CN106546397A - 弹簧力学性能分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹簧力学性能分析仪，包括电控箱体；电控箱体的前面设有复位按钮和测试按钮金属按钮；KK精密线性模组竖直设在电控箱体上方，压簧压头和拉簧下拉钩固定连接并安装在KK精密线性模组上，拉簧上拉钩位于拉簧下拉钩的正上方，可旋转弹簧固定座安装在电控箱体上与压簧压头对应的位置；电控箱体上方的触摸屏通过伺服驱动器、伺服电机、联轴器、拖链与压簧压头和拉簧下拉钩控制连接；激光距离传感器安装在KK精密线性模组的底部，拉压传感器安装在压簧压头与拉簧下拉钩上。本发明适合多种直径和长度的弹簧的测试，装夹方便，可自动手动切换测试，并能有效导正长弹簧在压缩过程中的扭曲变形，具有测试精度高、动作灵敏的优点。

Description

弹簧力学性能分析仪

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，具体是一种弹簧力学性能分析仪。

背景技术

目前在机械行业尤其非标自动化设备方面，会用到各种型号的拉伸弹簧和压缩弹簧，人们对弹簧的需求愈来愈广泛的同时，对弹簧的特性和品质也逐渐关注起来。目前现有的测试设备有两种：

1、手动型，虽价格低廉，但完全靠人手动操作，误差较大，不适于多品种和大批量测试；

2、自动型，用PLC电路控制电机运动。这种设备虽自动化程度较高，然而对多品种弹簧的装夹不够方便，很难避免长弹簧压缩过程中的扭曲变形，并且要通过端口连接工控机，成本高且浪费空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装夹方便、可自动手动切换测试、测试精度高、动作灵敏的弹簧力学性能分析仪，能有效导正长弹簧在压缩过程中的扭曲变形。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

弹簧力学性能分析仪，包括伺服电机、联轴器、拖链、KK精密线性模组、激光距离传感器、可旋转弹簧固定座、电控箱体、金属按钮、伺服驱动器、拉压传感器、压簧压头、拉簧下拉钩、拉簧上拉钩和触摸屏；所述的电控箱体的前面设有两个金属按钮，分别为复位按钮和测试按钮；所述的KK精密线性模组竖直设置在电控箱体的上方，所述的压簧压头和拉簧下拉钩固定连接并安装在KK精密线性模组上，所述的压簧压头位于拉簧下拉钩的正下方，所述的拉簧上拉钩位于拉簧下拉钩的正上方，所述的可旋转弹簧固定座安装在电控箱体上表面与压簧压头相对应的位置处；所述的伺服电机的输出端与联轴器的一端连接，所述的联轴器的另一端与拖链连接，所述的拖链与压簧压头和拉簧下拉钩连接，用于拖动压簧压头与拉簧下拉钩沿KK精密线性模组上下滑动，所述的伺服电机的输入端与伺服驱动器的输出端连接，所述的伺服驱动器的输入端与触摸屏控制连接，所述的触摸屏位于电控箱体的上方；所述的激光距离传感器固定安装在KK精密线性模组的底部，用于测量压簧压头、拉簧下拉钩移动的距离；所述的拉压传感器固定安装在压簧压头与拉簧下拉钩上，用于测量压簧压头上的压力、拉簧下拉钩上的拉力。

作为本发明进一步的方案：所述的可旋转弹簧固定座包括转盘、底座、防松销钉、手压弹片，所述的转盘和防松销钉设置在底座上，所述的手压弹片设置在底座的靠近防松销钉的一个侧面上，所述的手压弹片与防松销钉连接用于控制转盘的旋转性；所述的转盘上表面开设有不同尺寸的弹簧放置孔，用于放置不同尺寸的弹簧，所述的转盘下表面对应于每个弹簧放置孔处开设有磁铁安装孔，用于吸附放入弹簧放置孔内的弹簧，所述的转盘的轴心通过推力球轴承和深沟球轴承与底座旋转连接。

作为本发明进一步的方案：所述的压簧压头包括可活动导柱和辅助压盘，所述的可活动导柱设置在辅助压盘内部并沿着辅助压盘上下移动，防止下压时的弹簧扭曲。

作为本发明进一步的方案：所述的拉簧下拉钩和拉簧上拉钩均包括拉钩和辅助拉钩，在拉钩的顶部沿拉钩折弯方向开有槽，沿槽垂直方向设置定位销，定位销穿过槽固定在拉钩上，所述的槽、定位销构成辅助拉钩。

作为本发明进一步的方案：所述的伺服电机的型号为MSMD012G1D，所述的联轴器的型号为CPOC20-6-8，所述的KK精密线性模组的型号为KK6010C-200A1-F0，所述的激光距离传感器的型号为MLD33-120N-422，所述的伺服驱动器的型号为MADKT1505E，所述的拉压传感器的型号为XJC-S09-A-OP。

