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专利号: 2019106330830
申请人: 河北科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有过载保护装置的毫‑微牛级二维力微动测试系统,其特征在于:包括测试平台组件(5)、固定安装在测试平台组件(5)右侧的水平滚珠丝杠组件(1)、连接在水平滚珠丝杠组件(1)上的水平测力传感器组件(2)、固定安装在测试平台组件(5)左侧且位于测试平台组件(5)上方的竖直滚珠丝杠组件(4)以及连接在竖直滚珠丝杠组件(4)上的竖直测力传感器组件(3);所述水平滚珠丝杠组件(1)控制水平测力传感器组件(2)在水平方向的行进,所述竖直滚珠丝杠组件(4)控制竖直测力传感器组件(3)在竖直方向的行进;所述水平测力传感器组件(2)设置有水平过载保护结构,所述竖直测力传感器组件(3)设置有竖直过载保护结构;所述测试平台组件(5)包括测试平台底板(5‑6)、固定安装在测试平台底板(5‑6)左侧的凸型底座(5‑4)以及固定安装在凸型底座(5‑4)顶部的L型支架(5‑1);所述水平测力传感器组件(2)包括水平滚珠丝杠支撑端(1‑1)、水平滚珠丝杠滑块(1‑2)、水平滚珠丝杠丝杆(1‑5)、水平步进电机(1‑6)、水平滚珠丝杠固定端(1‑7)和水平滚珠丝杠底座(1‑8);所述水平滚珠丝杠支撑端(1‑1)和水平滚珠丝杠固定端(1‑7)分别固定设置在水平滚珠丝杠底座(1‑8)的左、右两端上,所述水平滚珠丝杠丝杆(1‑5)的左、右两端分别转动连接水平滚珠丝杠支撑端(1‑1)和水平滚珠丝杠固定端(1‑7),所述水平滚珠丝杠滑块(1‑2)连接在水平滚珠丝杠丝杆(1‑5)上;所述水平步进电机(1‑6)固定在水平滚珠丝杠固定端(1‑7)的右侧,所述水平步进电机(1‑6)的驱动轴同轴固定连接水平滚珠丝杠丝杆(1‑5)的右端,所述水平步进电机(1‑6)驱动水平滚珠丝杠丝杆(1‑5)旋转,使水平滚珠丝杠滑块(1‑2)沿水平滚珠丝杠丝杆(1‑5)水平方向移动;所述水平滚珠丝杠底座(1‑8)固定在测试平台底板(5‑6)上;所述竖直滚珠丝杠组件(4)包括竖直滚珠丝杠支撑端(4‑1)、竖直滚珠丝杠滑块(4‑2)、竖直滚珠丝杠丝杆(4‑5)、竖直步进电机(4‑6)、竖直滚珠丝杠固定端(4‑7)和竖直滚珠丝杠底座(4‑8);所述竖直滚珠丝杠固定端(4‑7)和竖直滚珠丝杠支撑端(4‑1)分别固定设置在竖直滚珠丝杠底座(4‑8)的上、下两端上,所述竖直滚珠丝杠丝杆(4‑5)的上、下两端分别转动连接竖直滚珠丝杠固定端(4‑7)和竖直滚珠丝杠支撑端(4‑1),所述竖直滚珠丝杠滑块(4‑2)连接在竖直滚珠丝杠丝杆(4‑5)上;所述竖直步进电机(4‑6)固定在竖直滚珠丝杠固定端(4‑7)的上侧,所述竖直步进电机(4‑6)的驱动轴同轴固定连接竖直滚珠丝杠丝杆(4‑5)的上端,所述竖直步进电机(4‑6)驱动竖直滚珠丝杠丝杆(4‑5)旋转,使竖直滚珠丝杠滑块(4‑

2)沿竖直滚珠丝杠丝杆(4‑5)竖直方向移动;所述竖直滚珠丝杠底座(4‑8)固定在L型支架(5‑1)的右侧部;

所述水平测力传感器组件(2)包括固定连接在水平滚珠丝杠滑块(1‑2)上的水平电涡流位移传感器固定架(2‑3)、固定连接在水平电涡流位移传感器固定架(2‑3)上的水平电涡流位移传感器(2‑1)以及固定连接在水平滚珠丝杠滑块(1‑2)上并位于相对水平电涡流位移传感器(2‑1)左侧的水平过载保护结构;

