一种微型橡胶国际硬度测试模块及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种微型橡胶国际硬度测试模块及其控制方法，属于计量领域。

背景技术

微型橡胶国际硬度主要用于各种型号的O型圈、以及具有小、薄等特点的橡胶零件的微型橡胶国际硬度测试。

根据使用工况及硬度领域的公知常识，橡胶O型圈的硬度测试需在其横截面的最高点进行，目前国内依靠人工目测确定橡胶O型圈横截面的最高点，人员带来的误差非常大，且工作效率低。

目前国内Shore A标尺硬度测试设备多为多为手持式设备在日常测试和计量中难以满足指标要求。而IRHD M和IRHD N硬度测试设备更是无国产设备，皆依赖于进口。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微型橡胶国际硬度测试模块及其控制方法，实现(8.3±0.5)mN的初测试力和(153.3±1.0)mN的总测试力的准确可靠加载，实现全自动橡胶硬度测试，并保证其试验结果的准确性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种微型橡胶国际硬度测试模块，包括：外壳、位置固定块、主轴锁紧螺杆、拔插件、电机腔体、主体下端、主体、位移传感器、主杆组件、控制模块、电机组件以及杠杆组件；

所述外壳用于保护内部结构，所述位置固定块用于固定微型橡胶国际硬度测试模块，所述主轴锁紧螺杆用于运输过程中的保护主杆组件，工作过程中需将主轴锁紧螺杆拆下，所述拔插件用于安装定位微型橡胶国际硬度测试模块，所述电机腔体用于安装和保护电机组件，所述主体下端用于安装及保护杠杆组件，所述主体用于安装和保护主杆组件，所述位移传感器用于读取主杆组件的运动位移，所述主杆组件用于产生测试力，并将测试力传递至试验样品，所述控制模块用于控制微型橡胶国际硬度测试模块动作及采集数据，所述电机组件用于控制杠杆组件，抵消部分主杆组件所产生的测试力，完成8.3±0.5mN的初试测试力的加载，后控制杠杆组件脱离主杆组件，使主杆组件产生的153.3±1.0mN的测试力完全施加至试验样品，完成二次加载；

所述主杆组件用于产生153.3±1.0mN的总测试力，并将测试力垂直施加至试验样品；

所述电机组件提供上下1mm范围内的垂直运动，用于控制杠杆组件的位置，从而实现初测试力及总测试力的准确加载；

所述杠杆组件在电机组件的控制下完成与主杆组件的接触与分离，从而完成8.3±0.5mN的初测试力的加载，以及153.3±1.0mN的总测试力的加载；

所述杠杆组件与所述主杆组件之间采用滚动轴承连接，用以减小接触产生的摩擦力，实现现8.3±0.5mN初测试力的准确产生与加载。

本发明的一种微型橡胶国际硬度测试模块，控制方法包括如下步骤：

步骤一：通过所述控制模块与橡胶国际硬度测试计的总控制系统连接，识别本测试模块；

步骤二：将试验样品放置到橡胶国际硬度测试计的主机平台上，通过橡胶国际硬度测试计的人机交互界面，启动硬度测量过程；

步骤三：本测试模块自检验，所述电机组件开始转动，所述杠杆组件压下和恢复，所述电机组件停止转动；

步骤四：橡胶国际硬度测试计的主机平台控制本测试模块下压，当试验样品与所述压足相接触且所述主杆组件实现(8.3±0.5)mN的初测试力，且所述主杆组件下压的距离为L(380um

步骤五：等待所述主杆组件实现(8.3±0.5)mN的初测试力且使本测试模块达到稳定状态；

步骤六：所述电机组件开始转动，所述杠杆组件下压，所述主杆组件实现(153.3±1.0)mN的总测试力的加载；

步骤七：橡胶国际硬度测试计的主机平台通过所述控制模块实现数据采集，通过查表与相近均值确定试验样品的硬度值，完成微型橡胶国际硬度检定；

步骤八：所述电机组件开始转动，所述杠杆组件恢复平衡，所述电机组件恢复到初始位置。

有益效果：

1、本发明的一种微型橡胶国际硬度测试模块，通过电机组件带动杠杆组件完成主杆组件的反向测试力的抵消，实现(8.3±0.5)mN的初测试力和(153.3±1.0)mN的总测试力的加载，通过位移传感器的数据采集及处理，及控制模块的整体控制，实现全自动微型橡胶国际硬度测试，并保证硬度测试结果的准确性。