作为本发明进一步的方案：所述的电控箱体的左面设有拉环和散热孔，右面设有急停按钮、拉环和散热孔，后面设有GND接地端口、USB接口、电源开关和电源插座。

作为本发明进一步的方案：所述的急停按钮为金属按钮。

作为本发明进一步的方案：所述的电控箱体上还具有外罩，用于将伺服电机、联轴器、拖链、KK精密线性模组、激光距离传感器、伺服驱动器、拉压传感器罩住，仅露出可旋转弹簧固定座、电控箱体、金属按钮、压簧压头、拉簧下拉钩、拉簧上拉钩；所述的触摸屏为寸触摸屏，安装在外罩表面，用来设置参数和显示测试结果。

作为本发明进一步的方案：所述的电控箱体上还设置有蜂鸣器，与触摸屏控制连接。

作为本发明进一步的方案：所述的外罩和电控箱体均采用的钣金材质。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明适合多种直径和长度的弹簧的测试，装夹方便，可自动手动切换测试，并能有效导正长弹簧在压缩过程中的扭曲变形，具有测试精度高、动作灵敏的优点。本发明无需工控机，通过自动触摸屏就能实时输出力对位移曲线图，并能将测试数据进行存储和读取。

本发明特别适合多品种大批量的弹簧性能检测，以及弹簧的寿命测试，而且数据读取和存储颇为容易。本发明极大的提高了设备的自动化程度，减少手工操作误差，提高了产品的精度和一致性，大大提高了生产效率，降低成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是可旋转弹簧固定座的结构示意图；

图3是转盘的侧面剖视示意图；

图4是压簧压头的结构示意图一；

图5是压簧压头的结构示意图二；

图6是拉簧下拉钩的结构示意图；

图7是图6圈起部分的放大结构示意图；

图8是本发明的工作流程示意图一；

图9是本发明的工作流程示意图二；

图中：1-伺服电机、2-联轴器、3-拖链、4-KK精密线性模组、5-激光距离传感器、6-可旋转弹簧固定座、7-电控箱体、8-金属按钮、9-伺服驱动器、10-拉压传感器、11-压簧压头、12-拉簧下拉钩、13-拉簧上拉钩、14-转盘、15-底座、16-防松销钉、17-手压弹片、18-弹簧放置孔、19-磁铁安装孔、20-推力球轴承、21-深沟球轴承、22-可活动导柱、23-辅助压盘、24-拉钩、25-辅助拉钩。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1，本发明实施例中，弹簧力学性能分析仪，包括伺服电机1、联轴器2、拖链3、KK精密线性模组4、激光距离传感器5、可旋转弹簧固定座6、电控箱体7、金属按钮8、伺服驱动器9、拉压传感器10、压簧压头11、拉簧下拉钩12、拉簧上拉钩13和触摸屏；电控箱体7的前面设有两个金属按钮8，分别为复位按钮和测试按钮；电控箱体7的左面设有拉环和散热孔，电控箱体7的右面设有急停按钮、拉环和散热孔，急停按钮亦为金属按钮；电控箱体1的后面设有GND接地端口、USB接口、电源开关和电源插座；KK精密线性模组4竖直设置在电控箱体7的上方，压簧压头11和拉簧下拉钩12固定连接并安装在KK精密线性模组4上，压簧压头11位于拉簧下拉钩12的正下方，拉簧上拉钩13位于拉簧下拉钩12的正上方，可旋转弹簧固定座6安装在电控箱体7上表面与压簧压头11相对应的位置处；伺服电机1的输出端与联轴器2的一端连接，联轴器2的另一端与拖链3连接，拖链3与压簧压头11和拉簧下拉钩12连接，用于拖动压簧压头11与拉簧下拉钩12沿KK精密线性模组4上下滑动，伺服电机1的输入端与伺服驱动器9的输出端连接，伺服驱动器9的输入端与触摸屏控制连接，触摸屏位于电控箱体7的上方；激光距离传感器5固定安装在KK精密线性模组4的底部，用于测量压簧压头11、拉簧下拉钩12移动的距离；拉压传感器10固定安装在压簧压头11与拉簧下拉钩12上，用于测量压簧压头11上的压力、拉簧下拉钩12上的拉力。

优选地，伺服电机1的型号为MSMD012G1D，联轴器2的型号为CPOC20-6-8，KK精密线性模组4的型号为KK6010C-200A1-F0，激光距离传感器5的型号为MLD33-120N-422，伺服驱动器9的型号为MADKT1505E，拉压传感器10的型号为XJC-S09-A-OP。触摸屏采用的是7寸触摸屏，用来设置参数和显示测试结果。

