杆身试验方法及装置的制作方法

专利名称：杆身试验方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及杆身的试验，具体来说，涉及高尔夫球杆杆身的试验。
背景技术：
目前存在有各种试验杆身耐用性的装置。人们设计和开发出不同的试验来 剔除不具有可接受结构强度的杆身。例如，在高尔夫业界内，普通采用的杆身 破坏试验是空气中炮轰试验，其中， 一球以规定速度射击在高尔夫球杆头上， 直到达到一可接受的冲击量，或出现彻底的破坏(球杆头结合到杆身上，就如 在球场上所作的那样)。该试验需要多次反复(通常高达3000次击球和以上)。 此外，空气炮轰试验很费时、有噪声，需要有人监督并有潜在的危险性(根本 原因在于抛射物以高的速度抛射到球杆头上)。
上述方法测试复合材料高尔夫球杆杆身的结构完整性。这些方法和其它复 合材料高尔夫球杆杆身试验方法的至少一个问题在于，所有这些试验都集中在 杆身上的单一部位或点上，而不是在不同的点上或全部的圆周上。该类型的试 验可导致"虚假的肯定"破坏试验结果。该"虚假的肯定"结果的一个原因是 因为复合层片下落偏差(composite ply dr叩offs)的缘故。层片下落偏差或不 良设计造成的杆身壁厚变化可导致杆身围绕其圆周的强度变化。

发明内容
本发明的几个实施例提供试验诸如高尔夫球杆杆身之类杆身的方法和装
置。在一个实施例中，本发明的特征在于一种杆身试验机，该试验机包括框架；联接到框架的第一杆身支承件，该第一杆身支承件适于在第一固定位置支 承杆身的第一部分；联接到框架的第二杆身支承件，该第二杆身支承件适于在 第二固定位置支承杆身的第二部分；以及联接到框架的第三杆身支承件，该第 三杆身支承件适于在第三固定位置支承杆身的第三部分。该杆身试验机还包 括致动器，其联接到第三杆身支承件并适于使第三部分相对于第一部分和第 二部分位移而致使杆身发生挠曲；传感器，其联接到第一支承件、第二支承件 和第三支承件中的一个，并适于输出对应于由杆身的挠曲而作用的载荷力的信 号；以及控制器，其联接到致动器并适于控制杆身的位移。
在另一实施例中，本发明的特征在于一种杆身试验机，该试验机包括框 架；联接到框架的第一杆身支承件，该第一杆身支承件适于在第一固定位置支 承杆身的第一部分；联接到框架的第二杆身支承件，该第二杆身支承件适于在 第二固定位置支承杆身的第二部分。该杆身试验机还包括致动器，其联接到 第二杆身支承件并适于使第二部分相对于第一部分位移而致使杆身发生侧向
挠曲；传感器，其联接到第一支承件、第二支承件和第三支承件中的一个，并 适于输出对应于由杆身的侧向挠曲而作用的载荷力的信号；电动机，其适于在 杆身经历侧向挠曲时转动该杆身；以及控制器，其联接到致动器和电动机并适 于控制挠曲和转动。
在另一实施例中，本发明的特征在于一种试验杆身时使用的方法，该方法 包括如下步骤在第一固定位置支承杆身的第一部分；在第二固定位置支承杆 身的第二部分；在第三固定位置支承杆身的第三部分；使第三部分相对于第一 部分和第二部分位移，致使杆身发生挠曲；输出对应于由杆身的位移而作用的
载荷力的信号；以及控制杆身的位移。
在另一实施例中，本发明的特征在于一种试验杆身时使用的方法，该方法
包括如下步骤在第一固定位置支承杆身的第一部分；在第二固定位置支承杆 身的第二部分；使第二部分相对于第一部分和第二部分位移，致使杆身发生侧
向挠曲；输出对应于由杆身的位移而作用的载荷力的信号；在位移步骤过程中 转动该杆身；以及控制杆身的位移和转动。
在还有另一实施例中，本发明的特征在于一种试验杆身时使用的方法，该 方法包括如下步骤使杆身的第一部分相对于杆身的第二部分位移而致使杆身
8发生挠曲；当杆身经历挠曲时转动该杆身；测量杆身转动过程中因挠曲而作用 的载荷力；监视随时间而测得的载荷力；以及至少部分地基于监视步骤产生杆 身的疲劳曲线。
在另一实施例中，本发明的特征在于一种试验杆身时使用的方法，该方法 包括如下步骤使第一杆身的第一部分相对于第一杆身的第二部分位移而致使 第一杆身发生挠曲，导致由第一杆身作用第一水平的载荷力；当第一杆身经历 挠曲时转动第一杆身直到第一杆身失效；确定第一杆身失效之前的第一时间长 度；使第二杆身的第一部分相对于第二杆身的第二部分位移而致使第二杆身发 生挠曲，导致由第二杆身作用第二水平的载荷力；当第二杆身经历挠曲时转动 第二杆身直到第二杆身失效；确定第二杆身失效之前的第二时间长度；以及至 少部分地基于试验第一杆身和第二杆身来产生疲劳寿命曲线，以外插(或称外 推)未试验的附加杆身的疲劳寿命。


从以下结合附图对本发明的详细描述中，将更加明白本发明几个实施例的 上述的和其它的方面、特征和优点。
图1是根据本发明几个实施例的杆身试验装置的自由体受力图的一个实施例。
图2是根据某些实施例的杆身试验装置的控制回路的示意图。 图3是根据本发明几个实施例的杆身试验装置。 图4是根据几个实施例的图3杆身试验装置的承载平台的立体图。 图5是根据几个实施例的图3杆身试验装置的中间支承件的立体图。 图6是根据本发明几个实施例的杆身试验装置。 图7是根据一个实施例的处于加载状态中的图6的杆身试验装置。 图8是图6和7的杆身试验装置的自由体受力图的一个实施例。 图9是根据一个实施例的图6的杆身试验装置的下支承组件和电动机组件 和直线组件的放大图。
图10是在图9的下支承组件的变体的x-y平面内观看的俯视图。
图11是根据一个实施例的在图6的杆身试验装置600的上支承组件的的x-y平面内观看的俯视图。
图12是控制根据一个实施例的图6-11的杆身试验装置的控制器的操作的 用户界面。
图13是图12用户界面的变体，并包括根据一个实施例采集和计算得到的 数据的绘图。
图14是根据本发明一个实施例的在杆身失效之前的载荷(lbs)对采集到 数据的循环次数的曲线图。
图15是根据一个实施例使用如图1-5或图6-11所示的试验机的载荷(lbs) 对该载荷下杆身失效时的转数的半对数曲线图。
图16是图15曲线图的变体，提供根据一个实施例的转矩(lbs-in)对转 数的半对数曲线图。
图17是根据本发明实施例的杆身试验装置的操作中执行的步骤的流程图。
图18是根据本发明其它实施例的扭转疲劳的杆身试验装置的自由体受力图。
在全部的附图中，对应的附图标记表示对应的部件。技术人员将会认识到， 图中的元件只是为了简明而示出的，不一定需要按比例绘出。例如，图中某些 元件的尺寸可以相对于其它元件夸大以帮助和提高对本发明各个实施例的理 解。还有，在商业上可行的实施例中，那些有用的或必要的普通但很好理解的 元件通常不予示出，以便于本发明这些各个实施例不被阻挡住。
具体实施例方式
以下的描述不被看作有限制的含义，但只是用于描述示范实施例的一般原 理的目的。应参照权利要求书来确定本发明的范围。
全部的说明书中涉及到"一个实施例"、"实施例"或类似的语言，意指 包括在本发明至少一个实施例中的结合该实施例所描述的特定的特征、结构或 特点。因此，全部说明书中出现词语"一个实施例"、"实施例"或类似的语 言，不一定全部涉及该同一实施例。
本发明的几个实施例着力于上述的问题。在几个实施例中，提供一杆身试 验装置或机器以及相关的方法，来试验那些在使用中会挠曲或弯曲的杆身或类似细长结构。例如， 一杆身发生挠曲来确定该杆身破坏点。在其它实施例中， 杆身的挠曲是围绕杆身的不同转动部位。在某些实施例中，杆身发生挠曲，同 时转动来测试其破坏，以便产生该杆身的疲劳曲线或疲劳寿命。 一般地说，在 某些实施例中，当测试杆身的疲劳寿命时，杆身保持在一挠曲的状态中，同时 随时间转动，同时测量杆身在该杆身的一点或多点处作用的加载力，和/或计算 在该杆身一个或多个部位处产生的力矩。可分析随时间变化的该数据，并可产 生杆身的疲劳寿命曲线，例如，杆身随时间在各个圆周部位处抵抗挠曲的能力。 在某些实施例中，所提供的试验和方法是安全的且使用中很安静，并可快速地 进行，且可以自动化方式使用无需人员监督。几个实施例的安全性还在于它们 都不是弹道的试验。
在某些实施例中，杆身试验装置在高尔夫球杆杆身上以高达360度测试杆 身的疲劳，由此，全循环的拉伸和压縮载荷施加到杆身上。这可以在相对于杆 身的全部圆周的多个圆周部位处更好地理解杆身的结构完整性，而不必在试验 过程中担心杆身如何定向。此外，在某些实施例中，该系统测试不带高尔夫球 杆头的杆身或附连或结合到该杆身上的任何合理的复制件的弯曲疲劳。
参照图1，图中示出根据本发明某些实施例的杆身试验装置的自由体受力 图。图1示出试验情况下施加到杆身102上的载荷，例如，载荷在末端处施加
一力矩，其模拟高尔夫球杆摆动过程中作用在杆身上的力矩，此时，杆身102
在两个部分之间挠曲，该力矩致使形成一挠曲的形状，该形状模拟实际的高尔
夫球杆摆动过程中发生的挠曲形状。杆身102在粗的一端(显示为点C)被粗 端支承101夹住，在点B处有中间支承104，以及两个末端支承106、 108，该 两个末端支承106、 108模仿高尔夫球杆头的杆身部位。即，在某些实施例中， 末端支承106位于该杆身首先进入孔穴(或称插鞘)或球杆头的那点的部位处。 末端支承106显示在点A处，而末端支承108显示在点D处。在一个实施例 中，末端支承106和108的定位彼此间距近似为2英寸(沿着z杆身线)，当 杆身末端相对于杆身粗端位移时，使末端支承106在末端吸收大部分的载荷。 例如，在所示的实施例中，杆身末端沿着x杆身线相对于杆身的粗端侧向地或 直线地位移，以使杆身围绕中间支承104挠曲。该中间支承104可沿垂直方向 (例如，z杆身线)进行调整，以便在不同长度和变化加载条件下适应不同类型的杆身。如围绕杆身末端的箭头E所示，在某些实施例中，杆身试验机转动 杆身102，同时，杆身处于所示的弯曲或挠曲(加载)位置。在某些实施例中，
