[發明專利]一種位移控制的微型薄板彎曲剛度測量裝置及其工作方法

在審

• 申請號: 201710165914.7
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106872287A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 姜文;吳濤;姚衛星;張祥
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔

1.一種位移控制的微型薄板彎曲剛度測量裝置，其特征在于：包括底座、試驗件(22)、試件夾持裝置、測點定位裝置、測量裝置、信號處理裝置以及操作與顯示裝置；

所述底座包括一個上方開口的盒形底座(1)和底座蓋板(2)組成，通過螺栓連接；

所述試件夾持裝置由夾塊(3)、夾片(5)、螺柱(4)以及螺母(6)組成，所述夾塊(3)與底座蓋板(2)通過螺栓連接，螺柱(4)與夾塊(3)通過螺紋連接，試驗件(22)水平放置在夾塊(3)上，夾片(5)開孔通過螺柱(6)，且能上下移動壓住試驗件(22)，所述螺母(6)通過旋轉將夾片(5)、試驗件(22)和夾塊(3)固定以使得試驗件(22)一端固定約束；

所述測點定位裝置由水平導軌(7)、滑塊(8)、軸承(9)、鎖死螺母(10)和剛架(11)組成，所述水平導軌(7)包括安裝在底座蓋板(2)上的X方向水平導軌以及與X方向水平導軌方向垂直的且安裝在剛架(11)上的Y方向水平導軌，每根X方向水平導軌上有兩個滑塊(8)，每根Y方向水平導軌上安裝有一個滑塊(8)，所述滑塊(8)通過鎖死螺母(10)與水平導軌(7)固定，滑塊(8)與水平導軌(7)間安裝有軸承(9)，所述剛架(11)安裝在X方向水平導軌的四個滑塊(8)上，通過螺栓連接；

所述測量裝置由測量平臺(12)、步進電機(13)、螺桿(14)、套筒(15)、套筒限位結構(16)以及測量頭(17)組成，所述測量平臺(12)安裝在Y方向水平導軌的滑塊(8)上，步進電機(13)和套筒限位結構(16)與測量平臺(12)通過螺栓連接，所述螺桿(14)與步進電機(13)連接，步進電機(13)轉動帶動螺桿(14)轉動，所述套筒(15)與螺桿(14)通過螺紋配合連接，旋轉螺桿(14)使套筒(15)上下移動；

所述信號處理裝置由5V恒壓電源(23)，力敏電阻傳感器(21)、數模轉換器(24)和控制芯片(25)組成，所述5V恒壓電源(23)、控制芯片(25)以及數模轉換器(24)安裝在盒形底座(1)的底部，力敏電阻傳感器(21)粘貼在測量頭(17)背面；

所述操作與顯示裝置由顯示器(18)，操作按鈕(19)和開關(20)組成，所述顯示器(18)、操作按鈕(19)和開關(20)均安裝在盒形底座(1)的同一側上。

2.如權利要求1所述的位移控制的微型薄板彎曲剛度測量裝置，其特征在于：所述測量頭(17)、力敏電阻傳感器(21)和套筒(16)三者膠接在一起。

3.如權利要求2所述的位移控制的微型薄板彎曲剛度測量裝置，其特征在于：所述測量頭(17)與試驗件(22)接觸后背面與螺桿(14)擠壓，通過力敏電阻傳感器(21)獲得對應壓力的電阻值，再將電信號通過數模轉換器(24)轉換后輸入到控制芯片(25)中處理得到對應剛度值，并在顯示器(18)上顯示。

4.如權利要求3所述的位移控制的微型薄板彎曲剛度測量裝置，其特征在于：所述操作按鈕(19包括有三個，從左至右依次為操作按鈕A、操作按鈕B和操作按鈕C。

5.一種位移控制的微型薄板彎曲剛度測量裝置的工作方法，其特征在于：包括如下步驟

步驟一：試驗時，將試驗件(22)放在夾塊(3)上，壓上夾片(5)后，擰緊螺母(6)；

步驟二：根據薄板剛度測量位置分別調整X方向水平導軌和Y方向水平導軌上滑塊(8)的位置，調整好后擰緊滑塊鎖死螺母(10)；

步驟三：接通電源，將開關(20)撥至接通狀態，長按下操作按鈕A，開始測點位移設置操作，通過操作按鈕B和操作按鈕C加減位移值，調好數值后，再按下操作按鈕A確定，繼續按下操作按鈕A裝置開始自動校準傳感器數值，尋找測點位移為零的位置進行調零，待顯示器(18)顯示“調零完成”后，按下操作按鈕B開始正式測量剛度值，顯示器(18)顯示測點剛度值，繼續按下操作按鈕C測量結束，測量裝置復位；

步驟四：接著可以調整測點位置或者換上新的試驗件(22)重復上述試驗。