(19)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 202210799955.2 (22)申请日 2022.07.08 (71)申请人 湘潭市工矿电传动车辆质量检验中 心 地址 411201 湖南省湘潭市九华经开区白 石东路11号 申请人 湘潭市产商品质量 监督检验所 　 湘电重型装备有限公司 　 中冶京诚 （湘潭） 矿山装备有限公司 (72)发明人 汪永明　苏邦伟　曾立英　邱增华　 肖富凯　郑玲　曾广金　 (74)专利代理 机构 长沙正奇专利事务所有限责 任公司 431 13 专利代理师 李发军　曾利平(51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/04(2006.01) G01M 17/007(2006.01) G01M 13/00(2019.01) (54)发明名称 用于工矿车辆零部件及材料的疲劳试验机 及其控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于工矿车辆零部件及 材料的疲劳试验机及其控制方法， 所述疲劳试验 机包括底座、 立柱、 基架、 升降机构、 直线运动机 构、 试样夹具、 动态负荷传感器、 微应变传感器、 人机交互及控制模块； 立柱设于底座上， 基架套 设于立柱上； 在基架与底座之间设有升降机构； 在基架上设有直线运动机构； 试样 夹具包括第一 夹头和第二夹头， 第一夹头设于直线运动机构的 输出端， 第二夹头设于底座上； 动态负荷传感器 的一端与直线运动机构连接， 另一端与第一夹头 连接； 微应变传感器设于试样上； 人机交互及控 制模块分别与升降机构、 直线运动机构、 试样夹 具、 动态负荷传感器和微应变传感器电性连接。 本发明能够避免误判断和误动作， 提高试验机的 可靠性。 权利要求书3页 说明书10页 附图8页 CN 115184158 A 2022.10.14 CN 115184158 A 1.一种用于工矿车辆零部件及材料的疲劳试验机， 用以对待测试样进行抗疲劳试验， 其特征在于， 所述 疲劳试验机包括： 底座； 立柱， 设于所述底座上； 基架， 套设于所述 立柱上； 升降机构， 设于所述基架与所述底座之间， 在所述升降机构的作用下所述基架沿着所 述立柱做上下运动； 直线运动机构， 设于所述基架上且其输出端穿过 所述基架向所述底座方向延伸； 试样夹具， 包括第一夹头和第 二夹头， 所述第 一夹头设于所述直线运动机构的输出端， 所述第二夹 头设于所述底座上， 所述第一夹 头与所述第二夹 头对准； 动态负荷传感器， 其一端与所述直线运动机构连接， 另一端与所述第 一夹头连接， 且用 于检测直线运动机构输出拉压力； 微应变传感器， 设于试样上且用于检测试样的应变位移， 所述试样设于第一夹头与第 二夹头之间； 人机交互及控制模块， 分别与所述升降机构、 直线运动机构、 试样夹具、 动态负荷传感 器和微应变传感器电性连接， 且用于控制直线运动机构动作， 并根据动态负荷传感器或微 应变传感器采集的数据判断试样是否 完成疲劳试验。 2.根据权利要求1所述的用于工矿车辆零部件及材料的疲劳试验机， 其特征在于： 所述 基架套设于所述立柱上且通过液压锁紧机构锁紧， 在所述液压锁紧机构上设有与所述人机 交互及控制模块电性连接的第一压力 传感器； 在所述第一夹头上设有与所述人机交互及控 制模块电性连接的第二压力传感器， 在所述第二夹头上设有与所述人机交互及 控制模块电 性连接的第三压力传感器； 所述人机交互及控制模块还用于根据第一压力传感器采集的压力信号判断所述基架 是否锁紧立柱； 以及用于根据第二压力传感器和 第三压力 传感器采集的压力信号判断所述 试样夹具 是否夹紧试样。 3.根据权利要求1所述的用于工矿车辆零部件及材料的疲劳试验机， 其特征在于： 在所 述立柱上设有 上限位环和下限位环， 在所述上限位环和下限位环上均设有与所述人机交互 及控制模块电性连接的行程 开关； 所述人机交 互及控制模块还用于根据所述行程 开关的触发信号判断基架是否超限位。 4.