自動換取試樣件的低溫力學試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及屬于試驗設備領域，具體涉及一種自動換取試樣件的低溫力學試驗裝置，主要針對中小跨度溫差力學試驗。
【背景技術】
[0002]為了測試材料在低溫環境下的力學特性，通常采用力學試驗機外加低溫箱組合模式進行試驗，以此獲取材料的非常溫力學性能，而中小跨度低溫環境的實現多采用壓縮機制冷方式，制冷相對緩慢，若換取試樣件需打開低溫試驗箱，將使得低溫試驗箱內的冷氣丟失，導致試驗準備時間長，造成人力等資源的浪費。

【發明內容】

[0003]本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種自動換取試樣件的低溫力學試驗裝置，無需打開低溫試驗箱，即可自動換取試樣件。
[0004]本實用新型包括工裝夾具、平行抓手、平移驅動裝置、直線驅動器、旋轉驅動裝置、試樣件預冷架、控制系統和低溫試驗箱;所述的旋轉驅動裝置固定在低溫試驗箱底部，并驅動直線驅動器旋轉;所述的平移驅動裝置固定在直線驅動器上，并驅動平行抓手平移;所述的工裝夾具安裝在平行抓手末端;所述的試樣件預冷架固定在低溫試驗箱側壁上;所述的控制系統控制平行抓手、平移驅動裝置、直線驅動器和旋轉驅動裝置的動作，以及數據傳輸。
[0005]所述的試樣件預冷架包括試樣件預冷架殼體以及設置在試樣件預冷架殼體內的彈簧和托件板;所述彈簧的兩端分別與試樣件預冷架殼體和托件板連接。
[0006]所述的旋轉驅動裝置采用平移氣缸或平移電機。
[0007]所述的旋轉驅動裝置采用旋轉氣缸或旋轉電機。
[0008]所述的直線驅動器能將自身位移參數傳輸給控制系統。
[0009]本實用新型的有益效果:
[0010]1、本實用新型無需打開低溫試驗箱，即可自動換取試樣件，對尺寸參數相同的一組試樣件進行低溫力學試驗，試驗過程中低溫試驗箱內的冷氣不會丟失，可以節省大量的試驗時間和費用；同時，使得試驗更加規范，減少人為操作誤差;可以增加試驗操作人員的人身安全；
[0011]2、本實用新型應用范圍廣，除了可應用于低溫試驗，還可通過更換工裝夾具應用在其它不便于人工換件的試驗上。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的整體結構示意圖；
[0013]圖2為本實用新型的機構運動簡圖；
[0014]圖3為本實用新型中試樣件預冷架的結構示意圖；
[0015]圖4為圖3的縱向截面圖。
[0016]圖中:1、試驗機上夾頭，2、試驗機下夾頭，3、工裝夾具，4、平行抓手，5、平移氣缸，
6、直線驅動器，7、旋轉氣缸，8、底板，9、試樣件預冷架，9-1、試樣件預冷架殼體，9-2、彈簧，9-3、托件板，9-4、試樣件，1、低溫試驗箱。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0018]如圖1和2所示，自動換取試樣件的低溫力學試驗裝置，包括工裝夾具3、平行抓手
4、平移氣缸5、直線驅動器6、旋轉氣缸7、試樣件預冷架9、控制系統和低溫試驗箱10;旋轉氣缸7通過底板8固定在低溫試驗箱10底部;直線驅動器6與旋轉氣缸的活塞桿固定，針對不同的試樣件長度實現平移氣缸5、平行抓手4和工裝夾具3的上、下移動功能，同時將自身位移參數傳輸給控制系統;平移氣缸5固定在直線驅動器上，實現平行抓手和工裝夾具的左、右移動功能;平行抓手4與平移氣缸的活塞桿固定，實現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，需依據不同試樣件由平行抓手4控制;試樣件預冷架9固定在低溫試驗箱10側壁上，實現試樣件9-4的預冷功能;控制系統控制平行抓手4、平移氣缸5、直線驅動器6和旋轉氣缸7的動作，以及數據傳輸。
[0019]如圖3和4所示，試樣件預冷架9包括試樣件預冷架殼體9-1以及設置在試樣件預冷架殼體9-1內的彈簧9-2和托件板9-3 ；彈簧9-2的兩端分別與試樣件預冷架殼體9-1和托件板9-3連接;多個試樣件9-4并排裝入試樣件預冷架殼體9-1內，并由托件板9-3托住。
[0020]該自動換取試樣件的低溫力學試驗裝置進行低溫力學試驗的具體過程如下:
