CN110645871A - 一种触点式测尺仪试样自动对中装置及其对中方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触点式测尺仪试样自动对中装置及其对中方法，基座板安装于测尺仪内，随动杠杆A的一端铰接于基座板上，另一端与随动杠杆B的一端铰接，随动杠杆B的另一端与上横梁铰接，上横梁与测量上压板连动，随动杠杆C的一端铰接于随动杠杆A上两端之间的中间位置，另一端与驱动架铰接，驱动架与测头固定板连动；下横梁位于上横梁的下方，并安装于基座板上，下横梁与测量下压板相连；夹紧气缸的缸体固定于上横梁上，气缸杆端与下横梁相连；在待测试样的上下左右分别设有安装于测头固定板上、随测头固定板移动的触点测头。本发明结构简单，可对不同厚度(直径)的试样进行高度方向的自动对中，可最大限度地避免由于试样制作不规范所带来的检测误差。

Description

一种触点式测尺仪试样自动对中装置及其对中方法

技术领域

本发明涉及材料接触式检测设备的核心部件，具体地说是一种触点式测尺仪试样自动对中装置及其对中方法，可对不同厚度试样截面尺寸进行检测。

背景技术

为了得到金属材料的力学性能，需要对金属材料试样在拉伸或冲击试验前进行精确的最小截面检测。

拉伸试验是检验金属力学性能的最基本、最重要的试验项目。金属材料的主要应力计算公式如下：

其中：σ为金属材料试样的应力值，S为金属材料试样受载荷F作用时的横截面面积。

从上述公式中可看出，在材料受一定拉力的状况下，是否能够准确测量与计算出试样的横截面面积是能否得到准确的金属材料应力值的关键。

目前，我国常用的金属拉伸的试样主要有圆形试样以及矩形(包括方形)试样。根据国家的相关规定，在做金属拉伸检验前，需对标距内的中间和两端各测一处(共三处)截面积，然后取最小值计算横截面面积。

目前，金属试样截面检测的方法主要靠人工使用卡尺、千分尺等，测量时受人为因素影响比较大，易于产生检验误差，测量后还需要人工进行数据分析计算，从而影响测量结果并需要比较长的数据处理时间。以国内某大型钢铁企业为例，每天需检测的几百个拉伸试样就靠两个检测人员用卡尺等工具进行检测和计算截面积，还需将每个试样的编号、最小截面积等输入到计算机中。在这一过程中，虽然用同一个试样，但不同的人、用不同的检测工具或检测的位置稍有不同就可能得出不同的截面积，从而得出不同的材料性能结果。

公告日为2013年8月28日、公告号为CN203163685U的实用新型专利“自动激光测尺仪”可对拉伸(冲击)试样进行固定间距的点或对同一试样多处标距点进行连续、快速、精确地测量。但是，由于工矿企业中往往加工的试样不很规范，飞边毛刺较多，对于这种试样，使用自动激光测尺仪检测时往往对检测精度影响较大，而采用触点式检测设备同时从试样四个方向的中点进行检测，可对不十分规范的试样得到更精确的结果。

发明内容

为了满足不十分规范试样的检测要求，本发明的目的在于提供一种触点式测尺仪试样自动对中装置及其对中方法。该自动对中装置可对不同厚度材料试样进行接触式检测。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的自动对中装置包括基座板、杠杆机构、驱动架、测头固定板、测量上压板、测量下压板、触点测头、上横梁、下横梁及夹紧气缸，其中基座板安装于测尺仪内，所述杠杆机构包括随动杠杆A、随动杠杆B及随动杠杆C，该随动杠杆A的一端铰接于基座板上，另一端与所述随动杠杆B的一端铰接，该随动杠杆B的另一端与所述上横梁铰接，该上横梁与所述测量上压板连动，所述随动杠杆C的一端铰接于随动杠杆A上两端之间的中间位置，另一端与所述驱动架铰接，该驱动架与所述测头固定板连动；所述下横梁位于上横梁的下方，并安装于所述基座板上，该下横梁与所述测量下压板相连；所述夹紧气缸的缸体固定于上横梁上，该夹紧气缸的气缸杆端与所述下横梁相连；在待测试样的上下左右分别设有安装于所述测头固定板上并随测头固定板移动的触点测头。

