[实用新型]六维加载材料力学试验机

权利要求书

1、一种六维加载材料力学试验机，其特征在于由以下几部分组成：并联加载机构，包括：基础平台、虎克铰、伸缩杆、六维力传感器、夹具、试件、球铰、活动平台；夹具分为上夹具和下夹具，两者结构相同；基础平台和活动平台均为三角形，各有六个关节轴承-虎克铰和球铰；试件被装夹在上下两个夹具上；上夹具与活动平台固定连接，随活动平台移动；下夹具固定在六维力传感器上；试件通过上下两个夹具接受载荷；活动平台的移动由六个伸缩杆带动实现；伸缩杆部件在自身伺服主机的驱动下，实现精确的轴向伸缩；

伸缩杆分为以电机为伺服主机的伸缩杆和以液压油缸为伺服主机的伸缩杆；基础平台和活动平台由六根伸缩杆连接，每根并联连杆球铰一端与活动平台通过球铰座连接，虎克铰一端与基础平台通过虎克铰座连接，形成6-UPS机构；

控制系统，其组成包括：

1)加载运动控制器：包括控制计算机和多轴运动控制卡，多轴运动控制卡插在控制计算机的I/O扩展槽中；

2)加载运动编程系统和控制系统软件；

3)加载运动伺服系统：包括伺服电源、伺服主机及其向控制系统的反馈电路；

4)力传感器：六维力传感器；

5)位移传感器；

采样系统包括：

1)计算机；

2)力传感器：六维力传感器，；

3)采样板卡：选用12位以上的信号采集卡；

4)位移传感器：以电机为伺服主机的伸缩杆，可以直接利用伺服电机尾部自带的旋转编码器作为伸缩杆位移传感器；以液压油缸为伺服主机的伸缩杆，每个伸缩杆上设置一个直线位移传感器；

5)位移计算模块；

6)应变传感器：在被测试件的关键位置布置应变传感器，应变传感器包括应变片和应变计。

2、如权利要求1所述的一种六维加载材料力学试验机，其特征在于：对于小载荷、高精度加载机构，采用以电机为伺服主机的单个伸缩杆，由以下单元构成：虎克铰支撑、电机支撑、伺服电机、联轴节、向心推力球轴承、滚珠丝杠、套筒、螺母、支杆、球铰支撑；伺服电机通过联轴节带动滚珠丝杠旋转，进而推动螺母沿套筒内部上下移动，同时带动支杆和球铰支撑上下移动；伺服电机的转动量是由编制好的程序控制；多轴运动控制卡通过驱动器与伺服电机相连；利用伺服电机尾部自带的旋转编码器作为伸缩杆位移传感器。

3、如权利要求1所示的一种六维加载材料力学试验机，其特征在于：对于大载荷、低精度加载机构，采用以液压油缸为伺服主机的单个伸缩杆，包括球铰、活塞杆、伺服油缸、虎克铰、位移传感器滑尺、定尺和液压伺服回路；位移传感器滑尺用夹头固定在活塞杆上；多轴运动控制卡通过伺服阀与伺服油缸相连。

4、如权利要求1所述的一种六维加载材料力学试验机，其特征在于：控制计算机可选用486以上工控机。

5、如权利要求1所述的一种六维加载材料力学试验机，其特征在于：多轴运动控制控制卡可选用6轴以上控制卡。

6、如权利要求1所述的一种六维加载材料力学试验机，其特征在于：位移传感器分辨率不大于最大加载位移的5‰。

7、如权利要求1所述的一种六维加载材料力学试验机，其特征在于：当载荷是频率较高的动载荷时，六维力学传感器优先选用压电式传感器。

8、如权利要求1所述的一种六维加载材料力学试验机，其特征在于：当载荷是静载荷或变化较慢的载荷时，六维力学传感器优先选用应变式传感器。