拉压施力装置的制作方法

1.本发明涉及物理性能检测技术领域，尤其涉及一种拉压施力装置。


背景技术：

2.在物理性能检测技术领域，对样品在直线方向上施加拉力和压力的情况非常普遍。相关技术中，采用伺服电动缸作为施力装置，配合力值传感器、高速力值采集和反馈电控器等部件实现拉压施力功能，但系统结构复杂，故障率高，成本高，保养和维修负担重。


技术实现要素：

3.本发明提供一种拉压施力装置，用以解决现有技术中结构复杂、故障率高以及成本高的缺陷，结构简单，成本低，调整便捷，还适合多点拉压施力场合。
4.本发明提供一种拉压施力装置，包括：
5.双向伸缩缸，包括壳体和适于相对于所述壳体直线移动的移动件，所述移动件适于在拉力施力位置与压力施力位置之间切换，所述移动件包括相对设置的第一伸缩杆和第二伸缩杆；
6.连接组件，适于连接被施力件；
7.拉压式力传感器，连接于所述第二伸缩杆与所述连接组件之间；
8.第一定位件，连接于所述第一伸缩杆，在所述拉力施力位置，所述第一定位件限位于所述壳体的第一端，以限制所述第一伸缩杆伸出所述壳体第一长度；
9.第二定位件，连接于所述第二伸缩杆，在所述压力施力位置，所述第二定位件限位于所述壳体的第二端，以限制所述第二伸缩杆伸出所述壳体第二长度；
10.其中，所述第一端与所述第二端为相对的两端。
11.根据本发明提供的一种拉压施力装置，所述连接组件包括连接套、第一弹性件、第二弹性件和连接件，所述连接件包括固定连接的分隔部和连接部，所述分隔部位于所述第一弹性件与所述第二弹性件之间，所述第一弹性件和所述第二弹性件位于所述连接套内，所述连接套的一端连接所述拉压式力传感器，所述连接部伸出所述连接套的另一端并适于与被施力件连接。
12.根据本发明提供的一种拉压施力装置，还包括连接器，所述连接器构造有旋向相同的第一螺纹段和第二螺纹段，所述第一螺纹段与所述连接部螺纹连接，所述第二螺纹段适于与被施力件螺纹连接。
13.根据本发明提供的一种拉压施力装置，所述第一定位件套设于所述第一伸缩杆的外侧；
14.和/或，所述第二定位件套设于所述第二伸缩杆的外侧。
15.根据本发明提供的一种拉压施力装置，所述第一伸缩杆构造有第三螺纹段，所述第一定位件构造有第四螺纹段，所述第一伸缩杆与所述第一定位件通过所述第三螺纹段与所述第四螺纹段固定连接。
16.根据本发明提供的一种拉压施力装置，所述第三螺纹段连接有第一锁紧螺母，所述第一锁紧螺母抵接所述第一定位件，所述第四螺纹段位于所述第一定位件背离所述壳体的一端。
17.根据本发明提供的一种拉压施力装置，所述第二伸缩杆构造有第五螺纹段，所述第二定位件构造有第六螺纹段，所述第二伸缩杆与所述第二定位件通过所述第五螺纹段与所述第六螺纹段固定连接。
18.根据本发明提供的一种拉压施力装置，所述第五螺纹段连接有第二锁紧螺母，所述第二锁紧螺母抵接所述第二定位件，所述第六螺纹段位于所述第二定位件背离所述壳体的一端。
19.根据本发明提供的一种拉压施力装置，所述拉压式力传感器为轮辐式压力传感器。
20.根据本发明提供的一种拉压施力装置，所述第一伸缩杆、所述第二伸缩杆、所述轮辐式压力传感器以及所述连接组件同轴。
21.本发明提供的拉压施力装置，通过双向伸缩缸提供拉力施力或压力施力的驱动动力，为了保证双向伸缩缸的第一伸缩杆与第二伸缩杆提供稳定的作用力，在第一伸缩杆上连接第一定位件，在压力施力时，第一定位件限定第一伸缩杆伸出壳体的长度，以使双向伸缩缸向被施力件提供稳定的压力值；在第二伸缩杆上连接第二定位件，在拉力施力时，第二定位件限定第二伸缩杆伸出壳体的长度，以使双向伸缩缸向被施力件提供稳定的拉力值；并通过拉压式力传感器检测作用力的大小，方便准确调节作用力，还方便实时监测。本装置可对被施力件施加周期性的直线方向上的拉力和压力的场合，结构简单，成本低，调整便捷，适合多点拉压施力场合。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本发明提供的拉压施力装置的结构示意图；
24.附图标记：
