阅读说明：本技术 一种多功能静态电磁铁测试装置 (A kind of multifunctional static electromagnet test device ) 是由 陶国良 范翔 于 2019-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种多功能静态电磁铁测试装置,包括架体,架体上设置有桌面和控制台,还包括静态性能测试机构和角度调节装置,静态性能测试机构包括电磁铁测试架、直线导向装置、位移测试装置、测力装置和温控装置,直线导向装置连接在电磁铁测试架上,测力装置连接在直线导向装置的下方,电磁铁测试架的内侧底部设置有电磁铁固定装置和温控装置,电磁铁测试架的底部通过角度调节装置连接在桌面上。本发明可以一次装夹既能完成多项目测试,大大缩短装夹所需的时间,提高测试效率,又能完成不同种类的电磁铁测试,能满足不同装夹角度下的电磁铁性能测试要求,集成了温控装置,能完成不同环境温度下的性能测试。(The invention discloses a kind of multifunctional static electromagnet test devices, including frame body, desktop and console are provided on frame body, it further include static properties mechanism for testing and angle adjustment device, static properties mechanism for testing includes electromagnet testing jig, linear guide, displacement tester, device for measuring force and temperature control device, linear guide is connected on electromagnet testing jig, device for measuring force is connected to the lower section of linear guide, the inside bottom of electromagnet testing jig is provided with electromagnetism ferropexy device and temperature control device, the bottom of electromagnet testing jig is connected on the table by angle adjustment device.The present invention can complete entry test with clamped one time, time needed for greatly shortening clamping, improve testing efficiency, different types of electromagnetism iron test can be completed again, the electromagnet performance test requirement being able to satisfy under different clamping angles, it is integrated with temperature control device, the performance test at a temperature of varying environment can be completed.)

一种多功能静态电磁铁测试装置

技术领域

本发明涉及电磁铁性能测试技术领域，尤其涉及一种多功能静态电磁铁测试装置。

背景技术

近年来，随着汽车工业、航空工业、船舶工业的迅速发展，对电磁铁的应用越来越广泛，对其性能指标要求越来越高，简便高效的测试技术迫在眉睫。在传统的电磁铁测试中，测量数据用手工记录，效率低下，测量电磁铁时的温度不能实时控制，放置电磁铁的方向竖直或横向比较单一，越来越难以满足当下需求。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种多功能静态电磁铁测试装置的技术方案，该方案可以一次装夹既能完成多项目测试，大大缩短装夹所需的时间，提高测试效率，又能完成不同种类的电磁铁测试，电磁铁测试架能在0°～90°范围内旋转，能满足不同装夹角度下的电磁铁性能测试要求，集成了温控装置，能完成不同环境温度下的性能测试。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种多功能静态电磁铁测试装置，包括架体，架体上设置有桌面和控制台，架体的后侧面上设置有防护门，桌面的下方设置有电源，其特征在于：还包括静态性能测试机构和角度调节装置，静态性能测试机构包括电磁铁测试架、直线导向装置、位移测试装置、测力装置和温控装置，直线导向装置连接在电磁铁测试架上，位移测试装置连接在电磁铁测试架的后侧面上，测力装置连接在直线导向装置的下方，电磁铁测试架的内侧底部设置有电磁铁固定装置和温控装置，电磁铁测试架的底部通过角度调节装置连接在桌面上；通过电磁铁测试架可以对直线导向装置、位移测试装置、测力装置和温控装置进行定位，使其在设定的角度位置对电磁铁进行多项目的测试，直线导向装置不仅可以起到平衡的作用，而且可以提高位移测试装置的测量精度，位移测试装置用于测量电磁铁顶杆随着力变化的行程，提高测量精度，测力装置用于对通电后伸出的电磁铁顶杆施加向下压力，精确测得反馈到测力传感器的力数值，降低误差，温控装置用于控制电磁铁的温度，提高电磁铁的温度控制精度，电磁铁固定装置用于对电磁铁试件进行装夹定位，提高电磁铁的静态测试精度，减小误差，角度调节装置用于调节电磁铁的放置角度，能在0°～90°范围内旋转，满足不同装夹角度下的电磁铁性能测试要求，提高放置精度。

