CN108036887A - 一种扎带枪智能力学测试设备及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扎带枪智能力学测试设备及使用方法。本发明包括框架结构、测力机构和智能控制单元,其中框架结构,包括上横梁、第一立柱、第二立柱、底座、底座脚;测力机构包括第二联轴器、拉力传感器、第一联轴器、第一联轴器固定器、工作头砧板固定器、工作头砧板连接器、工作头砧板;智能控制单元包括拉力传感器信号电源线、主控电路板、人机交互界面。本发明适用于各类手持扎带枪,基于拉力传感器的智能力学测试***;本发明适用于扎带内部拉力的逐级力学传递的新结构,有利于拉力传感器直接检测到扎带内部拉力;本发明适用于扎带枪内部反作用力逐级力学传递的新结构,排除了操作人员的人为干扰,有利于检测到准确的扎带内部拉力。
Description
技术领域
本发明属于机械自动化领域,具体涉及一种扎带枪智能力学测试设备及使用方法,用于实现扎带枪力学特性的智能化和自动化测试,能够提升扎带枪测试技术水平和测试标准。
背景技术
扎带又称扎线带、束线带、锁带,是用来捆扎东西的带子。一般按材质可分为尼龙扎带、不锈钢扎带、喷塑不锈钢扎带等,按功能则分为普通扎带、可退式扎带、标牌扎带、固定锁式扎带、插销式扎带、重拉力扎带等。
扎带产品具有绑扎快速、绝缘性好、自锁禁固、使用方便等特点。广泛应用于电子厂、捆扎电视机、电脑等内部连接线,灯饰、电机、电子玩具等产品内线路的固定,机械设备油路管道的固定,船舶上电缆线路的固定,自行车整车包装或捆绑其他物体,也可用于农业、园艺、手工艺品等捆扎物品。扎带产品在使用时,需要将扎紧后的带头多余部分剪掉去除,以保证被扎紧的线束或其它产品整齐美观。
目前随着线束的普遍应用,对线束组件的需求也越来越大,同时线束的扎结是线束生产工艺中不可缺少一道工序,传统的尼龙扎带通常以人工扎结,手工剪断等方式,以达到线束扎紧的目的,在传统的线束生产工艺中,效率、品质等影响产能的因素全靠人工来控制,这就存在很多隐患在里面,效率的稳定差,人员根据不同的熟练程度,生产效率是不同的,所以对产能的控制不够精确,同时品质的控制也存在了很多难题,因为有人工参与,所以就存在了很多不确定因素在里面,品质就难以控制。使用人工进行扎带的拉紧及剪断往往由于力度不够等问题导致扎带的紧度不够。而且当扎带进行拉紧后会有多余的扎带线条出现,影响使用和美观。
目前,国内外市场上,已经有几十种不同的扎带枪,除了结构原理略有不同,其工作原理大同小异;所有扎带枪都是通过操作人员扣动扳机,实现扎带枪的扎带夹持器对扎带产生拉力作用,当拉力达到一定程度的时候,触发扎带枪切割机构切割扎带,从而实现对扎带的束紧和切割。
然而,各种品牌的扎带枪的力学特征缺乏一种测试标准,使得广大扎带枪用户在使用扎带枪的过程中,对扎带的束紧力缺乏认知,甚至影响用户的产品质量,以及消费者权益。因此,亟待解决扎带枪的力学测试技术问题,规范扎带枪的市场使用标准。针对市场上各类手持扎带枪缺乏力学检测设备的现状,这里公布一种扎带枪智能力学测试设备及使用方法,用于实现扎带枪力学特性的智能化和自动化测试。
发明内容
本发明针对市场上各类手持扎带枪缺乏力学检测设备的现状,提出了一种扎带枪智能力学测试设备及使用方法,用于实现扎带枪力学特性的智能化和自动化测试,能够提升扎带枪测试技术水平和测试标准,具有广泛的工业应用价值。
一种扎带枪智能力学测试设备,包括框架结构、测力机构和智能控制单元,其中框架结构,包括上横梁、第一立柱、第二立柱、底座、底座脚;其中,上横梁、第一立柱、底座、第二立柱形成一个平行四边形桁架结构;测力机构,包括第二联轴器、拉力传感器、第一联轴器、第一联轴器固定器、工作头砧板固定器、工作头砧板连接器、工作头砧板;第二联轴器和第一联轴器分别在拉力传感器的两个连接末端固定;第二联轴器、拉力传感器、第一联轴器位于第一立柱和第二立柱之间;第一联轴器通过第一联轴器固定器固定在第一立柱上,第二联轴器贯穿第二立柱的通孔Ⅰ,但是保持轴向的***;工作头套钩安装在第二联轴器的末端,用于勾住绕行的扎带;工作头砧板固定在工作头砧板连接器的末端,工作头砧板连接器贯穿在第二立柱的另一个通孔Ⅱ,工作头砧板固定器将工作头砧板连接器固定在第二立柱上;工作头套钩通过扎带与扎带枪夹持器连接;扎带枪工作头的平口端平面与工作头砧板的砧板平面保持贴合;智能控制单元包括拉力传感器信号电源线、主控电路板、人机交互界面;拉力传感器信号电源线的电源线和信号线,分别与主控电路板所对应的I/O接口连接;人机交互界面的电源线和信号线,分别与主控电路板所对应的I/O接口连接。