此外，电控箱体7上还具有外罩，用于将伺服电机1、联轴器2、拖链3、KK精密线性模组4、激光距离传感器5、伺服驱动器9、拉压传感器10罩住，仅露出可旋转弹簧固定座6、电控箱体7、金属按钮8、压簧压头11、拉簧下拉钩12、拉簧上拉钩13，具体地，外罩分为测试区和其右边的分析区，触摸屏安装在分析区的主视面，在触摸屏的右上方还设置有蜂鸣器，蜂鸣器与触摸屏控制连接，用于报警提示。外罩和电控箱体7均采用的钣金材质。

请参阅图2～3，可旋转弹簧固定座6包括转盘14、底座15、防松销钉16、手压弹片17，转盘14和防松销钉16设置在底座15上，手压弹片17设置在底座15的靠近防松销钉16的一个侧面上，手压弹片17与防松销钉16连接用于控制转盘14的旋转性；转盘14上表面开设有不同尺寸的弹簧放置孔18，用于放置不同尺寸的弹簧（例如Φ2、Φ3、Φ4、Φ5、Φ6、Φ8、Φ10、Φ12、Φ16、Φ20等等），转盘14下表面对应于每个弹簧放置孔18处开设有磁铁安装孔19，用于吸附放入弹簧放置孔18内的弹簧，转盘14的轴心通过推力球轴承20和深沟球轴承21与底座14旋转连接。

请参阅图4～5，压簧压头11包括可活动导柱22和辅助压盘23，可活动导柱22设置在辅助压盘23内部并沿着辅助压盘23上下移动，可以防止下压时的弹簧扭曲。

请参阅图6～7，拉簧下拉钩12包括拉钩24和辅助拉钩25，辅助拉钩25设置在拉钩24的顶部，具体是在拉钩24的顶部沿拉钩24折弯方向开有槽，沿槽垂直方向设置定位销，定位销穿过槽固定在拉钩24上，所述槽、定位销构成辅助拉钩25，其中拉钩24是供大尺寸拉簧使用的，辅助拉钩25是供小尺寸拉簧使用的。与拉簧下拉钩12相类似，拉簧上拉钩13也包括拉钩和辅助拉钩。

请参阅图8～9，本发明的操作流程分为以下两种：

第一种，当所用弹簧为压缩弹簧时，操作流程如下：

一、作业员将压缩弹簧放在可旋转弹簧固定座6上相应的弹簧放置孔18内，左手按下手压弹片17并用右手转动转盘14将压缩弹簧放置于压簧压头11的正下方位置，松开左手将转盘14位置锁定；

二、打开电源开关，设备通电，按复位按钮，压簧压头11回归零位；

三、在触摸屏中设置弹簧参数，便于以后数据查找与导出；输入要下压的距离，按测试按钮；

四、若是手动测试，则间断或者连续触摸触摸屏上的下移动按键，此时不用按测试按钮，屏幕输出曲线图，自动计算弹力参数；

五、按复位按钮，压簧压头11上移，取出压缩弹簧或者进行第二次测试。

第二种，当所用弹簧为拉伸弹簧时，操作流程如下：若是测试拉伸弹簧，则要根据拉伸弹簧的长度调节拉簧下拉钩12的位置，用手点击触摸屏中的上下移动按键；将拉伸弹簧的上、下挂钩分别挂在拉簧上拉钩13、拉簧下拉钩12上，然后自动或者手动测试，测试过程跟压簧测试过程一样；点击触摸屏中的上移动按钮，待拉伸弹簧释放弹力后取出拉伸弹簧或者进行第二次测试。

本发明适合多种直径和长度的弹簧的测试，装夹方便，可自动手动切换测试，并能有效导正长弹簧在压缩过程中的扭曲变形，具有测试精度高、动作灵敏的优点。本发明无需工控机，通过自动触摸屏就能实时输出力对位移曲线图，并能将测试数据进行存储和读取。