其中：所述基座板朝向上横梁和驱动架的一侧表面设有导轨，所述上横梁及驱动架分别与该导轨滑动连接。

所述基座板上开设有中间孔，所述上、下横梁位于基座板的一侧，所述测量上、下压板位于基座板的另一侧，所述上横梁与测量上压板之间及下横梁与测量下压板之间均由中间孔穿过、进行连接。

所述基座板上开设有条形孔，所述驱动架及测头固定板分别位于基座板的两侧，该驱动架通过连接块与所述测头固定板连动，所述连接块由条形孔穿过。

所述上横梁与下横梁相互平行，所述测量上压板与测量下压板相互平行。

所述测头固定板上安装有上下左右共四个触点测头，上下两个触点测头对称设置、且轴向中心线共线，左右两个触点测头对称设置、且轴向中心线共线。

本发明触点式测尺仪试样自动对中装置的对中方法为：

所述夹紧气缸工作，由于所述下横梁固定在基座板上，因此所述上横梁在夹紧气缸的带动下向下移动，进而带动测量上压板向下移动而将待测试样夹紧于所述测量上、下压板之间；在所述上横梁的移动过程中，通过所述随动杠杆B带动随动杠杆A转动，进而通过所述随动杠杆C带动驱动架、驱动架带动测头固定板移动；所述随动杠杆C与随动杠杆A铰接处到随动杠杆A与基座板铰接处之间的距离为随动杠杆B与随动杠杆A铰接处到随动杠杆A与基座板铰接处之间距离的1/2，当所述夹紧气缸带动上横梁、上横梁带动测量上压板夹紧待测试样时，所述测头固定板左右两侧的触点测头运动距离正好是待测试样厚度的一半，即待测试样水平的中线位置，从而实现对待测试样竖向和水平中线位置尺寸的精确检测，满足对不同厚度待测试样尺寸检测的要求。

本发明的优点与积极效果为：

本发明结构简单，可对不同厚度(直径)的试样进行高度方向的自动对中，可最大限度地避免由于试样制作不规范所带来的检测误差；应用在接触式检测设备上时，可对金属材料试样、非金属材料试样在拉伸试验前对其截面尺寸的精确和快速地检测，

附图说明

图1为本发明自动对中装置的立体结构示意图之一；

图2为本发明自动对中装置的触点测头、待测试样及测量上、下压板一侧的结构示意图；

图3为本发明自动对中装置的立体结构示意图之二；

图4为本发明自动对中装置的立体结构示意图之三；

图5为本发明自动对中装置的立体结构示意图之四；

其中：1为随动杠杆A，2为随动杠杆B，3为随动杠杆C，4为驱动架，5为导轨，6为上横梁，7为下横梁，8为基座板，9为夹紧气缸，10为测量上压板，11为测头固定板，12为触点测头，13为测量下压板，14为连接块，15为中间孔，16为条形孔，17为立柱，18为夹具，19为待测试样，20为电机，21为皮带带轮传动机构，22为连接板，23为滑轨，24为滑板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～5所示，本发明的自动对中装置包括基座板8、杠杆机构、驱动架4、测头固定板11、测量上压板10、测量下压板13、触点测头12、上横梁6、下横梁7及夹紧气缸9，其中基座板8安装于测尺仪内，本实施例的触点式测尺仪具有立柱17、夹具18、电机20、皮带带轮传动机构21、连接板22、滑轨23及滑板24，滑轨23上滑动连接有两个滑板24，一个滑板24上安装有夹具18，基座板8固定在另一侧滑板24上，电机20工作，通过皮带带轮传动机构21带动连接板22、再由连接板22带动基座板8所在滑板24在滑轨23上移动，移动到位后，再将两个滑板24分别固定；待测试样19的一端由夹具18夹紧，另一端放在立柱17上。