所述水平过载保护结构包括固定连接在水平滚珠丝杠滑块(1‑2)上的水平平行双簧片悬臂梁固定架(2‑9)、固定连接在水平平行双簧片悬臂梁固定架(2‑9)上的水平平行双簧片悬臂梁(2‑8)、固定设置在水平平行双簧片悬臂梁(2‑8)上端部的水平测试样本放置平台(2‑6)、固定连接在水平平行双簧片悬臂梁固定架(2‑9)上端面且位于水平平行双簧片悬臂梁(2‑8)右侧的水平支撑连接架(2‑4)以及固定连接在水平支撑连接架(2‑4)上的水平L型过载保护支架(2‑7);所述水平平行双簧片悬臂梁(2‑8)包括外侧弹簧片(2‑8‑2)、内侧弹簧片(2‑8‑3)、矩形连接块(2‑8‑4)和半圆弧连接块(2‑8‑1);所述矩形连接块(2‑8‑4)和半圆弧连接块(2‑8‑1)固定安装在外侧弹簧片(2‑8‑2)与内侧弹簧片(2‑8‑3)之间;所述矩形连接块(2‑8‑4)的下端固定连接水平平行双簧片悬臂梁固定架(2‑9);所述半圆弧连接块(2‑

8‑1)的左侧端面设置有用来减轻本身重量的圆形凹槽(2‑8‑1‑3),所述半圆弧连接块(2‑8‑

1)的顶端与侧端分别设置竖直螺纹孔(2‑8‑1‑1)和水平螺纹孔(2‑8‑1‑2);所述水平测试样本放置平台(2‑6)通过螺栓固定连接水平螺纹孔(2‑8‑1‑2)。

2.根据权利要求1所述的一种具有过载保护装置的毫‑微牛级二维力微动测试系统,其特征在于:所述竖直测力传感器组件(3)包括固定连接在竖直滚珠丝杠滑块(4‑2)上的竖直电涡流位移传感器固定架(3‑1)、固定连接在竖直电涡流位移传感器固定架(3‑1)上的竖直电涡流位移传感器(3‑4)以及固定连接在水平滚珠丝杠滑块(1‑2)上并位于相对竖直电涡流位移传感器(3‑4)下侧的竖直过载保护结构。

3.根据权利要求2所述的一种具有过载保护装置的毫‑微牛级二维力微动测试系统,其特征在于:所述竖直过载保护结构包括固定连接在竖直滚珠丝杠滑块(4‑2)上的竖直平行双簧片悬臂梁固定架(3‑8)、固定连接在竖直平行双簧片悬臂梁固定架(3‑8)上的竖直平行双簧片悬臂梁(3‑6)、固定设置在竖直平行双簧片悬臂梁(3‑6)端部的竖直测试样本放置平台(3‑3)、固定连接在竖直平行双簧片悬臂梁固定架(3‑8)端面上且位于竖直平行双簧片悬臂梁(3‑6)上侧的竖直支撑连接架(3‑9)以及固定连接在竖直支撑连接架(3‑9)上的竖直L型过载保护支架(3‑5);所述竖直平行双簧片悬臂梁(3‑6)包括上侧弹簧片(3‑6‑2)、下侧弹簧弹片(3‑6‑3)、矩形接块(3‑6‑4)和半圆弧接块(3‑6‑1);所述矩形接块(3‑6‑4)和半圆弧接块(3‑6‑1)固定安装在上侧弹簧片(3‑6‑2)与下侧弹簧弹片(3‑6‑3)之间;所述矩形接块(3‑6‑4)的左端固定连接竖直平行双簧片悬臂梁固定架(3‑8);所述半圆弧接块(3‑6‑1)的下侧端面设置有用来减轻本身重量的圆凹槽(3‑6‑1‑3),所述半圆弧接块(3‑6‑1)的顶端和侧端分别设置有水平螺孔(3‑6‑1‑1)和竖直螺孔(3‑6‑1‑2);所述竖直测试样本放置平台(3‑3)通过螺栓固定连接水平螺孔(3‑6‑1‑1)。

4.根据权利要求1‑3任一项所述的一种具有过载保护装置的毫‑微牛级二维力微动测试系统,其特征在于:还包括数据采集卡,用于实现水平测力传感器组件(2)及竖直测力传感器组件(3)的模拟信号到数字信号的转换。

5.根据权利要求4所述的一种具有过载保护装置的毫‑微牛级二维力微动测试系统,其特征在于:所述数据采集卡采用LabVIEW编写信号处理与实时显示程序,使水平测力传感器组件(2)及竖直测力传感器组件(3)采集到的力信号实时显示在界面上。