所述的第一立柱和第二立柱通过螺栓螺母结构或焊接方式固定在上横梁和底座之间;第一立柱和第二立柱保持平行,上横梁和底座平行;共有四个底座脚,分别安装在底座下面的四个方位,用于支撑桁架结构,保持桁架结构稳定。
所述的通孔Ⅱ位于第二联轴器对应通孔Ⅰ的下侧。
所述的工作头套钩和工作头砧板位于第二立柱的同一外侧。
所述的主控电路板包含了电源模块、通讯模块、运算模块以及微处理器,拉力传感器信号电源线和人机交互界面的电源线和信号线,分别通过主控电路板的I/O接口与主控电路板内的电源模块和通讯模块相连接。
所述的微处理器内设置有智能信号处理算法、智能控制算法,用于实现检测的自动化和智能化。
当扎带的一端绕过工作头套钩,并固定在工作头套钩上,扎带向外的轴向力F1可以传递给工作头套钩,通过第二联轴器传递给拉力传感器的一个受力端,由于第一联轴器固定在第一立柱上,施加给拉力传感器一个反向作用力,用于平衡扎带拉力F1,让拉力传感器检测到扎带拉力F1;工作头砧板的外平面与扎带枪工作头的外平面接触,扎带枪工作头给工作头砧板施加一个轴向压力F2;工作头砧板通过工作头砧板固定器和工作头砧板连接器,间接地固定在第二立柱上,工作头砧板不能移动,产生一个反作用力,用于平衡来自扎带枪工作头的轴向压力F2。
所述本发明的工作原理和使用方法如下:
步骤1、操作人员通过按动人机交互界面的对应按键或触摸屏,输入要检测的内容,启动设备;
步骤2、操作人员将一个待测试扎带的一端绕过工作头套钩,并固定在工作头套钩上;
步骤3、操作人员手握扎带***柄,让扎带的自由端通过扎带枪夹持器的空隙,同时,扎带枪工作头的外平面抵住扎带枪工作头的外平面;
步骤4、操作人员用手指抠动扎带枪扳机,从而驱动扎带枪夹持器在扎带枪滑轨滑动,远离扎带枪工作头;
步骤5、操作人员用手指持续抠动扎带枪扳机,随之而来,扎带不断变紧的,扎带向外的轴向拉力F1传递给工作头套钩后,通过第二联轴器传递给拉力传感器的一个受力端;由于拉力传感器间接地固定在第一立柱上,施加给拉力传感器一个反向作用力,用于平衡扎带拉力F1,让拉力传感器检测到扎带拉力F1;
步骤6、操作人员手握扎带***柄的过程中,不施加任何轴向力;为了防止扎带枪受扎带拉力F1产生移动,工作头砧板的外平面与扎带枪工作头的外平面接触,扎带枪工作头给工作头砧板施加一个轴向压力F2;工作头砧板间接地固定在第二立柱上,工作头砧板不能移动,产生一个反作用力,用于平衡来自扎带枪工作头的轴向压力F2;由于扎带枪滑轨是一个刚性结构件,扎带枪工作头的作用力与扎带枪夹持器的作用力是相互反向作用力,达到一个力的平衡F2=-F1;
步骤7、拉力传感器的检测信号自动地通过拉力传感器信号电源线传输到主控电路板;主控电路板根据操作人员设置的功能,自动地进行智能计算,得到运算结果,即:测试数据或统计数据;运算结果通过主控电路板所对应的I/O接口输送到人机交互界面的显示屏等外接设备上,操作人员通过外接设备获得最终测试数据;
步骤8、操作人员重复上述过程,完成新的测试。
本发明的有益效果如下:
(1)提出了适用于各类手持扎带枪,基于拉力传感器的智能力学测试***;
(2)提出了适用于扎带内部拉力的逐级力学传递的新结构,有利于拉力传感器直接检测到扎带内部拉力
(3)提出了适用于扎带枪内部反作用力逐级力学传递的新结构,排除了操作人员的人为干扰,有利于拉力传感器检测到准确的扎带内部拉力;
(4)提出了基于智能控制器(算法)的自动化检测***,不用人工运算或数据处理,使得设备具有智能性;
