一种用于铜丝的拉力试验装置及试验方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111766145 A(43)申请公布日 2020.10.13

(21)申请号 202010623608.5(22)申请日 2020.06.30

(71)申请人 昆山品志金属材料有限公司

地址 215000 江苏省苏州市昆山开发区中

心河路158号(72)发明人 封昌干　龙新科　

(74)专利代理机构 苏州华博知识产权代理有限

公司 32232

代理人 黄珩(51)Int.Cl.

G01N 3/08(2006.01)G01N 3/04(2006.01)

权利要求书2页 说明书5页 附图2页

(54)发明名称

一种用于铜丝的拉力试验装置及试验方法(57)摘要

本发明公开了一种用于铜丝的拉力试验装置，包括：测试平台、转运装置、铜丝固定组件、拉伸装置及拉力计量装置，其中测试平台设在最下端；转运装置与转运轨道对应配置；铜丝固定组件与转运装置对应配置；拉伸装置与拉伸轨道对应设置；拉力计量装置用以计量铜丝受力断开过程中的拉力值。在测试平台上设置转运轨道并引入转运装置，可满足多个转运装置依次排列进递，有助于对铜丝进行连续性拉力试验；另外，铜丝固定组件与转运装置之间设置成方便装卸的独立结构，有助于提前把铜丝固定好并架设在转运装置上，从而为拉力试验做好准备。CN 111766145 ACN 111766145 A

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1.一种用于铜丝的拉力试验装置，其特征在于，其包括：测试平台、转运装置、铜丝固定组件、拉伸装置及拉力计量装置，其中

所述测试平台，设在最下端用以操作拉力试验的承载平台，包括平板、拉伸轨道及转运轨道，所述平板上方设有所述拉伸轨道及转运轨道，两条所述转运轨道互相平行，两条所述拉伸轨道沿所述转运轨道的中心线对称设置在所述转运轨道的外侧，且均与所述转运轨道垂直；

所述转运装置，与所述转运轨道对应配置，包括移动单元、支撑杆及转运卡座，所述移动单元与所述转运轨道进行可移动连接，所述支撑杆的下端与所述移动单元连接，且其上端与所述转运卡座固定连接；

所述铜丝固定组件，与所述转运装置对应配置，且卡设在所述转运卡座内，包括左固定元件及右固定元件，分别用以固定铜丝的两端；

所述拉伸装置，与所述拉伸轨道对应设置，包括驱动机构、支撑柱及拉伸卡座，所述驱动机构位于所述拉伸轨道上，所述支撑柱下端与所述驱动机构连接，且其上端与所述拉伸卡座固定连接；

所述拉力计量装置，用以计量铜丝受力断开过程中的拉力值。2.根据权利要求1所述用于铜丝的拉力试验装置，其特征在于，所述驱动机构包括左移动块、右移动块、双头螺杆及动力源，所述左移动块及右移动块分别设在左、右两侧的所述拉伸轨道内，且所述左移动块及右移动块上分别设有螺纹通孔，所述双头螺杆两端分别旋在所述左移动块及右移动块的螺纹通孔内，所述动力源为所述双头螺杆提供旋转动力。

3.根据权利要求2所述用于铜丝的拉力试验装置，其特征在于，所述驱动机构还包括涡轮及蜗杆，所述涡轮与所述双头螺杆固定连接，所述蜗杆与所述涡轮相匹配，并与所述动力源连接。

4.根据权利要求2所述用于铜丝的拉力试验装置，其特征在于，所述动力源为伺服电机。

5.根据权利要求1所述用于铜丝的拉力试验装置，其特征在于，所述转运装置的支撑杆与所述移动单元之间为可旋转连接，且左、右两条所述转运轨道上的支撑杆相对位置旋转至最远时，两件所述转运卡座之间的距离与两件所述拉伸卡座之间的距离相同。

6.根据权利要求1所述用于铜丝的拉力试验装置，其特征在于，还包括移位机械手，用以在所述转运装置与所述拉伸装置之间转移所述铜丝固定组件。

7.根据权利要求6所述用于铜丝的拉力试验装置，其特征在于，所述移位机械手包括支撑架、伸缩臂及抓手，所述支撑架位于所述拉伸轨道及转运轨道交接中心的上方，所述伸缩臂的上端与所述支撑架的顶部连接，且其下端与所述抓手连接。