进一步，电磁铁测试架包括顶板、底板、侧板和直线电机，直线电机固定连接在顶板的顶面上，底板通过两个侧板固定连接在顶板的下方，顶板与侧板的内侧面之间设置有加强筋，直线电机通过过渡头连接直线导向装置，顶板、底板和侧板起到定位支撑的作用，使各个测试部件能在固定的框架上进行测试，加强筋提高了顶板与侧板之间的连接强度和稳定性，直线电机通过过渡头带动直线导向装置移动，对加长杆施加向下的推力，加长杆的底端向下移动直至触碰电磁铁上的顶杆，再向下推动顶杆，将变化的力传到测力传感器上，便于对电磁铁进行位移-力、电流-力等静态性能测试。

进一步，直线导向装置包括导轨连接板和直线导轨，导轨连接板水平固定连接在过渡头上，且过渡头贯穿导轨连接板的中心处，两个直线导轨垂直固定连接在导轨连接板的顶面上，且两个直线导轨对称分布在过渡头的两侧，直线导轨的顶端贯穿顶板，直线导轨通过直线轴承连接顶板，导轨连接板起到平衡定位的作用，当过渡头在直线电机的作用下上下移动时，通过直线导轨可以保证导轨连接板水平升降，防止发生倾斜而影响测试的精度。

进一步，位移测试装置包括位移传感器，位移传感器固定连接在顶板的后侧面上，导轨连接板的后侧面上水平设置有限位板，位移传感器上的触头压缩接触在限位板的顶面上，导轨连接板在上下移动的过程中带动限位板上下移动，进而调节位移传感器上触头的压缩量，便于测量位移。

进一步，测力装置包括测力传感器和加长杆，测力传感器的顶端固定连接过渡头，加长杆连接在测力传感器的底端，且加长杆与测力传感器之间螺纹连接，过渡头可以带动测力传感器和加长杆向下移动，加长杆的底端向下移动直至触碰电磁铁上的顶杆，再向下推动顶杆，力的变化反馈到测力传感器上，测得力的数值，螺纹连接的设计便于根据不同尺寸的电磁铁对加长杆进行更换，使用方便快捷。

进一步，电磁铁固定装置包括电磁铁夹具，电磁铁夹具位于加长杆的正下方，电磁铁试件固定连接在电磁铁夹具上，电磁铁夹具通过定位板固定连接在温控装置内，电磁铁夹具可以对电磁铁试件进行装夹定位，防止在进行电磁铁静态性能测试时发生移动而影响测试的精度，定位板提高了电磁铁夹具与温控装置之间连接的稳定性和可靠性。

进一步，温控装置包括温控箱、加热棒和温度传感器，温控箱固定连接在底板的顶面上，加热棒固定连接在温控箱的内部后侧面上，温度传感器固定连接在温控箱的内侧面上，通过控制加热棒的温度，进而调节温控箱内的温度，对电磁铁在不同温度条件下进行位移-力、电流-力等性能测试，温度传感器可以实时监测温控箱内测试的温度变化。

进一步，角度调节装置包括安装背板、旋转装置和底座装置，旋转装置包括第一安装脚、第二安装脚和旋转铰链，第一安装脚和第二安装脚移动连接在安装背板上，底座装置固定连接在安装背板的前侧面底端，旋转铰链转动连接在底座装置上，通过旋转装置的设计，可以对电磁铁测试架进行装夹旋转，满足不同角度位置的电磁铁静态性能测试要求，第一安装脚和第二安装脚用于将电磁铁测试架进行装夹定位，使其能沿着设定的轨迹路线移动至所需的测试位置，旋转铰链起到旋转支撑的作用，使电磁铁测试架能沿着中心点稳定旋转，减小角度旋转的误差，提高测试的精度，底座装置不仅便于角度调节装置与桌面进行固定连接，而且可以为旋转铰链的旋转提供支撑定位的作用，提高旋转的精度。