根据权利要求1所述的用于工矿车辆零部件及材料的疲劳试验机， 其特征在于： 在所 述直线运动机构内设有与所述人机交 互及控制模块电性连接的位移传感器； 所述人机交互及控制模块还用于根据所述位移传感器采集的位移数据判断直线运动 机构是否 工作在有效行程范围内。 5.根据权利要求1～4中任一项所述的用于工矿车辆零部件及材料的疲劳试验机， 其特 征在于： 所述 直线运动机构为 直线作动器。 6.根据权利要求1～4中任一项所述的用于工矿车辆零部件及材料的疲劳试验机， 其特 征在于： 所述 微应变传感器为引伸计。 7.一种如权利要求1～6中任一项所述用于工矿车辆零部件及材料的疲劳试验机的控 制方法， 其特 征在于， 包括以下步骤：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115184158 A 2获取输入参数， 根据所述输入参数确定控制方式为轴向力控制或轴向应变控制， 并控 制直线运动机构动作； 当控制方式为轴向力控制时， 获取动态负荷传感器采集的第 一轴向力数据和第 二轴向 力数据， 其中t12－t11＝△t1， 0＜△t1＜T1， t12为第二轴向力数据的采集时间， t11为第一轴向 力数据的采集时间， △t1为第二轴向力数据与第一轴向力数据的采集时间差， T1为人机交互 及控制模块设置的对动态负荷 传感器的采样周期； 如果第一轴向力数据和第二轴向力数据均达到第一预设值， 则完成一次疲劳试验， 重 复疲劳试验， 直到达到疲劳试验次数； 如果第一轴向力数据和第二轴向力数据均未达到第 一预设值， 则获取下一采样周期的第一轴向力数据和第二轴向力数据， 直到第一轴向力数 据和第二轴向力数据均达 到第一预设值； 当控制方式为轴向应变控制时， 获取微应变传感器采集的第 一应变位移和第 二应变位 移， 其中t22－t21＝△t2， 0＜△t2＜T2， t22为第二应变 位移的采集时间， t21为第一应变 位移的 采集时间， △t2为第二应变 位移与第一应变 位移的采集时间差， T2为人机交互及控制模块设 置的对微应 变传感器的采样周期； 如果第一应变位移和第二应变位移均达到第二预设值， 则完成一次疲劳试验， 重复疲 劳试验， 直到达到疲劳试验次数； 如果第一应变位移和 第二应变位移均未达到第二预设值， 则获取下一采样周期的第一应变位移和第二应变位移， 直到第一应变位移和 第二应变位移 均达到第二预设值。 8.根据权利要求7所述用于工矿车辆零部件及材料的疲劳试验机的控制方法， 其特征 在于， 在控制直线运动机构动作之前， 所述控制方法还包括锁紧判断步骤， 具体实现过程 为： 获取第一压力传感器、 第 二压力传感器和第 三压力传感器采集的第 一压力信号和第 二 压力信号， 其中t32－t31＝△t3， 0＜△t3＜T3， t32为第二压力信号的采集时间， t31为第一压力 信号的采集时间， △t3为第二压力信号与第一压力信号的采集时间差， T3为人机交互及控制 模块设置的对压力传感器的采样周期； 如果第一压力传感器采集的第 一压力信号和第 二压力信号均超过第 一预设压力值， 则 基架已锁紧立柱； 否则发出警报， 并控制液压锁紧机构锁紧； 如果第二压力传感器、 第 三压力传感器采集的第 一压力信号和第 二压力信号均超过第 二预设压力值， 则试样夹具已夹紧试样； 否则发出警报， 控制试样夹具夹紧试样。 9.根据权利要求7或8所述用于工矿车辆零部件及材料的疲劳试验机的控制方法， 其特 征在于， 在 控制直线运动机构动作之前， 所述控制方法还包括基架限位判断步骤， 具体实现 过程为： 获取行程开关的第一触发信号和第二触发信号， 其中t42－t41＝△t4，△t4＞0， t42为第 二触发信号的发出时间， t41为第一触发信号的发出时间， △t4为第二触发信号与第一触发 信号的发出时间差； 如果接收到第一触发信号和第二触发信号， 则提示基架超上限位或超下限位； 否则基 架未超限位。 10.根据权利要求7或8所述用于工矿车辆零部件及材料的疲劳试验机的控制方法， 其 特征在于， 在控制直线运动机构动作过程中， 所述控制方法还包括直线运动机构行程范围权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115184158 A 3