8.根据权利要求7所述用于铜丝的拉力试验装置，其特征在于，所述移位机械手的抓手与所述拉伸卡座对应配置，且两件所述抓手之间的距离与所述拉伸卡座之间的距离相同。

9.根据权利要求7所述用于铜丝的拉力试验装置，其特征在于，所述转运装置还包括连接杆，所述连接杆的两端分别与左固定元件及右固定元件可拆卸连接，所述抓手数量为一件，且位于所述连接杆中心上方。

10.一种用于铜丝的拉力试验方法，其特征在于，包含以下步骤：S1：将铜丝的两端分别与所述左固定元件及右固定元件连接固定，并放置在所述转运

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装置的转运卡座上；

S2：将多件装有铜丝的转运装置依次卡入所述转运轨道的上料段，所述上料段即位于所述拉伸轨道一侧载有等待试验铜丝的转运轨道；

S3：将转运装置上的铜丝固定组件及铜丝整体转移至拉伸卡座上，并将空载的转运装置移动至所述转运轨道的空料段，启动驱动机构进行拉伸，并通过拉力计量装置进行拉力计量，其中空料段即位于所述拉伸轨道另一侧收纳空载转运装置的转运轨道；

S4：铜丝断开后，保存拉力计量数据，并将铜丝固定组件移出拉伸卡座；S5：重复S3-S4，直至完成所有待试验铜丝的拉力试验。

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一种用于铜丝的拉力试验装置及试验方法

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技术领域

[0001]本发明涉及金属丝指标检测技术领域，具体涉及一种用于铜丝的拉力试验装置及试验方法。

背景技术[0002]铜丝，指的是由较粗的铜线拉制而成的细丝，可用于走丝切割线、电缆导线、铜刷过滤网等，在走丝切割、电力输送领域应用非常广泛，由于铜丝在使用过程中根据需要不可避免的会受到各种弯曲、拉拽，因此铜丝的抗拉能力对于铜丝而言，是一个非常重要的性能指标。

[0003]在现有技术中，铜丝一般采用拉力试验仪器进行铜丝的强度试验，虽然铜丝拉力检测仪能自动求取Z大试验力，断裂力，屈服力，抗拉强度，抗压强度，弯曲强度，弹性模量，伸长率，定伸长应力，定应力伸长等参数，但因为每次更换试验铜丝时均需拆卸夹具并重新夹装铜丝，重复工序较多，试验效率低下，尤其对于需要对大量铜丝进行拉力试验时，试验效率无法满足实际需求的弊端尤为明显。[0004]因此，本技术领域亟需一种结构简单，连续性强，可对批量铜丝进行拉力试验的试验装置。

发明内容

[0005]为了解决上述技术问题，本发明提出了一种结构简单，试验高效，可实现批量铜丝进行拉力试验的试验装置。[0006]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：[0007]一方面，本发明公开了一种用于铜丝的拉力试验装置，包括：测试平台、转运装置、铜丝固定组件、拉伸装置及拉力计量装置，其中所述测试平台，设在最下端用以操作拉力试验的承载平台，包括平板、拉伸轨道及转运轨道，所述平板上方设有所述拉伸轨道及转运轨道，两条所述转运轨道互相平行，两条所述拉伸轨道沿所述转运轨道的中心线对称设置在所述转运轨道的外侧，且均与所述转运轨道垂直；所述转运装置，与所述转运轨道对应配置，包括移动单元、支撑杆及转运卡座，所述移动单元与所述转运轨道进行可移动连接，所述支撑杆的下端与所述移动单元连接，且其上端与所述转运卡座固定连接；所述铜丝固定组件，与所述转运装置对应配置，且卡设在所述转运卡座内，包括左固定元件及右固定元件，分别用以固定铜丝的两端；所述拉伸装置，与所述拉伸轨道对应设置，包括驱动机构、支撑柱及拉伸卡座，所述驱动机构位于所述拉伸轨道上，所述支撑柱下端与所述驱动机构连接，且其上端与所述拉伸卡座固定连接；所述拉力计量装置，用以计量铜丝受力断开过程中的拉力值。

[0008]采用上述技术方案的有益效果是：充分考虑了现有技术中铜丝的拉力试验仪器所存在的试验重复步骤较多，试验效率难以大幅提高，无法满足大批量铜丝拉力试验的问题，在测试平台上设置转运轨道并引入转运装置，其中转运轨道可以满足多个转运装置依次排