中间支承104朝向杆身102的杆身末端定位，以便将大部分弯曲应力向杆身末
端(即，在高尔夫球杆实际使用中经受大部分弯曲应力的杆身的部分)集中。
因此，在一种形式中，中间支承104离末端的距离是杆身长度的不到50%，在 另一形式中，是杆身长度的不到40%，而在另一形式中，是杆身长度的不到 30%。
支承IOI、 104、 106和108在x、 y、 z空间中刚性地固定该杆身，但允许 杆身围绕z杆身转动。此外，在所示的实施例中，将在以下的讨论中更加明白 到，末端支承106和108可沿x杆身线移动，以使杆身的末端相对于杆身的粗 端和杆身接触中间支承104的部分侧向地位移或挠曲。在某些实施例中，杆身 102的末端刚性地固定到套筒上，该套筒通过末端支承106、 108固定在合适位 置上。
参照图2，图中示出根据本发明一实施例的杆身试验装置200的控制回路 的基本示意图。
在操作中，杆身102的末端被加载到一承载块202 (其操作末端支承106 和108)中，而杆身的粗端插入到卡盘204 (操作粗端支承101并联接到旋转 电动机206的部分上)中，然后用手工拧紧。卡盘204将杆身的一部分(在此 情形中，为粗端)固定在一固定的x、 y、 z位置内，并还固定该杆身使其不能 在卡盘204内转动。然后，沿z杆身提升或下降支承承载块202的承载平台208， 以使承载块202的顶部与高尔夫球杆中的处于孔穴(亦称插鞘)顶部的部分齐 平。即，杆身在承载块202顶部的部分应是杆身进入孔穴的杆身的部位(即， 承载块202模仿孔穴或球杆头)。换句话说，该系统模仿球场上可见的杆身/ 球杆系统。承载平台208的高度可在框架内调整，例如，承载平台208可滑动 地联接到该框架。然后，杆身102水平地或侧向地位移，例如，在所示实施例 中，根据相对于杆身粗端的目标距离或载荷，来沿x杆身位移。为了使杆身末 端位移，承载块202附连到一直线的承载导向器212，该导向器沿着一静止的 直线的导向器轨道214水平地或侧向地位移。因此，该杆身的末端相对于在卡 盘204/电动机206处的静止粗端直线地位移。在某些实施例中，承载块202手
12工地位移。在某些实施例中，承载块202的位移是自动的；g卩，承载块响应于
控制器216的指令沿着直线的导向器轨道214移动。在某些实施例中，制动器(图2中未示出)将承载块锁定就位。测压元件218联接到承载块202 (通过测压元件联接器)，以测量因杆身挠曲施加到承载块202的载荷或力。测压元件218输出经放大(例如，通过放大器220)的电信号，并输入到控制器216和/或计算机，该电信号对应于力或载荷。正如在本说明书中所使用的，术语"测压元件"通常可以指传感器。
一旦发生挠曲，同时保持在该挠曲状态中，在控制器216的控制下，电动机206致使杆身102转动。在某些实施例中，使用者输入杆身在试验中的转动目标频率。在某些实施例中，使用者输入阈值/断开点，当载荷下落到低于规定阈值时，该点允许装置或机器自动地停止。例如，如果杆身失效(破坏)，则(从测压元件218)测得的载荷将下落到低于闽值，该旋转电动机206将断开而停止转动。因此，在一种形式中，控制器206使用测压元件218的输出来控制旋转电动机206的运行。在某些实施例中，使用者通过与人机界面的交互作用来启动试验(杆身转动)。在某些实施例中，使用者通过与联接到系统的PC的交互作用来启动试验(g卩，控制器包括个人计算机或联接到个人计算机)。在某些实施例中，系统运行，直到手工地终止为止。在其它替代的实施例中，当杆身发生失效(杆身破坏)或发生停止事件时，系统自动地终止。停止事件例如是使用者选定的时间流逝量、载荷的变化，或试验将终止而响应的其它事件。
当杆身试验机200运行时(即，杆身挠曲和转动)，载荷测量值和对应的转动位置测量值或读数被输出到控制器216以作处理(或进一步输出到计算机)。在某些实施例中，电动机206包括旋转编码器，以便在全部的时间点确定(和输出)其圆周位置。测压元件测量值被互关联到圆周位置上，从而根据旋转编码器的回转，在围绕杆身的多个或全部圆周位置处输出、显示和/或处理载荷测量值。在某些实施例中，使用者可对记录和/或显示载荷测量值的频率进行编程，并还可对围绕圆周记录和/或显示载荷测量值的位置数进行编程。
现参照图3-5。图3示出根据本发明几个实施例的杆身试验装置300。图4示出承载平台，图5示出根据几个实施例的图3的杆身试验装置的中间支承。
13该杆身试验装置通常根据图l-2的描述操作，并用来提供根据几个实施例的杆身试验装置或机器的实例以及对其的进一步描述。
用来试验杆身102的杆身试验装置300包括框架320、卡盘204、电动机206和承载平台208，而该承载平台208包括承载块202、直线的承载导向器212、测压元件218、测压元件承载导向器302、直线的导向器轨道214、阻挡件304，以及测压元件联接器306。该装置300还包括中间支承104，该中间支承104包括轮子308、 310，以及刚性地安装到框架320上的支承支架312、 314。该装置300还包括控制器216，在所示的实施例中，该控制器具有人机界面。下面将描述图3-5中几个部件的实施例。
电动机206联接到卡盘204，并在挠曲情况下使杆身102围绕z杆身转动。在某些实施例中，系统使用NEMA 34单垛步进电动机。在一个实施例中，电动机206转动夹住杆身粗端的卡盘204，因此转动整个杆身。电动机206控制部分的和/或全部的转动。电动机206还具有这样的能力，g口，使用控制器216可容易地操作并可在额定载荷下运行较长的持续时间。
在某些实施例中，反馈回路是由控制器216、电动机206、测压元件218和测压元件放大器220构成的闭合系统。在某些实施例中，控制器216包括人机界面(HMI)，而在其它实施例中，控制器联接到一运行软件的计算机，该软件允许使用人员编程和控制该控制器。在一个实施例中，在试验情况下，杆身的末端相对于杆身的另一部分手工地位移(例如，沿着x杆身)，这使载荷作用在杆身的点A、 B和C上(见图1和2)。峰值载荷通常位于点A。
在某些实施例中，测压元件218测量点A处的载荷(由于承载块202将载荷施加在测压元件218上)，并被放大到0-5VDC和送到控制器216。控制器216从测压元件放大器220中接收信号，其在规定的0-5V模拟输入范围内，该信息被转换为二进制单位，二进制单位又被标定为载荷(lbs) 。 二进制单位正比于测压元件218的容量。在某些实施例中，例如，测压元件的容量是5001bs。在图3中，控制器216显示为一带有输入键和显示器的小的输入装置，并包括控制器或可编程的逻辑控制器(PLC)，用来记录、处理和/或对计算机输出载荷和角度位置测量值。
在杆身损坏的事件中，控制器216被编程而在载荷低于某个规定的阈值时停止电动机206。
如图I和2所示，杆身试验装置300提供三个边界点A、 B和C。点A形成在承载块202处。在图2所示的实施例中，承载块202固定杆身的末端。该杆身旋入或配装穿过承载块，承载块相对于杆身的粗端侧向地(例如，沿着x杆身)位移(因此弯曲该杆身)。在优选的形式中，如图所示，杆身在中间支承104处围绕点B弯曲，而将大部分弯曲应力作用在杆身的末端上。试验开始时，致使杆身在承载块202内转动。g卩，在某些实施例中，承载块202接触杆身的那部分可在承载块内转动。在一个实施例中，承载块202含有两个承载，它们在铝块中堆叠成离开2英寸。应该指出的是，承载块一般地可称之为固定器或支承件，其将杆身的一部分(例如，末端)固定或支承在固定位置中(例如，固定但可调整的x-y-z定位位置，同时允许杆身围绕z杆身转动)。应该理解的是，该支承件或固定器可位于杆身的末端或杆身的其它部分上。
在使用中间支承104的实施例中，点B由中间支承限定。中间支承104可沿着z杆身(例如，沿着框架的一部分)在垂直方向上进行调整，以便适应长度不同的不同类型的杆身，并根据被试验的特征来模拟变化的加载条件。一般地，中间支承104对杆身提供刚性的侧向支承，同时允许杆身转动。在某些实施例中。低摩擦的轮子308和310连接到框架上(通过一个或多个支承件或支架312和314)，并用作为中间支承。本技术领域内的技术人员将会认识到，有多种低摩擦的旋转装置可支承杆身，同时允许杆身转动并将杆身和轮子之间的接触摩擦减到最小。在某些实施例中，根据被试验杆身的应用，不提供中间支承。然而，在试验高尔夫球杆杆身的许多应用中，需要朝向杆身的末端集中弯曲力；因此，提供中间支承104。在某些实施例中，不采用中间支承104;然而，为了实现相同的挠曲或载荷，需要进一步的挠曲(杆身和末端的侧向位移)。应该指出的是，中间支承104—般地可称之为固定器或支承件，其将杆身的一部分(例如，末端和粗端之间的中间部分)固定或支承在一固定位置内(例如，固定的x-y-z定位位置，同时允许杆身围绕z杆身转动)。