进一步，安装背板上设置有弧形导槽，第一安装脚和第二安装脚分别通过第一固定螺母和第二固定螺母移动连接在弧形导槽上，当需要调整电磁铁测试架的角度位置时，将第一固定螺母和第二固定螺母转松，转动静态性能测试机构，使第一安装脚和第二安装脚沿着弧形导槽移动至设定位置，再拧紧第一固定螺母和第二固定螺母即可，操作方便快捷，第一安装脚、第二安装脚与底座装置位于同一侧，可以提高第一安装脚、第二安装脚和底座装置与电磁铁测试架之间连接的稳定性和可靠性，防止在进行测试时发生晃动而影响静态性能测试机构的测试质量，第一安装脚与第二安装脚之间呈90°夹角设置，此夹角的设置不仅提高了第一安装脚、第二安装脚与电磁铁测试架之间的连接强度和稳定性，而且可以配合旋转铰链带动静态性能测试机构转动，安装背板的后侧面上对称设置有第一背板加强筋和第二背板加强筋，第一背板加强筋和第二背板加强筋上均设置有通槽，通槽的弧度与弧形导槽的弧度相一致，通槽与第一固定螺母和第二固定螺母相匹配，第一背板加强筋和第二背板加强筋提高了定位放置装置与桌面之间的连接强度和稳定性，通槽的设计便于在移动第一安装脚和第二安装脚时，可以使第一固定螺母和第二固定螺母顺利通过第一背板加强筋和第二背板加强筋，防止第一固定螺母和第二固定螺母与第一背板加强筋和第二背板加强筋之间发生碰撞而影响静态性能测试机构的旋转精度，进而影响电磁铁的性能测试误差，安装背板的前侧面上位于弧形导槽的外侧设置有角度刻度尺，角度刻度尺的长度为弧形导槽长度的1/2，角度刻度尺的设计便于操作者直观的看到刻度，通过移动第一安装脚或第二安装脚，使其对应角度刻度尺上的刻度即可对静态性能测试机构进行精确的角度调整，减小测试精度的误差。

进一步，底座装置包括拐角底座和拐角盖板，拐角底座的后侧面固定连接在安装背板上，拐角盖板固定连接在拐角底座的前侧面上，通过拐角盖板的设计不仅便于旋转铰链的安装拆卸，而且提高了旋转铰链的灵活性，拐角底座便于与桌面进行固定连接，防止安装背板晃动而影响静态性能测试机构的测试精度，拐角盖板与拐角底座之间形成限位槽，旋转铰链通过转轴转动连接在限位槽内，限位槽便于对旋转铰链的转动进行限位，提高旋转铰链旋转时的稳定性和可靠性，旋转铰链的转动角度为0°～90°，此角度范围内可以满足静态性能测试机构不同角度位置的性能测试要求，提高角度调节装置的使用灵活性和可靠性，旋转铰链上设置有安装槽，安装槽呈L形结构，安装槽的设计便于对静态性能测试机构的转角处进行装夹定位，提高电磁铁测试架与旋转装置之间连接的稳定性。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、该方案可以一次装夹既能完成多项目测试，大大缩短装夹所需的时间，提高测试效率，又能完成不同种类的电磁铁测试，电磁铁测试架能在0°～90°范围内旋转，能满足不同装夹角度下的电磁铁性能测试要求，集成了温控装置，能完成不同环境温度下的位移-力、电流-力测试。

