专利名称：智能化自来水笔杆套拉力测力仪的制作方法
技术领域：
本发明属于制笔行业测试自来水笔笔套夹着能力的一种专用仪器。
目前制笔行业普遍使用标准砝码测量法，即向上吊起笔套，在笔杆末端，吊装标准砝码，直到笔杆脱落为止，以此时的砝码值用以表征笔套的夹着能力。由于人工操作，容易产生附加的冲击力，改变了笔套和笔杆之间的动态特性，不仅使测量结果失真，而且重复性差。因此不能真实反映由于笔套和笔杆的结构、材料和工艺方面的差异引起的夹着能力的变化。
本发明的目的是彻底改变现有测量方法，配合微计算机技术，提高测量精度和适应性出发，克服人为因素造成的测量误差，从而为制笔行业提供一种适应性强的智能化杆套拉力测试仪器。
本发明的内容是采用小量程悬梁式荷重传感器将被测力转换成电压信号，由微计算机采集处理，提高测量精度和实现传感器过载保护;用小型万向接杆和万向卡具，使被测力在传递过程中不失真;由微计算机控制直流电机驱动笔套匀速下降，自动进行杆套扦拔疲劳试验和测量力值。下面结合
本发明的技术特征图1、本发明的基本结构示意图;
图2、本发明测量系统原理框图。
智能化自来水笔杆套拉力测力仪如图1所示。它包括一个笔套夹着能力采样装置、一个扦拔疲劳试验装置和一个微计算机测量系统，其特征是由下卡具〔3〕、中卡具〔4〕、上卡具〔5〕、拉力绳〔6〕、万向接杆〔7〕、传感器〔8〕、直流电机〔2〕和微计算机系统〔9〕主要部件组成。
各部件连接方式是笔杆〔B〕通过上卡具〔5〕、拉力绳〔6〕和万向接杆〔7〕与传感器〔8〕悬梁轴线垂直连接，同时在测量不同规格样笔时利用下卡具〔3〕保证笔套〔A〕轴线和传感器〔8〕悬梁垂直，以此组成运动小惯量夹着能力采样装置。笔杆〔B〕由中卡具〔4〕夹持，笔套〔A〕由下卡具〔3〕夹持，同时允许下卡具〔3〕相对固定不动的中卡具〔4〕上下移动，以此组成杆套扦拔疲劳试验装置。通过微计算机系统〔9〕控制直流电机〔2〕，经减速器〔1〕、丝杠〔10〕和下卡具〔3〕相连，组成笔套移动速度和扦拔循环次数控制及数据采集处理系统。
使用本发明测力仪时，分成测量杆套拉力和杆套扦疲劳试验两种工作方式。在测量力值工作方式下，图1中的被测样笔笔套〔A〕和笔杆〔B〕分别被夹持在下卡具〔3〕和上卡具〔5〕上，通过拉力绳〔6〕万向接杆〔7〕与传感器〔8〕连接。在测量力值时，微计算机系统〔9〕控制直流电机〔2〕、经减速器〔1〕、丝杠〔10〕带动下卡具〔3〕按予先整定速度下降。当笔套〔A〕脱离笔杆〔B〕的瞬间，由微计算机系统〔9〕采集传感器〔8〕的输出信号，进行处理后输出测量结果。当被测力超出传感器最大量程时，自动停止测量，避免传感器过载损坏。在杆套扦拔工作方式下，图1中的被测样笔笔套〔A〕由于被夹持在下卡具〔3〕上、笔杆〔B〕被夹持在中卡具〔4〕上，在微计算机系统〔9〕控制下，笔套〔A〕在下卡具〔3〕带动下脱离笔杆〔B〕在停顿予定时间后，笔套〔A〕在下卡具〔3〕带动下扦入笔杆〔B〕。在停顿予定时间后，重复前述过程、显示递减次数，直至零时自动停止。
微计算机测量系统原理框图如图2所示。它由稳压电源〔9.1〕、传感器〔8〕、前置放大器〔9.3〕、A/D转换器〔9.4〕、微计算机〔9.5〕、直流电机控制驱动接口〔9.2〕和微型打印机〔9.6〕组成。通过微计算机〔9.5〕的键盘输入必要的控制信息后，直流电机在微计算机〔9.5〕的控制下，驱动笔套匀速下降，传感器〔8〕将笔套夹着能力转变成电压信号，经前置放大器〔9.3〕、A/D转换器〔9.4〕，由微计算机〔9.5〕采集处理，自动扣除传感器和电路飘移，显示笔套脱离笔杆瞬间的最大拉力值，并经微型打印机〔9.6〕打印输出。在输入扦拔疲劳试验次数等控制信息后，直流电机在微计算机〔9.5〕的控制下，驱动笔套反复扦拔，显示递减次数直到零时自动停止。笔套扦入或脱离笔杆时的短暂停顿，避免笔杆因摩擦发热膨胀发生卡死现象。