在某些实施例中，点C由卡盘204限定。在所示的实施例中，卡盘204将杆身的一部分(例如，粗端)固定在一固定位置内，但致使杆身可转动。在某些实施例中，卡盘204是标准的钻压卡盘，其打开可接纳高尔夫球杆杆身的0.620'，的粗端。在某些实施例中，与车床卡盘上的心杆身相反，它还具有螺纹端。应该指出的是，卡盘一般地可称之为固定器或支承件，其将杆身的一部分
(例如，粗端)固定或支承在一固定位置内(例如，固定的x-y-z定位位置，固定的但可调整的转动位置)。
框架320将各个部件刚性地联接在一起，并保持各个部件处于固定的定向。在某些实施例中，框架320由挤压成形的铝制造，用作为其结构构件。挤压铝材相对于传统的焊接钢框架在重量、成本和总体模块化方面具有优点。在某些实施例中，多个附件和紧固件联接到挤压的铝材框架上。 一般地，框架提供一结构以使支承点A、 B、 C相对于彼此刚性地固定至其。应该理解到，框架可包括一个或多个框架，或一个或多个框架构件，或其它结构，来保持诸点A、B、 C处于一彼此固定的(但可调整的)关系。
在图3-5的实施例中，卡盘204将杆身的粗端刚性地固定或支承在x-y-z位置内和转动位置内，承载块202将杆身的末端刚性地固定或支承在x-y-z位置内，但不是刚性地将末端固定在转动位置内。在其它实施例中，粗端刚性地固定但允许转动，而末端刚性地固定在位置中和转动中(末端联接到旋转电动机上)。在其它实施例中，末端和粗端都延伸入和/或通过承载块，承载块将端部刚性地固定在定位部位内，但允许转动。在此情形中，杆身的一端(例如，延伸通过承载块)联接到旋转电动机，或杆身的其它部分联接到旋转机构，诸如联接到旋转电动机上的皮带传动。
如图3-5所示，框架的某些实施例呈矩形，以使杆身可垂直地设置在框架内。中间支承104联接到位于框架内的垂直铝柱上，该垂直铝柱通过铝制臂联接到框架。
在某些实施例中，使用直线的球轴承来位移承载块202 (例如，相对于卡盘204侧向地位移承载块202)。在一个实例中，作用在点A上的回复力约为115 lbs。该力使得沿着x杆身手工地位移带有插入杆身的承载块202很困难。还有一在位移之后形成的大的力矩/扭矩(力矩定义为在一定距离上的力)。该力照字面意义上讲要将承载块202、以及直线承载导向器212和218从轨道214上"剥去"。由于此原因，在某些实施例中，直线承载导向器212、 218具有结实的静载/动载能力。在某些实施例中，直线承载导向器的承载能力是55kN。如图3-4的实例方案中所示，承载块202和测力元件218沿着两个直线导向器轨道214安装和一起移动。 一旦在造成要求挠曲的合适位置上，承载块202和测力元件218被锁定在直线导向器轨道214上的位置内，例如，使用锁定支架或阻挡件304进行锁定。测力元件218通过测力元件联接器306联接到承载块。在某些实施例中，承载块/测力元件的运动可使用机电的致动器用电子方法进行控制。
在几个实施例中，测力元件218是换能器，它将力转换为可量度的电输出。尽管存在有许多种测力元件，但基于应变片的测力元件是最通用的类型。应变片测力元件将作用在其上的载荷转换为电信号。应变片本身粘贴到施加重量时会变形的梁或结构构件上。在某些实施例中，使用四个应变片来获得最大的灵敏度和温度补偿。两个应变片通常用于拉伸，两个用于压縮，并用导线连接到补偿调节。当施加重量时(杆身发生挠曲)，应变正比于载荷改变应变片的电阻。
在某些实施例中， 一个5001b容量的测力元件连同输出放大器(图3中未示出)一起使用。具有该容量的测力元件是合适的，因为已知载荷不超过5001b。放大器将信号强度提高到可接受的水平(0-5VDC)，以使控制器可读取它。施加到杆身上的载荷依赖于许多因素，包括杆身的厚度和强度以及位移量。
在某些实施例中，有许多中间支承。例如，在某些实施例中，除了图3所示之外，还有一个附加的中间支承。中间支承可定位成沿相同的或不同的方向提供支承或作用在杆身上的力。例如，在带有两个中间支承的实施例中，支承件彼此位于杆身的相对侧上的不同垂直位置，并沿相对方向在杆身上作用力。两个中间支承可沿垂直方向上下调整，以便适应不同长度的不同类型的杆身，并改变加载条件。在某些实施例中，中间支承被铝材垂直柱支承，垂直柱由连接到框架的铝制臂支承。在某些实施例中，测力元件可联接到一个或多个中间支承，以沿着杆身在各个关注点处提供附加的载荷测量。
在某些实施例中，测力元件测量杆身粗端处的载荷，不是另外在末端处或末端附近测量载荷。在某些实施例中，杆身的粗端在承载块内转动，而杆身的末端由夹具或卡盘固定地保持住。在某些实施例中，电动机位于框架的底部上。在某些实施例中，电动机使保持杆身末端的卡盘转动。
17这里所述的疲劳试验机可用于各种不同的杆身，诸如运动器具(例如，高 尔夫球杆杆身、撑杆跳杆身等)，或在使用中会挠曲或弯曲的任何杆身。在某 些实施例中，试验机和这里所述的方法，用来测试杆身的挠曲特性，例如，测 试疲劳特性(断裂点)。在其它实施例中，试验机和方法用来测试挠曲(例如， 弯曲)的疲劳寿命。例如，对杆身加载一段时间(挠曲到模拟的使用)。从载 荷测量中可产生疲劳随时间的特性，以确定杆身的挠曲耐久性或疲劳程度，例 如，为了质量控制的目的。
在某些实施例中，来自测压元件的数据被送到PC (未示出)中，并再现 显示的数据。涉及围绕杆身圆周的多点处载荷的数据被送到PC内。涉及杆身 转数的数据被送到PC内。在某些实施例中，在PC中计算力矩(力乘以距离 (即杆身长))。在某些实施例中，可根据PC中收集的数据预示杆身的疲劳 寿命。
在一个实施例中，本发明的特征在于试验杆身的方法，该方法包括将杆身 的第一部分固定在第一固定器内；将杆身的第二部分固定在第二固定器内；以 及相对于第一部分来位移杆身的第二部分。在另一变体中，杆身转动同时位移。
在替代的实施例中，套筒粘结到杆身的末端以模拟实际的高尔夫球杆头的 孔穴(亦称插鞘，以下略)。由于杆身在使用中杆身末端和孔穴相接触，所以， 高尔夫球杆头的孔穴的设计会极大地影响杆身的寿命。在该实施例中，承载块 202构造成接纳该套筒、将杆身末端和套筒固定在x、 y、 z部位内，但允许末 端和套筒在承载块内转动。
接下来参照图6，图中示出根据本发明几个附加实施例的杆身测试装置 600。该杆身试验装置600包括框架602，该框架具有刚性地固定在框架602 内的底部支承604和具有从其中向上延伸的直线导向器轨道606。该底部支承 604包括电动机组件608和电子器件。上支承组件610和下支承组件612在不 同的垂直部位处刚性地联接到直线导向器轨道606。上支承组件610和下支承 组件612可沿着直线导向器轨道606调整到不同的高度，以适应不同长度的杆 身，并提供不同挠曲试验条件。例如，直线导向器轨道606可设置有一系列间 距开的孔614，销子锁可通过该孔插入，或螺纹的球形捏手的杆可通过该孔插 入而将支承组件固定在给定的垂直高度上。该高度可按照需要进行手工调整。
18例如，如图所示，上支承组件610可定位有第一垂直范围616，而下支承组件 612可定位有第二垂直范围618。
底部支承604还包括杆身固定器620 (它也可称之为杆身支承)。在所示 的实施例中，杆身固定器620接纳杆身102的末端。在优选的形式中，杆身的 末端被粘结在杆身套筒内，杆身套筒被用来模拟杆身-孔穴的接口，该粘结最 好使用与用于杆身和孔穴之间相同的粘结剂。因此，杆身固定器620构造成接 纳套筒并将套筒(即，杆身的部分)刚性地固定在固定的x、 y、 z和杆身固定 器620内的转动位置内。在一种形式中，螺杆或杆身移动通过杆身固定器620 和套筒内的开口，以便固定地配合杆身末端和杆身固定器620。杆身固定器联 接到电动机驱动杆身622，该杆身又可转动地联接到旋转电动机624。利用冷 却风扇626来移去电动机624产生的过多的热量。底部支承还容纳各种电子器 件，诸如控制器(未具体地示出)和旋转的和直线的致动器部件。在该实施例 中，控制器不包括人机界面，但包括通向计算机628的电气连接。在一个实施 例中，控制器是可编程的逻辑控制器(PLC)。
杆身102还通过与上支承组件610和下支承组件612的接触被支承在一垂 直位置内。在所示的实施例中，上支承组件610包括配合杆身一侧(例如，图 6视图中的左侧)的导向轮子630，而下支承组件612包括配合杆身相对一侧 (例如，图6视图中的右侧)的导向轮子632。图9-ll更清楚地示出上支承组 件610和下支承组件612。电动机组件608安装在直线致动器组件634上，该 组件634包括直线电动机635和可沿导向轨道636移动的直线致动器637，这 样，包括移动的杆身固定器620的电动机组件608可相对于静止的上和下杆身 支承组件610、 612沿x杆身直线地移动(见箭头638)。杆身固定器620的运 动致使杆身在点l、 2和3 (标识为P1、 P2和P3)之间挠曲。图7所示显示了 处于加载位置的电动机组件，导致生成杆身102的挠曲。图8示出该挠曲的自 由体受力图。
与这里所述的其它实施例类似，该杆身发生挠曲，以便在杆身上执行一个 或多个试验。在某些实施例中， 一旦发生挠曲，该杆身围绕z杆身部分地或全 部地和反复地转动(如图8所示，导致产生力矩802)。转动的速度和方向可 通过输入到计算机628的使用者定义的参数加以控制。应该指出的是，当杆身挠曲时，即使轮子相应地仅配合杆身的一侧，该杆身也可牢固地保持在轮子630
