自動(dòng)換取試樣件的低溫力學(xué)試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及屬于試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種自動(dòng)換取試樣件的低溫力學(xué)試驗(yàn)裝置，主要針對中小跨度溫差力學(xué)試驗(yàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了測試材料在低溫環(huán)境下的力學(xué)特性，通常采用力學(xué)試驗(yàn)機(jī)外加低溫箱組合模式進(jìn)行試驗(yàn)，以此獲取材料的非常溫力學(xué)性能，而中小跨度低溫環(huán)境的實(shí)現(xiàn)多采用壓縮機(jī)制冷方式，制冷相對緩慢，若換取試樣件需打開低溫試驗(yàn)箱，將使得低溫試驗(yàn)箱內(nèi)的冷氣丟失，導(dǎo)致試驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間長，造成人力等資源的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自動(dòng)換取試樣件的低溫力學(xué)試驗(yàn)裝置，無需打開低溫試驗(yàn)箱，即可自動(dòng)換取試樣件。
[0004]本實(shí)用新型包括工裝夾具、平行抓手、平移驅(qū)動(dòng)裝置、直線驅(qū)動(dòng)器、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、試樣件預(yù)冷架、控制系統(tǒng)和低溫試驗(yàn)箱;所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置固定在低溫試驗(yàn)箱底部，并驅(qū)動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn);所述的平移驅(qū)動(dòng)裝置固定在直線驅(qū)動(dòng)器上，并驅(qū)動(dòng)平行抓手平移;所述的工裝夾具安裝在平行抓手末端;所述的試樣件預(yù)冷架固定在低溫試驗(yàn)箱側(cè)壁上;所述的控制系統(tǒng)控制平行抓手、平移驅(qū)動(dòng)裝置、直線驅(qū)動(dòng)器和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)作，以及數(shù)據(jù)傳輸。
[0005]所述的試樣件預(yù)冷架包括試樣件預(yù)冷架殼體以及設(shè)置在試樣件預(yù)冷架殼體內(nèi)的彈簧和托件板;所述彈簧的兩端分別與試樣件預(yù)冷架殼體和托件板連接。
[0006]所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置采用平移氣缸或平移電機(jī)。
[0007]所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置采用旋轉(zhuǎn)氣缸或旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
[0008]所述的直線驅(qū)動(dòng)器能將自身位移參數(shù)傳輸給控制系統(tǒng)。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果:
[0010]1、本實(shí)用新型無需打開低溫試驗(yàn)箱，即可自動(dòng)換取試樣件，對尺寸參數(shù)相同的一組試樣件進(jìn)行低溫力學(xué)試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中低溫試驗(yàn)箱內(nèi)的冷氣不會(huì)丟失，可以節(jié)省大量的試驗(yàn)時(shí)間和費(fèi)用；同時(shí)，使得試驗(yàn)更加規(guī)范，減少人為操作誤差;可以增加試驗(yàn)操作人員的人身安全；
[0011]2、本實(shí)用新型應(yīng)用范圍廣，除了可應(yīng)用于低溫試驗(yàn)，還可通過更換工裝夾具應(yīng)用在其它不便于人工換件的試驗(yàn)上。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型中試樣件預(yù)冷架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4為圖3的縱向截面圖。
[0016]圖中:1、試驗(yàn)機(jī)上夾頭，2、試驗(yàn)機(jī)下夾頭，3、工裝夾具，4、平行抓手，5、平移氣缸，