本发明特别适合多品种大批量的弹簧性能检测，以及弹簧的寿命测试，而且数据读取和存储颇为容易。本发明极大的提高了设备的自动化程度，减少手工操作误差，提高了产品的精度和一致性，大大提高了生产效率，降低成本。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.弹簧力学性能分析仪，包括伺服电机（1）、联轴器（2）、拖链（3）、KK精密线性模组（4）、激光距离传感器（5）、可旋转弹簧固定座（6）、电控箱体（7）、金属按钮（8）、伺服驱动器（9）、拉压传感器（10）、压簧压头（11）、拉簧下拉钩（12）、拉簧上拉钩（13）和触摸屏；其特征在于，所述的电控箱体（7）的前面设有两个金属按钮（8），分别为复位按钮和测试按钮；所述的KK精密线性模组（4）竖直设置在电控箱体（7）的上方，所述的压簧压头（11）和拉簧下拉钩（12）固定连接并安装在KK精密线性模组（4）上，所述的压簧压头（11）位于拉簧下拉钩（12）的正下方，所述的拉簧上拉钩（13）位于拉簧下拉钩（12）的正上方，所述的可旋转弹簧固定座（6）安装在电控箱体（7）上表面与压簧压头（11）相对应的位置处；所述的伺服电机（1）的输出端与联轴器（2）的一端连接，所述的联轴器（2）的另一端与拖链（3）连接，所述的拖链（3）与压簧压头（11）和拉簧下拉钩（12）连接，用于拖动压簧压头（11）与拉簧下拉钩（12）沿KK精密线性模组（4）上下滑动，所述的伺服电机（1）的输入端与伺服驱动器（9）的输出端连接，所述的伺服驱动器（9）的输入端与触摸屏控制连接，所述的触摸屏位于电控箱体（7）的上方；所述的激光距离传感器（5）固定安装在KK精密线性模组（4）的底部，用于测量压簧压头（11）、拉簧下拉钩（12）移动的距离；所述的拉压传感器（10）固定安装在压簧压头（11）与拉簧下拉钩（12）上，用于测量压簧压头（11）上的压力、拉簧下拉钩（12）上的拉力。

2.根据权利要求1所述的弹簧力学性能分析仪，其特征在于，所述的可旋转弹簧固定座（6）包括转盘（14）、底座（15）、防松销钉（16）、手压弹片（17），所述的转盘（14）和防松销钉（16）设置在底座（15）上，所述的手压弹片（17）设置在底座（15）的靠近防松销钉（16）的一个侧面上，所述的手压弹片（17）与防松销钉（16）连接用于控制转盘（14）的旋转性；所述的转盘（14）上表面开设有不同尺寸的弹簧放置孔（18），用于放置不同尺寸的弹簧，所述的转盘（14）下表面对应于每个弹簧放置孔（18）处开设有磁铁安装孔（19），用于吸附放入弹簧放置孔（18）内的弹簧，所述的转盘（14）的轴心通过推力球轴承（20）和深沟球轴承（21）与底座（14）旋转连接。

3.根据权利要求1所述的弹簧力学性能分析仪，其特征在于，所述的压簧压头（11）包括可活动导柱（22）和辅助压盘（23），所述的可活动导柱（22）设置在辅助压盘（23）内部并沿着辅助压盘（23）上下移动，防止下压时的弹簧扭曲。

4.根据权利要求1所述的弹簧力学性能分析仪，其特征在于，所述的拉簧下拉钩（12）和拉簧上拉钩（13）均包括拉钩（24）和辅助拉钩（25），在拉钩（24）的顶部沿拉钩（24）折弯方向开有槽，沿槽垂直方向设置定位销，定位销穿过槽固定在拉钩（24）上，所述的槽、定位销构成辅助拉钩（25）。

5.根据权利要求1所述的弹簧力学性能分析仪，其特征在于，所述的伺服电机（1）的型号为MSMD012G1D，所述的联轴器（2）的型号为CPOC20-6-8，所述的KK精密线性模组（4）的型号为KK6010C-200A1-F0，所述的激光距离传感器（5）的型号为MLD33-120N-422，所述的伺服驱动器（9）的型号为MADKT1505E，所述的拉压传感器（10）的型号为XJC-S09-A-OP。

6.根据权利要求1所述的弹簧力学性能分析仪，其特征在于，所述的电控箱体（7）的左面设有拉环和散热孔，右面设有急停按钮、拉环和散热孔，后面设有GND接地端口、USB接口、电源开关和电源插座。

7.根据权利要求6所述的弹簧力学性能分析仪，其特征在于，所述的急停按钮为金属按钮。

8.根据权利要求1所述的弹簧力学性能分析仪，其特征在于，所述的电控箱体（7）上还具有外罩，用于将伺服电机（1）、联轴器（2）、拖链（3）、KK精密线性模组（4）、激光距离传感器（5）、伺服驱动器（9）、拉压传感器（10）罩住，仅露出可旋转弹簧固定座（6）、电控箱体（7）、金属按钮（8）、压簧压头（11）、拉簧下拉钩（12）、拉簧上拉钩（13）；所述的触摸屏为（7）寸触摸屏，安装在外罩表面，用来设置参数和显示测试结果。

9.根据权利要求8所述的弹簧力学性能分析仪，其特征在于，所述的电控箱体（7）上还设置有蜂鸣器，与触摸屏控制连接。

10.根据权利要求8所述的弹簧力学性能分析仪，其特征在于，所述的外罩和电控箱体（7）均采用的钣金材质。