和632和杆身固定器620之间的位置内。轮子将接触杆身支承组件的杆身的部 分保持在x、 y、 z空间内，但允许杆身围绕z杆身转动。在一个实施例中，轮 子630、 632是低摩擦转动装置，它们提供很小的转动阻力，但将杆身保持在 位置内。固定器刚性地配合杆身的末端，以使杆身转动。应该指出的是，在一 个实施例中，产生力矩802，力矩=(P2*L2) - (P1*L1)，其中，Pl和P2 是位于P1和P2处的测压单元值。而L1是沿着z杆身从P3至Pl的距离，L2 是沿着z杆身从P3至P2的距离。
根据几个实施例，杆身试验装置600包括上测压元件1110和下测压元件 912 (图9-11中清楚地所示)。在该实施例中，在杆身固定器620处部没有使 用测压元件，这是因为杆身固定器620上的力矩可根据Pl和P2处载荷数据并 根据给定的已知物理关系和参数来计算出来。每个测压元件测量杆身转动时的 载荷。从测压元件输出的数据被输入到计算机628内，以作处理和分析之用。
参照图9，图中示出图6的杆身试验装置600的下支承组件和电动机组件 和直线组件的放大图。下支承组件包括支架902、 904、 906和908、轮支承件 910、测压元件912和臂914。支架902联接到直线导向器轨道606。支架902、 904和906围绕杆身102形成"C"形。支架908将轮支承件910联接到测压 元件912。轮支承件910支承轮子632并允许自由转动。臂914用作为导向器 和杆身在加载下失效时的安全措施。还有在图9中清楚地所示的是底部支承 604的杆身固定器620。杆身固定器620通过板916上的孔联接到电动机的杆 身上，以使杆身固定器620相对于静止板916转动。该板916刚性地连接到直 线致动器637，其沿直线导向器轨道636直线地移动。当直线致动器637、板 916和杆身固定器620沿着x方向移动时(例如，移到图9的右边)，杆身关 于下支承组件612和杆身固定器620挠曲或加载。测压元件912进行载荷测量。 图10中显示下支承组件的一变体的x-y平面内的俯视图，并示出测压元件联 接器1002和臂1004的变体。图10的下支承组件包括球形捏手，其可被拧紧 而将下支承组件固定到直线导向器轨道606。
参照图11，图中示出图6的杆身试验装置600的上支承组件610的俯视图。 上支承组件610包括支架1102、 1104、 1108、轮支承件1114、测压元件1110、测压元件联接器1112和臂1106。支架1102联接到直线导向器轨道606。支架 1102和1104从组件610提供主支承。支架1108通过测压元件联接器1112将 轮支承件1114联接到测压元件1110。轮支承件1114支承轮子630并允许自由 转动。臂1106用作为导向器和杆身在加载下失效时的安全措施。测压元件1110 进行载荷测量并将测量结果输出到计算机628以作处理之用。
应该指出的是，在某些实施例中，杆身试验装置仅包括一个支承组件，而 不是两个上和下支承组件610、 612。在该情形中，杆身固定器620使杆身的一 部分(例如，末端部分)相对于由其它杆身支承组件所固定的杆身的其它部分 位移。 一旦发生位移，杆身可转动同时进行载荷测量。
根据一个或多个实施例，这里所述的杆身试验装置可在一个或多个模式中 运行。例如，杆身试验装置可在"静止弯曲模式"中运行，在该模式中，杆身 的一部分挠曲直到杆身破坏或失效为止。例如，参照图6-11的实施例，电动 机组件608沿着x杆身以规定的增量侧向地移动，致使杆身围绕P1、 P2和P3 挠曲，直到杆身失效为止。从该试验中可确定杆身在怎样的载荷和位移下会失 效。在该实施例中，杆身不转动。在"静止弯曲带有转动的模式"中，杆身的 一部分相对于杆身的另一部分增量地挠曲。在挠曲的每个增量中，杆身完全在 低速下转动以观察杆身是否失效。如果杆身不发生失效，则杆身的该部分在下 一增量中继续挠曲并再转动。重复该过程直到杆身失效为止。对此试验，确定 出失效的角度定向。在"疲劳试验模式"中，杆身的一部分(例如，末端)相 对于杆身的另一部分(例如，中间部分的粗端)挠曲(例如，沿着x杆身侧向 地挠曲)。 一旦挠曲到要求的载荷，该杆身在规定的每秒转速或转数下继续和 重复地转动要求的循环数，直到杆身失效为止。这样，使用者可确定杆身在不 同载荷条件下失效之前的循环次数。
在一个或多个试验模式中，测压元件数据以及直线和转动编码器测量值可 输出到控制器216或计算机628以作处理之用。测压元件数据可在由杆身支承 件或杆身固定器所支承的杆身的一个或多个部位处或其邻近处采集(就如这里 所述的)。在优选形式中，测压元件数据在末端处或其附近处的杆身部分进行 采集，在使用中这些地方就是杆身经历最大加载力的区域。从诸如上和下支承 组件610和612或卡盘204和中间支承104之类的杆身的其它部分获得附加的测压元件数据。输出到计算机的其它数据可包括速度、转数或循环数、在给定 加载部位处计算得到的力矩等。
下面参照图12，图中示出用于一应用程序的用户界面，该应用程序在计算
机628上运行并控制根据一个实施例的图6-11杆身试验装置的控制器用户界
面。应该理解到，该用户界面是由储存在计算机上的软件应用程序或储存在远 处但至少部分地在计算机上执行的软件应用程序来产生和引起显示的。在一个
实施例中，使用众所周知的商业销售的软件开发工具Lab View来开发该种应用 程序。用户界面1200包括可由操作者例如在可填的区域内输入的各种参数。 试验报告区域1202中的数据包括由使用者输入的基本信息，这些基本信息包 括操作者、顾客、模型、零件号、杆身类型、弯曲(例如，杆身刚度水平)和 构造等。
静止试验区域1204包括执行静止弯曲模式和带有转动的静止弯曲模式时 的参数。"间隔距离(mm)"字段允许使用者定义杆身一部分相对于另一部 分的侧向位移之间的间距(毫米)。换句话说，它确定位移步骤之间的距离。
"转速(RPS，每秒转数)"字段定义了转速。在执行"静止弯曲模式"试验 的事件中，该值将被设置为^ ，但在执行"带有转动的静止弯曲模式"试 验时，将设定为一个值，该值较佳地是小于1.0的值，以便缓慢地转动该杆身。
"加载速度(mm/s)"字段定义加载或挠曲的速度。"预加载速度(mm/s)" 字段定义造成挠曲之前移动到初始配合该杆身时的直线致动器运动的速度。
"最小载荷(lb)"字段定义挠曲前施加的最小载荷或预加载。"上测压元件 的孔号"字段定义上支承组件610的垂直高度，尤其是，测压元件1110的垂 直高度。具体地说，它表示上支承组件配合的是哪个孔614。类似地，"下测 压元件的孔号"字段定义下支承组件612的垂直高度，尤其是，测压元件912 的高度。尤其是，它表示下支承组件配合的是哪个孔614。上部孔用数字标识， 而下部孔用字母标识以免混淆。
疲劳试验区域1206包括执行疲劳试验模式时的参数。"循环次数"字段
定义杆身在加载下转动完整的圈数，通常地，该圈数是几千周。如果该数是'o'，
则该杆身将无限地转动，直到失效或使用者终止该试验为止。"转速(RPS， 每秒转数)"字段定义转速。该值最好是大于1.0的值以快速地转动该杆身。"转动加速时间(ms)"字段定义电动机624达到使用者规定的转速的时间， 即，它定义转动加速度。"目标载荷(lb)"字段定义杆身的挠曲应该达到的 测压元件值。例如，杆身末端将挠曲，直到杆身固定器620处的测压元件达到 目标载荷例如20磅为止。"Trippoint (lb)"字段定义让系统宣布失效发生的 载荷测量值。例如，在操作中，杆身将挠曲到20磅的载荷并转动。在几千次 转动之后，杆身将失效，这可在失效点之后通过测压元件测量值的减小来指示。 在该实例中，缺省断开点设定在0.5;然而，在大多数情形中，断开点应设定 在小于目标载荷约101b。因此，在图12的实例中，断开点应设定到101b，这 样，当测量的载荷下落到101b或更小时，系统宣布失效发生。像静止试验区域 1204那样，"上测压元件的孔号"字段和"下测压元件的孔号"字段定义上下 支承组件610和下支承组件612的测压元件的垂直高度。
指示区域1208提供系统操作状态，诸如指示转数以及最大载荷、直线或 侧向的位移或挠曲。该区域1208还包括灯泡来指示杆身试验装置是否准备好， 警报状态是否存在，电子停止是否发生，指示关闭框架的门是否关闭，以及何 时没有杆身存在。
在某些实施例中，用户界面1200包括对给定试验中收集的数据进行实时 绘图。区域1210提供来自于上支承组件610的测压元件1110的测压元件测量 值，其表现为载荷值对循环次数。区域1212提供来自于下支承组件612的测 压元件912的测压元件测量值，其表现为载荷值对循环次数。区域1214提供 靠近杆身进入到杆身固定器620内的进入点的杆身一部分处的计算力矩，例如， 就如杆身固定器620上的力矩对循环次数。该值是根据测得的测压元件值和各 个部件之间限定的关系来进行计算的。计算如此的力矩完全在本技术领域内的 技术人员能力之内。例如，在一个实施例中，参照图8的自由体受力图，该力 矩802计算为(P2*L2) - (P1*L1)。
图13示出一实例的疲劳试验模式，包括对釆集和计算数据的绘图。在此 试验中，该杆身侧向地挠曲到651b载荷，并以每秒32转转动。生成的数据分 别绘成线1302、 1304和1306。迄今为止，在试验中没有发生失效。在杆身固 定器620处的载荷测量值下落到551b的事件中，该系统将宣布发生失效。该水 平不导致杆身的破坏，但导致杆身的刚性减弱到杆身不能按照预期发挥作用的
