[發明專利]一種用于金屬橡膠材料的微位移檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 201810767710.5
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN108645711B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 任志英;白鴻柏;張彬;吳乙萬;薛新;邵一川
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;郭東亮

1.一種用于金屬橡膠材料的微位移檢測裝置，其特征在于：包括機架，所述機架上水平設置有加持上板與加持下板，所述加持上板頂部水平設置有力輸入平板，所述加持上板上表面與力輸入平板下表面之間圓周均布有若干個傳力彈簧，所述傳力彈簧的旁側均設有用于指示傳力彈簧壓縮量的刻度標尺，所述加持上板在每個傳力彈簧的安裝位置上設有用于放置標準質量配重塊的置物槽口，所述加持下板經底部的驅動機構驅動升降，所述加持下板上設有豎直導向機構，所述力輸入平板上方設有力傳感器；所述驅動機構包括步進電機，所述加持下板的下表面固連有軸線豎直的螺紋套筒，所述螺紋套筒的內部設有內螺紋，所述步進電機的輸出軸上設有外螺紋，所述步進電機的輸出軸與螺紋套筒內部螺接；所述置物槽口均位于對應傳力彈簧的正下方，所述置物槽口的敞口朝向外側部。

2.根據權利要求1所述的用于金屬橡膠材料的微位移檢測裝置，其特征在于：所述機架包括三根固定立柱，三根固定立柱之間的連線為等邊三角形，所述固定立柱的周部均固連有“T”字形的豎直滑軌，所述加持下板的邊緣設有“T”字形的豎直滑槽，所述豎直滑軌均嵌入豎直滑槽進行滑動配合，所述豎直滑槽與豎直滑軌組成豎直導向機構。

3.根據權利要求2所述的用于金屬橡膠材料的微位移檢測裝置，其特征在于：所述加持上板與加持下板的中部均開設有尺寸相同且豎向重合的方形通槽，所述方形通槽的四周槽壁上均設有“T”字形的水平滑軌，水平滑軌均由兩橫向滑軌與兩縱向滑軌組成，所述方形通槽上均設有用于接觸待測件的中心板，所述中心板的內部均設有橫向通槽與縱向通槽，所述橫向通槽與縱向通槽均上下錯位開設；所述橫向通槽上均穿設有橫向滑片，所述橫向滑片的兩端均對稱設有“T”字形的縱向滑槽，所述縱向滑槽均與縱向滑軌滑動配合；所述縱向通槽上均穿設有縱向滑片，所述縱向滑片的兩端均對稱設有“T”字形的橫向滑槽，所述橫向滑槽均與橫向滑軌滑動配合。

4.根據權利要求3所述的用于金屬橡膠材料的微位移檢測裝置，其特征在于：所述傳力彈簧包括內設柱形腔的上套筒，所述上套筒底部設有柱形腔通口，所述柱形腔通口上同軸插設有伸縮筒，所述伸縮筒的頂部固設有位于柱形腔內的頂接端面，所述頂接端面的外徑等于柱形腔內徑，所述頂接端面與柱形腔內頂部之間設有壓縮彈簧，所述加持上板上表面開設有用于伸縮筒插入的圓柱形凹槽；所述上套筒外徑等于圓柱形凹槽內徑，所述伸縮筒外徑小于圓柱形凹槽內徑，所述上套筒的外頂部與力輸入平板下表面頂接，刻度標尺設于上套筒的外周部。

5.根據權利要求4所述的用于金屬橡膠材料的微位移檢測裝置，其特征在于：所述傳力彈簧的數量為三個，所述加持上板上表面固設有三個上板凸塊，所述圓柱形凹槽均位于上板凸塊上。

6.根據權利要求5所述的用于金屬橡膠材料的微位移檢測裝置，其特征在于：三根固定立柱的正上方固設有一水平的支撐板，三根固定立柱之間固設有位于加持上板下方的第一支撐架、位于力輸入平板下方的第二支撐架，未加壓時第一支撐架與加持上板下表面接觸進行暫時支撐，未加壓時第二支撐架上表面與力輸入平板接觸進行暫時支撐。

7.根據權利要求6所述的用于金屬橡膠材料的微位移檢測裝置，其特征在于：所述力輸入平板經力放大機構連接有力輸出平板，所述力放大機構包括水平的下力輸入桿與上力輸出桿；下力輸入桿的兩端對稱鉸接有等長且朝上的下豎直連桿，下豎直連桿的上端均鉸接有等長的下水平連桿，兩下水平連桿左右對稱；上力輸出桿的兩端對稱鉸接有等長且朝下的上豎直連桿，上豎直連桿的下端均鉸接有等長的上水平連桿，兩上水平連桿左右對稱；左側的下水平連桿與上水平連桿之間分別與左中間豎直連桿兩端鉸接，右側的下水平連桿與上水平連桿之間分別與右中間豎直連桿兩端鉸接；兩下水平連桿的中前部均對稱鉸接在機架上，兩上水平連桿的中后部均對稱鉸接在機架上；下力輸入桿長度小于上力輸出桿長度，下豎直連桿長度小于上豎直連桿長度，下水平連桿長度大于上水平連桿長度，左中間豎直連桿長度等于右中間豎直連桿長度；下力輸入桿固連在力輸入平板上，上力輸出桿固連在力輸出平板上，機架在力輸入平板與力輸出平板之間設有用于下水平連桿與上水平連桿鉸接的支撐板，所述力傳感器與力輸出平板連接。

8.一種采用如權利要求7所述的用于金屬橡膠材料的微位移檢測裝置的檢測方法，其特征在于，按以下步驟進行：（1）將待測件置于加持下板的中心板上；（2）步進電機旋轉帶動加持下板豎直上移，待測件加持于兩中心板之間；（3）加持下板繼續豎直上移，待測件被壓縮加載，加載過程中加持上板經壓縮傳力彈簧帶動力輸入平板上移，經觀察各個傳力彈簧的壓縮量，壓縮量一致時加持上板豎直上移，不一致時通過增添標準質量配重塊調節至一致，使加持上板始終保持豎直上移；（4）加載到一定高度后步進電機停止工作，測試過程中力輸入平板傳遞的力經過力放大機構放大后，經過力輸出平板以擠壓方式傳遞給力傳感器。