一种专用受力工具检测装置的制作方法

1.本实用新型属于机电一体化机械设备技术领域，具体涉及一种专用受力工具检测装置。


背景技术：

2.人类自古就有对材料进行特性测试的需求，拉力试验机便是一种对材料进行力学特性测试的设备。拉力试验机已经广泛应用于科研院所、大专院校、机械、钢铁冶金、交通运输、航空航天、医疗、质检等行业拉力试验机作为工业生产中重要的基础性试验测试设备，它的发展直接关系到我国工业生产的发展。
3.某供电维管施工部门要求“所有工具和安全工器具，在使用前均需进行检查，符合要求方准使用”，在实际执行过程中除每年定期对受力工具进行周期性试验外，日常作业前的检查只停留在外观检查，对工器具的受力性能是否达标无法进行检查，过程缺乏专业设备、科学数据做支撑，自检过程流于形式，易导致作业过程中出现各种问题，如“手扳葫芦链条滑脱等”，存严重人身安全隐患。为提高安全风险的管控能力，降低由于工器具受力状态不良导致的人身伤害，研制一款专用受力工具检测装置是非常有意义的。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种专用受力工具检测装置，实现工具受力状态下机械性能参数的测试和作业前受力工具出库检测，有效评估受力工具的状态，降低由于工器具受力状态不良导致的人身伤害和经济损失。
5.实现本实用新型的技术解决方案为：
6.一种专用受力工具检测装置，其特征在于，包括外壳，外壳内安装有可施加拉力的电动缸，电动缸包括步进电机、电动缸伸缩杆和电动缸腔体，所述电动缸腔体和步进电机连接，电动缸伸缩杆一端位于电动缸腔体内，电动缸伸缩杆另一端从外壳顶部伸出，该端连接拉力传感器的一端，拉力传感器的另一端固定连接有下拉钩；所述外壳顶部固定有承力杆，所述承力杆上安装有上拉钩，所述上拉钩在承力杆上的位置可调节，测试时被测件两端分别挂在上拉钩和下拉钩上；所述电动缸的施加拉力通过plc控制器控制。
7.与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
8.(1)以plc控制器为控制核心，采用电动缸对受力工具施加拉力，由步进电机提供电动缸所需动力，通过拉力传感器实时采集数据，通过分析实时读取的拉力值对受力工具进行检测，实现工具受力状态下机械性能参数的测试和作业前受力工具出库检测，有效评估受力工具的状态，降低由于工器具受力状态不良导致的人身伤害和经济损失；
9.(2)本装置结构简单，结构件加工精度要求低，整台装置成本较低，其具有很好的经济性；
10.(3)本装置选择的传感器和相关元器件都是市面上很成熟的产品，测试方案直接有效，实现性较好，其具有很好的实用性；
11.(4)可以测试多种不同类型、不同长度的受力工具，整个试验装置具有良好的互换性。
附图说明
12.图1为检测装置总体结构图。
13.图2为检测装置局部剖视图。
14.图3为检测装置局部放大图。
15.图4为控制原理示意图。
16.图中：1、承力杆，2、上拉钩，3、下拉钩，4、拉力传感器，5、电动缸伸缩杆，6、外壳，7、插销，8、电动缸腔体，9、步进电机，10、减速器，11、控制柜，12、支架，13、触摸屏，14、热敏打印机。
具体实施方式
17.下面对本实用新型具体实施例做进一步说明：
18.结合图1和图2，一种专用受力工具检测装置，由承力杆1、上拉钩2、下拉钩3、拉力传感器4、外壳6、电动缸、插销7、控制柜11、支架12组成；所述的电动缸由电动缸伸缩杆5、电动缸腔体8、减速器10、步进电机9组成；结合图4，所述的控制柜11内部装有plc控制器，前面板上装有触摸屏13、热敏打印机14，触摸屏13和热敏打印机14、plc控制器电性连接。
19.外壳6内部中空，电动缸安装在外壳6内部顶面，外壳6用以保护电动缸和支撑其它部件；电动缸伸缩杆5一端位于电动缸腔体8内，另一端从外壳6顶部伸出，电动缸用以实现拉力施加；电动缸腔体8通过减速器10和步进电机9连接；拉力传感器4一端固定在电动缸伸缩杆5上，另一端固定在下拉钩3上，拉力传感器4用以实时测量拉力试验过程中的拉力值；承力杆1焊接在外壳6上，承力杆1用以支撑上拉钩2；结合图3，插销7插在承力杆1和上拉钩2的插孔上，插销7用以将上拉钩2固定在承力杆1上；承力杆1上有多个插孔，可以根据被测件的长度调整上拉钩2固定在承力杆1上的位置；测试时被测件两端分别挂在上拉钩2和下拉钩3上；控制柜11安装在支架12上，支架12用以支撑控制柜11，控制柜11用以实现电动缸的控制、拉力传感器4采集数据的处理、测试数据的显示及打印。
20.对于长度不同的被测件，可以通过调整上拉钩2进行粗调，然后通过触摸屏13上的按键调整电动缸伸缩杆5的伸出长度，实现微调，通过这种方式完成初始状态下被测件的固定。
