[发明专利]一种柱状弹性元件刚度特性自动检测方法

权利要求书

1.一种柱状弹性元件刚度特性自动检测方法，其特征在于所述方法基于自动检测设备实现，所述检测设备包括伺服电机(1)、滚珠丝杠机构(2)、执行机构(3)、力传感器(4)、光学测距传感器(19)、定位装夹机构(5)、系统支撑机构和上位计算机，伺服电机(1)、滚珠丝杠机构(2)、执行机构(3)依次由上到下设置，滚珠丝杠机构(2)铅垂方向固定在系统支撑机构的侧面上，滚珠丝杠机构(2)的丝杠上端与伺服电机(1)的输出轴相连接，伺服电机(1)设置在系统支撑机构的顶端上，执行机构(3)的上端固定在滚珠丝杠机构(2)的滑台侧面上，执行机构(3)的杆状体中部设置为力传感器(4)，执行机构(3)的下端下方为定位装夹机构(5)，定位装夹机构(5)为空心的筒状体，光学测距传感器(19)设置在定位装夹机构(5)腔体内的底部且朝向上方以检测执行机构(3)下端面的位移；力传感器(4)和光学测距传感器(19)这两路测量结果通过线缆传输到上位计算机；上位计算机的控制信号输出端连接在伺服电机(1)的控制信号输入端上；

所述方法包括下述步骤：

一、上位计算机给伺服电机(1)发送指令，执行机构(3)回归到最上端；

二、人工将根据被测工件型号选择对应的定位环套入固定装夹机构中，再将被测工件放置于定位环内；

三、通过上位计算机发送指令控制伺服电机(1)平稳转动，以推动执行机构(3)对被测工件进行下压，到达指定行程后，伺服电机(1)停止；在这期间力传感器(4)和光学测距传感器(19)对压力和位移进行同步采样，采样结果实时反馈到上位计算机；

四、伺服电机(1)反方向旋转，带动执行机构(3)对被测工件的压缩进行释放；

五、上位计算机根据实时反馈到的采样结果，对被测工件的轴向刚度特性进行数值化表达：

所述光学测距传感器(19)为激光位移传感器，所述激光位移传感器包括发射端口(19-1)和接收端口(19-2)，发射端口(19-1)向上发出的激光光束在执行机构(3)的底端反射回来到接收端口(19-2)；测量光路在其内基于三角测量法完成闭路测量；

执行机构(3)包括转换架(12)、压力推杆(13)、连接螺柱(15)和压盘(16)，转换架(12)固定在固定平台(10)上，压力推杆(13)的下端与力传感器(4)的上端螺纹连接，力传感器(4)的下端与压盘(16)的上端通过连接螺柱(15)连接，所述压盘(16)由位于上端的盘体和位于下端的圆柱体组成，所述盘体和圆柱体与力传感器(4)和压力推杆(13)同轴心线；

系统支撑机构包括立柱(6-1)、下平台(6-2)和电机支架(6-3)，立柱(6-1)固定在下平台(6-2)边缘的上表面上，电机支架(6-3)固定在立柱(6-1)顶端的侧部，伺服电机(1)安装在电机支架(6-3)上；

所述定位装夹机构(5)包括定位环(17)、定位筒(18)和定位套(5-1)，定位套(5-1)通过螺栓固定在下平台(6-2)的上表面上，定位筒(18)固定在定位套(5-1)的上端面上，定位筒(18)的内表面开有环形台阶(18-1)，定位环(17)设置在定位筒(18)内并坐落在环形台阶(18-1)上，定位环(17)、定位筒(18)和定位套(5-1)同轴心线；

定位筒(18)的上边缘开有两个槽形开口(17-1)，所述槽形开口(17-1)相对于定位筒(18)的中心线对称设置。

2.根据权利要求1所述的一种柱状弹性元件刚度特性自动检测方法，其特征在于在第二步骤中，根据被测工件型号选择对应的定位环套入固定装夹机构中，再将被测工件放置于定位环内。

3.根据权利要求1所述的一种柱状弹性元件刚度特性自动检测方法，其特征在于所述滚珠丝杠机构(2)包括挠性联轴器(7)、方形导轨(8)、滑台(9)、固定平台(10)和滚珠丝杠(11)，挠性联轴器(7)连接在伺服电机(1)的电机轴与滚珠丝杠(11)之间，通过滑台(9)在方形导轨(8)上往复运动从而带动固定平台(10)进行移动。

4.根据权利要求1所述的一种柱状弹性元件刚度特性自动检测方法，其特征在于所述光学测距传感器(19)还包括传感器安装支架(20)，传感器安装支架(20)为一个直角弯板，所述传感器安装支架(20)的一个板体通过螺栓固定在下平台(6-2)上表面上，激光位移传感器通过螺栓固定在传感器安装支架(20)的另一个板体上。

5.根据权利要求3所述的一种柱状弹性元件刚度特性自动检测方法，其特征在于所述挠性联轴器(7)为膜片型联轴器。