本发明实施例的基本结构和测量系统原理分别如图1、图2所示。笔杆〔B〕通过上卡具〔5〕、拉力绳〔6〕和万向接杆〔7〕与传感器〔8〕悬梁轴线垂直连接，下卡具〔3〕保证笔套〔A〕轴线和传感器〔8〕悬梁垂直，组成小运动惯量夹着能力采样装置。其中传感器〔8〕为5KGBLR-1-5拉压力传感器。笔杆〔B〕由中卡具〔4〕夹持固定不动，笔套〔A〕由下卡具〔3〕夹持，允许相对中卡具〔4〕上下移动，组成杆套扦拔疲劳试验装置。微计算机系统〔9〕控制直流电机〔2〕，经减速器〔1〕、丝杠〔10〕和下卡具〔3〕相连，组成笔套移动速度和扦拔循环次数控制及数据采集处理系统。其中前置放大器〔9.3〕为ICL7650斩波稳零放大器，A/D转换器〔9.4〕为AD571，直流电机〔2〕为RS-55OS-2615O，微计算机〔9.5〕为TP801A。
本发明的测量方法符合制笔行业技术要求，运行稳定可靠，性能达到设计指标要求。由于综合了微计算机、传感器和模拟技术，实现机电一体化，提高了测量精度和自动化水平，适应各种自来水笔笔套动态特性测量和疲劳试验要求，为制笔行业提供测试杆套拉力的理想仪器。此外，它还可适应其它笔种笔套夹着能力的测试要求。同时扩展了微计算机的应用领域。
权利要求
1.一种用来进行各种笔杆套拉力试验的测力仪，它包括一个笔套夹着能力采样装置、一个扦拔疲劳试验装置和一个微计算机测量系统，其特征在于是由下卡具[3]、中卡具[4]、上卡具[5]、拉力绳[6]、万向接杆[7]、传感器[8]、直流电机[2]和微计算机系统[9]主要部件组成。
2.按照权利要求1所述的杆套拉力测力仪，其特征在于笔杆〔B〕通过上卡具〔5〕、拉力绳〔6〕和万向接杆〔7〕与传感器〔8〕悬梁轴线垂直连接，同时在测量不同规格的笔套时，利用下卡具〔3〕保证笔套〔A〕轴线和传感器〔8〕悬梁垂直，由此组成小运动惯量夹着能力采样装置。
3.按照权利要求1所述的杆套拉力测力仪，其特征在于笔杆〔B〕由中卡具〔4〕夹持，笔套〔A〕由下卡具〔3〕夹持，同时允许下卡具〔3〕相对固定不动的中卡具〔4〕上下移动，以此组成杆套扦拔疲劳试验装置。
4.按照权利要求1所述的杆套拉力测力仪，其特征在于微计算机系统〔9〕控制直流电机〔2〕，经减速器〔1〕、丝杠〔10〕和下卡具〔3〕相连，组成笔套移动速度和扦拔循环次数控制及数据采集处理系统。
全文摘要
智能化自来水笔杆套拉力测力仪属于制笔行业测试各种自来水笔笔套夹着能力的一种专用测力仪器。本发明采用小惯量传动系统直线传递被测力，利用万向卡具克服测量过程中产生的失真；用小量程悬梁式荷重传感器进行拉力测量；用微计算机控制笔套移动速度和扦拔次数，并且进行数据采集处理。从而使测力仪适合于各种笔套动态特性的测量，减少人为因素影响，提高了测量精度和自动化水平，同时扩展了微计算机的应用领域。
文档编号G01L5/00GK1031421SQ88103849
公开日1989年3月1日 申请日期1988年6月30日 优先权日1988年6月30日
发明者吴乃优, 林桦, 贺刚, 马卫国 申请人:天津师范大学