2、通过电磁铁测试架可以对直线导向装置、位移测试装置、测力装置和温控装置进行定位，使其在设定的角度位置对电磁铁进行多项目的测试。

3、直线导向装置不仅可以起到平衡的作用，而且可以控制位移测试装置的测量精度。

4、位移测试装置用于测量电磁铁顶杆随着力变化的行程，提高测量精度。

5、测力装置用于对通电后伸出的电磁铁顶杆施加向下压力，精确测得反馈到测力传感器的力数值，降低误差。

6、温控装置用于控制电磁铁的温度，提高电磁铁的温度控制精度。

7、电磁铁固定装置用于对电磁铁试件进行装夹定位，提高电磁铁的静态测试精度，减小误差。

8、角度调节装置用于调节电磁铁的放置角度，能在0°～90°范围内旋转，满足不同装夹角度下的电磁铁性能测试要求，提高放置精度。

附图说明：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种多功能静态电磁铁测试装置的结构示意图；

图2为本发明中静态性能测试机构的结构示意图；

图3为图2中A-A方向的结构示意图；

图4为本发明中角度调节装置的结构示意图；

图5为图4中B方向的结构示意图；

图6为本发明中位移-力的曲线图；

图7为本发明中电流-力的曲线图。

图中：1-架体；2-桌面；3-控制台；4-电源；5-静态性能测试机构；6-角度调节装置；7-防护门；8-顶板；9-侧板；10-底板；11-加强筋；12-直线电机；13-过渡头；14-导轨连接板；15-直线导轨；16-直线轴承；17-位移传感器；18-限位板；19-测力传感器；20-加长杆；21-电磁铁试件；22-电磁铁夹具；23-定位板；24-温控箱；25-加热棒；26-温度传感器；27-第一安装脚；28-第二安装脚；29-安装背板；30-第一背板加强筋；31-第二背板加强筋；32-旋转铰链；33-底座装置；34-拐角盖板；35-拐角底座；36-第一固定螺母；37-第二固定螺母；38-弧形导槽；39-限位槽；40-角度刻度尺；41-通槽；42-安装槽。

具体实施方式

如图1至图5所示，为本发明一种多功能静态电磁铁测试装置，包括架体1，架体1上设置有桌面2和控制台3，架体1的后侧面上设置有防护门7，桌面2的下方设置有电源4，还包括静态性能测试机构5和角度调节装置6，静态性能测试机构5包括电磁铁测试架、直线导向装置、位移测试装置、测力装置和温控装置，电磁铁测试架包括顶板8、底板10、侧板9和直线电机12，直线电机12固定连接在顶板8的顶面上，底板10通过两个侧板9固定连接在顶板8的下方，顶板8与侧板9的内侧面之间设置有加强筋11，直线电机12通过过渡头13连接直线导向装置，顶板8、底板10和侧板9起到定位支撑的作用，使各个测试部件能在固定的框架上进行测试，加强筋11提高了顶板8与侧板9之间的连接强度和稳定性，直线电机12通过过渡头13带动直线导向装置移动，对加长杆20施加向下的推力，加长杆20的底端向下移动直至触碰电磁铁上的顶杆，再向下推动顶杆，将变化的力传到测力传感器19上，便于对电磁铁进行位移-力、电流-力等静态性能测试。

直线导向装置连接在电磁铁测试架上，直线导向装置包括导轨连接板14和直线导轨15，导轨连接板14水平固定连接在过渡头13上，且过渡头13贯穿导轨连接板14的中心处，两个直线导轨15垂直固定连接在导轨连接板14的顶面上，且两个直线导轨15对称分布在过渡头13的两侧，直线导轨15的顶端贯穿顶板8，直线导轨15通过直线轴承16连接顶板8，导轨连接板14起到平衡定位的作用，当过渡头13在直线电机12的作用下上下移动时，通过直线导轨15可以保证导轨连接板14水平升降，防止发生倾斜而影响测试的精度。

