技术领域
[0001] 本发明涉及水泥胶砂抗折抗压试验领域，具体而言，涉及一种全自动卧式抗折抗压一体机及测试方法。
相关背景技术
[0002] 水泥胶砂是一种建筑材料，主要由水泥、砂和水按一定比例混合制成。其中，水泥作为胶凝材料，通过与水反应形成胶凝物质，起到粘结和硬化的作用；砂作为填充材料，增强材料的体积、改善性能并降低成本。常用的砂包括河砂、机制砂等。水则用于混合水泥和砂，形成砂浆，并促使水泥发生化学反应，硬化成坚固的结构。
[0003] 水泥胶砂试块抗压、抗折测试，传统抗折仪器需要人工转动杠杆砝码施加压力，未能实现自动增加荷载压力。市面现有开发的自动化抗折‑抗压一体机，仍需要人工将水泥块放到测试工位，抗折测试完后需要人工将水泥块搬运至抗压测试位，测试结束后，水泥块碎屑需要人工毛刷清扫，测试速度慢，增加人工工作量。
具体实施方式
[0040] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0041] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0043] 在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0044] 此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0045] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
[0046] 下面结合图1至图7对本实施例提供的全自动卧式抗折抗压一体机10进行详细描述。
[0047] 请参照图1、图2和图3，本发明的实施例提供了一种全自动卧式抗折抗压一体机10，包括机壳100、抗折组件200、抗压组件300、机械手400以及控制器；抗折组件200包括第一抗折夹具210、第二抗折夹具220和第一翻转件230，第一抗折夹具210和第二抗折夹具220横向间隔设置在机壳100内，第一翻转件230可翻转地设置在第一抗折夹具210与第二抗折夹具220之间，第一翻转件230用于翻转过程中对第一抗折夹具210和第二抗折夹具220之间的抗折试块11进行支撑或者卸载；抗压组件300设置在抗折组件200的下游，抗压组件300包括第一抗压夹具310、第二抗压夹具320和第二翻转件330，第一抗压夹具310和第二抗压夹具320横向间隔设置在机壳100内，第二翻转件330可翻转地设置在第一抗压夹具310和第二抗压夹具320之间，第二翻转件330用于翻转过程中对第一抗压夹具310和第二抗压夹具320之间的抗压试块进行支撑或者卸载；机械手400设置在机壳100上，抗折组件200、抗压组件
300和机械手400均与控制器电连接，机械手400用于将抗折试块11夹取到第一翻转件230上，以及用于将第一翻转件230上的抗折试块11形成的抗压试块夹取到第二翻转件330上。
具体地，全自动卧式抗折抗压一体机10还包括电气控制柜110，电气控制柜110与机壳100固定。
[0048] 抗折组件200、抗压组件300和机械手400都在控制器的控制下自动化工作。第一抗折夹具210和第二抗折夹具220横向设置，第一抗折夹具210和第二抗折夹具220之间的间距可调，抗折试块11放置在第一抗折夹具210和第二抗折夹具220之间，第一抗折夹具210和第二抗折夹具220相互靠近的过程中对抗折试块11进行抗折试验，第一抗折夹具210和第二抗折夹具220在相互远离的过程中结束抗折试验。控制第一翻转件230翻转到能够对抗折试块11进行支撑的位置，机械手400将抗折试块11夹取到第一翻转件230上，第一抗折夹具210和第二抗折夹具220沿横向方向移动，从抗折试块11横向且位置相对的两侧对试块进行抗折测验。荷载施加压力的方向为横向方向，也是图中的水平方向。在抗折试块11被第一抗折夹具210和第二抗折夹具220压折断的瞬间，第一抗折夹具210或者第二抗折夹具220会后退，以结束试验。如果抗折试验结束后的抗压试块无法进行下一步的抗压试验，则控制翻转第二翻转件330，使抗压试块滑落后进行回收。
[0049] 在抗折试验完成后，抗折试块11被压断成为两块抗压试块，需继续进行抗压试验，则控制第二翻转件330翻转到能够支撑抗压试块的位置，机械手400则将抗压试块放置在第二翻转件330上。第一抗压夹具310和第二抗压夹具320之间的距离可调，第一抗压夹具310和第二抗压夹具320相互靠近的过程中对抗压试块进行抗压试验，第一抗压夹具310和第二抗压夹具320相互远离的过程中结束抗压试验。控制第二翻转件330翻转，将抗压试块抗压测试后的碎屑倾倒进行回收。
[0050] 试块进行抗折试验以及抗压试验全程自动化完成，完成后产生的卸料，则由对应的第一翻转件230或者第二翻转件330翻转完成卸料，不需要人工进行清理，可以继续进行下一组抗折抗压试验，提高工作效率。同时，抗折组件200和抗压组件300的荷载施加压力方向都为水平方向，能够减小重力对测试参数的影响，提高了测试效率。
