1.一种力和位移精密测试平台,所述的力和位移精密测试平台包括底座(1)和立座(2),所述的立座(2)位于所述的底座(1)的后方,所述的立座(2)上设有直线导向组件(3),所述的直线导向组件(3)前方设有力传感器支架(4),所述的直线导向组件(3)的左方设有线性编码器支架(5),所述的底座(1)的前方设工具基座(6);其特征在于,所述的力传感器支架(4)能够在所述的直线导向组件(3)上往复运动,所述的力传感器支架(4)包括安装板(7),所述的安装板(7)安装在所述的直线导向组件(3)上,所述的安装板(7)上连接有竖直板(8),所述的竖直板(8)上连接有水平块(9),所述的水平块(9)的底部具有中空槽,所述的定位块(10)通过螺栓(11)连接在所述的水平块(9)的中空槽中,所述的定位块(10)接合有引导套筒(12),所述的引导套筒(12)的上表面平齐于所述的水平块(9)下表面,所述的引导套筒(12)内自上而下依次连接有力传感器(13)、施加器载座(14)、载荷施加器(15),其中,所述的力传感器(13)连接在所述的定位块(10)上,所述的载荷施加器(15)的头端穿出所述的引导套筒(12);所述的线性编码器支架(5)包括连接在所述的直线导向组件(3)框架上的竖长板(16),所述的竖长板(16)的中部自上而下贯穿设有长条槽,所述的长条槽内设有磁轨(17),所述的线性编码器支架(5)还包括连接转板(18),所述的连接转板(18)连接在所述的直线导向组件(3)上,所述的连接转板(18)上连接有线性编码器(19),所述的线性编码器(19)的磁读头与所述的磁轨(17)配合并且所述的线性编码器(19)能够沿所述的磁轨(17)上下往复运动;所述的工具基座(6)包括工作台(20),所述的工作台(20)的中部设有中心对准孔,所述的中心对准孔与所述的施加器载座(15)在同一竖直轴线上,所述的中心对准孔内自下而上设有定位柱(21)和连接凸台(22),所述的平顶板(23)通过所述的连接凸台(22)和连接销(24)连接在所述的工作台(20)上,所述的工作台(20)的侧部还插设有约束螺钉(25)。
2.根据权利要求1所述的一种力和位移精密测试平台,其特征在于,所述的直线导向组件(3)包括上盖板(26)、下盖板(27)、左护板(28)、右护板(29),所述的上盖板(26)、下盖板(27)、左护板(28)、右护板(29)共同围成矩形框架,所述的左护板(28)的中部开设有通槽,所述的上盖板(26)和下盖板(27)之间连接有若干个滑柱(30),所述的滑柱(30)上连接有滑块(31),所述的滑块(31)的前端具有凸出部,所述的凸出部穿出所述的左护板(28)和右护板(29)之间的间隙而与所述的安装板(7)连接,所述的连接转板(18)穿过所述的左护板(28)的通槽与所述的滑块(31)的左侧面连接。
3.根据权利要求2所述的一种力和位移精密测试平台,其特征在于,所述的引导套筒(12)的上方侧壁具有U形槽,所述的引导套筒(12)的顶部还设有连接板(32)。
4.根据权利要求2所述的一种力和位移精密测试平台,其特征在于,所述的右护板(29)上穿设有驱动组件,所述的驱动组件用于驱动所述的滑块(31),所述的驱动组件包括传动齿轮和驱动手柄。
5.根据权利要求2所述的一种力和位移精密测试平台,其特征在于,所述的力和位移精密测试平台还包括电气组件,所述的电气组件包括放大器,所述的放大器用于放大力传感器产生的电压,所述的力传感器为应变式力传感器,其应变仪通过使用惠斯通电桥操作;所述的线性编码器使用两个单端计数器信号来测量行进位移,所述的磁轨(17)的磁铁间距决定了所述的线性编码器的每个脉冲的行进距离;所述的电气组件还包括电源、接线端子、电源开关和负载限制警告灯,其中所述的力传感器的放大器所需的为24伏电源,所述的线性编码器所需的为5伏电源。
6.根据权利要求2所述的一种力和位移精密测试平台,其特征在于,所述的长条槽的槽面具有45°的倒角。
7.根据权利要求1所述的一种力和位移精密测试平台,其特征在于,所述的磁轨(17)包括基板,磁条设置于所述的基板上,所述的基板与所述的长条槽平齐,所述的基板材质为
6061-Al,所述的连接转板(18)材质也为6061-Al,所述的平顶板(23)的材质为4140钢材,并经过硬化处理。
8.一种精密测试平台的使用方法, 所述的精密测试平台为权利要求1-7中任意一项所述的力和位移精密测试平台,其特征在于,所述的力和位移精密测试平台的使用步骤如下:A、装配直线导向组件,先将滑柱连接滑块,然后滑柱的两端分别连接上盖板、下盖板,再将左护板、右护板分别与上盖板和下盖板连接,然后在右护板上穿设安装驱动组件,将组装好的部件连接于立座上;
B、装配力传感器支架,首先将力传感器、施加器载座、载荷施加器按顺序组装在引导套筒内,然后将引导套筒与定位块接合,然后将定位块通过螺栓连接在水平块的中空槽中,再将水平块连接在竖直板上,然后将竖直板连接在安装板上,然后再将安装板连接在滑块前端的凸出部上;
C、装配线性编码器支架,先将磁轨安装在竖长板的长条槽内,再将竖长板连接在上盖板和下盖板之间,然后将连接转板连接在滑块的侧部,再将线性编码器连接在连接转板上,保证线性编码器的磁读头与磁轨上的磁条按要求配合;
D、装配工具基座,将工作台置放到底座上,操作力传感器支架向下移动,调节工作台的位置,使得载荷施加器的头部伸入到中心对准孔内,保证同轴度要求,然后将力传感器支架向上移动,通过连接凸台和连接销将平顶板连接在工作台上;
E、组装电气组件,按照要求将电气组件进行组装;
F、对力传感器进行校准,施加4.5kg 25kg之间的五个重量,测量所得电压,并由力传感~
器提供结果,获得力-电压关系的校准曲线;
H、对线性编码器进行校准,确保磁读头与磁轨的磁道正确对齐;
I、完成上述步骤后,对工件进行正式测试。