6、直線驅(qū)動(dòng)器，7、旋轉(zhuǎn)氣缸，8、底板，9、試樣件預(yù)冷架，9-1、試樣件預(yù)冷架殼體，9-2、彈簧，9-3、托件板，9-4、試樣件，1、低溫試驗(yàn)箱。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0018]如圖1和2所示，自動(dòng)換取試樣件的低溫力學(xué)試驗(yàn)裝置，包括工裝夾具3、平行抓手
4、平移氣缸5、直線驅(qū)動(dòng)器6、旋轉(zhuǎn)氣缸7、試樣件預(yù)冷架9、控制系統(tǒng)和低溫試驗(yàn)箱10;旋轉(zhuǎn)氣缸7通過底板8固定在低溫試驗(yàn)箱10底部;直線驅(qū)動(dòng)器6與旋轉(zhuǎn)氣缸的活塞桿固定，針對不同的試樣件長度實(shí)現(xiàn)平移氣缸5、平行抓手4和工裝夾具3的上、下移動(dòng)功能，同時(shí)將自身位移參數(shù)傳輸給控制系統(tǒng);平移氣缸5固定在直線驅(qū)動(dòng)器上，實(shí)現(xiàn)平行抓手和工裝夾具的左、右移動(dòng)功能;平行抓手4與平移氣缸的活塞桿固定，實(shí)現(xiàn)工裝夾具抓取試樣件的功能；工裝夾具3安裝在平行抓手4末端，需依據(jù)不同試樣件由平行抓手4控制;試樣件預(yù)冷架9固定在低溫試驗(yàn)箱10側(cè)壁上，實(shí)現(xiàn)試樣件9-4的預(yù)冷功能;控制系統(tǒng)控制平行抓手4、平移氣缸5、直線驅(qū)動(dòng)器6和旋轉(zhuǎn)氣缸7的動(dòng)作，以及數(shù)據(jù)傳輸。
[0019]如圖3和4所示，試樣件預(yù)冷架9包括試樣件預(yù)冷架殼體9-1以及設(shè)置在試樣件預(yù)冷架殼體9-1內(nèi)的彈簧9-2和托件板9-3 ；彈簧9-2的兩端分別與試樣件預(yù)冷架殼體9-1和托件板9-3連接;多個(gè)試樣件9-4并排裝入試樣件預(yù)冷架殼體9-1內(nèi)，并由托件板9-3托住。
[0020]該自動(dòng)換取試樣件的低溫力學(xué)試驗(yàn)裝置進(jìn)行低溫力學(xué)試驗(yàn)的具體過程如下:
[0021]1、將試樣件的尺寸參數(shù)(試樣件總長、夾持部位直徑等)、試驗(yàn)機(jī)下夾頭2的高度位置和中心線位置輸入控制系統(tǒng);多個(gè)試樣件并排裝入試樣件預(yù)冷架9上。
[0022]2、關(guān)閉低溫試驗(yàn)箱10的箱門，打開低溫試驗(yàn)箱10的降溫裝置并設(shè)定溫度值對試樣件進(jìn)行預(yù)冷。
[0023]3、設(shè)定工裝夾具3的初始位置和初始張開量;工裝夾具3的初始位置與試樣件預(yù)冷架9中心等高，物料盒放置在工裝夾具3的初始位置正下方;工裝夾具3的初始張開量比試樣件夾持部位直徑大I?2mm。
[0024]4、當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，通過控制系統(tǒng)執(zhí)行“裝件”動(dòng)作，具體如下:
[0025]①旋轉(zhuǎn)氣缸7將工裝夾具3從初始位置旋轉(zhuǎn)至正對試樣件預(yù)冷架9的位置，平移氣缸5的活塞桿推出將工裝夾具移動(dòng)到試樣件處，平行抓手4則控制工裝夾具夾持住已經(jīng)預(yù)冷好的試樣件；
[0026]②旋轉(zhuǎn)氣缸7旋轉(zhuǎn)將試樣件從試樣件預(yù)冷架9上取下，平移氣缸5的活塞桿復(fù)位，旋轉(zhuǎn)氣缸7繼續(xù)旋轉(zhuǎn)直至工裝夾具3背對試樣件預(yù)冷架9;平移氣缸5的活塞桿推出，保證試樣件和試驗(yàn)機(jī)下夾頭2同軸;直線驅(qū)動(dòng)器6依據(jù)輸入的試樣件總長和試驗(yàn)機(jī)下夾頭2的高度位置上下移動(dòng)實(shí)現(xiàn)試樣件的縱向定位，同時(shí)直線驅(qū)動(dòng)器6的縱向位移傳送至控制系統(tǒng)中；
[0027]③控制系統(tǒng)控制試驗(yàn)機(jī)上夾頭1(活動(dòng)端)下移夾住試樣件的頂部，試驗(yàn)機(jī)上夾頭I下移的位移與直線驅(qū)動(dòng)器6的縱向位移相等;試樣件的底部由試驗(yàn)機(jī)下夾頭2(固定端)夾持；
[0028]④工裝夾具打開，平移氣缸5的活塞桿復(fù)位，旋轉(zhuǎn)氣缸7將工裝夾具回轉(zhuǎn)到初始位置，開始低溫力學(xué)試驗(yàn)。
[0029]5、試樣件斷裂后，通過控制系統(tǒng)控制工裝夾具3回到試樣件位置夾持?jǐn)嗔训脑嚇蛹?試驗(yàn)機(jī)上夾頭I打開上移，下夾頭2打開;工裝夾具3、平行抓手4和平移氣缸5隨直線驅(qū)動(dòng)器6上移，避開下夾頭2;平移氣缸5的活塞桿復(fù)位，旋轉(zhuǎn)氣缸7將工裝夾具回轉(zhuǎn)到初始位置；直線驅(qū)動(dòng)器6下移，松開工裝夾具3，斷裂的試樣件落在物料盒中。