本实施例的杠杆机构、上横梁6、下横梁7及驱动架4位于基座板8的一侧，测头固定板11、测量上压板10、测量下压板13及触点测头12位于基座板8的另一侧；杠杆机构包括随动杠杆A1、随动杠杆B2及随动杠杆C3，该随动杠杆A1的一端铰接于基座板8上，另一端与随动杠杆B2的一端铰接，该随动杠杆B2的另一端与上横梁6铰接，随动杠杆C3的一端铰接于随动杠杆A1上两端之间的中间位置，另一端与驱动架4铰接。本实施例的基座板8朝向上横梁6的一侧表面设有两根导轨5，上横梁6分别与这两根导轨5滑动连接。

下横梁7位于上横梁6的下方，并固定在基座板8上。本实施例的基座板8上开设有中间孔15，上横梁6与测量上压板10之间由中间孔15穿过实现连动，下横梁7与测量下压板13之间均由中间孔15穿过实现连动。基座板8上还开设有条形孔16，驱动架4通过连接块14与测头固定板11连动，连接块14由条形孔16穿过。本实施例基座板8上开设了两个条形孔16，对称设置于中间孔15的左右两侧；本实施例的驱动架呈倒置的“U”形，“U”形开口的两端分别通过一个连接块14与测头固定板11连接；并且，“U”形开口的两端分别与两根导轨5滑动连接。本实施例的上横梁6与下横梁7相互平行，测量上压板10与测量下压板13相互平行。

夹紧气缸9的缸体固定于上横梁6上，该夹紧气缸9的气缸杆端与下横梁7相连。在待测试样19的上下左右分别设有安装于测头固定板11上并随测头固定板11移动的触点测头12，测头固定板11上安装有上下左右共四个触点测头12，上下两个触点测头12对称设置、且轴向中心线共线，左右两个触点测头12对称设置、且轴向中心线共线。四个触点测头12分别与控制***连接，本发明的控制***为现有技术，触点测头12检测出的数据传给控制***。

本发明触点式测尺仪试样自动对中装置的对中方法为：

本发明的触点式测尺仪包括测量装置、试样支撑单元、触摸显示屏、外罩等，测量装置是其中重要的组成部分，自动跟踪是通过杠杆原理根据工件厚度调整测头位置，从而达到精确测量的目的。本发明可对同一试样进行设定间距的多点进行测量，使测量结果更接近真实的最小值；消除了传统测量方式中人为因素的影响，提高了检测精度。具体为：

夹紧气缸9工作，由于下横梁7固定在基座板8上不动，因此上横梁6在夹紧气缸9的带动下向下移动，进而带动测量上压板10向下移动而将待测试样19夹紧于测量上、下压板10、13之间；在上横梁6的移动过程中，通过随动杠杆B2带动随动杠杆A1转动，进而通过随动杠杆C3带动驱动架4、驱动架4带动测头固定板11移动；随动杠杆C3与随动杠杆A1铰接处到随动杠杆A1与基座板8铰接处之间的距离为随动杠杆B2与随动杠杆A1铰接处到随动杠杆A1与基座板8铰接处之间距离的1/2，当夹紧气缸9带动上横梁6、上横梁6带动测量上压板10夹紧待测试样19时，测头固定板11左右两侧的触点测头12运动距离正好是待测试样19厚度的一半，即待测试样19水平的中线位置，从而实现对待测试样19竖向和水平中线位置尺寸的精确检测，满足对不同厚度待测试样19尺寸检测的要求。

本发明可应用在为钢铁、有色金属企业、机械制造业、大专院校、科研院所等需要金属拉伸试验的部门提供的接触式检测设备上，从而精确地检测出试样的最小截面尺寸。

Claims (7)