25.1、第三螺纹段；2、第一锁紧螺母；3、第一定位件；4、第一伸缩杆；5、壳体；6、双向伸缩缸；7、第二伸缩杆；8、第二定位件；9、第二锁紧螺母；10、第四螺纹段；11、拉压式力传感器；12、第一弹性件；13、连接套；14、连接件；15、第二弹性件；16、连接器；17、被施力件。
具体实施方式
26.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
27.本发明的实施例，参考图1所示，提供一种拉压施力装置，包括：双向伸缩缸6、连接
组件、拉压式力传感器11、第二定位件8和第二定位件8，双向伸缩缸6包括壳体5和适于相对于壳体5直线移动的移动件，移动件适于在拉力施力位置与压力施力位置之间切换，移动件包括相对设置的第一伸缩杆4和第二伸缩杆7；连接组件适于连接被施力件17；拉压式力传感器11连接于第二伸缩杆7与连接组件之间；第一定位件3连接于第一伸缩杆4，在拉力施力位置，第一定位件3限位于壳体5的第一端，以限制第一伸缩杆4伸出壳体5第一长度；第二定位件8连接于第二伸缩杆7，在压力施力位置，第二定位件8限位于壳体5的第二端，以限制第二伸缩杆7伸出壳体5第二长度；其中，第一端与第二端为相对的两端。
28.双向伸缩缸6通过流体驱动以控制移动件运动，第一伸缩杆4与第二伸缩杆7为一体式结构，也就是通过流体驱动第一伸缩杆4和第二伸缩杆7运动，第一伸缩杆4与第二伸缩杆7向相背的方向伸出壳体5，参考图1所示，移动件升降运动，也就是第一伸缩杆4与第二伸缩杆7可同步上升或同步下降。其中，双向伸缩缸6可选用气缸或液压缸。
29.移动件适于在拉力施力位置与压力施力位置之间切换，在拉力施力位置，连接组件将移动件提供的压力传递到被施力件17，以向被施力件17施加拉力，进行拉力施力；在压力施力位置，连接组件将移动件提供的拉力传递到被施力件17，以向被施力件17施加压力，进行压力施力。在拉力施力时，第二定位件8的上端抵接在壳体5的下端面(第二端)，通过第二定位件8与第二伸缩杆7配合，限定第二伸缩杆7向下伸出的第二长度，以使拉力稳定保持在拉力预设值。在压力施力时，第一定位件3的下端抵接在壳体5的上端面(第一端)，通过第一定位件3与第一伸缩杆4配合，限定第一伸缩杆4向上伸出的第一长度，以使压力稳定保持在压力预设值。通过改变第一定位件3连接在第一伸缩杆4的位置，可限定第一伸缩杆4伸出的距离，也就是改变压力施力时双向伸缩缸6的行程；同理，通过改变第二定位件8连接在第二伸缩杆7的位置，可限定第二伸缩杆7伸出的距离，也就是改变拉力施力时双向伸缩缸6的行程。
30.其中，双向伸缩缸6实现双向行程可调，可向被施力件17施加不同方向的作用力，作用力的大小可根据实际需要调节。第一长度和第二长度均可根据实际需要进行调节。在施加拉力或压力的过程中，拉压式力传感器11用于检测双向伸缩缸6向被施力件17施加的作用力，以精确控制施力精度。
31.需要说明的是，在拉压施力装置处于工作状态时，移动件的位置为拉力施力位置和压力施力位置；在拉压施力装置处于非工作状态时，移动件可处于其他位置，此时，移动件的位置可灵活选择。
32.本实施例的拉压施力装置，对待检测件在直线方向上施加拉力和压力，双向伸缩缸6的行程可调节，实现拉力和压力分别可调，结构简单，能够克服伺服系统过于复杂、成本高和故障率高的技术不足，还摆脱了伺服系统在多点拉压场合操作复杂、施力成本高、故障率大以及应用受限等弊端。本实施例适用于各种被施力件17的施力，特别是，对被施力件17施加周期性的直线方向上的拉力和压力的场合，结构简单，成本低，调整便捷，特别适合多点拉压施力场合，如石材挂件的拉压性能施力。并且拉压式力传感器11可实时作用力的数值以作为参考，可以精确快捷地逼近目标作用力值，作用力调整快捷方便。
33.在一些实施例中，连接组件包括连接套13、第一弹性件12、第二弹性件15和连接件14，连接件14包括固定连接的分隔部和连接部，分隔部位于第一弹性件12与第二弹性件15之间，第一弹性件12和第二弹性件15位于连接套13内，连接套13的一端连接拉压式力传感
器11，连接部伸出连接套13的另一端并适于与被施力件17连接。