(5)新设备的使用方法简单,检测的精度高,实现了测试自动化和智能化,能够提升扎带枪测试技术水平与测试标准,具有广泛的工业应用价值。
附图说明
图1本发明的设备组成示意图。
图2本发明的测力单元结构示意图。
其中,扎带***柄1、扎带枪扳机2、扎带枪滑轨3、扎带枪夹持器4、扎带枪工作头5、扎带6、工作头套钩7、上横梁8、第二联轴器9、拉力传感器10、第一联轴器11、第一联轴器固定器12、第一立柱13、拉力传感器信号电源线14、工作头砧板固定器15、工作头砧板连接器16、工作头砧板17、主控电路板18、人机交互界面19、第二立柱20、底座21、底座脚22、扎带枪机身23。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参考图1,所述扎带枪包括扎带***柄1、扎带枪扳机2、扎带枪滑轨3、扎带枪夹持器4、扎带枪工作头5、以及扎带枪机身23;扎带***柄1和扎带枪扳机2安装在扎带枪机身23的下方;扎带枪滑轨3安装在扎带枪机身23前段;扎带枪夹持器4安装在扎带枪滑轨3内,可以在扎带枪滑轨3内滑动;扎带枪滑轨3的末端安装有扎带枪工作头5;扎带枪夹持器4与扎带枪扳机2通过传动结构相连接,已有扎带枪拥有不同的传动结构;操作人员手握扎带***柄1,用手指抠动扎带枪扳机2可以驱动扎带枪夹持器4远离扎带枪工作头5。
如图1所示,一种扎带枪智能力学测试设备,包括框架结构、测力机构和智能控制单元,具体包括:工作头套钩7、上横梁8、第二联轴器9、拉力传感器10、第一联轴器11、第一联轴器固定器12、第一立柱13、拉力传感器信号电源线14、工作头砧板固定器15、工作头砧板连接器16、工作头砧板17、主控电路板18、人机交互界面19、第二立柱20、底座21、底座脚22;
所述框架结构,包括上横梁8、第一立柱13、第二立柱20、底座21、底座脚22;其中,上横梁8、第一立柱13、底座21、第二立柱20形成一个平行四边形桁架结构,第一立柱13和第二立柱20通过螺栓螺母结构或焊接方式固定在上横梁8和底座21之间;第一立柱13和第二立柱20保持平行,上横梁8和底座21平行;共有四个底座脚22,分别安装在底座21下面的四个方位,用于支撑桁架结构,保持桁架结构稳定;
所述测力机构,包括第二联轴器9、拉力传感器10、第一联轴器11、第一联轴器固定器12、工作头砧板固定器15、工作头砧板连接器16、工作头砧板17;其中,第二联轴器9和第一联轴器11分别在拉力传感器10的两个连接末端固定;第二联轴器9、拉力传感器10、第一联轴器11位于第一立柱13和第二立柱20之间;第一联轴器11通过第一联轴器固定器12固定在第一立柱13上,第二联轴器9贯穿第二立柱20的通孔,但是保持轴向的***;工作头套钩7安装在第二联轴器9的末端,用于勾住绕行的扎带;工作头砧板17固定在工作头砧板连接器16的末端,工作头砧板连接器16贯穿在第二立柱20的另一个通孔,此通孔位于第二联轴器9对应通孔的下侧;工作头砧板固定器15将工作头砧板连接器16固定在第二立柱20上;工作头套钩7和工作头砧板17位于第二立柱20的同一外侧;工作头套钩7通过扎带6与扎带枪夹持器4连接;扎带枪工作头5的平口端平面与工作头砧板17的砧板平面保持贴合;
所述智能控制单元,包括拉力传感器信号电源线14、主控电路板18、人机交互界面19;拉力传感器信号电源线14的电源线和信号线,分别与主控电路板18所对应的I/O接口连接;人机交互界面19的电源线和信号线,分别与主控电路板18所对应的I/O接口连接;主控电路板18包含了电源模块、通讯模块、运算模块以及微处理器,微处理器内运行智能信号处理算法、智能控制算法,用于实现检测的自动化和智能化。
参考图2,进一步说明测力机构的结构特征和力学原理;
扎带6的一端绕过工作头套钩7,并固定在工作头套钩7上,扎带6向外的轴向力F1可以传递给工作头套钩7,通过第二联轴器9传递给拉力传感器10的一个受力端,由于第一联轴器11固定在第一立柱13上,施加给拉力传感器10一个反向作用力,用于平衡扎带拉力F1,让拉力传感器10检测到扎带拉力F1;工作头砧板17的外平面与扎带枪工作头5的外平面接触,扎带枪工作头5给工作头砧板17施加一个轴向压力F2;工作头砧板17通过工作头砧板固定器15和工作头砧板连接器16,间接地固定在第二立柱20上,工作头砧板17不能移动,产生一个反作用力,用于平衡来自扎带枪工作头5的轴向压力F2。