[0030]6、重復(fù)步驟四和步驟五，直至試樣件預(yù)冷架9上所有試樣件都完成低溫力學(xué)試驗(yàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.自動(dòng)換取試樣件的低溫力學(xué)試驗(yàn)裝置，包括控制系統(tǒng)和低溫試驗(yàn)箱;其特征在于:還包括工裝夾具、平行抓手、平移驅(qū)動(dòng)裝置、直線驅(qū)動(dòng)器、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置和試樣件預(yù)冷架;所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置固定在低溫試驗(yàn)箱底部，并驅(qū)動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn);所述的平移驅(qū)動(dòng)裝置固定在直線驅(qū)動(dòng)器上，并驅(qū)動(dòng)平行抓手平移;所述的工裝夾具安裝在平行抓手末端;所述的試樣件預(yù)冷架固定在低溫試驗(yàn)箱側(cè)壁上;所述的控制系統(tǒng)控制平行抓手、平移驅(qū)動(dòng)裝置、直線驅(qū)動(dòng)器和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)作，以及數(shù)據(jù)傳輸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)換取試樣件的低溫力學(xué)試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的試樣件預(yù)冷架包括試樣件預(yù)冷架殼體以及設(shè)置在試樣件預(yù)冷架殼體內(nèi)的彈簧和托件板;所述彈簧的兩端分別與試樣件預(yù)冷架殼體和托件板連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)換取試樣件的低溫力學(xué)試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置采用平移氣缸或平移電機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)換取試樣件的低溫力學(xué)試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置采用旋轉(zhuǎn)氣缸或旋轉(zhuǎn)電機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)換取試樣件的低溫力學(xué)試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的直線驅(qū)動(dòng)器能將自身位移參數(shù)傳輸給控制系統(tǒng)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了自動(dòng)換取試樣件的低溫力學(xué)試驗(yàn)裝置。目前大多數(shù)低溫力學(xué)試驗(yàn)采用力學(xué)試驗(yàn)機(jī)加低溫箱模式，每次換取試樣件時(shí)，均需等保溫箱和室溫差不多時(shí)才能開門換件，增加了試驗(yàn)時(shí)間。本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置固定在低溫試驗(yàn)箱底部，并驅(qū)動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn)；平移驅(qū)動(dòng)裝置固定在直線驅(qū)動(dòng)器上，并驅(qū)動(dòng)平行抓手平移；工裝夾具安裝在平行抓手末端；試樣件預(yù)冷架固定在低溫試驗(yàn)箱側(cè)壁上；控制系統(tǒng)控制平行抓手、平移驅(qū)動(dòng)裝置、直線驅(qū)動(dòng)器和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)作，以及數(shù)據(jù)傳輸。本實(shí)用新型無需打開低溫試驗(yàn)箱，即自動(dòng)換取試樣件，試驗(yàn)過程中低溫試驗(yàn)箱內(nèi)的冷氣不會(huì)丟失，可以節(jié)省大量的試驗(yàn)時(shí)間和費(fèi)用。
【IPC分類】G01N3/02, G01N3/18
【公開號】CN205246457
【申請?zhí)枴緾N201520919748
【發(fā)明人】張鵬, 胡明, 秦玉冬, 周迅, 陳文華, 趙永翔
【申請人】浙江理工大學(xué)
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年11月18日