(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 202210526101.7 (22)申请日 2022.05.16 (71)申请人 福州大学 地址 350108 福建省福州市闽侯县福州大 学城乌龙江北 大道2号福州大 学 (72)发明人 邵一川　林锋　辛泰阿　苏明杨　 罗发祥　吴乙万　白鸿柏　 (74)专利代理 机构 福州元创专利商标代理有限 公司 35100 专利代理师 陆帅　蔡学俊 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 形状记忆合金扭簧力学性能测试装置 (57)摘要 本发明涉及一种形状记忆合金扭簧力学性 能测试装置， 包括主轴、 转盘、 角位移传感器、 扭 矩传感器、 加热元件、 测温元件、 限位件； 转盘套 装在主轴上并与其转动配合， 扭簧能套设在主轴 上， 主轴上及转盘端面均设置有用于固定扭簧端 部的夹具； 角位移传感器与主轴同轴连接； 扭矩 传感器安装在主轴上； 加热元件与扭簧相连接； 测温元件与扭簧相连接； 所述限位件与转盘相连 接用以限制转盘旋转； 本测试装置能对扭簧的转 矩、 角度、 温度进行控制和测量， 调节方便， 能够 同时检测温度、 转角、 扭矩任意两个参数间的关 系， 既能灵活调整NiTi扭簧预扭转角度， 又能利 用限位件保证扭簧输出转矩至主轴端。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 114838770 A 2022.08.02 CN 114838770 A 1.一种形状记忆合金扭簧力学性能测试装置， 其特征在于： 包括主轴、 转盘、 角位移传 感器、 扭矩传感器、 加热 元件、 测温元件、 限位件； 所述转盘套装在主轴上并与其转动配合， 扭簧能套设在主轴上， 主轴上及转盘端面均 设置有用于固定扭簧端部的夹具； 所述角位移传感器与主轴同轴连接用以检测主轴的旋转角度； 所述扭矩传感器安装在主轴上用以检测主轴的扭矩； 所述加热 元件与扭簧相连接用以对扭簧进行加热； 所述测温元件与扭簧相连接用以测量的扭簧温度； 所述限位件与转盘相连接用以限制转盘旋转。 2.根据权利要求1所述的形状记忆合金扭簧力学性 能测试装置， 其特征在于： 所述角位 移传感器、 扭矩传感器、 加热元件、 测温元件均通过数据线连接PC采集卡， PC采集卡通过数 据线连接PC端。 3.根据权利要求1所述的形状记忆合金扭簧力学性 能测试装置， 其特征在于： 所述加热 元件包括电性连接的可调电源、 电热膜， 电热膜包裹在扭簧表面。 4.根据权利要求3所述的形状记忆合金扭簧力学性 能测试装置， 其特征在于： 所述电热 膜为PI加热膜。 5.根据权利要求1所述的形状记忆合金扭簧力学性 能测试装置， 其特征在于： 所述测温 元件为热电偶。 6.根据权利要求1所述的形状记忆合金扭簧力学性 能测试装置， 其特征在于： 所述转盘 为涡轮， 限位件为与涡轮啮合的蜗杆。 7.根据权利要求6所述的形状记忆合金扭簧力学性 能测试装置， 其特征在于： 所述蜗杆 一端安装有手 轮。 8.根据权利要求1所述的形状记忆合金扭簧力学性 能测试装置， 其特征在于： 所述夹具 为连接柱， 连接柱上开设有容纳扭簧端部的插孔， 连接柱上开设有连通插孔的螺纹孔， 螺纹 孔内安装有锁紧螺钉。 9.根据权利要求1所述的形状记忆合金扭簧力学性能测试装置， 其特征在于： 所述主 轴、 蜗杆、 限位件均安装在底板上。 10.一种镍钛形状记忆合金扭簧力学性 能测试方法， 采用如据权利要求1 ‑9任意一项所 述的形状记 忆合金扭簧力学性能测试装置， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1:将待测扭簧套装在主轴上， 将扭簧两端分别与主轴及转盘上的夹具 连接； S2: 将扭矩传感器一端通过刚性联轴器连接主轴一端， 将扭矩传感器另一端固定， 将 角位移传感器固定， 角位移传感器通过柔性联轴器连接主轴另一端， 将加热元件、 测温元件 连接扭簧； S3: 进行扭簧无扭矩参数测试， 旋转转盘， 改变扭簧圈数， 使扭簧发生伪塑性变形， 调 整到预定角度然后， 松 开刚性联轴器， 并通过加热元件对扭簧进 行加热； 扭簧受热发生相变 并逐渐恢复到原来的形状， 扭簧的温度由测温元件通过数据传输线传到PC端， 扭簧的转角 信息由角位移传感器通过数据传输线传到P C端， 分析扭簧在自由变形状态下扭转角度和温 度的关系； S4: 在室温下对扭簧进行转角与扭矩关系测试， 将刚性联轴器锁紧， 使扭簧产生的扭权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114838770 A 2矩能够传递到扭矩传感器， 通过转动转盘改变扭簧圈数， 测得室温下扭簧转角与转矩的参 数， 将采集到的转角信息、 扭矩信息传输 至PC端， 分析转角与扭矩间的关系； S5: 对扭簧进行温度与扭矩参数测试， 将刚性联轴器锁紧， 使扭簧产生的扭矩能够传 递到扭矩传感器， 转动转盘将扭簧转至预定角度后， 通过限位件对转盘进 行限位， 通过加热 元件对扭簧进 行加热， 将采集到的温度信息、 扭矩的变化信息传输至P C端， 分析加热过程中 的温度和扭矩的关系； 停止对扭簧加热， 将采集到的温度信息、 扭矩的变化信息传输至PC 端， 分析冷却过程中扭簧的温度和扭矩的关系。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114838770 A 3