由转动轴(附图中未显示)、支架臂4、支架5、滑针6组成，转动轴安装在支架5上，支架臂4与转动轴固定连接，滑针6安装在支架臂4上，支架5固定在划痕仪上以充当支架臂4的支点。

可选的，压紧块3为梯形长方体，梯形长方体的斜面朝向支架臂4，划痕组件还包括停杆10、水平泡11、平衡螺丝12。平衡螺丝12安装在支架5上，平衡螺丝12位于支架臂4的近端，停杆10则位于支架臂4的远端，并且停杆10比滑针6的长度更长。水平泡11平置固定在支架臂4上面。划痕仪存放时，可将停杆10调到压紧块3的斜面上方，并被斜面支撑，配合平衡螺丝12将支架臂4限位，同时使滑针6的针尖离地。作为优势的，配合平衡螺丝12的限位作用，工作人员通过水平泡11调整支架臂4的水平度，调校好试板台1与划痕组件的相对位置以便于后续做划痕实验，简化操作流程。

如图2所示，反馈控制系统包括控制器(附图中未显示)、电机7、传感器8，控制器连接电机7、传感器8，电机7连接转动轴，传感器8连接滑针6。反馈控制系统具有反馈功能，通过传感器8实时监测滑针6的与试验件的接触情况，再控制移动模组2进行相应的加载方向调整，实现一次性完成试验件不同方向的划痕测试实验，大大减少了划痕实验的工作量，使得测试效率更高。另外，基于传感器8的监测情况，控制器可再控制电机7的输出扭矩和转动方向以改变滑针6对试验件的负载力，根据标准GB/T 9279.2-2015的负荷改变法，实现动态负载的效果，提高了划痕仪的测试范围和测试精度。

可选的，传感器8为压力传感器8(附图中未显示)，用于检测所述滑针6的受力大小。电机7为步进电机7，用于调整转动轴的转动量；控制器为单片机，用于接收传感器8的信号并控制电机7的运作。反馈控制系统还包括控制面板13，控制器连接控制面板13，工作人员可通过控制面板13操作控制器以控制划痕仪。

作为优势的，压力传感器8传输压力信号反馈至单片机，单片机根据压力信号控制移动模组2平移的方向和速率。单片机根据压力信号控制步进电机7转动的方向和大小。

在一个具体实施例中，本技术方案的工作流程如下：

首先将通过水平泡11和平衡螺丝12将测试仪调校好，再把试验件放置在试板台1上，通过压紧板固定好试样件，操作控制面板13启动移动模组2，试样件开始被滑针6接触并被划伤。反馈控制系统流程图如图2所示，此时传感器8实时监测着滑针6的受压状况，并将压力数据传给控制器并显示到控制面板13上，工作人员可根据此压力信息调节电机7使支架臂4的转动，以抬升或下降滑针6的高度从而减轻或加重对试验件的负载。也可以调节移动模组2的移动方向，以实现对试验件不同方位的划痕测试。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种涂层性能检测用划痕仪，其特征在于：包括滑动平台、划痕组件、反馈控制系统；

反馈控制系统连接滑动平台、划痕组件，反馈控制系统用于控制滑动平台移动和划痕组件加载；

滑动平台包括试板台(1)、移动模组(2)、压紧块(3)，移动模组(2)位于划痕仪内部，试板台(1)与移动模组(2)固定连接，压紧块(3)安装在试板台(1)上；

划痕组件包括转动轴、支架臂(4)、支架(5)、滑针(6)，转动轴安装在支架(5)上，支架臂(4)与转动轴固定连接，滑针(6)安装在支架臂(4)上；

反馈控制系统包括控制器、电机(7)、传感器(8)，控制器连接电机(7)、传感器(8)，电机(7)连接转动轴，传感器(8)连接滑针(6)。

2.根据权利要求1所述的一种涂层性能检测用划痕仪，其特征在于：所述移动模组(2)为xy两自由度移动平台；

所述压紧块(3)为梯形长方体，梯形长方体的斜面朝向所述支架臂(4)，压紧块(3)与试样板用螺钉连接；

压紧块(3)还安装压紧螺钉(9)，用于压紧试样件。

3.根据权利要求1或2所述的一种涂层性能检测用划痕仪，其特征在于：所述划痕组件还包括停杆(10)、水平泡(11)、平衡螺丝(12)；

平衡螺丝(12)安装在所述支架(5)上，平衡螺丝(12)位于所述支架臂(4)的近端，停杆(10)位于支架臂(4)的远端，水平泡(11)平置在支架臂(4)上面；

停杆(10)位于所述压紧块(3)的斜面上方，水平泡(11)用于调整支架臂(4)的水平度。

4.根据权利要求1所述的一种涂层性能检测用划痕仪，其特征在于：所述传感器(8)为压力传感器(8)，用于检测所述滑针(6)的受力大小；

所述电机(7)为步进电机(7)，用于调整所述转动轴的转动量；

所述控制器为单片机，用于接收传感器(8)的信号并控制电机(7)的运作。

5.根据权利要求4所述的一种涂层性能检测用划痕仪，其特征在于：所述压力传感器(8)传输压力信号反馈至所述单片机，单片机根据压力信号控制所述滑动平台平移的方向和速率。

6.根据权利要求4所述的一种涂层性能检测用划痕仪，其特征在于：所述压力传感器(8)传输压力信号反馈至所述单片机，单片机根据压力信号控制所述步进电机(7)转动的方向和大小。

7.根据权利要求1所述的一种涂层性能检测用划痕仪，其特征在于：所述反馈控制系统还包括控制面板(13)，所述控制器连接控制面板(13)，控制面板(13)用于操作控制器。