34.连接套13用于限位和保护第一弹性件12和第二弹性件15，连接件14的分隔部设置在第一弹性件12与第二弹性件15之间，以对第一弹性件12和第二弹性件15进行分隔和支撑，也就是，参考图1所示，第一弹性件12的上端抵接连接套13的上端、下端抵接分隔部，第二弹性件15的上端抵接分隔部、下端抵接连接套13的下端。连接套13的上端连接拉压式力传感器11，连接部伸出连接套13的下端并适于连接被施力件17。拉压式力传感器11的一端连接第二伸缩杆7的下端、另一端与连接套13的上端连接。
35.其中，第一弹性件12和第二弹性件15均为弹簧，结构简单且成本低。需要说明的是，第一弹性件12和第二弹性件15的弹性模量一致。但第一弹性件12和第二弹性件15不限于弹簧，还可以为其他能够提供弹性作用力的结构，如弹性块。
36.在拉力施力时，双向伸缩缸6提供向上的拉力，移动件提供给拉压式力传感器11和连接组件向上的拉力，连接组件的拉力通过连接部传递到被施力件17，连接套13将向上的拉力传递到连接部，此时，第二弹性件15在连接套13与连接部之间被压缩，以起到缓冲和支撑作用。
37.在压力施力时，双向伸缩缸6提供向下的压力，移动件提供给拉压式力传感器11和连接组件向下的压力，连接组件的压力通过连接部传递到被施力件17，连接套13将向下的压力传递到连接部，此时，第一弹性件12在连接套13与连接部之间被压缩，以起到缓冲和支撑作用。
38.本实施例中，连接组件设置有弹性件，通过弹性件可对连接件14进行缓冲和支撑，优化连接件14的受力，以延长连接组件的使用寿命，进而有助于延长整个装置的寿命。通过第一弹性件12与第二弹性件15配合，在初始状态下，连接件14位于连接套13内的平衡位置，当第一弹性件12与第二弹性件15的长度相同，则连接件14位于连接套13内的中间位置。
39.在一些实施例中，拉压施力装置还包括连接器16，连接器16构造有旋向相同的第一螺纹段和第二螺纹段，第一螺纹段与连接组件螺纹连接，第二螺纹段适于与被施力件17螺纹连接。
40.本实施例中，连接器16适用于具有螺纹柱的被施力件17，如安装有螺纹柱的石材。在连接器16的第二螺纹段与被施力件17螺纹连接时，连接器16向下旋拧以连接被施力件17的螺纹柱，此时，连接器16下降，第一螺纹段沿连接组件向下旋拧，连接组件可保持不动，旋拧连接器16即可。
41.本实施例中的连接器16与被施力件17相适配，连接器16的结构简单，且连接组件的稳定性好。
42.当连接组件包括上述的连接件14，第一螺纹段与连接部螺纹连接，结构简单且方便加工。
43.需要说明的是，在被施力件未设置螺纹柱的情况下，拉压施力装置可设置夹持组件，夹持组件夹持固定被施力件。
44.在一些实施例中，第一定位件3套设于第一伸缩杆4的外侧，第一定位件3的端面可抵接壳体5的上端，第一定位件3与壳体5均周向受力，受力更加均匀。
45.当然，第一定位件3还可以为连接在第一伸缩杆4外侧的限位块，限位块通过移动调节位置。
46.在一些实施例中，第一伸缩杆4构造有第三螺纹段1，第一定位件3构造有第四螺纹段10，第一伸缩杆4与第一定位件3通过第三螺纹段1与第四螺纹段10固定连接，螺纹连接方便安装且定位准确。
47.其中，第三螺纹段1与第四螺纹段10的螺距要尽量小，以使调节精度更高，提高行程调精度，进而提高力值调整的精度。
48.第三螺纹段1位于第一伸缩杆4的上端，第四螺纹段10位于第一定位段的上端，第一定位件3的下端套设在第一伸缩杆4的外侧并适于抵接壳体5的上端，结构简单且调节简便。
49.在一些实施例中，第三螺纹段1连接有第一锁紧螺母2，第一锁紧螺母2抵接第一定位件3，第四螺纹段10位于第一定位件3背离壳体5的一端。第一锁紧螺母2对第一伸缩杆4与第一定位件3进行轴向限位，提升第一定位件3的固定稳定性，结构简单且成本低，还方便调节第一定位件3的位置。
50.在一些实施例中，第二定位件8套设于第二伸缩杆7的外侧，第二定位件8的端面可抵接壳体5的下端，第二定位件8与壳体5均周向受力，受力更加均匀。
51.当然，第二定位件8还可以为连接在第二伸缩杆7外侧的限位块，限位块通过移动调节位置。