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列进递，再根据试验节奏，逐次把载有铜丝的铜丝固定组件转移至拉伸卡座内，从而实现了铜丝的连续性拉力试验；另外，铜丝固定组件与转运装置之间设置成为方便装卸的独立结构，有助于提前或在不影响拉力试验的情况下把铜丝固定好并架设在转运装置上，从而为拉力试验做好准备，所以，该技术方案的拉力试验装置不仅结构简单，试验工序紧凑，连续性强，可满足批量高效的试验需求。

[0009]作为本发明实施方式的进一步改进，所述驱动机构包括左移动块、右移动块、双头螺杆及动力源，所述左移动块及右移动块分别设在左、右两侧的所述拉伸轨道内，且所述左移动块及右移动块上分别设有螺纹通孔，所述双头螺杆两端分别旋在所述左移动块及右移动块的螺纹通孔内，所述动力源为所述双头螺杆提供旋转动力。[0010]采用上述技术方案的有益效果是：双头螺杆的引入，使得左移动块及右移动块通过螺纹进行传动，有助于提高左移动块及右移动块移动的同步性和稳定性。[0011]作为本发明实施方式的再进一步改进，所述驱动机构还包括涡轮及蜗杆，所述涡轮与所述双头螺杆固定连接，所述蜗杆与所述涡轮相匹配，并与所述动力源连接。[0012]采用上述技术方案的有益效果是：涡轮和蜗杆的设置，可以有效降低动力源的传动速率，有助于提升拉力测量的精准性。

[0013]作为本发明实施方式的再进一步改进，所述动力源为伺服电机。[0014]采用上述技术方案的有益效果是：以伺服电机作为拉力试验的动力源，充分利用了伺服电机的优势，即转动速率稳定，线性度高，从而使得控制速度和位置精度更为准确。[0015]作为本发明实施方式的更进一步改进，所述转运装置的支撑杆与所述移动单元之间为可旋转连接，且左、右两条所述转运轨道上的支撑杆相对位置旋转至最远时，两件所述转运卡座之间的距离与两件所述拉伸卡座之间的距离相同。[0016]采用上述技术方案的有益效果是：支撑杆相对于移动单元可旋转，则当转运装置上的铜丝固定单元被转移至拉伸装置上以后，支撑杆相向旋转，从而缩小两个转运卡座之间的距离，有利于顺利通过拉伸卡座所形成的限宽“门”。[0017]作为本发明实施方式的更进一步改进，拉力试验装置还包括移位机械手，用以在所述转运装置与所述拉伸装置之间转移所述铜丝固定组件。[0018]采用上述技术方案的有益效果是：移位机械手的设置，省却了人工手动转移，有助于提高铜丝固定组件转移的效率及稳定性。

[0019]作为本发明实施方式的更进一步改进，所述移位机械手包括支撑架、伸缩臂及抓手，所述支撑架位于所述拉伸轨道及转运轨道交接中心的上方，所述伸缩臂的上端与所述支撑架的顶部连接，且其下端与所述抓手连接。[0020]采用上述技术方案的有益效果是：移位机械手设置在拉伸轨道及转运轨道交接中心的上方，且通过支撑架进行支撑，结构简单，操作方便。[0021]作为本发明实施方式的更进一步改进，所述移位机械手的抓手与所述拉伸卡座对应配置，且两件所述抓手之间的距离与所述拉伸卡座之间的距离相同。[0022]采用上述技术方案的有益效果是：移位机械手与拉伸卡座一一对应，且间距相同，且直接对左固定元件及右固定元件进行抓取转移，最大限度的保障了铜丝固定组件转移的精准性。

[0023]作为本发明实施方式的又进一步改进，所述转运装置还包括连接杆，所述连接杆

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的两端分别与左固定元件及右固定元件可拆卸连接，所述抓手数量为一件，且位于所述连接杆中心上方。

