專利名稱：數(shù)顯維氏硬度計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及材料硬度測(cè)試裝置，特別是一種數(shù)顯維氏硬 度計(jì)。
技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)中，維氏硬度計(jì)采用杠桿加砝碼的方式施加載荷，測(cè)量誤差大。保荷機(jī)構(gòu) 為純機(jī)械式，保荷時(shí)間一般只有離散的幾種數(shù)值，不能連續(xù)調(diào)節(jié)保荷時(shí)間。而且，經(jīng)加荷后 測(cè)試壓痕還需要人工切換物鏡與壓頭，操作不方便。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種數(shù)顯維氏硬度計(jì)，所述的這種數(shù)顯維氏硬度計(jì)要 解決現(xiàn)有技術(shù)中維氏硬度計(jì)加荷方式誤差大、保荷時(shí)間不能根據(jù)試樣隨機(jī)調(diào)節(jié)、測(cè)試精度 低、操作不方便的技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型的這種數(shù)顯維氏硬度計(jì)由機(jī)架、固定在機(jī)架上的升降試樣臺(tái)、升降試 樣臺(tái)上方的壓頭、物鏡和杠桿、以及連接在杠桿后端的動(dòng)力機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所述的壓頭、物鏡、杠 桿和動(dòng)力機(jī)構(gòu)均設(shè)置在機(jī)架上，其中，所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)由電機(jī)和滾珠絲杠構(gòu)成，所述的滾珠 絲杠的上端與所述的杠桿的后端連接，所述的電機(jī)的輸出軸與一個(gè)配合滾珠絲桿的螺母通 過(guò)傳動(dòng)裝置連接，所述的壓頭固定在壓頭柄上，所述的壓頭柄和所述的物鏡均固定在一個(gè) 轉(zhuǎn)臂上，所述的轉(zhuǎn)臂的中部與一個(gè)轉(zhuǎn)臂電機(jī)連接，所述的轉(zhuǎn)臂電機(jī)固定在機(jī)架上，壓頭柄的 上端與所述的杠桿連接，壓頭與壓頭柄之間設(shè)置有壓力傳感器，所述的壓力傳感器的信號(hào) 輸出端通過(guò)放大器與一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器與一個(gè)控制器連接，壓頭的 側(cè)方設(shè)置有一個(gè)數(shù)字式自動(dòng)編碼器，所述的數(shù)字式自動(dòng)編碼器的信號(hào)輸出端與所述的控制 器連接，所述的控制器與電機(jī)和轉(zhuǎn)臂電機(jī)的控制端相連。進(jìn)一步的，所述的螺母與電機(jī)輸出軸之間通過(guò)一對(duì)齒輪連接，其中一個(gè)齒輪與電 機(jī)輸出軸固定連接，另一個(gè)齒輪與螺母固定連接。進(jìn)一步的，所述的電機(jī)是步進(jìn)電機(jī)。進(jìn)一步的，所述的試樣臺(tái)設(shè)置在一個(gè)螺桿上，所述的螺桿與設(shè)置在機(jī)架上的一個(gè) 螺母配合構(gòu)成螺紋副。進(jìn)一步的，所述的控制器連接有一個(gè)顯示器和鍵盤。進(jìn)一步的，所述的控制器是單片機(jī)。本實(shí)用新型的工作原理是壓力傳感器中采集電信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大器后輸入到模數(shù) 轉(zhuǎn)換器，經(jīng)模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換后把電壓模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)控制器運(yùn)算處理后控制電 機(jī)進(jìn)行加荷、保荷、卸荷的閉環(huán)控制系統(tǒng)中，而且硬度計(jì)在工作過(guò)程中，力值的微小變化能 進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償；測(cè)試后的壓痕由數(shù)字式自動(dòng)編碼器讀取，并形成硬度值，傳送給控制器供顯 示；同時(shí)，加荷后可控制轉(zhuǎn)臂電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)，切換壓頭和物鏡，便于測(cè)量壓痕。 本實(shí)用新型和已有技術(shù)相比較，其效果是積極和明顯的。本實(shí)用新型在布氏硬度計(jì)中采用傳感器測(cè)量壓頭的壓力值，傳送給控制器，由控制器控制加荷機(jī)構(gòu)，以便控制壓頭 在加荷、保荷過(guò)程中施加準(zhǔn)確的載荷；加荷后由控制使轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)，將壓頭與物鏡位置切換， 試樣上的壓痕由數(shù)字式自動(dòng)編碼器讀取、形成硬度值，傳送給控制器供顯示。

