用于易变形材料的自适应拉伸夹具.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911332732.X (22)申请日 2019.12.22 (71)申请人 福建工程学院 地址 350000 福建省福州市闽侯县上街镇 福州地区大学新校区学园路 (72)发明人 梁卫抗王乾廷赖宜粤马立安 董俊豪郑江帅刘琼陈鼎宁 (74)专利代理机构 北京市科名专利代理事务所 (特殊普通合伙) 11468 代理人 陈朝阳 (51)Int.Cl. G01N 3/04(2006.01) G01N 3/32(2006.01) (54)发明名称 一种用于易变形材料的自适应拉伸夹具 。

2、(57)摘要 本发明公开一种用于易变形材料的自适应 拉伸夹具， 通过实时测定并反馈夹紧软质易变形 材料部分的夹紧力， 保证在拉伸过程中， 夹紧软 质易变形材料部分的夹紧力维持不变， 或者在一 定范围内变化， 即软质易变形材料部分在拉伸变 长变薄过程中， 可以实现自动反馈调节夹紧力， 进而实现实时夹紧软质材料， 可以准确测量软质 易变形材料与脆性难变形材料异质制件粘接强 度。 权利要求书1页 说明书5页 附图11页 CN 111024493 A 2020.04.17 CN 111024493 A 1.一种用于易变形材料的自适应拉伸夹具， 其特征在于， 包括相对设置的左夹持装置 和右夹持装置， 所。

3、述的左夹持装置和所述的右夹持装置的顶部分别连接有用于夹紧易变形 材料的左夹持块和右夹持块； 所述的左夹持装置和右夹持装置的底部分别设有左滑台和右滑台， 左右滑台上均设有 用于带动滑台运动的丝杠； 所述的左滑台和右滑台之间的位置下方设有马达， 马达通过锥 齿轮组合驱动丝杠转动； 所述的左夹持块和所述的右夹持块中至少一个的底部设有压力传感器， 压力传感器连 接有控制装置， 控制装置可控制马达转动； 易变形材料发生形变时， 压力传感器上的压力低于设定值， 控制装置控制马达转动， 左 滑台和右滑台在丝杠驱动下缩短间距， 压力传感器上的压力恢复到设定值。 2.如权利要求1所述的一种用于易变形材料的自适应。

4、拉伸夹具， 其特征在于， 所述的左 右滑台底部的导轨固定在平板上， 平板下部固定有圆筒底座， 马达和控制装置安装在圆筒 底座内部； 所述的圆筒底座上设有通孔， 圆筒底座通过穿过通孔的圆棒与拉伸试验机连接。 3.如权利要求1所述的一种用于易变形材料的自适应拉伸夹具， 其特征在于， 所述的左 夹持块和右夹持块采用可拆卸的方式与左夹持装置和右夹持装置连接。 4.如权利要求1所述的一种用于易变形材料的自适应拉伸夹具， 其特征在于， 所述的压 力传感器位于右夹持块底部。 5.如权利要求4所述的一种用于易变形材料的自适应拉伸夹具， 其特征在于， 所述的右 夹持装置通过梯形槽与右夹持块连接， 右夹持块底端还。

5、设有圆槽， 圆槽内设有压力传感器， 右夹持装置还设有腰形孔， 所述的腰形孔用于放置数据传输线。 6.如权利要求1所述的一种用于易变形材料的自适应拉伸夹具， 其特征在于， 所述的左 夹持块和右夹持块的夹持面上均设有凸出面和凹槽， 所述的凸出面和凹槽提供夹持软质易 变形材料的容置空间。 7.如权利要求1所述的一种用于易变形材料的自适应拉伸夹具， 其特征在于， 所述的夹 具还设有配合使用的夹块， 夹块设有U型支撑托架， U型支撑托架内部设有凸台； 所述的U型 支撑托架内部设有平面， U型支撑托架内部平面设有橡胶层； 所述的夹块底部设有矩形孔， 夹块外部设有纹路； 所述的U型支撑托架两侧橡胶层之间有一。