2、本发明的一种微型橡胶国际硬度测试模块，主杆组件与杠杆组件之间采用滚动轴承相连接，减小接触产生的摩擦力，保证8.3mN初测试力施加的准确度。

附图说明

图1是本发明的一种微型橡胶国际硬度测试模块整体结构外观示意图；

图2是本发明的一种微型橡胶国际硬度测试模块内部结构示意图；

图3是本发明的一种微型橡胶国际硬度测试模块控制方法流程图；

其中，1-外壳；2-位置固定块；3-主轴锁紧螺杆；4-拔插件；5-电机腔体；6-主体下端；7-主体；8-位移传感器；9-主杆组件；10-控制模块；11-电机组件；12-杠杆组件。

具体实施方式

为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。

实施例1：

如图1、图2所示，本发明的一种微型橡胶国际硬度测试模块，包括：外壳1、位置固定块2、主轴锁紧螺杆3、拔插件4、电机腔体5、主体下端6、主体7、位移传感器8、主杆组件9、控制模块10、电机组件11以及杠杆组件12；

外壳1用于保护内部结构，位置固定块2用于固定微型橡胶国际硬度测试模块，主轴锁紧螺杆3用于运输过程中的保护主杆组件9，工作过程中需将主轴锁紧螺杆3拆下，拔插件4用于安装定位微型橡胶国际硬度测试模块，电机腔体5用于安装和保护电机组件11，主体下端6用于安装及保护杠杆组件12，主体7用于安装和保护主杆组件9，位移传感器8用于读取主杆组件9的运动位移，主杆组件9用于产生测试力，并将测试力传递至试验样品，控制模块10用于控制微型橡胶国际硬度测试模块动作及采集数据，电机组件11用于控制杠杆组件12，抵消部分主杆组件9所产生的测试力，完成(8.3±0.5)mN的初试测试力的加载，后控制杠杆组件12脱离主杆组件9，使主杆组件9产生的(153.3±1.0)mN的测试力完全施加至试验样品，完成二次加载；

主杆组件9用于产生(153.3±1.0)mN的测试力，并将测试力垂直施加至试验样品；

电机组件11提供上下1mm范围内的垂直运动，用于控制杠杆组件12的位置，从而实现初测试力及总测试力的准确加载；

杠杆组件12在电机组件11的控制下完成与主杆组件9的接触与分离，从而完成(8.3±0.5)mN的初测试力的加载，以及(153.3±1.0)mN的总测试力的加载；

杠杆组件12与主杆组件9之间采用滚动轴承连接，用以减小接触产生的摩擦力，实现现8.3±0.5mN初测试力的准确产生与加载。

如图3所示，本发明的一种微型橡胶国际硬度测试模块，控制方法包括如下步骤：

步骤一：通过控制模块10与橡胶国际硬度测试计的总控制系统连接，识别本测试模块；

步骤二：将试验样品放置到橡胶国际硬度测试计的主机平台上，通过橡胶国际硬度测试计的人机交互界面，启动硬度测量过程；

步骤三：本测试模块自检验，电机组件11开始转动，杠杆组件12压下和恢复，电机组件11停止转动；

步骤四：橡胶国际硬度测试计的主机平台控制本测试模块下压，当试验样品与压足9-10相接触且主杆组件9实现(8.3±0.5)mN的初测试力，且主杆组件9下压的距离为L(380um

步骤五：等待主杆组件9实现(8.3±0.5)mN的初测试力且使本测试模块达到稳定状态；

步骤六：电机组件11开始转动，杠杆组件12下压，主杆组件9实现(153.3±1.0)mN的总测试力的加载；

步骤七：橡胶国际硬度测试计的主机平台通过控制模块10实现数据采集，通过查表与相近均值确定试验样品的硬度值，完成微型橡胶国际硬度检定；

步骤八：电机组件11开始转动，杠杆组件12恢复平衡，电机组件11恢复到初始位置。

对本发明一种微型橡胶国际硬度测试模块及其控制方法进行测试力、压入深度以及硬度示值校准，校准结果如表1～表3所示：

表1测试力校准结果

表2压入深度校准结果

表3硬度示值校准结果

如表1～表3所示，本发明的一种微型橡胶国际硬度测试模块及其控制方法完全满足国家规程及国际规范的要求。

以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。