23程度。
根据几个实施例，测压元件测量值和/或转动(和/或角度)位置测量值输 出到控制器和/或计算机，用于显示、储存和/或处理之用。在某些实施例中， 测量和绘出杆身随时间(在某个转动频率处的转数)的载荷。例如，下面表1 示出由试验机的一个实施例(诸如图l-5所示)收集的前十个输入数据，该试
验机测试以每秒15转(15rps)转动的高尔夫球杆杆身，末端相对于粗端的初 始侧向挠曲产生一近似为27lb的载荷。一般地，载荷测量值约每300次循环(转) 记录一次。在此实例中，测量值不精确地在相同的圆周位置处测得；然而，在 其它实例中，测量值可在围绕杆身的相同的圆周部位处或多个部位处测得。
表1
载荷(单位)载荷(lb)循环
57027.8320.038
54426.807299.922
56526.172600.572
56526.514亂215
53926.7091201.858
54526.6111502.507
56127.491803.162
53827.0022103.802
54126.8072404.452
56326.7582705.1
■ ■
图14示出杆身失效(g卩，破坏、载荷跌到零)前收集到的数据的载荷(lb) 对循环次数(周数)的曲线图。例如，图14的曲线图是图12和13的区域1210 和1212的图的较精细分辨率的实例。应该指出的是，为了产生图14的数据， 表l继续循环数千次(仅示出前十个)。
如图所示，线1402代表实际收集到的数据，在此情形中，该数据在21b 内变化，直到杆身刚好在300,000转下失效为止。线1404是反映10次测量值
24平均值的移动平均线。显然，不同设计的杆身(不同材料、刚度等)会有不同 的载荷曲线，而在某些实施例中，希望同样设计的不同杆身具有相同的曲线。 在包括本说明书中所述实施例的一个或多个的某些实施例中，使用具有处理 器、存储器和软件、固件或其它机器可读指令的计算机来处理和显示数据，就 可处理、储存数据并输出为用户显示之用。在某些实施例中，表1和图14中 代表的信息可用于各种用途。例如，能够试验杆身和确定其疲劳寿命，并与其 它杆身相比较。也可分析数据来确定表示接近杆身失效的时间点(也许，在失 效前突然变化载荷)。类似于区域1214的绘图，该绘图可替代地是计算的力 矩对转数。
在某些实施例中，在不同载荷下测试杆身。下面参照图15，图中示出使用 诸如图1-5或图6-11所示的试验机在杆身失效(破坏)载荷下的载荷(lb)对 转数(在此情形中为15rps)的半对数图。例如，第一杆身挠曲或弯曲到近似 为421b载荷，然后转动，直到杆身失效为止。在此情形中，杆身约在200次转 动时在点A处失效(x杆身是对数刻度的)。然后，第二杆身(其应与第一杆 身相同)加载到约251b(即，小于第一杆身挠曲)，并转动直到杆身约在10000 次转动时在点B处失效。加载到约211b的第三杆身在约在10000次转动时在 点C处失效。加载到约151b的第四杆身在约在50000次转动时在点D处失效。 加载到约131b的第五杆身在约在100000次转动时在点E处失效。基于该信息， 根据紧密接近该特定杆身在任何载荷下的疲劳寿命的点A-E绘出直线1502。 统计上，R"直近似出线1502如何紧密匹配于测量数据，而在此情形中，R2 = 0.9825，其中，l.O是理想的。使用该信息，可估计出在确定的载荷下杆身的预 期疲劳寿命将是怎样的。该信息可帮助确定特定的杆身是否很好地处于所要的 应用中(进行挠曲或加载)，在使用中是否在要求的杆身寿命内。尽管图15 仅示出了5个试验点，但可从少于或多于5点的情况下产生如此的线(例如， 载荷对疲劳曲线)。例如，使用多个相同的或基本上相同的杆身以及诸如这里 所揭示的试验机，可确定杆身在什么载荷下静态地失效(没有转动)，然后， 在该静态失效载荷的一定百分比下开始测试疲劳。例如，如果确定给定的杆身 在501b挠曲载荷下静态地失效(即，杆身挠曲，没有转动，直到其失效为止)， 则第一杆身在该载荷下测试，并在该载荷的90%下转动。第二杆身在该载荷的80%下转动，第三杆身在该载荷的70%下转动等等。应该指出的是，这些百分 比仅是举例而已，也可使用其它百分比和技术来确定应采用哪些载荷试验点来
产生一曲线图(例如，线1502)。
此外，在P"值表示良好配合(诸如图15中的尺2 = 0.9825)的情形中，在 某些实施例中，生成的线用来在未实际测试的转数处外插失效的点。例如，在 某些实施例中，可确定多个测试点，各点具有低的转数(例如，100-1000转)， 以产生曲线(线1502)，然后，将在较大转数处(例如，10,000-100,000转) 外插所谓的载荷失效，实际上不必确定这些试验点，从而在产生载荷对疲劳曲 线时节约时间。
此外，仍参照图15，已知杆身的载荷对疲劳曲线后，可根据在杆身正常使 用过程中足以导致杆身失效的载荷来定义阈值。已知该载荷阈值在何处交叉载 荷对疲劳曲线(线1502)，则可估计出杆身在使用中的寿命。例如，在一个用 于高尔夫球杆杆身的实施例中，可以假定(为了举例的目的)载荷阈值为151b。 然后在图15的曲线上一水平阈值线1504存在于151b处。这是示例的载荷，该 载荷是在高尔夫球杆击高尔夫球时间内通常利用该杆身导致杆身失效的载荷。 一旦确定或估计出曲线(线1502)，则载荷阈值1504与线1502交叉的交叉点 1506就可确定杆身的寿命。根据图15的曲线，这会发生在约50,000-70,000循 环次数(转)处。S卩，在点1506的循环次数或转数之下，该杆身不会失效， 但在点1506的循环次数或转数之上，该杆身会失效。
下面参照图16，该图是图15的变体，图中示出力矩(lb-in)对转数的半 对数图。代替绘出载荷，而是计算力矩，诸如在点P3处并绘出。该图可用于 图15绘图相同的目的。应该指出的是，图16的绘图包括设计成具有不同弯曲 特性的两个不同型号的杆身(杆身#1和#2)的绘图。如图所示，线I602和 1604对该两个杆身示出力矩对疲劳曲线，每个线具有不同的RM直。在其它实 施例中，可测试相同型号的多个不同杆身，以在统计上形成更加精确的曲线， 例如，通过对每个杆身的失效点和力矩求平均。例如，这可在给定的试验力矩 上导出失效的平均转数。这些平均值在统计学上应提供更加精确的曲线。
以下的描述提供杆身试验装置一个实施例操作的具体实例。应该理解到， 提供该实施例仅是举例而已，其它的实施例也可不同地操作。该实例涉及到图6-ll所述的实施例。在该实例中，杆身试验装置支持如下的模式接通电源； 节电的待用模式、恢复、暂停/中断；紧急停止；取消，以及关闭电源。该实例 的杆身试验装置提供如下的模式(I)静态弯曲模式；(II)疲劳试验模式； (III)疲劳寿命模式，其可预见杆身在失效前的寿命。
在静态弯曲模式(模式I)中，使用者的输入包括零件描述；杆身编号； 零件类型(发球木杆、球道木杆、混合杆、或铁杆)；操作者名；日期(月/ 日/年)；转速(rpm)(如果不转则为零)；转动之间的间隔位移或载荷；在 间隔处转动发生之前所要达到的载荷(kg或N);位移速度(mm/min);以 及失效定义(载荷下落的％)。传感器输入包括门开启或关闭(两扇门)； 原位和最大位移位置；上轮支承件和下轮支承件的位置；；上轮支承件和下轮 支承件处的测压元件读数；以及紧急停止状态。输出包括杆身末端离原位的 位置(mm);来自测压元件的载荷(kg或N);杆身末端处计算的力矩(kg*m 或N*m);有效的末端刚度；末端处计算的载荷除以位移的斜率(kg/m或N/m); 最大载荷(kg或N);最大位移(mm);最大力矩(kg*m或N*m);失效 时的杆身径向定向(Deg);施加的计算力矩对位移或末端处施加的载荷对位 移的图表。该实施例中这些事件的一般顺序如下。首先，从用户界面中选择"静 止弯曲试验"。该用户界面提示使用者将支承轮子调整到其合适的位置，将杆 身加载到机器中，并关闭门。然后，用户界面提示使用者输入。如果转速为非 零，则使用者必须规定转动间隔；以及转动发生之前要达到的载荷或位移。 加载使用者的输入。电子部件通电，设定发光模式来发亮，检查门的传感器。 如果有任何门被打开用户界面就提示使用者关闭该门，所有机器的运动都被 限制住，直到门关闭为止。
当门关闭上时，用户界面就提示使用者是否要恢复或取消该试验。接下来 是修正测压元件(清零)。然后，直线致动器位移该杆身。当测压元件见到第 一载荷时，就建立'零'位置(与"原位"位置分开)。如果没有见到载荷同 时零件在移动，则在X运动之后停止，并提示使用者没有零件被固定或存在错 误。如果转速为零，则继续位移直到满足失效准则为止。如果在任何时间位移 保持在一个部位处持续Y时间，则启动停止顺序，并警告使用者杆身的强度超 过了机器能力。接下来，停止和保持失效时的位移。需要有输出数据。如果转速为非零且达到开始转动的载荷，则转动该零件360。。当转动完成时，将该 零件位移到下一间隔位移或加载，停止和再次转动。重复该过程直到满足失效 准则为止。停止和保持失效时的位移。输出需要的数据。如果在失效准则满足 之前触发最大位移传感器停止最大位移部位处的位移；用户界面提醒使用者 最大位移已经达到；以及输出最大位移的载荷。用户界面通讯试验完成，并提 示使用者储存数据。用户界面提示使用者将直线致动器返回到"原位"位置(如 果需要的话，允许使用者研究加载下的破坏)。如果对于以上所述取"是"， 则直线致动器返回到原位(2个独特速度返回到原位)。