52.在一些实施例中，第二伸缩杆7构造有第五螺纹段，第二定位件8构造有第六螺纹段，第二伸缩杆7与第二定位件8通过第五螺纹段与第六螺纹段固定连接，螺纹连接方便安装且定位准确。
53.其中，第五螺纹段与第六螺纹段的螺距要尽量小，以使调节精度更高。
54.第五螺纹段位于第二伸缩杆7的下端，第六螺纹段位于第二定位段的下端，第二定位件8的上端套设在第二伸缩杆7的外侧并适于抵接壳体5的下端，结构简单且调节简便。
55.在一些实施例中，第五螺纹段连接有第二锁紧螺母9，第二锁紧螺母9抵接第二定位件8，第六螺纹段位于第二定位件8背离壳体5的一端。第二锁紧螺母9对第二伸缩杆7与第二定位件8进行轴向限位，提升第二定位件8的固定稳定性，结构简单且成本低，还方便调节第二定位件8的位置。
56.结合上述，第一定位件3与第二定位件8为对称设置在壳体5两端的结构，有助于壳体5均匀受力。并且，对称式的结构，加工简便且方便操作。
57.上述实施例中的第三螺纹段1为独立于第一伸缩杆4的结构，还可以为第一伸缩杆4的一部分，具体可根据实际需要设置。同理，第五螺纹段为独立于第二伸缩杆7的结构，或者，为第二伸缩杆7的一部分。当第三螺纹段1为独立的结构，第三螺纹段1可与第一伸缩杆4螺纹连接固定或卡接固定；同理，当第五螺纹段为独立的结构，第五螺纹段可与第二伸缩杆7螺纹连接固定或卡接固定。
58.在一些实施例中，拉压式力传感器11为轮辐式压力传感器，轮辐式压力传感器的外圈与第二伸缩杆7连接，内圈与连接套13的上端连接，用于实时感知和显示力值，供操作者手动调节双向伸缩缸6的行程作为依据。
59.其中，轮辐式压力传感器的轴向长度较短，有助于缩短装置的整体长度，进而优化装置的稳定性。
60.在一些实施例中，第一伸缩杆4、第二伸缩杆7、轮辐式压力传感器以及连接组件同
轴，拉力和压力沿轴向传递，有助于提升整体结构的稳定性。
61.在一个具体实施例中，双向伸缩缸6的壳体5内设置移动件，移动件包括第一伸缩杆4和第二伸缩杆7，第一伸缩杆4与第三螺纹段1固定连接，第一伸缩杆4的外侧套设第一定位件3，第二伸缩杆7与第五螺纹段固定连接，第二伸缩杆7的外侧套设第二定位件8，第二伸缩杆7的下端连接拉压式力传感器11的上端，拉压式力传感器11的下端与连接套13的上端连接，连接套13内装有t形的连接件14，连接件14包括横向设置的分隔部和竖直延伸的连接部，分隔部的上下两端分别设置第一弹性件12和第二弹性件15，连接部伸出连接套13并与连接器16连接，连接器16与被施力件17连接。
62.以进行拉力施力为例，对其工作过程进行说明：操作者将被施力件17与连接器16连接，启动双向伸缩缸6，使移动件向上运动以提供拉力，操作者通过拉压式力传感器11显示的拉力的数值，调整第二定位件8在第二伸缩杆7上的位置，使拉力力值达到拉力预设值，然后通过第二锁紧螺母9锁紧第二定位件8以固定力值，即可进行施力。
63.以进行压力施力为例，对其工作过程进行说明：操作者将被施力件17与连接器16连接，启动双向伸缩缸6，使移动件向下运动以提供压力，通过拉压式力传感器11显示的压力力值，调整第一定位件3在第一伸缩杆4上的位置，使压力力值达到压力预设值，然后用第一锁紧螺母2锁紧以固定力值。
64.在系统运行过程中，拉压式力传感器11用于实时感知和显示力值，操作者定期观察拉压式力传感器11显示的力值，当发现力值有所偏差时，解除对应的锁紧螺母，微调对应的第一定位件3或第二定位件8，调整完毕再次将锁紧螺母锁紧。
65.上述实施例中，手动分别调整双向伸缩缸6两端的第一定位件3或第二定位件8的位置，可改变双向伸缩缸6的行程，通过改变气缸行程，改变第一弹性件12或第二弹性件15的压缩量，而改变本装置施加于被施力件17上的拉力值或压力值。在调整第一伸缩杆4的力值时，不会影响第二伸缩杆7的力值，且通过调整双向伸缩缸6的行程，可以无级改变拉力值或压力值。
66.上述实施例的拉压施力装置，是纯机械系统，结构简单，成本低，工作可靠且使用寿命长。
67.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。