[0051] 具体地，第一抗折夹具210对抗折试块11的两端进行抵压，第二抗折夹具220对试块的中部进行抵压，以能够将抗折试块11折断，完成抗折试验。第一抗压夹具310和第二抗压夹具320则从抗压试块的位置相对的两侧进行抵压，直到将抗压试块压碎，完成抗压试验。
[0052] 参照图4、图5、图6和图7，本实施例中，抗折组件200还包括驱动件211；驱动件211与第一抗折夹具210连接且同步移动，驱动件211用于随第一抗折夹具210移动的过程中推动第一翻转件230翻转到能够支撑抗折试块11的位置，或者驱动件211用于与第一翻转件230脱离，以使第一翻转件230在重力作用下翻转卸载抗折试块11。
[0053] 第一抗折夹具210靠近第二抗折夹具220移动的过程中，同步带动驱动件211作靠近第二抗折夹具220的移动，同时驱动件211靠近第一翻转件230，驱动件211与第一翻转件230接触，在随第一抗折夹具210移动的过程中推动第一翻转件230翻转到能够支撑抗折试块11的位置，第一抗折夹具210继续向第二抗折夹具220移动以对抗折试块11进行抗压试验，驱动件211则抵紧抗压试块。抗折试块11折断后，第一抗折夹具210后退，此时，驱动件
211依然抵着驱动件211，保证第一翻转件230上折断后的抗压试块不会掉落，然后控制机械手400抓取抗压试块进入抗压组件300。在第一抗折夹具210继续作远离第二抗折夹具220的移动，则第一翻转件230不受驱动件211的支撑，则会在重力作用下翻转，使第一翻转件230上的抗压试块滑落。具体是要进入抗压组件300，还是直接从第一翻转件230上卸载，根据实际需要和试块的情况进行选择。
[0054] 参照图4、图5和图6，本实施例中，抗折组件200还包括第一弹簧；驱动件211通过第一弹簧安装在第一抗折夹具210上，驱动件211用于在第一弹簧的作用下具有作靠近第一翻转件230移动的运动趋势，以能够推动第一翻转件230翻转。
[0055] 在第一弹簧的作用下，驱动件211能够在第一抗折夹具210没有完全抵住抗折试块11的情况下就与第一翻转件230接触，推动第一翻转件230翻转，以能够提前支撑抗折试块
11。同时能够在抗折试块11折断后，第一抗折夹具210后退的情况下，驱动件211还能够抵住第一翻转件230，保证折断后的抗压试块还能够放置在第一翻转件230上。
[0056] 参照图4、图5、图6和图7，本实施例中，驱动件211靠近第一翻转件230的一端设置有滑轮212，滑轮212与第一翻转件230滑动配合。
[0057] 参照图4、图5和图6，本实施例中，抗折组件200还包括限位件240和第二弹簧241；限位件240通过第二弹簧241安装在第一抗折夹具210上，限位件240用于在第二弹簧241的作用下具有从第一抗折夹具210到第一翻转件230方向移动的运动趋势，以能够推动断开的抗折试块11复位。
[0058] 抗折试块11在第一抗折夹具210和第二抗折夹具220的挤压下折断，在折断的瞬间断成两段抗压试块，抗折试块11受力折断会往外散开，而限位件240位于抗折试块11的一侧，并且具有向第二抗折夹具220移动的运动趋势，在抗折试块11被折断，位置移动的瞬间，限位件240能够推动折断后的抗压试块复位，这样能够保证机械手400能够更容易识别到折断后的抗压试块，以抓取到第二翻转件330上进行抗压试验。
[0059] 参照图4、图5和图6，本实施例中，第一翻转件230包括第一翻转轴231、配合块232和多个第一翻转杆233，第一翻转轴231转动设置在机架上，多个第一翻转杆233并排间隔固定在第一翻转轴231上，配合块232固定在第一翻转轴231上，配合块232具有倾斜面，倾斜面与推动件滑动配合，推动件沿水平方向靠近第二抗折夹具220移动的过程中与倾斜面滑动配合，从而能够推动多个第一翻转杆233转动到水平位置，多个第一翻转杆233对抗折试块11进行支撑。具体地，倾斜面与滑轮212滑动配合。
[0060] 参照图4、图5和图6，本实施例中，机械手400设置有视觉识别装置和传感器；视觉识别装置用于识别第一翻转件230上的抗折试块11的位置，传感器用于检测机械手400抓取抗折试块11的抓取力。
[0061] 视觉识别装置用于视觉识别第一翻转件230上抗压试块的位置，以精确抓取抗压试块。传感器则用于检测机械手400抓取抗压试块的力度，判断机械手400是否抓取牢固，然后则可以对抗压试块移动到第二翻转件330上。
[0062] 参照图4、图5和图6，本实施例中，抗压组件300包括旋转气缸333；旋转气缸333与第二翻转件330连接，且旋转气缸333与控制器连接，旋转气缸333用于在控制器的控制下驱动第二翻转件330翻转，以支撑或者卸载抗压试块。