位移测试装置连接在电磁铁测试架的后侧面上，位移测试装置包括位移传感器17，位移传感器17固定连接在顶板8的后侧面上，导轨连接板14的后侧面上水平设置有限位板18，位移传感器17上的触头压缩接触在限位板18的顶面上，导轨连接板14在上下移动的过程中带动限位板18上下移动，进而调节位移传感器17上触头的压缩量，便于测量位移。

测力装置连接在直线导向装置的下方，测力装置包括测力传感器19和加长杆20，测力传感器19的顶端固定连接过渡头13，加长杆20连接在测力传感器19的底端，且加长杆20与测力传感器19之间螺纹连接，过渡头13可以带动测力传感器19和加长杆20向下移动，加长杆20的底端向下移动直至触碰电磁铁上的顶杆，再向下推动顶杆，将变化的力传到测力传感器19上，力的变化反馈到测力传感器上，测得力的数值，螺纹连接的设计便于根据不同尺寸的电磁铁对加长杆20进行更换，使用方便快捷。

电磁铁测试架的内侧底部设置有电磁铁固定装置和温控装置，电磁铁固定装置包括电磁铁夹具22，电磁铁夹具22位于加长杆20的正下方，电磁铁试件21固定连接在电磁铁夹具22上，电磁铁夹具22通过定位板23固定连接在温控装置内，电磁铁夹具22可以对电磁铁试件21进行装夹定位，防止在进行电磁铁静态性能测试时发生移动而影响测试的精度，定位板23提高了电磁铁夹具22与温控装置之间连接的稳定性和可靠性。

温控装置包括温控箱24、加热棒25和温度传感器26，温控箱24固定连接在底板10的顶面上，加热棒25固定连接在温控箱24的内部后侧面上，温度传感器26固定连接在温控箱24的内侧面上，通过控制加热棒25的温度，进而调节温控箱24内的温度，对电磁铁在不同温度条件下进行位移-力、电流-力等静态性能测试，温度传感器26可以实时监测测试的温度变化。

电磁铁测试架的底部通过角度调节装置6连接在桌面2上，角度调节装置6包括安装背板29、旋转装置和底座装置33，旋转装置包括第一安装脚27、第二安装脚28和旋转铰链32，第一安装脚27和第二安装脚28移动连接在安装背板29上，底座装置33固定连接在安装背板29的前侧面底端，旋转铰链32转动连接在底座装置33上，通过旋转装置的设计，可以对电磁铁测试架进行装夹旋转，满足不同角度位置的电磁铁静态性能测试要求，第一安装脚27和第二安装脚28用于将电磁铁测试架进行装夹定位，使其能沿着设定的轨迹路线移动至所需的测试位置，旋转铰链32起到旋转支撑的作用，使电磁铁测试架能沿着中心点稳定旋转，减小角度旋转的误差，提高测试的精度，底座装置33不仅便于角度调节装置6与桌面2进行固定连接，而且可以为旋转铰链32的旋转提供支撑定位的作用，提高旋转的精度。