6、定距离， 使软性易变形材质托 架通过。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111024493 A 2 一种用于易变形材料的自适应拉伸夹具 技术领域 0001 本发明涉及机械领域， 尤其涉及一种用于易变形材料的自适应拉伸夹具。 背景技术 0002 汽车安全玻璃安装托架是玻璃连接车身的部件， 用于实现安全玻璃通过托架安装 到玻璃升降轨道上， 达到玻璃平稳升降的目的。 汽车安全玻璃安装托架是采用带嵌件的方 法来成型， 首先在安全玻璃表面涂覆底涂剂， 以安全玻璃作为嵌件， 软质TPE、 PVC等作为注 塑材料进行注塑成型。 安全玻璃与安装托架之间的粘接强度影响到玻璃的安装和使用效 果， 因而需要通过拉。

7、伸实验来测试两者之间的粘接强度是否达到设计的要求， 进而判断注 塑粘接工艺是否合理。 0003 TPE、 PVC属于软质材料， 安全玻璃属于脆性难变形材料， 即汽车安全玻璃安装托架 属于软质易变形材料与脆性难变形材料异质制件， 目前在拉伸试验机上测试软质易变形材 料与脆性难变形材料异质制件粘接强度实验之前， 固定软质易变形材料夹具的距离是一定 的， 随着拉伸过程的进行和拉伸行程的变大， 软质易变形材料厚度逐渐变薄而长度逐渐变 大， 原本被夹具夹紧的软质易变形材料逐渐脱离夹具的约束， 甚至从夹具上滑脱， 导致夹具 无法夹紧异质制件的软质易变形材料部分， 只能通过手动的方法来多次夹紧软质易变形材 。

8、料部分， 这会存在以下方面的问题：（1） 多次夹紧过程复杂且繁琐，（2） 无法保证每次的夹紧 力是一致的，（3） 将对异质制件的粘接处造成损伤，（4） 再次夹紧后拉力会存在突变的问题， （5） 测试数据不准确； 这种处理方法将影响异质制件粘接强度的测试结果。 0004 针对拉伸试验机的拉伸夹具在测试软质易变形材料与脆性难变形材料异质制件 粘接强度存在的上述问题， 本发明将提供一种用于软质易变形材料与脆性难变形材料异质 制件的自适应拉伸夹具， 通过实时测定并反馈夹紧软质易变形材料部分的夹紧力， 保证在 拉伸过程中， 夹紧软质易变形材料部分的夹紧力维持不变， 或者在一定范围内变化， 即软质 易变形。

9、材料部分在拉伸变长变薄过程中， 可以实现自动反馈调节夹紧力， 进而实现实时夹 紧软质材料， 可以准确测量软质易变形材料与脆性难变形材料异质制件粘接强度。 发明内容 0005 本发明的目的是提供一种用于易变形材料的自适应拉伸夹具， 通过实时测定并反 馈夹紧软质易变形材料部分的夹紧力， 保证在拉伸过程中， 夹紧软质易变形材料部分的夹 紧力维持不变。 0006 为了实现上述的功能， 本发明采用的技术方案为： 一种用于易变形材料的自适应拉伸夹具， 其特征在于， 包括相对设置的左夹持装置和 右夹持装置， 所述的左夹持装置和所述的右夹持装置的顶部分别连接有用于夹紧易变形材 料的左夹持块和右夹持块； 所述的。

10、左夹持装置和右夹持装置的底部分别设有左滑台和右滑台， 左右滑台上均设有 用于带动滑台运动的丝杠； 所述的左滑台和右滑台之间的位置下方设有马达， 马达通过锥 说明书 1/5 页 3 CN 111024493 A 3 齿轮组合驱动丝杠转动； 所述的左夹持块和所述的右夹持块中至少一个的底部设有压力传感器， 压力传感器连 接有控制装置， 所述的控制装置可控制马达转动； 易变形材料发生形变时， 压力传感器上的压力低于设定值， 控制装置控制马达转动， 左 滑台和右滑台在丝杠驱动下缩短间距， 压力传感器上的压力恢复到设定值。 0007 进一步的， 所述的左右滑台底部的导轨固定在平板上， 平板下部固定有圆筒底。