[0063] 旋转气缸333由控制器控制，旋转气缸333驱动第二翻转件330转动到水平位置，以对抗压试块进行支撑，在抗压测试完成后，旋转气缸333驱动第二翻转件330转动到竖直位置，以将抗压试块卸载。
[0064] 参照图4、图5和图6，本实施例中，第二翻转件330包括第二翻转轴331和多个第二翻转杆332，第二翻转轴331转动设置在机架内，旋转气缸333与第二翻转轴331连接，多个第二翻转杆332并排间隔固定在第二翻转轴331上，多个第二翻转杆332在第二翻转轴331的带动下转到水平位置支撑试块，或者转动竖直位置，完成试块卸料。
[0065] 参照图1、图2和图3，本实施例中，全自动卧式抗折抗压一体机10还包括收纳箱120；抗折组件200和抗压组件300并排间隔固定在机壳100内；收纳箱120设置在机壳100内，且收纳箱120位于抗折组件200和抗压组件300的下方，收纳箱120用于承接从第一翻转件
230或者第二翻转件330滑落的试块。
[0066] 抗折组件200完成抗折试验，和抗压组件300完成抗压试验，都可以将试块翻转倾倒入收纳箱120内，不需要人工清理。放料和卸料都自动化完成。
[0067] 参照图1、图2和图3，本实施例中，机壳100的表面设置有试块待测区域410，试块待测区域410用于放置试块；机械手400设置在试块待测区域410。
[0068] 待进行抗折和抗压测试的试块放置在试块待测区域410，机械手400抓取试块先放在第一翻转件230上进行抗折试验，抗折试验完成后，则由机械手400抓取到第二翻转件330上进行抗压试验，全程自动化完成。
[0069] 参照图1、图2和图3，本实施例中，全自动卧式抗折抗压一体机10还包括滑轮组420；滑轮组420设置在机壳100的底部。滑轮组420便于整个全自动卧式抗折抗压一体机10进行移动，以移动到方便工作的地方。
[0070] 根据本实施例提供的一种全自动卧式抗折抗压一体机10，全自动卧式抗折抗压一体机10的工作原理是：
[0071] 机械手400夹取到放置清理平台，对试块进行清理，确保试块抗折受力面干净无杂质；然后机械手400将清理后的试块放至试块待测区域410；之后机械手400将试块待测区域410的试块夹取到已经翻转到能够支撑试块的第一翻转件230上；第一抗折夹具210靠近抗折试块11移动，直到将抗折试块11折断，限位件240使折断后的抗压试块复位；机械手400识别抗压试块并抓取到已经翻转到能够支撑试块的第二翻转件330上，第一抗压夹具310朝向第二抗压夹具320移动，对抗压试块进行抗压试验，直到抗压试块碎裂，然后控制旋转气缸
333驱动第二翻转件330转动，将碎裂后的水泥块卸料到收纳箱120内。
[0072] 本实施例提供的一种全自动卧式抗折抗压一体机10至少具有以下优点：
[0073] 该设备实现水泥胶砂试块全自动抗折、抗压力学强度测试，数据采集工作，压力机自动清洁等功能。整个测试过程全自动，无需人工干预，机械手400将水泥试块放置到测试位后，自动完成测试，测试完成后自动卸料残余碎屑；降低了人力成本，排除了人为操作导致的测试数据的波动，提高了测试效率。
[0074] 设备增加了复合机械手400，代替人工操作，进行试块摆放至夹具位置，抗折破型后试块一分为二，再由机械手400操作放入抗压夹具位置，进行抗压试验，抗压破型后，破碎残片受重力落入下方收纳箱120。
[0075] 卧式抗折抗压组件300，改变了荷载施加压力方向为水平方向，该方式利用重力向下使加载试块破型后的试块可以自由落入下方收纳箱120，自动落下，清扫操作简化。
[0076] 通过引入机械手400代替人工操作，增加视觉识别定位和传感器，抗折夹具增加限位件240，使得机械手400准确抓取抗折测试后一分为二的两半试块。
[0077] 本发明的实施例还提供了一种全自动卧式抗折抗压测试方法，采用全自动卧式抗折抗压一体机10进行实施，包括：
[0078] 控制第一抗折夹具210和第二抗折夹具220相互靠近，并控制第一翻转件230翻转到以能够支撑抗折试块11的位置；控制机械手400将抗折试块11夹取到第一翻转件230上；控制第一抗折夹具210和第二抗折夹具220相互靠近以对抗折试块11进行抗折测试，直到抗折试块11断开形成两个抗压试块；控制第一抗压夹具310和第二抗压夹具320相互靠近，并控制第二翻转件330翻转到以能够支撑抗压试块的位置；控制机械手400将第一翻转件230上的抗压试块夹取到第二翻转件330上；控制第一抗压夹具310和第二抗压夹具320相互靠近以对抗压试块进行抗压测试，直到抗压试块碎裂；控制第二翻转件330翻转卸载碎裂后的抗压试块。
[0079] 抗折和抗压试验过程全自动完成，同时改变荷载方向为水平方向，改善现有的抗压抗折测试需人工完成移位和清理，效率低的问题。
[0080] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