圖1是本實(shí)用新型的數(shù)顯維氏硬度計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 如圖1所示，本實(shí)用新型的數(shù)顯維氏硬度計(jì)，包括機(jī)架1、固定在機(jī)架上的升降試 樣臺(tái)2、升降試樣臺(tái)2的壓頭3、物鏡13、杠桿4，以及連接在杠桿4后端的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，其中， 所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括電機(jī)5以及與所述的電機(jī)5相連接的滾珠絲杠6，所述的滾珠絲杠6上 端與所述的杠桿4后端連接，與所述的滾珠絲桿6相配合的螺母61通過(guò)傳動(dòng)裝置與所述的 電機(jī)5的輸出軸相連接，所述的壓頭3固定于壓頭柄31上，所述的壓頭柄31與所述的物鏡 13固定于一個(gè)轉(zhuǎn)臂12上，所述的轉(zhuǎn)臂12中部與固定于所述的機(jī)架1上的轉(zhuǎn)臂電機(jī)14相連 接，所述的壓頭柄31上端與所述的杠桿4相連接，所述的壓頭3與所述的壓頭柄31之間還 固定有壓力傳感器8，所述的壓力傳感器8的信號(hào)輸出端通過(guò)放大器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接， 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器與控制器9相連接，在所述的壓頭3側(cè)方設(shè)置有數(shù)字式自動(dòng)編碼器10，所述 的數(shù)字式自動(dòng)編碼器10的信號(hào)輸出端與所述的控制器9相連，所述的控制器9通過(guò)輸出信 號(hào)與所述的電機(jī)5和轉(zhuǎn)臂電機(jī)14的控制信號(hào)端相連。進(jìn)一步的，所述的滾珠絲杠的螺母61與所述的電機(jī)5之間傳動(dòng)裝置是一對(duì)齒輪7， 其中一個(gè)齒輪與所述的電機(jī)輸出軸固定連接，另一個(gè)齒輪與所述的螺母固定連接。所述的 傳動(dòng)裝置也可以鏈傳動(dòng)裝置。進(jìn)一步的，所述的電機(jī)5是步進(jìn)電機(jī)。進(jìn)一步的，所述的試樣臺(tái)2設(shè)置于一個(gè)螺桿21上，所螺桿21與設(shè)置于所述的機(jī)架 1上的另一個(gè)螺母22相配合構(gòu)成螺紋副。進(jìn)一步的，與所述的控制器9相連接還設(shè)置有一個(gè)顯示器11和鍵盤。進(jìn)一步的，所述的控制器9是單片機(jī)。
權(quán)利要求一種數(shù)顯維氏硬度計(jì)，由機(jī)架、固定在機(jī)架上的升降試樣臺(tái)、升降試樣臺(tái)上方的壓頭、物鏡和杠桿、以及連接在杠桿后端的動(dòng)力機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所述的壓頭、物鏡、杠桿和動(dòng)力機(jī)構(gòu)均設(shè)置在機(jī)架上，其特征在于所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)由電機(jī)和滾珠絲杠構(gòu)成，所述的滾珠絲杠的上端與所述的杠桿的后端連接，所述的電機(jī)的輸出軸與一個(gè)配合滾珠絲桿的螺母通過(guò)傳動(dòng)裝置連接，所述的壓頭固定在壓頭柄上，所述的壓頭柄和所述的物鏡均固定在一個(gè)轉(zhuǎn)臂上，所述的轉(zhuǎn)臂的中部與一個(gè)轉(zhuǎn)臂電機(jī)連接，所述的轉(zhuǎn)臂電機(jī)固定在機(jī)架上，壓頭柄的上端與所述的杠桿連接，壓頭與壓頭柄之間設(shè)置有壓力傳感器，所述的壓力傳感器的信號(hào)輸出端通過(guò)放大器與一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器與一個(gè)控制器連接，壓頭的側(cè)方設(shè)置有一個(gè)數(shù)字式自動(dòng)編碼器，所述的數(shù)字式自動(dòng)編碼器的信號(hào)輸出端與所述的控制器連接，所述的控制器與電機(jī)和轉(zhuǎn)臂電機(jī)的控制端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)顯維氏硬度計(jì)，其特征在于所述的螺母與電機(jī)輸出軸之間 通過(guò)一對(duì)齒輪連接，其中一個(gè)齒輪與電機(jī)輸出軸固定連接，另一個(gè)齒輪與螺母固定連接。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)顯維氏硬度計(jì)，其特征在于所述的電機(jī)是步進(jìn)電機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)顯維氏硬度計(jì)，其特征在于所述的試樣臺(tái)設(shè)置在一個(gè)螺桿 上，所述的螺桿與設(shè)置在機(jī)架上的一個(gè)螺母配合構(gòu)成螺紋副。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)顯維氏硬度計(jì)，其特征在于所述的控制器連接有一個(gè)顯示 器和鍵盤。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)顯維氏硬度計(jì)，其特征在于所述的控制器是單片機(jī)。
專利摘要一種數(shù)顯維氏硬度計(jì)，包括機(jī)架、升降試樣臺(tái)、壓頭、物鏡、杠桿，以及連接在杠桿后端的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括電機(jī)以及與電機(jī)相連接的滾珠絲杠，滾珠絲杠上端與杠桿后端連接，壓頭柄與物鏡固定于轉(zhuǎn)臂上，轉(zhuǎn)臂中部與轉(zhuǎn)臂電機(jī)相連接，壓頭與壓頭柄之間還固定有壓力傳感器，壓力傳感器的信號(hào)輸出端與控制器相連接，在壓頭側(cè)方設(shè)置有數(shù)字式自動(dòng)編碼器，數(shù)字式自動(dòng)編碼器與控制器相連。在布氏硬度計(jì)中采用傳感器測(cè)量壓頭的壓力值，傳送給控制器，由控制器控制加荷機(jī)構(gòu)，以便控制壓頭在加荷、保荷過(guò)程中施加準(zhǔn)確的載荷；加荷后由控制使轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)，將壓頭與物鏡位置切換，試樣上的壓痕由數(shù)字式自動(dòng)編碼器讀取、形成硬度值，傳送給控制器供顯示。
文檔編號(hào)G01N3/42GK201637643SQ20102015749
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者錢保根 申請(qǐng)人:上海尚材試驗(yàn)機(jī)有限公司