11、座， 马达和控制装置安装在圆筒底座内部； 所述的圆筒底座上设有通孔， 圆筒底座通过穿过通 孔的圆棒与拉伸试验机连接。 0008 进一步的， 所述的左夹持块和右夹持块采用可拆卸的方式与左夹持装置和右夹持 装置连接。 0009 进一步的， 所述的压力传感器位于右夹持块底部。 0010 进一步的， 所述的右夹持装置通过梯形槽与右夹持块连接， 右夹持块底端还设有 圆槽， 圆槽内设有压力传感器， 右夹持装置还设有腰形孔， 所述的腰形孔用于放置数据传输 线。 0011 进一步的， 所述的左夹持块和右夹持块的夹持面上均设有凸出面和凹槽， 所述的 凸出面和凹槽提供夹持软质易变形材料的容置空间。 0012 进一。

12、步的， 所述的夹具还设有配合使用的夹块， 夹块设有U型支撑托架， U型支撑 托架内部设有凸台； 所述的U型支撑托架内部设有平面， U型支撑托架内部平面设有橡胶层； 所述的夹块底部设有矩形孔， 夹块外部设有纹路； 所述的U型支撑托架两侧橡胶层之间有一 定距离， 使软性易变形材质托架通过。 0013 本发明的有益效果为： 本发明的夹具实现了夹具的自动调节以及快速夹紧异质制 件； 该夹具的夹持装置采用可拆卸式结构， 通过更换夹持块来夹持不同材质和尺寸的软质 易变形材料与脆性难变形材料异质制件。 附图说明 0014 图1是测试安全玻璃安装托架结构图； 图2是实施例夹具立体图； 图3是实施例夹具侧视图；。

13、 图4是实施例夹具剖视图； 图5是平板结构图； 图6是伺服电机固定示意图； 图7是右夹持装置图； 图8是压力传感器安装图； 图9是右夹持块图； 图10是左夹持块图； 图11是下夹块图； 图12是U型支撑托架内部平面图； 图13是夹块固定示意图。 说明书 2/5 页 4 CN 111024493 A 4 具体实施方式 0015 下面结合本发明的的附图具体介绍、 描述本发明的实施案例方式： 本发明技术方案中的 “上” 、“下” 、“顶” 、“底” 、“周侧” 等位置方向指示均基于本附图中 的结构所示， 仅仅是为了方便描述， 便于理解之词， 而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位或以特。

14、定的方位构造和操作， 因此不能理解为对本发明的限制。 0016 如图1所示， 一种用于易变形材料的自适应拉伸夹具， 该夹具配合拉伸试验机使 用， 用于测试安全玻璃1与软性易变形材质托架2的粘结强度， 该夹具通过检测夹紧力的变 化， 实现对夹紧力的调节， 以保证在拉伸过程中夹紧力恒定。 0017 如图2、 3、 4所示， 一种用于易变形材料的自适应拉伸夹具， 包括对称设置的前半圆 筒底座4和后半圆筒底座5， 所述的前半圆筒底座4侧面设有沉头孔3， 所述的前半圆筒底座4 和后半圆筒底座5侧面设有导线孔6 （外部电源对夹具内部高速电机进行供电以及传感器信 号传输线） 。 所述的前半圆筒底座4和后半圆。

15、筒底座5上端连接有平板7， 所述的平板7通过螺 钉8与前半圆筒底座4和后半圆筒底座5相连接。 所述的平板7上端面左右两侧分别连接有滑 轨 （未标出） ， 所述的滑轨 （未标出） 上设有导轨10， 所述的导轨10上设有左滑台11和右滑台 19， 所述的左滑台11和右滑台19中间设有丝杠18， 所述的丝杠18连接有固定板17， 所述的丝 杠18通过右滑轨联轴器24与右锥齿轮23相接， 所述的右锥齿轮23连接有竖直锥齿轮9， 所述 的左滑台11上还设有左夹持装置13， 所述的左夹持装置13通过螺钉12与左滑台11连接， 所 述的左夹持装置13连接有左夹持块14， 所述的左夹持块14对称设置有右夹持块。