对于疲劳试验程序模式(模式II)而言，使用者的输入如下零件描述； 杆身编号；零件类型(发球木杆、球道木杆、混合杆、或铁杆)；操作者名； 日期(月/日/年)；转速(rpm);转动加速度；试验载荷/力矩；试验到包括 定义失效准则的失效；试验到包括将最大循环输入到试验中的循环计数；高的 位移速度(mm/min);以及低的位移速度(mm/min)。传感器输入如下门 开启或关闭(两扇门)；原位和最大位移位置；上轮支承件和下轮支承件的位 置；上轮支承件和下轮支承件处的测压元件读数；以及紧急停止状态。输出如 下杆身末端离原位的位置(mm);来自测压元件的测量载荷(kg或N); 杆身末端处计算的力矩(kg+m或N+m);有效的末端刚度；末端处计算的载 荷除以位移的斜率(kg/m或N/m);杆身位移(mm);失效时的杆身径向定 向(Deg);循环；试验时间(时分)；施加的计算力矩对位移或末端处施 加的载荷对位移的图表。该实施例中这些事件的一般顺序如下。首先，从用户 界面中选择"疲劳试验模式"。用户界面然后提示使用者将支承轮子调整到其 合适的位置，将杆身加载到机器中，并关闭门。然后，用户界面提示使用者输 入。如果选择"试验到失效"，则使用者必须规定失效准则。如果选择"试验 到循环"，则使用者必须规定试验的最大循环数。接下来，加载使用者的输
入，并使所有电气部件通电。将发光模式设定到"发亮"。接下来，门传感器
检查门的状态。如果有任何门被打开用户界面就提示使用者关闭该门，所有 机器的运动都被限制住，直到门关闭为止。当门被关闭时，用户界面就提示使 用者是否要恢复或取消该试验。接下来是修正压元件。然后，直线致动器以高 速位移该杆身，直到达到Y载荷为止(为了速度效率)。在Y载荷达到之后，
28直线致动器以低速位移该杆身(为了加载精度)。如果没有见到载荷同时零件 在移动，则在X运动之后停止，并提示使用者没有零件被固定或存在错误。如 果在任何点测压元件载荷中任一个达到容量的80% (在此情形中为801b)，则 停止程序并警告使用者。当达到了使用者输入目标，则主电动机缓慢地转动杆
身一圈，在所有圆周位置处(全36(T )进行载荷测量。PLC确定哪个角度位 置与最大载荷相关，并建立该位置为0。位置。然后，主电动机将该杆身转到 0°位置(该位置直接面对测压元件)。接下来，加速该杆身达到使用者输入 的RPM要求。如果最大移动传感器被致动，则停止位移，用户界面提醒使用者 最大位移已经达到，必须降低试验载荷，或试验可在最大位移处进行。定义下 一输出速率。如果达到了失效准则或循环计数，则停止转动。用户界面通讯试 验完成，并提示使用者储存数据。用户界面然后提示使用者将直线致动器返回 到"原位"位置(如果需要的话，允许使用者研究加载下的破坏)。如果"是" 的话，则直线致动器返回到原位(2个独特速度返回到原位)。
疲劳寿命试验程序模式(模式III)是自动程序，其引导使用者通过模式I 和模式II而产生半对数疲劳寿命图表。参照图17的流程图1700，模式I将在 一回路中运行，直到操作者选择退出该回路为止。例如，使用者将加载一零件 (杆身)以便根据模式I进行试验(步骤1702)，运行模式I (步骤1704)并 决定是否重复该试验(步骤1706)。模式II在特别计算的加载条件Ly下运行， 其中，Y是加载条件数，范围在3至10之间(取4为缺省值)。当一个加载 条件试验完成时，S卩，确定步骤1708的答案是否，该系统将移至下一加载条 件(步骤1710)等，直到所有加载条件完成为止(这称之为Ly回路)。有一 个回路在每个加载条件试验内(即，在每个Y值内)，该回路对相同的加载条
件重复模式n(这称之模式n回路)。例如，使用者将加载一零件(杆身)以
便根据模式II进行试验(步骤1712)，运行模式II (步骤1714)并决定是否 重复该试验(步骤1716)同时保持相同的加载条件(步骤1718)。因此，每 个试验的加载条件在该特定的加载条件下含有一个或多个试验。
对于模式m，所有的输入和输出与模式i和n中所述的相同。然而，由于 模式ni是模式i和ii的组合，所以，使用者在启动试验之前需要对模式i和 ii输入所有需要的输入。当模式m运行通过其程序顺序时，启动该试验之前提供的输入不需要重新输入。还有，图17的流程图提供了模式III的总的流程。 对于根据一个实施例的图17流程图的模式I回路的更具体的顺序如下。
(a)用户界面对模式I和II运行请求所需要的输入。然后，(b)用户界面与
使用者通讯，静态破坏试验将开始，提示使用者将杆身加载到杆身试验装置中。
(C)如上所述地执行模式I。 (d)模式I试验完成之后，用户界面显示试 验结果；询问使用者是否接受该结果或是否想要删去该试验结果；以及提示使 用者是否想要运行另一试验以求获得平均和统计值。如果使用者选择接受单一 试验数据并继续，则退出模式I回路，并进入到模式II回路。如果使用者选择 重复另一试验，则重复上述的(b)至(c) 。 (e)只要有一个以上试验完成， 则用户界面显示模式I回路内的试验历史；显示最近试验中的试验结果；显 示来自于总的试验次数的统计信息；问询使用者是否接受这些结果或是否想要 删去任何这些试验；以及提示使用者是否想要运行其它的试验来获得更佳的平 均和统计值。如果使用者选择接受统计数据并继续前行，则退出模式I回路进 入到模式n回路。如果使用者选择重复另一试验，则重复上述的(b) 、 (c) 和(e)。
根据一实施例的图17流程图的用于模式n回路的更具体顺序如下。(a) 模式II使用静态破坏数据以自动地在不同的加载条件下建立模式II试验。(b) 用户界面允许使用者选择他们要运行多少个不同的加载条件Y (3和IO之间， 缺省值为4) 。
(c)用户界面向使用者通讯，疲劳试验将在载荷Ly处启动，
并提示使用者将杆身加载到杆身试验装置内。(d)模式n将按模式n部分所
述执行。(e)试验完成之后，用户界面显示试验结果；问讯使用者是否接 受这些结果或是否想要删去该试验结果；以及提示使用者是否想要运行另一试 验以求获得平均和统计值。如果使用者选择接受单一试验数据并继续，则退出 模式II回路，并进入到Ly回路。如果使用者选择重复另一试验，则在相同的 加载条件Ly (模式II回路)下重复上述的(c) 、 (d) 。
(f)只要有一个以
上试验完成，则用户界面显示模式II回路内的试验历史；显示最近试验中的 试验结果；显示来自于Ly回路内总的试验次数的统计信息；问询使用者是否 接受这些结果或是否想要删去任何这些试验；以及提示使用者是否想要运行其 它的试验来获得更佳的平均和统计值。如果使用者选择接受单一试验数据并继
30续前行，则退出模式II进入到Ly回路。如果使用者选择重复另一试验，则重 复相同加载条件Ly下的上述的(c) 、 (d)。
图17的Ly回路重复如模式II相同的功能但递增不同的加载条件Y，直到 最后的Y完成为止。随着操作者实时检查立即收集数据，可连续地将取自静态 破坏试验和疲劳寿命试验的数据绘成半对数的图。该图表将用来指导操作者是 重复、删除还是接受结果。
现转到几个附加的实施例，提供杆身试验装置来测试杆身的扭转疲劳。杆 身的总体强度的一个因素是其扭转疲劳强度。杆身的扭转疲劳强度与高尔夫业 界有关，因为高尔夫球杆杆身在使用时具有反复施加在其上的扭矩。因此，为 了该原因和其它原因，需要能够简单地和精确地确定杆身的扭转疲劳强度。
在某些实施例中，提供用来评价杆身扭转疲劳的装置，其包括框架；联接 到该框架的第一固定器，第一固定器适于固定杆身的第一部分；联接到该框架 的第二固定器，第二固定器适于固定杆身的第二部分；其中，第二固定器适于 引入杆身的第二部分相对于杆身的第一部分的角位移。
某些实施例提供一种测试杆身的扭转疲劳的方法，其包括固定杆身的第一 部分；固定杆身的第二部分；以及使杆身的第二部分相对于第一部分角度地位 移。
在某些实施例中，提供扭转试验机及相关的方法，其测试双向摆动角位移 应变下的杆身的强度，类似于高尔夫球杆杆身在使用时作用的力。角位移是指 物体围绕一杆身线的转动量，也可称之为转动位移。在某些实施例中，杆身的 至少两部分(例如，两端)被固定，同时， 一部分相对于另一部分角度地位移， 以便确定该杆身的扭转破坏点。在某些实施例中，杆身的第一部分和第二部分 被固定，同时， 一角位移施加到第二部分，以便产生该杆身的扭转疲劳寿命曲 线。 一般地，在某些实施例中当测试杆身的扭转疲劳寿命时，杆身的至少两部 分(例如，端部)被保持在固定位置内，同时，其中一个部分以摆动方式转动， 同时测量在杆身一点或多点处由杆身作用的载荷力。可产生杆身随时间的扭转 疲劳寿命，例如，杆身在给定加速度和/或对时间的给定角位移下抵抗扭矩的能 力。在某些实施例中，所提供的试验机和方法是安全的和静音使用，并可快速 地执行，且可以自动方式使用而无需人力监督。下面参照图18，图中示出一根据本发明某些实施例的扭转疲劳装置1800