[0024]采用上述技术方案的有益效果是：通过连接杆的引入，移位机械手直接抓取连接杆即可实现同步转移所有铜丝固定组件，在保证转移稳定性和精准性的同时，减少了抓手的配置，节约了制造成本。[0025]另一方面，本发明还进一步公开了一种用于铜丝的拉力试验方法，包含以下步骤：[0026]S1：将铜丝的两端分别与所述左固定元件及右固定元件连接固定，并放置在所述转运装置的转运卡座上；[0027]S2：将多件装有铜丝的转运装置依次卡入所述转运轨道的上料段，所述上料段即位于所述拉伸轨道一侧载有等待试验铜丝的转运轨道：[0028]S3：将转运装置上的铜丝固定组件及铜丝整体转移至拉伸卡座上，并将空载的转运装置移动至所述转运轨道的空料段，启动驱动机构进行拉伸，并通过拉力计量装置进行拉力计量，其中空料段即位于所述拉伸轨道另一侧收纳空载转运装置的转运轨道；[0029]S4：铜丝断开后，保存拉力计量数据，并将铜丝固定组件移出拉伸卡座；[0030]S5：重复S3-S4，直至完成所有待试验铜丝的拉力试验。[0031]采用上述技术方案的有益效果是：采用规范性的拉力试验方法进行拉力试验，可显著提高铜丝的拉力试验效率，减少不必要的操作工序，促使整个试验过程顺畅高效，同时也易于保证试验结果的准确性和试验质量的稳定性。

附图说明

[0032]为了更为清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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它附图。

[0033]图1为本发明的拉力试验装置俯视示意图。

[0034]图2为本发明的拉力试验装置正视示意图之一。[0035]图3为图2中I的局部放大图。

[0036]图4为本发明的拉力试验装置正视示意图之二。[0037]图中数字所表示的相应的部件名称如下：[0038]铜丝01；测试平台1；平板11；拉伸轨道12；转运轨道13；转运装置2；移动单元21；支撑杆22；转运卡座23；连接杆24；铜丝固定组件3；左固定元件31；右固定元件32；拉伸装置4；驱动机构41；左移动块411；右移动块412；双头螺杆413；动力源414；涡轮415；蜗杆416；支撑柱42；拉伸卡座43；拉力计量装置5；移位机械手6；支撑架61；伸缩臂62；抓手63。具体实施方式

[0039]为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。[0040]为了实现本发明的目的，本发明提供的技术方案为：

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在本发明的一些实施方式中，如图1-2，4所示，一种用于铜丝的拉力试验装置，包

括：测试平台1、转运装置2、铜丝固定组件3、拉伸装置4及拉力计量装置5，其中测试平台1，设在最下端用以操作拉力试验的承载平台，包括平板11、拉伸轨道12及转运轨道13，平板11上方设有拉伸轨道12及转运轨道13，两条转运轨道13互相平行，两条拉伸轨道12沿转运轨道13的中心线对称设置在转运轨道13的外侧，且均与转运轨道13垂直；转运装置2，与转运轨道13对应配置，包括移动单元21、支撑杆22及转运卡座23，移动单元21与转运轨道13进行可移动连接，支撑杆22的下端与移动单元21连接，且其上端与转运卡座23固定连接；铜丝固定组件3，与转运装置2对应配置，且卡设在转运卡座23内，包括左固定元件31及右固定元件32，分别用以固定铜丝01的两端；拉伸装置4，与拉伸轨道12对应设置，包括驱动机构41、支撑柱42及拉伸卡座43，驱动机构41位于拉伸轨道12上，支撑柱42下端与驱动机构41连接，且其上端与拉伸卡座43固定连接；拉力计量装置5，用以计量铜丝01受力断开过程中的拉力值。

[0042]采用上述技术方案的有益效果是：充分考虑了现有技术中铜丝的拉力试验仪器所存在的试验重复步骤较多，试验效率难以大幅提高，无法满足大批量铜丝拉力试验的问题，在测试平台上设置转运轨道并引入转运装置，其中转运轨道可以满足多个转运装置依次排列进递，再根据试验节奏，逐次把载有铜丝的铜丝固定组件转移至拉伸卡座内，从而实现了铜丝的连续性拉力试验；另外，铜丝固定组件与转运装置之间设置成为方便装卸的独立结构，有助于提前或在不影响拉力试验的情况下把铜丝固定好并架设在转运装置上，从而为拉力试验做好准备，所以，该技术方案的拉力试验装置不仅结构简单，试验工序紧凑，连续性强，可满足批量高效的试验需求。