16、15， 所述的 右夹持块15连接有右夹持装置16， 所述的右夹持装置16连接有右滑台19。 所述的前半圆筒 底座4还通过螺钉22与后半圆筒底座5连接， 所述的前半圆筒底座4下端设有前半圆柱21， 所 述的前半圆柱21设有通孔20， 所述的后半圆筒底座5下端设有后半圆柱26， 所述的后半圆柱 26设有通孔25， 所述的前半圆筒底座4和后半圆筒底座5通过穿过通孔20和25的圆棒与拉伸 试验机连接。 0018 如图4、 5、 6所示， 后半圆筒底座5内部设有高速电机36， 所述的高速电机36用螺钉 35通过下固定板34和上固定板37固定在后半圆筒底座5的侧面， 所述的高速电机36通过下 联轴器38与。

17、左轴39连接， 所述的左轴39上设有左齿轮40， 所述的左轴39还设有左轴承41， 所 述的左齿轮40连接有右齿轮30， 所述的右齿轮30连接有右轴31， 所述的右轴31设有右轴承 （未标出） ， 所述的右轴31连接有右固定板32， 所述的右轴31一端通过平板7上的孔46而与竖 直锥齿轮9相连接。 所述的后半圆筒底座5内还设有控制装置29， 所述的控制装置29连接有 数据传输线43， 所述的控制装置29通过数据传输线 （未标出） 与高速马达36相连， 所述的数 据传输线 （未标出） 放置在线槽27内。 所述的后半圆筒底座5还设有半圆形孔28， 所述的半圆 形孔28供外部电源及控制线路的接入。 。

18、后半圆筒底座5上还设有螺纹孔33， 所述的后半圆筒 底座5通过穿过螺纹孔33的螺钉22与前半圆筒底座4相连接。 0019 如图5所示， 所述的平板7上还设有固定前半圆筒底座4和后半圆筒底座5的沉头孔 44、 固定滑轨的螺纹孔45及放置传感器数据传输线的通孔47。 0020 如图7、 8所示， 所述的右夹持装置16通过直角梯形槽49与右夹持块15连接， 所述的 右夹持装置16底端还设有圆槽50， 所述的圆槽50设有压力传感器51， 所述的右夹持装置16 还设有腰形孔48， 所述的腰形孔48用于放置数据传输线。 0021 如图9所示， 所述的右夹持块15后端面为外凸的直角梯形54， 所述的直角梯形。

19、54通 说明书 3/5 页 5 CN 111024493 A 5 过直角梯形槽49与右夹持装置16配合， 所述的右夹持块15的前端夹持平面53上设有矩形槽 52， 所述的右夹持块15前端还设有凸出面55和凹槽56， 所述的凸出面55和凹槽56提供夹持 软质易变形材料的容置空间。 0022 如图10所示， 所述的左夹持块14后端面为无直角梯形结构的平面， 所述的左夹持 块14前端面上设有沉头孔57， 所述的左夹持块14通过螺钉固定在左夹持装置13上， 所述的 左夹持块14的其他结构与右夹持块15相同。 0023 如图11、 12所示， 所述的一种用于易变形材料的自适应拉伸夹具， 还包括用于夹紧 。

20、脆性材料 （如玻璃） 的夹块， 所述的夹块设有U型支撑托架58， 用于支撑安全玻璃下端， 所述 的U型支撑托架58内部设有凸台59， 用于辅助橡胶层的定位， U型支撑托架58内部设有平面 60， 所述的夹块底部设有矩形孔61， 供安全玻璃安装托架的软性易变形材质托架2通过， 所 述的夹块外部还设有纹路62， 以此来增大拉力试验机夹具夹紧夹块时的摩擦力， U型支撑托 架58内部平面60设有橡胶层63和凹槽64， 防止夹紧力过大时将脆性玻璃夹碎， 所述的夹块 设有U型支撑托架58两侧橡胶层63之间有一定距离， 以保证软性易变形材质托架2能够通 过。 0024 夹具工作过程： 1） 在测试软质易变形。