[0021]1、將試樣件的尺寸參數(試樣件總長、夾持部位直徑等)、試驗機下夾頭2的高度位置和中心線位置輸入控制系統;多個試樣件并排裝入試樣件預冷架9上。
[0022]2、關閉低溫試驗箱10的箱門，打開低溫試驗箱10的降溫裝置并設定溫度值對試樣件進行預冷。
[0023]3、設定工裝夾具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、當溫度達到設定值時，通過控制系統執行“裝件”動作，具體如下:
[0025]①旋轉氣缸7將工裝夾具3從初始位置旋轉至正對試樣件預冷架9的位置，平移氣缸5的活塞桿推出將工裝夾具移動到試樣件處，平行抓手4則控制工裝夾具夾持住已經預冷好的試樣件；
[0026]②旋轉氣缸7旋轉將試樣件從試樣件預冷架9上取下，平移氣缸5的活塞桿復位，旋轉氣缸7繼續旋轉直至工裝夾具3背對試樣件預冷架9;平移氣缸5的活塞桿推出，保證試樣件和試驗機下夾頭2同軸;直線驅動器6依據輸入的試樣件總長和試驗機下夾頭2的高度位置上下移動實現試樣件的縱向定位，同時直線驅動器6的縱向位移傳送至控制系統中；
[0027]③控制系統控制試驗機上夾頭1(活動端)下移夾住試樣件的頂部，試驗機上夾頭I下移的位移與直線驅動器6的縱向位移相等;試樣件的底部由試驗機下夾頭2(固定端)夾持；
[0028]④工裝夾具打開，平移氣缸5的活塞桿復位，旋轉氣缸7將工裝夾具回轉到初始位置，開始低溫力學試驗。
[0029]5、試樣件斷裂后，通過控制系統控制工裝夾具3回到試樣件位置夾持斷裂的試樣件;試驗機上夾頭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隨直線驅動器6上移，避開下夾頭2;平移氣缸5的活塞桿復位，旋轉氣缸7將工裝夾具回轉到初始位置；直線驅動器6下移，松開工裝夾具3，斷裂的試樣件落在物料盒中。
[0030]6、重復步驟四和步驟五，直至試樣件預冷架9上所有試樣件都完成低溫力學試驗。
【主權項】
1.自動換取試樣件的低溫力學試驗裝置，包括控制系統和低溫試驗箱;其特征在于:還包括工裝夾具、平行抓手、平移驅動裝置、直線驅動器、旋轉驅動裝置和試樣件預冷架;所述的旋轉驅動裝置固定在低溫試驗箱底部，并驅動直線驅動器旋轉;所述的平移驅動裝置固定在直線驅動器上，并驅動平行抓手平移;所述的工裝夾具安裝在平行抓手末端;所述的試樣件預冷架固定在低溫試驗箱側壁上;所述的控制系統控制平行抓手、平移驅動裝置、直線驅動器和旋轉驅動裝置的動作，以及數據傳輸。2.根據權利要求1所述的自動換取試樣件的低溫力學試驗裝置，其特征在于:所述的試樣件預冷架包括試樣件預冷架殼體以及設置在試樣件預冷架殼體內的彈簧和托件板;所述彈簧的兩端分別與試樣件預冷架殼體和托件板連接。3.根據權利要求1所述的自動換取試樣件的低溫力學試驗裝置，其特征在于:所述的旋轉驅動裝置采用平移氣缸或平移電機。4.根據權利要求1所述的自動換取試樣件的低溫力學試驗裝置，其特征在于:所述的旋轉驅動裝置采用旋轉氣缸或旋轉電機。5.根據權利要求1所述的自動換取試樣件的低溫力學試驗裝置，其特征在于:所述的直線驅動器能將自身位移參數傳輸給控制系統。
【專利摘要】本實用新型公開了自動換取試樣件的低溫力學試驗裝置。目前大多數低溫力學試驗采用力學試驗機加低溫箱模式，每次換取試樣件時，均需等保溫箱和室溫差不多時才能開門換件，增加了試驗時間。本實用新型的旋轉驅動裝置固定在低溫試驗箱底部，并驅動直線驅動器旋轉；平移驅動裝置固定在直線驅動器上，并驅動平行抓手平移；工裝夾具安裝在平行抓手末端；試樣件預冷架固定在低溫試驗箱側壁上；控制系統控制平行抓手、平移驅動裝置、直線驅動器和旋轉驅動裝置的動作，以及數據傳輸。本實用新型無需打開低溫試驗箱，即自動換取試樣件，試驗過程中低溫試驗箱內的冷氣不會丟失，可以節省大量的試驗時間和費用。
【IPC分類】G01N3/02, G01N3/18
【公開號】CN205246457
【申請號】CN201520919748
【發明人】張鵬, 胡明, 秦玉冬, 周迅, 陳文華, 趙永翔
【申請人】浙江理工大學
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年11月18日