[0043]在本发明的另一些实施方式中，如图2-3所示，驱动机构41包括左移动块411、右移动块412、双头螺杆413及动力源414，左移动块411及右移动块412分别设在左、右两侧的拉伸轨道12内，且左移动块411及右移动块412上分别设有螺纹通孔，双头螺杆413两端分别旋在左移动块411及右移动块412的螺纹通孔内，动力源414为双头螺杆413提供旋转动力。[0044]采用上述技术方案的有益效果是：双头螺杆的引入，使得左移动块及右移动块通过螺纹进行传动，有助于提高左移动块及右移动块移动的同步性和稳定性。[0045]在本发明的另一些实施方式中，如图3所示，驱动机构41还包括涡轮415及蜗杆416，涡轮415与双头螺杆413固定连接，蜗杆416与涡轮415相匹配，并与动力源414连接。[0046]采用上述技术方案的有益效果是：涡轮和蜗杆的设置，可以有效降低动力源的传动速率，有助于提升拉力测量的精准性。[0047]在本发明的另一些实施方式中，动力源414为伺服电机。[0048]采用上述技术方案的有益效果是：以伺服电机作为拉力试验的动力源，充分利用了伺服电机的优势，即转动速率稳定，线性度高，从而使得控制速度和位置精度更为准确。[0049]在本发明的另一些实施方式中，如图2所示，转运装置的支撑杆22与移动单元21之间为可旋转连接，且左、右两条转运轨道13上的支撑杆22相对位置旋转至最远时，两件转运卡座23之间的距离与两件拉伸卡座43之间的距离相同。[0050]采用上述技术方案的有益效果是：支撑杆相对于移动单元可旋转，则当转运装置上的铜丝固定单元被转移至拉伸装置上以后，支撑杆相向旋转，从而缩小两个转运卡座之间的距离，有利于顺利通过拉伸卡座所形成的限宽“门”。

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在本发明的另一些实施方式中，如图2，4所示，拉力试验装置还包括移位机械手6，

用以在转运装置2与拉伸装置4之间转移铜丝固定组件3。[0052]采用上述技术方案的有益效果是：移位机械手的设置，省却了人工手动转移，有助于提高铜丝固定组件转移的效率及稳定性。[0053]在本发明的另一些实施方式中，如图2所示，移位机械手6包括支撑架61、伸缩臂62及抓手63，支撑架61位于拉伸轨道12及转运轨道13交接中心的上方，伸缩臂62的上端与支撑架61的顶部连接，且其下端与抓手63连接。[0054]采用上述技术方案的有益效果是：移位机械手设置在拉伸轨道及转运轨道交接中心的上方，且通过支撑架进行支撑，结构简单，操作方便。[0055]在本发明的另一些实施方式中，同样如图2所示，移位机械手的抓手63与拉伸卡座43对应配置，且两件抓手63之间的距离与拉伸卡座43之间的距离相同。[0056]采用上述技术方案的有益效果是：移位机械手与拉伸卡座一一对应，且间距相同，且直接对左固定元件及右固定元件进行抓取转移，最大限度的保障了铜丝固定组件转移的精准性。

[0057]在本发明的另一些实施方式中，如图4所示，转运装置2还包括连接杆24，连接杆24的两端分别与左固定元件31及右固定元件32可拆卸连接，抓手63数量为一件，且位于连接杆24中心上方。

[0058]采用上述技术方案的有益效果是：通过连接杆的引入，移位机械手直接抓取连接杆即可实现同步转移所有铜丝固定组件，在保证转移稳定性和精准性的同时，减少了抓手的配置，节约了制造成本。

[0059]在本发明的另一些实施方式中，公开了一种用于铜丝的拉力试验方法，包含以下步骤：

[0060]S1：将铜丝01的两端分别与左固定元件31及右固定元件32连接固定，并放置在转运装置的转运卡座23上；[0061]S2：将多件装有铜丝的转运装置2依次卡入转运轨道13的上料段，上料段即位于拉伸轨道12一侧载有等待试验铜丝01的转运轨道13；[0062]S3：将转运装置2上的铜丝固定组件3及铜丝01整体转移至拉伸卡座43上，并将空载的转运装置2移动至转运轨道13的空料段，启动驱动机构41进行拉伸，并通过拉力计量装置5进行拉力计量，其中空料段即位于拉伸轨道12另一侧收纳空载转运装置2的转运轨道13；

[0063]S4：铜丝01断开后，保存拉力计量数据，并将铜丝固定组件3移出拉伸卡座43；[0064]S5：重复S3-S4，直至完成所有待试验铜丝01的拉力试验。[0065]采用上述技术方案的有益效果是：采用规范性的拉力试验方法进行拉力试验，可显著提高铜丝的拉力试验效率，减少不必要的操作工序，促使整个试验过程顺畅高效，同时也易于保证试验结果的准确性和试验质量的稳定性。

[0066]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

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