安装背板29上设置有弧形导槽38，第一安装脚27和第二安装脚28分别通过第一固定螺母36和第二固定螺母37移动连接在弧形导槽38上，当需要调整电磁铁测试架的角度位置时，将第一固定螺母36和第二固定螺母37转松，转动静态性能测试机构5，使第一安装脚27和第二安装脚28沿着弧形导槽38移动至设定位置，再拧紧第一固定螺母36和第二固定螺母37即可，操作方便快捷，第一安装脚27、第二安装脚28与底座装置33位于同一侧，可以提高第一安装脚27、第二安装脚28和底座装置33与电磁铁测试架之间连接的稳定性和可靠性，防止在进行测试时发生晃动而影响静态性能测试机构5的测试质量，第一安装脚27与第二安装脚28之间呈90°夹角设置，此夹角的设置不仅提高了第一安装脚27、第二安装脚28与电磁铁测试架之间的连接强度和稳定性，而且可以配合旋转铰链32带动静态性能测试机构5转动，安装背板29的后侧面上对称设置有第一背板加强筋30和第二背板加强筋31，第一背板加强筋30和第二背板加强筋31上均设置有通槽41，通槽41的弧度与弧形导槽38的弧度相一致，通槽41与第一固定螺母36和第二固定螺母37相匹配，第一背板加强筋30和第二背板加强筋31提高了定位放置装置与桌面2之间的连接强度和稳定性，通槽41的设计便于在移动第一安装脚27和第二安装脚28时，可以使第一固定螺母36和第二固定螺母37顺利通过第一背板加强筋30和第二背板加强筋31，防止第一固定螺母36和第二固定螺母37与第一背板加强筋30和第二背板加强筋31之间发生碰撞而影响静态性能测试机构5的旋转精度，进而影响电磁铁的性能测试误差，安装背板29的前侧面上位于弧形导槽38的外侧设置有角度刻度尺40，角度刻度尺40的长度为弧形导槽38长度的1/2，角度刻度尺40的设计便于操作者直观的看到刻度，通过移动第一安装脚27或第二安装脚28，使其对应角度刻度尺40上的刻度即可对静态性能测试机构进行精确的角度调整，减小测试精度的误差，在使用时，第一安装脚27处于水平端，第二安装脚28处于垂直端。

底座装置33包括拐角底座35和拐角盖板34，拐角底座35的后侧面固定连接在安装背板29上，拐角盖板34固定连接在拐角底座35的前侧面上，通过拐角盖板34的设计不仅便于旋转铰链32的安装拆卸，而且提高了旋转铰链32的灵活性，拐角底座35便于与桌面2进行固定连接，防止安装背板29晃动而影响静态性能测试机构5的测试精度，拐角盖板34与拐角底座35之间形成限位槽39，旋转铰链32通过转轴转动连接在限位槽39内，限位槽39便于对旋转铰链32的转动进行限位，提高旋转铰链32旋转时的稳定性和可靠性，旋转铰链32的转动角度为0°～90°，此角度范围内可以满足静态性能测试机构5不同角度位置的性能测试要求，提高角度调节装置6的使用灵活性和可靠性，旋转铰链32上设置有安装槽42，安装槽42呈L形结构，安装槽42的设计便于对静态性能测试机构5的转角处进行装夹定位，提高电磁铁测试架与旋转装置之间连接的稳定性。

通过电磁铁测试架可以对直线导向装置、位移测试装置、测力装置和温控装置进行定位，使其在设定的角度位置对电磁铁进行多项目的测试，直线导向装置不仅可以起到平衡的作用，而且可以控制位移测试装置的测量精度，位移测试装置用于测量电磁铁顶杆随着力变化的行程，提高测量精度，测力装置用于对通电后伸出的电磁铁顶杆施加向下压力，精确测得反馈到测力传感器的力数值，降低误差，温控装置用于控制不同角度位置下电磁铁的温度，提高电磁铁的温度控制精度，电磁铁固定装置用于对电磁铁试件21进行装夹定位，提高电磁铁的静态测试精度，减小误差，角度调节装置6用于调节电磁铁的放置角度，能在0°～90°范围内旋转，满足不同装夹角度下的电磁铁性能测试要求，提高放置精度。

本发明在实际使用时，先将位移传感器根据设计要求在安装位置进行固定，再调整好电磁铁试件的位置，对电磁铁试件通电进行测试，电磁力带动电磁铁试件顶杆向上移动至最大值，加长杆通过直线电机向下移动直至与电磁铁试件上的顶杆接触，加长杆与电磁铁试件顶杆接触后将力传到测力传感器，可读取力的大小；位移传感器触头向下伸长，可读取位移数值(如图6所示，其中F表示力，S表示位移)；另外，通过改变电磁铁试件输入电流的大小，可得到电磁铁试件在不同电流下的电磁力特性(如图7所示，其中F表示力，I表示电流)。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。