所述本发明的使用方法如下:
步骤1、操作人员通过按动人机交互界面19的对应按键或触摸屏,输入要检测的内容,启动设备;
步骤2、操作人员将一个待测试扎带6的一端绕过工作头套钩7,并固定在工作头套钩7上;
步骤3、操作人员手握扎带***柄1,让扎带的自由端通过扎带枪夹持器4的空隙,同时,扎带枪工作头5的外平面抵住扎带枪工作头5的外平面;
步骤4、操作人员用手指抠动扎带枪扳机2,从而驱动扎带枪夹持器4在扎带枪滑轨3滑动,远离扎带枪工作头5;
步骤5、操作人员用手指持续抠动扎带枪扳机2,随之而来,扎带6不断变紧的,扎带6向外的轴向拉力F1传递给工作头套钩7后,通过第二联轴器9传递给拉力传感器10的一个受力端;由于拉力传感器10间接地固定在第一立柱13上,施加给拉力传感器10一个反向作用力,用于平衡扎带拉力F1,让拉力传感器10检测到扎带拉力F1;
步骤6、操作人员手握扎带***柄1的过程中,不施加任何轴向力;为了防止扎带枪受扎带拉力F1产生移动,工作头砧板17的外平面与扎带枪工作头5的外平面接触,扎带枪工作头5给工作头砧板17施加一个轴向压力F2;工作头砧板17间接地固定在第二立柱20上,工作头砧板17不能移动,产生一个反作用力,用于平衡来自扎带枪工作头5的轴向压力F2;由于扎带枪滑轨3是一个刚性结构件,扎带枪工作头5的作用力与扎带枪夹持器4的作用力是相互反向作用力,达到一个力的平衡F2=-F1;
步骤7、拉力传感器的检测信号自动地通过拉力传感器信号电源线14传输到主控电路板18;主控电路板根据操作人员设置的功能,自动地进行智能计算,得到运算结果,即:测试数据或统计数据;运算结果通过主控电路板18所对应的I/O接口输送到人机交互界面19的显示屏等外接设备上,操作人员通过外接设备获得最终测试数据;
步骤8、操作人员重复上述过程,完成新的测试。
Claims (8)
1.一种扎带枪智能力学测试设备,其特征在于包括框架结构、测力机构和智能控制单元,其中框架结构,包括上横梁(8)、第一立柱(13)、第二立柱(20)、底座(21)、底座脚(22);其中,上横梁(8)、第一立柱(13)、底座(21)、第二立柱(20)形成一个平行四边形桁架结构;测力机构,包括第二联轴器(9)、拉力传感器(10)、第一联轴器(11)、第一联轴器固定器(12)、工作头砧板固定器(15)、工作头砧板连接器(16)、工作头砧板(17);第二联轴器(9)和第一联轴器(11)分别在拉力传感器(10)的两个连接末端固定;第二联轴器(9)、拉力传感器(10)、第一联轴器(11)位于第一立柱(13)和第二立柱(20)之间;第一联轴器(11)通过第一联轴器固定器(12)固定在第一立柱(13)上,第二联轴器(9)贯穿第二立柱(20)的通孔Ⅰ,但是保持轴向的***;工作头套钩(7)安装在第二联轴器(9)的末端,用于勾住绕行的扎带;工作头砧板(17)固定在工作头砧板连接器(16)的末端,工作头砧板连接器(16)贯穿在第二立柱(20)的另一个通孔Ⅱ,工作头砧板固定器(15)将工作头砧板连接器(16)固定在第二立柱(20)上;工作头套钩(7)通过扎带(6)与扎带枪夹持器(4)连接;扎带枪工作头(5)的平口端平面与工作头砧板(17)的砧板平面保持贴合;智能控制单元包括拉力传感器信号电源线(14)、主控电路板(18)、人机交互界面(19);拉力传感器信号电源线(14)的电源线和信号线,分别与主控电路板(18)所对应的I/O接口连接;人机交互界面(19)的电源线和信号线,分别与主控电路板(18)所对应的I/O接口连接。
2.根据权利要求1所述的一种扎带枪智能力学测试设备,其特征在于第一立柱(13)和第二立柱(20)通过螺栓螺母结构或焊接方式固定在上横梁(8)和底座(21)之间;第一立柱(13)和第二立柱(20)保持平行,上横梁(8)和底座(21)平行;共有四个底座脚(22),分别安装在底座(21)下面的四个方位,用于支撑桁架结构,保持桁架结构稳定。