的自由体受力图。图18示出具有粗端和末端的杆身102，该粗端由夹具1802 夹住，杆身末端由卡盘1804固定住，卡盘转动并联接到电动机1806，该电动 机适于对卡盘施加转动力。控制器1808或人机界面(HMI)联接到电动机上。 一测压元件(未示出)也联接到该电动机上。
在操作中，杆身的粗端加载到夹具1802内。在某些实施例中，杆身粗端 加载到车床卡盘、块体或其它装置内，以便固定地保持住杆身。夹具夹紧将杆 身粗端固定在一固定位置内。在某些实施例中，夹具手工地拧紧。在某些实施 例中，夹具自动地拧紧。在某些实施例中，在操作过程中，杆身被固定地夹住 的粗端在夹具内不转动或在任何的X、 Y或Z方向内不移动。
杆身末端加载到卡盘1806内并锁定就位。在某些实施例中，杆身末端加 载到夹具、块体或其它装置内，以便固定地保持住杆身。卡盘夹紧将杆身末端 固定在一固定位置内。在某些实施例中，卡盘手工地拧紧。在某些实施例中， 卡盘1804自动地拧紧。在某些实施例中，在操作过程中，杆身被固定地夹住 的末端在夹具内不转动或在任何的X、 Y或Z方向内不移动。在某些实施例中， 卡盘围绕杆身末端配装到与高尔夫球杆头的孔穴盖住高尔夫球杆杆身同样的 程度。
应该指出的是，分别固定住杆身粗端和杆身末端的夹具1802和卡盘1804， 一般地可称之为固定器或支承件，其固定或支承杆身的一部分(例如，杆身粗 端或杆身末端)。在某些实施例中，卡盘是双向可转动的。S卩，卡盘适于顺时 针和逆时针方向转动。当杆身末端被锁定或以其它方式被固定地保持在卡盘内 时，卡盘的转动引入杆身末端相对于杆身粗端的转动或角位移。
仍参照图18，图中示出电动机1806 (例如，旋转电动机)，其适于在卡 盘上引入转动力。在操作中，电动机转动卡盘，卡盘又在固定地保持在卡盘内 的杆身末端上引入角位移。电动机控制卡盘的部分转动。电动机还具有这样的 能力容易地操纵或使用控制器/HMI对自动操作进行编程，并可在正常载荷 下运行一段较长的时间。在某些实施例中，电动机包括旋转编码器，以便在所 有时间点上确定(和输出)其圆周位置。
在某些实施例中，扭转疲劳机包括一个或多个测压元件。在某些实施例中，测压元件联接到电动机，并测量因杆身第一部分相对于杆身第二部分的角位移 引起作用在杆身上的应力。在某些实施例中，测压元件联接到杆身102上。使 用放大器(未示出，但类似于放大器220)来增强测压元件输出的信号。施加 到杆身上的载荷由测压元件测量，该载荷取决于许多因素，包括杆身的厚度和 强度、角位移的大小，以及角位移发生的加速度。
在某些实施例中，框架(未示出)支承扭转疲劳机的各个部件。在某些实 施例中，该框架由铝材制成，用作为其结构构件。应该理解到，框架可包括一 个或多个框架，或一个或多个框架构件，或其它结构来支承这里所述的各个部 件。在某些实施例中，框架呈大致的矩形。框架高度可调整以适应各种规格的 杆身。在某些实施例中，框架支承卡盘、夹具和电动机。
当杆身固定在两端且机器在运行时，电动机1806转动卡盘1804，致使杆 身末端相对于杆身粗端作角位移。在某些实施例中，使用高尔夫球杆摆动过程 中测得的高尔夫球杆杆身的角位移量，至少部分地确定由电动机引入的角位移 量。这样，疲劳试验机模仿高尔夫球杆杆身使用时由其产生的施加力和/或力矩。 根据某些实施例，并使用测量中收集的数据和/或使用者的输入，确定角位移， 其能获得待测试杆身的扭转疲劳强度。电动机1806转动卡盘，从平衡位置转 到具有一加速度曲线的第一角位移。然后，电动机从第一角位移返回到平衡位
置，并沿角动量的方向继续，即，以相同的加速度曲线，沿第一角位移的相反 方向前进到第二角位移。在几个实施例中，角位移的第一和第二位置是相同的 大小，但在相对侧上的平衡位置。电动机继续转动卡盘，因此转动杆身末端， 通过平衡，从第一角位移到第二角位移，反之亦然。在优选实施例中，电动机 不转动卡盘360度。这样，根据几个实施例，卡盘借助于电动机将双向摆动角 位移引入到杆身。
电动机摆动的加速度曲线或加速度输入到控制器/HMI。可使用如这里所述 的类似参数，诸如参照图12和13。这样，疲劳试验机模仿高尔夫球杆杆身使 用时其产生的施加到高尔夫球杆杆身上的力或力矩，这是因为杆身在试验条件 下的加速度曲线类似于高尔夫球杆杆身在使用时所经历的角位移的加速度。使 用杆身测量中收集的数据可确定杆身的扭转疲劳强度，该杆身以根据这里所述 的加速度摆动。在某些实施例中，使用者通过与人机界面(HMI)或其它计算机交互作用 来启动试验。在某些实施例中，使用者通过与联接到系统的PC(g卩，控制器/HMI 包括个人计算机)交互作用来启动试验。在某些实施例中，系统运行直到手工 地终止。在替代的实施例中，当发生失效(杆身破坏)或停止事件发生时，系 统自动地终止。例如，停止事件是使用者选择的时间量过去、载荷的改变，或 对其响应而令试验将终止的其它事件。
在机器运行时，载荷测量值和对应的转动位置测量值或读数被输入到控制 器，以被储存和/或处理(或进一步输出到计算机)。测压元件测量值与编码器 测得的圆周位置互相关，以便输出、显示，和/或处理载荷测量值。在某些实施 例中，使用者可对记录和/或显示载荷测量值的频率进行编程。
这里所述的扭转疲劳试验机可用于各种不同的杆身，诸如运动器具(例如， 高尔夫球杆杆身、撑竿跳杆杆身、棒球棒等)或任何其它欲经历扭转疲劳的杆 身。经过一段试验周期后，可从测量值中产生扭转疲劳特征，以确定杆身的扭 转耐用性，例如，用于质量控制的目的。
在某些实施例中，取自测压元件的数据被送到PC (未示出)，并显示该 数据。与杆身上一个或多个点处的载荷相关的数据被送到PC。与杆身的摆动 数相关的数据被送到PC。在某些实施例中，可根据PC处产生的数据来预见杆
身的疲劳寿命。
本说明书描述了几个杆身试验装置和相关的方法。在一个实施例中，杆身
的试验机包括框架；联接到框架的第一杆身支承件，该第一杆身支承件适于 在第一固定位置支承杆身的第一部分；联接到框架的第二杆身支承件，该第二 杆身支承件适于支承杆身的第二部分。第二杆身支承件适于引入杆身的第二部 分相对于杆身的第一部分的位移。在一个变体中，第二杆身支承件固定器适于 使杆身的第二部分相对于第一部分侧向地移动，以向杆身引入侧向位移。在另 一变体中，杆身试验机还包括联接到杆身的第三部分的第三杆身支承件，该第 三部分位于第一部分和第二部分之间，第三支承件适于在第二固定位置支承第 三部分，这样，当第二杆身支承件使杆身的第二部分相对于第一部分侧向地移 动时，杆身围绕第三部分弯曲。在另一变体中，杆身试验机还包括直线的承载 导向器，其将第二杆身支承件联接到框架，并适合于使第二杆身支承件可固定
34在沿着直线承载导向器的多个部位处。因此，该杆身试验机包括电动机；其联 接到杆身上并适于转动该杆身，同时进行侧向地位移。在另一变体中，第一杆 身支承件适于在杆身经历侧向位移时允许杆身转动。在另一变体中，第一杆身 支承件和第二杆身支承件适于在杆身经历侧向位移时允许杆身转动360度。在 另一变体中，该杆身试验机还包括适于测量杆身角度位置的编码器。在另一变 体中，第二杆身支承件围绕杆身的第二部分配装达到与高尔夫球杆头的孔穴覆
盖高尔夫球杆杆身相同的程度。
在另一实施例中，杆身试验的方法包括以下步骤固定杆身的第一部分； 固定杆身的第二部分；使杆身的第二部分相对于第一部分位移。在一变体中，
位移步骤包括使杆身的第二部分相对于第一部分侧向地位移。在另一变体中， 位移步骤包括使杆身的第二部分相对于第一部分并在杆身的第三部分处围绕 第一支承件位移，第三部分位于第一部分和第二部分之间，第一支承件适于保 持一固定位置，以使杆身围绕第三部分弯曲。在另一变体中，该方法还包括转 动该杆身同时保持位移。在另一变体中，该方法还测量由第二部分所作用的载 荷，同时位移和转动该杆身。在另一变体中，该方法包括产生载荷随时间的曲 线同时位移和转动该杆身。在另一变体中，该方法还测量由第二部分所作用的 载荷，同时位移该杆身。在另一变体中，该方法产生载荷随时间的曲线同时位 移该杆身。
在另一实施例中，杆身试验机包括框架；联接到框架的第一固定器，该 第一固定器适于支承杆身的第一部分；联接到框架的第二固定器，该第二固定
器适于支承杆身的第二部分。该第二固定器适于引入杆身第二部分相对于杆身 第一部分的角位移。在一变体中，角位移由联接到第二固定器的电动机引入。 在另一变体中，试验机包括联接到电动机的编码器，其适于测量杆身的角位移。 在另一变体中，试验机包括联接到电动机的测压元件，其适于测量杆身角位移 引起的力。在另一变体中，第二固定器是可转动的卡盘。在另一变体中，第二 固定器围绕杆身的第二部分配装达到与高尔夫球杆头的孔穴覆盖高尔夫球杆 杆身相同的程度。在另一变体中，第二固定器适于允许杆身的第二部分相对于 杆身的第一部分作双向摆动的角位移。
在另一实施例中，杆身试验的方法包括以下步骤固定杆身的第一部分；固定杆身的第二部分；以及使杆身的第二部分相对于第一部分作角位移。在一 个变体中，角位移的步骤至少部分地由电动机完成。在另一变体中，该方法用 编码器测量杆身的角位移。在另一变体中，该方法用测压元件测量因杆身角位 移引起的力。在另一变体中，固定杆身的第二部分的步骤至少部分地由可转动 卡盘完成。在另一变体中，固定杆身的第二部分的步骤包括围绕杆身的第二部 分配装固定器，达到与高尔夫球杆头的孔穴覆盖高尔夫球杆杆身相同的程度。 在另一变体中，角位移的步骤包括允许杆身的第二部分相对于杆身的第一部分 作双向摆动的角位移。