1.一种触点式测尺仪试样自动对中装置，其特征在于：包括基座板(8)、杠杆机构、驱动架(4)、测头固定板(11)、测量上压板(10)、测量下压板(13)、触点测头(12)、上横梁(6)、下横梁(7)及夹紧气缸(9)，其中基座板(8)安装于测尺仪内，所述杠杆机构包括随动杠杆A(1)、随动杠杆B(2)及随动杠杆C(3)，该随动杠杆A(1)的一端铰接于基座板(8)上，另一端与所述随动杠杆B(2)的一端铰接，该随动杠杆B(2)的另一端与所述上横梁(6)铰接，该上横梁(6)与所述测量上压板(10)连动，所述随动杠杆C(3)的一端铰接于随动杠杆A(1)上两端之间的中间位置，另一端与所述驱动架(4)铰接，该驱动架(4)与所述测头固定板(11)连动；所述下横梁(7)位于上横梁(6)的下方，并安装于所述基座板(8)上，该下横梁(7)与所述测量下压板(13)相连；所述夹紧气缸(9)的缸体固定于上横梁(6)上，该夹紧气缸(9)的气缸杆端与所述下横梁(7)相连；在待测试样(19)的上下左右分别设有安装于所述测头固定板(11)上并随测头固定板(11)移动的触点测头(12)。

2.根据权利要求1所述的触点式测尺仪试样自动对中装置，其特征在于：所述基座板(8)朝向上横梁(6)和驱动架(4)的一侧表面设有导轨(5)，所述上横梁(6)及驱动架(4)分别与该导轨(5)滑动连接。

3.根据权利要求1所述的触点式测尺仪试样自动对中装置，其特征在于：所述基座板(8)上开设有中间孔(15)，所述上、下横梁(6、7)位于基座板(8)的一侧，所述测量上、下压板(10、13)位于基座板(8)的另一侧，所述上横梁(6)与测量上压板(10)之间及下横梁(7)与测量下压板(13)之间均由中间孔(15)穿过、进行连接。

4.根据权利要求1所述的触点式测尺仪试样自动对中装置，其特征在于：所述基座板(8)上开设有条形孔(16)，所述驱动架(4)及测头固定板(11)分别位于基座板(8)的两侧，该驱动架(4)通过连接块(14)与所述测头固定板(11)连动，所述连接块(14)由条形孔(16)穿过。

5.根据权利要求1所述的触点式测尺仪试样自动对中装置，其特征在于：所述上横梁(6)与下横梁(7)相互平行，所述测量上压板(10)与测量下压板(13)相互平行。

6.根据权利要求1所述的触点式测尺仪试样自动对中装置，其特征在于：所述测头固定板(11)上安装有上下左右共四个触点测头(12)，上下两个触点测头(12)对称设置、且轴向中心线共线，左右两个触点测头(12)对称设置、且轴向中心线共线。

7.一种权利要求1至6任一权利要求所述触点式测尺仪试样自动对中装置的对中方法，其特征在于：所述夹紧气缸(9)工作，由于所述下横梁(7)固定在基座板(8)上，因此所述上横梁(6)在夹紧气缸(9)的带动下向下移动，进而带动测量上压板(10)向下移动而将待测试样(19)夹紧于所述测量上、下压板(10、13)之间；在所述上横梁(6)的移动过程中，通过所述随动杠杆B(2)带动随动杠杆A(1)转动，进而通过所述随动杠杆C(3)带动驱动架(4)、驱动架(4)带动测头固定板(11)移动；所述随动杠杆C(3)与随动杠杆A(1)铰接处到随动杠杆A(1)与基座板(8)铰接处之间的距离为随动杠杆B(2)与随动杠杆A(1)铰接处到随动杠杆A(1)与基座板(8)铰接处之间距离的1/2，当所述夹紧气缸(9)带动上横梁(6)、上横梁(6)带动测量上压板(10)夹紧待测试样(19)时，所述测头固定板(11)左右两侧的触点测头(12)运动距离正好是待测试样(19)厚度的一半，即待测试样(19)水平的中线位置，从而实现对待测试样(19)竖向和水平中线位置尺寸的精确检测，满足对不同厚度待测试样(19)尺寸检测的要求。

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