3.根据权利要求2所述的一种扎带枪智能力学测试设备,其特征在于通孔Ⅱ位于第二联轴器(9)对应通孔Ⅰ的下侧。
4.根据权利要求2所述的一种扎带枪智能力学测试设备,其特征在于工作头套钩(7)和工作头砧板(17)位于第二立柱(20)的同一外侧。
5.根据权利要求2所述的一种扎带枪智能力学测试设备,其特征在于主控电路板(18)包含了电源模块、通讯模块、运算模块以及微处理器,拉力传感器信号电源线(14)和人机交互界面(19)的电源线和信号线,分别通过主控电路板(18)的I/O接口与主控电路板(18)内的电源模块和通讯模块相连接。
6.根据权利要求5所述的一种扎带枪智能力学测试设备,其特征在于微处理器内设置有智能信号处理算法、智能控制算法,用于实现检测的自动化和智能化。
7.根据权利要求5所述的一种扎带枪智能力学测试设备,其特征在于当扎带(6)的一端绕过工作头套钩(7),并固定在工作头套钩(7)上,扎带(6)向外的轴向力F1可以传递给工作头套钩(7),通过第二联轴器(9)传递给拉力传感器(10)的一个受力端,由于第一联轴器(11)固定在第一立柱(13)上,施加给拉力传感器(10)一个反向作用力,用于平衡扎带拉力F1,让拉力传感器(10)检测到扎带拉力F1;工作头砧板(17)的外平面与扎带枪工作头(5)的外平面接触,扎带枪工作头(5)给工作头砧板(17)施加一个轴向压力F2;工作头砧板(17)通过工作头砧板固定器(15)和工作头砧板连接器(16),间接地固定在第二立柱(20)上,工作头砧板(17)不能移动,产生一个反作用力,用于平衡来自扎带枪工作头(5)的轴向压力F2。
8.根据权利要求7所述的一种扎带枪智能力学测试设备的使用方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤1、操作人员通过按动人机交互界面(19)的对应按键或触摸屏,输入要检测的内容,启动设备;
步骤2、操作人员将一个待测试扎带(6)的一端绕过工作头套钩(7),并固定在工作头套钩(7)上;
步骤3、操作人员手握扎带***柄1,让扎带的自由端通过扎带枪夹持器(4)的空隙,同时,扎带枪工作头(5)的外平面抵住扎带枪工作头(5)的外平面;
步骤4、操作人员用手指抠动扎带枪扳机(2),从而驱动扎带枪夹持器(4)在扎带枪滑轨(3)滑动,远离扎带枪工作头(5);
步骤5、操作人员用手指持续抠动扎带枪扳机(2),随之而来,扎带(6)不断变紧的,扎带(6)向外的轴向拉力F1传递给工作头套钩(7)后,通过第二联轴器(9)传递给拉力传感器(10)的一个受力端;由于拉力传感器(10)间接地固定在第一立柱(13)上,施加给拉力传感器(10)一个反向作用力,用于平衡扎带拉力F1,让拉力传感器(10)检测到扎带拉力F1;
步骤6、操作人员手握扎带***柄1的过程中,不施加任何轴向力;为了防止扎带枪受扎带拉力F1产生移动,工作头砧板(17)的外平面与扎带枪工作头(5)的外平面接触,扎带枪工作头(5)给工作头砧板(17)施加一个轴向压力F2;工作头砧板(17)间接地固定在第二立柱(20)上,工作头砧板(17)不能移动,产生一个反作用力,用于平衡来自扎带枪工作头(5)的轴向压力F2;由于扎带枪滑轨(3)是一个刚性结构件,扎带枪工作头(5)的作用力与扎带枪夹持器(4)的作用力是相互反向作用力,达到一个力的平衡F2=-F1;
步骤7、拉力传感器的检测信号自动地通过拉力传感器信号电源线(14)传输到主控电路板(18);主控电路板根据操作人员设置的功能,自动地进行智能计算,得到运算结果,即:测试数据或统计数据;运算结果通过主控电路板(18)所对应的I/O接口输送到人机交互界面(19)的显示屏等外接设备上,操作人员通过外接设备获得最终测试数据;
步骤8、操作人员重复上述过程,完成新的测试。
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