尽管这里所揭示的本发明借助于其具体的实施例、实例和应用进行了描 述，但本技术领域内的技术人员对此可作出许多修改和变化。
权利要求
1.一种杆身试验机，所述试验机包括框架；联接到所述框架的第一杆身支承件，所述第一杆身支承件适于在第一固定位置支承杆身的第一部分；联接到所述框架的第二杆身支承件，所述第二杆身支承件适于在第二固定位置支承所述杆身的第二部分；联接到所述框架的第三杆身支承件，所述第三杆身支承件适于在第三固定位置支承所述杆身的第三部分；致动器，所述致动器联接到所述第三杆身支承件并适于使所述第三部分相对于所述第一部分和所述第二部分位移而致使所述杆身发生挠曲；传感器，所述传感器联接到所述第一支承件、所述第二支承件和所述第三支承件中的一个，并适于输出对应于由所述杆身由于挠曲而作用的载荷力的信号；以及控制器，所述控制器联接到所述致动器并适于控制所述杆身的位移。
2. 如权利要求1所述的杆身试验机，其特征在于，还包括电动机，当所述 杆身经历所述挠曲时，所述电动机适于转动所述杆身。
3. 如权利要求2所述的杆身试验机，其特征在于，所述控制器适于控制下 列中的一项或多项所述杆身的转速、所述转动的持续时间、所述转动的加速度、以及所述转动的循环次数。
4. 如权利要求2所述的杆身试验机，其特征在于，所述第一杆身支承件、所述第二杆身支承件和所述第三杆身支承件适于在所述杆身经历所述挠曲时 允许所述杆身转动360度。
5. 如权利要求1所述的杆身试验机，其特征在于，所述控制器适于控制下 列中的一项或多项挠曲量、由所述挠曲造成的力、以及所述挠曲的持续时间。
6. 如权利要求1所述的杆身试验机，其特征在于，所述致动器适于用足够 的力使所述第三部分位移来使所述杆身破坏。
7. 如权利要求1所述的杆身试验机，其特征在于，所述第一部分接近于所述杆身的粗端，所述第三部分位于末端，而所述第二部分位于所述第一部分和 第二部分之间。
8. 如权利要求7所述的杆身试验机，其特征在于，所述第三杆身支承件围绕所述杆身的所述末端配合约到高尔夫球杆头的孔穴覆盖高尔夫球杆杆身的 相同程度。
9. 如权利要求1所述的杆身试验机，其特征在于，所述传感器包括测压元件。
10. 如权利要求1所述的杆身试验机，其特征在于，所述致动器适于使所述 第三部分相对于所述第一部分和所述第二部分侧向地位移，以使所述杆身产生 侧向挠曲。
11. 如权利要求1所述的杆身试验机，其特征在于，还包括联接到所述控制 器的计算机。
12. —种杆身试验机，所述试验机包括 框架；联接到所述框架的第一杆身支承件，所述第一杆身支承件适于在第一固 定位置支承杆身的第一部分；联接到所述框架的第二杆身支承件，所述第二杆身支承件适于在第二固 定位置支承所述杆身的第二部分；致动器，所述致动器联接到所述第二杆身支承件，并适于使所述第二部 分相对于所述第一部分位移而致使所述杆身发生侧向挠曲；传感器，所述传感器联接到所述第一支承件、所述第二支承件和所述第 三支承件中的一个，并适于输出对应于由所述杆身由于侧向挠曲而作用的载荷 力的信号；电动机，所述电动机适于在所述杆身经历所述侧向挠曲时转动所述杆 身；以及控制器，所述控制器联接到所述致动器和所述电动机，并适于控制所述 挠曲和转动。
13. 如权利要求12所述的杆身试验机，其特征在于，所述控制器适于控制 下列中的一项或多项所述杆身的转速，所述转动的持续时间，所述转动的加速度、以及所述转动的循环次数。
14. 如权利要求12所述的杆身试验机，其特征在于，所述第一杆身支承件 和所述第二杆身支承件适于在所述杆身经历所述侧向挠曲时允许所述杆身转动360度。
15. —种试验杆身时使用的方法，该方法包括如下步骤 在第一固定位置支承杆身的第一部分； 在第二固定位置支承杆身的第二部分； 在第三固定位置支承杆身的第三部分；使所述第三部分相对于所述第一部分和所述第二部分位移，致使所述杆 身发生挠曲；输出对应于由所述杆身由于位移而作用的载荷力的信号；以及 控制所述杆身的位移。
16. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括在所述杆身经历所述 挠曲时转动所述杆身。
17. 如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述控制步骤包括控制下列 中的一项或多项所述杆身的转速、所述转动的持续时间、所述转动的加速度、以及所述转动的循环次数。
18. 如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括允许所述杆身在所述 转动步骤过程中且同时所述杆身经历所述挠曲时转动360度。
19. 如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述转动包括在所述杆身经 历所述挠曲时转动所述杆身，直到所述杆身失效为止。
20. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述控制步骤包括控制下列 中的一项或多项所述挠曲的量、由所述挠曲造成的力、以及所述挠曲的持续 时间。
21. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述位移步骤包括用足够的 力使所述第三部分位移来使所述杆身破坏。
22. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一部分接近于所述杆 身的粗端，所述第三部分位于末端，而所述第二部分位于所述第一部分和第二 部分之间。
23. 如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述第三部分被支承约到高 尔夫球杆头的孔穴覆盖和支承高尔夫球杆杆身的相同程度。
24. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述位移步骤包括使所述第 三部分相对于所述第一部分和所述第二部分侧向地位移，以使所述杆身产生侧 向挠曲。
25. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括测量所述载荷力。
26. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括至少部分地根据信号 输出来产生疲劳曲线。
27. —种试验杆身时使用的方法，该方法包括如下步骤 在第一固定位置支承杆身的第一部分； 在第二固定位置支承杆身的第二部分；使所述第二部分相对于所述第一部分和所述第二部分侧向地位移，致使 所述杆身发生侧向挠曲；输出对应于由所述杆身由于位移而作用的载荷力的信号； 在所述位移步骤过程中转动所述杆身；以及 控制所述杆身的所述位移和所述转动。
28. 如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述控制步骤包括控制下列 中的一项或多项所述杆身的转速、所述转动的持续时间、所述转动的加速度、 以及所述转动的循环次数。
29. 如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述转动步骤包括将所述杆 身转过360度。
30. —种试验杆身时使用的方法，该方法包括如下步骤 使杆身的第一部分相对于所述杆身的第二部分位移而致使所述杆身发生挠曲；当所述杆身经历所述挠曲时转动所述杆身； 测量杆身转动过程中因挠曲而作用的载荷力； 监视随时间而测得的载荷力；以及至少部分地基于所述监视步骤产生所述杆身的疲劳曲线。
31. —种试验杆身时使用的方法，该方法包括如下步骤使第一杆身的第一部分相对于所述第一杆身的第二部分位移而致使所 述第一杆身发生挠曲，导致由所述第一杆身作用第一水平的载荷力；当所述第一杆身经历挠曲时转动所述第一杆身直到所述第一杆身失效； 确定所述第一杆身失效之前的第一时间长度；使第二杆身的第一部分相对于所述第二杆身的第二部分位移而致使所 述第二杆身发生挠曲，导致由所述第二杆身作用第二水平的载荷力；当所述第二杆身经历挠曲时转动所述第二杆身直到所述第二杆身失效；确定所述第二杆身失效之前的第二时间长度；以及 至少部分地基于试验所述第一杆身和所述第二杆身来产生疲劳寿命曲 线，以外插未试验的附加杆身的疲劳寿命。
全文摘要
提供试验诸如高尔夫球杆杆身之类杆身(102)的方法和装置。在一个实施例中，本发明的特征在于一种杆身试验机(600)，其包括框架(602)；在第一固定位置支承杆身的第一部分的第一杆身支承件(610)；在第二固定位置支承杆身的第二部分的第二杆身支承件(612)；以及在第三固定位置支承杆身的第三部分的第三杆身支承件(620)。致动器(637)联接到第三杆身支承件，以使第三部分相对于第一部分和第二部分位移，从而挠曲该杆身。传感器(912、1110)联接到第一、第二和第三支承件中的一个，其输出对应于杆身所作用的力的信号。控制器(628)控制杆身的位移。在某些实施例中，使杆身在发生挠曲时转动。
文档编号G01N3/32GK101688818SQ200880021823
公开日2010年3月31日 申请日期2008年4月25日 优先权日2007年4月25日
发明者A·T·迪, M·钱伯兰恩, Z·西 申请人:藤仓复合美国股份有限公司