21.检测装置通过计算步进电机9的转动圈数换算得到被测件形变量，通过拉力传感器4的电压值换算得到被测件所受拉力，根据设定的目标值和读取的反馈量控制步进电机9转动，实现检测装置闭环控制。
22.检测装置工作时，通过触摸屏13对初始参数进行设定。按下开始按键，plc控制器控制电动缸动作，以一个较快的速度提升。拉力传感器4实时将拉力值反馈到plc控制器中，并在触摸屏13上显示，当拉力达到某一设定值a时，电动缸提升速度减慢，直至拉力达到设定值b，然后步进电机9刹车，维持一定时间，然后判断是否失效。将整个过程中的拉力变化所有数值存储到表格中，并在触摸屏13上以曲线的形式显示，触摸屏13可以实时显示力-形变、力-时间等曲线。被测件的弹性模量等参数经过计算也可以显示在触摸屏13上。按下触
摸屏13上的打印按钮，可通过热敏打印机14对触摸屏13上的有用信息进行打印。测试结束后，按下回位按钮，plc控制器控制电动缸回位，然后可以取下被测件。
23.本新型的检测装置以plc控制器为控制核心，由步进电机提供电动缸所需动力，通过拉力传感器实时采集数据，通过触摸屏进行人机交互。本装置主要能够实现两项基本功能，一是工具受力状态下机械性能参数的测试；二是作业前受力工具出库检测。本装置可以实现0-1000mm长度多种工具的测试，待测工具包括安全带、钢丝套子、手扳葫芦、绳索、紧线器等。
24.需要说明的是，本实用新型在于保护检测装置的结构，关于涉及的电压值换算等计算方法或者控制方法均为本领域公知方法，且不在本专利的保护范围内，在此不再累述。
25.以上所述仅为本实用新型的一个实例，对于不同长度、不同类型的受力工具，测试方法与本例相似。只要其检测装置机械结构设计以及整体检测原理同本实用新型所叙述一致，均应视为本实用新型所包括的范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种专用受力工具检测装置，其特征在于，包括外壳(6)，外壳(6)内安装有可施加拉力的电动缸，电动缸包括步进电机(9)、电动缸伸缩杆(5)和电动缸腔体(8)，所述电动缸腔体(8)和步进电机(9)连接，电动缸伸缩杆(5)一端位于电动缸腔体(8)内，电动缸伸缩杆(5)另一端从外壳(6)顶部伸出，该端连接拉力传感器(4)的一端，拉力传感器(4)的另一端固定连接有下拉钩(3)；所述外壳(6)顶部固定有承力杆(1)，所述承力杆(1)上安装有上拉钩(2)，所述上拉钩(2)在承力杆(1)上的位置可调节，测试时被测件两端分别挂在上拉钩(2)和下拉钩(3)上；所述电动缸的施加拉力通过plc控制器控制。2.根据权利要求1所述的一种专用受力工具检测装置，其特征在于：还包括控制柜(11)和支架(12)，所述plc控制器位于控制柜(11)内，所述控制柜(11)固定在支架(12)上。3.根据权利要求2所述的一种专用受力工具检测装置，其特征在于：所述控制柜(11)上安装有触摸屏(13)和热敏打印机(14)，触摸屏(13)和热敏打印机(14)、plc控制器电性连接。4.根据权利要求3所述的一种专用受力工具检测装置，其特征在于：所述触摸屏(13)通过力-形变或力-时间曲线显示测试的拉力变化。5.根据权利要求1所述的一种专用受力工具检测装置，其特征在于：所述电动缸腔体(8)通过减速器(10)和步进电机(9)连接。6.根据权利要求1所述的一种专用受力工具检测装置，其特征在于：所述承力杆(1)上有多个插孔，所述上拉钩(2)通过插销(7)固定在承力杆(1)上。7.根据权利要求1所述的一种专用受力工具检测装置，其特征在于：所述被测件的长度范围为0-1000mm。8.根据权利要求1～7任一所述的一种专用受力工具检测装置，其特征在于：所述被测件为安全带、钢丝套子、手扳葫芦、绳索或紧线器。

技术总结
本实用新型公开了一种专用受力工具检测装置，其包括承力杆、上拉钩、下拉钩、拉力传感器、外壳、电动缸、插销、控制柜、支架；所述的电动缸由电动缸伸缩杆、电动缸腔体、减速器、步进电机组成；所述的控制柜内部装有PLC控制器，前面板上装有触摸屏、热敏打印机。本装置主要能够实现两项基本功能，一是工具受力状态下机械性能参数的测试；二是作业前受力工具出库检测，本装置可以实现0-1000mm长度多种工具的测试。试。试。


技术研发人员：李超 杨鸿斌 张吉远 苏会敏 张滨 王永超 王文坛 郝大文 孙振涛 张延超
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一六研究所
技术研发日：2022.08.11
技术公布日：2022/12/13