21、材料与脆性难变形材料异质制件 （如汽车安全玻璃托架） 粘接强 度时， 首先将汽车安全玻璃托架的脆性玻璃放置在U型夹块里面， 软性易变形材质2通过U型 夹块的矩形孔61而进入夹具的左夹持块14和右夹持块15； 2） 将夹具的左夹持块14和右夹持块15设置在安装托架软性易变形材质2外侧， 所述的 左夹持块14和右夹持块15通过夹持平面53及其端面设置的矩形槽52来夹紧安装托架软性 易变形材质2； 3） 测试开始前， 先预设夹紧力值使左夹持块14和右夹持块15的夹持平面53与软性易变 形材质安装托架2表面贴合， 接着通过增大夹紧力的数值使得软性易变形材质安装托架2的 表面材料被挤压进入矩形槽52， 。

22、此时， 右夹持块15的台阶面55和台阶面56也进一步夹紧软 性易变形材质安装托架2， 最终实现左夹持块14和右夹持块15对软性易变形材质安装托架2 的牢固夹紧； 4） 随着拉伸过程的进行， 因软性易变形材质安装托架2在受到拉力后会发生变形， 长度 逐渐变大， 厚度逐渐变薄， 导致软性易变形材质安装托架2被挤压进入矩形槽52的材料逐渐 脱离左夹持块14和右夹持块15的夹持平面53及其端面设置的矩形槽52， 此时左夹持块14和 右夹持块15之间的夹持力小于软性易变形材质安装托架2被牢固夹紧的夹紧力， 当压力传 感器51采集到的压力值小于牢固夹紧的压力值时， 将信号反馈给控制装置29， 经过控制装 。

23、置29处理后， 将处理的信号反馈给高速电机36， 高速电机36接收到反馈信号后开始工作， 并 输出转矩， 高速电机36的转矩通过传动左轴39上的左齿轮40传递给右齿轮30， 由设有右齿 轮30的右轴31传递给竖直锥齿轮9， 通过竖直锥齿轮9传递给右锥齿轮23， 再由右锥齿轮23 传递给与其相连接的丝杠18， 使得与丝杠18连接的左滑台11和右滑台19相向运动， 实现与 左滑台11和右滑台19上连接的左夹持装置13和右夹持装置16的相互靠拢， 进而实现左夹持 块14和右夹持块15的相向运动而夹紧软性易变形材质安装托架2， 当压力传感器51采集到 的压力值达到设置的牢固夹紧数值时， 将信号反馈给控。

24、制装置29， 控制装置29将停止信号 反馈给高速电机36， 高速电机36停止转到， 夹紧力调节完成一个循环； 说明书 4/5 页 6 CN 111024493 A 6 5） 紧力调整过程与拉伸过程同步进行。 0025 本实施例公开的夹具采用可拆卸式结构， 通过更换夹持块来夹持不同材质和尺寸 的材料。 0026 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明 中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例， 都属于本发明的范围。 说明书 5/5 页 7 CN 111024493 A 7 图1 说明书附图 1/11 页 8 CN 11。

25、1024493 A 8 图2 说明书附图 2/11 页 9 CN 111024493 A 9 图3 说明书附图 3/11 页 10 CN 111024493 A 10 图4 图5 说明书附图 4/11 页 11 CN 111024493 A 11 图6 图7 说明书附图 5/11 页 12 CN 111024493 A 12 图8 说明书附图 6/11 页 13 CN 111024493 A 13 图9 说明书附图 7/11 页 14 CN 111024493 A 14 图10 说明书附图 8/11 页 15 CN 111024493 A 15 图11 说明书附图 9/11 页 16 CN 111024493 A 16 图12 说明书附图 10/11 页 17 CN 111024493 A 17 图13 说明书附图 11/11 页 18 CN 111024493 A 18 。