(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリニアアクチュエーターと、
各々のアクチュエーターに取り付けられたロードセルと、
各々のロードセルに取り付けられたグリップと、
データ収集システムと、を有し、
グリップは材料サンプルをグリップすると同時に引張り出すことができるよう構成され、
データ収集システムはロードセルから集められる力データと幾何学的データを収集するよう構成されてなり、
幾何学的データはリニア移動センサーから収集される、
装置。
【請求項２】
複数のリニアアクチュエーターと、
各々のアクチュエーターに取り付けられたロードセルと、
各々のロードセルに取り付けられたグリップと、
データ収集システムと、を有し、
グリップは材料サンプルをグリップすると同時に引張り出すことができるよう構成され、
データ収集システムはロードセルから集められる力データと幾何学的データを収集するよう構成されてなり、
グリップは二つのグリップブロックを有し、それらはグリップブロックの間の距離が増えるようにガイド上を動くよう構成されてなる、装置。
【請求項３】
第１のプレートを有し、グリップが第１のプレートと幾何学的に接触することより深く押し込まれ、それによって第１のプレートの中に押し込まれる代わりにそれらが開くよう構成されてなる、請求項２記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この申請は２０１３年６月１３日にインドのムンバイで提出された「多軸ユニバーサル材料試験システム」というタイトルを付けた仮特許出願２０１１／ＭＵＭ／２０１３から優先権を主張する。
【０００２】
本発明は材料試験システムに関連している。特に、本発明は多軸ユニバーサル材料試験システムに関連している。
【背景技術】
【０００３】
材料特性は試験システムによって特徴付けることができる。材料と分析のタイプに応じて、試験システムは材料特性を特徴付ける異なるメカニズムを有することができる。技術分野で知られている材料試験システムは、金属、ポリマー、ゴム、織物、バイオ材料、接着剤、複合材料等の材料を特徴付けるために使用されている。一般的に、材料は様々な構成の力にさらされそしてその反応が分析される。
【発明の概要】
【０００４】
ユニバーサル材料試験機は開示されている。一実施形態で、機械は円形材料試料シートを保持する複数のグリップ（放射状に外側に材料試料を引張ることが可能なグリップ）からなる。各グリップはロードセルのような力測定センサーに接続されている。グリップとロードセルアセンブリはリニアアクチュエータアセンブリに接続されている。リニアアクチュエータアセンブリは直線に沿って移動することができるアームに接続されたモータからなる。アクチュエータはロードセルとグリップアセンブリを引張り又は押したりする。カメラモジュールは試料が伸ばされるか又はリリースされている間、試料の画像を捕える。データ処理システムはロードセルからの力の測定値とともにカメラモジュールの画像を収集する。データ処理装置上で実行されている分析モジュールは応力とひずみの測定値を計算し、そしてユーザ選択可能な材料モデルにそれらに適合させる。
【０００５】
要素の実施と組合せの様々な詳細を含む上記と他の好ましい特徴はより詳細に添付の図面を参照して説明され、請求項で指摘されている。ここに記載されている特定の方法とシステムは実例の手段としてだけ示されていることを、制限としてではなく、理解さるであろう。当業者によって理解されているように、ここに記載された原理と特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく種々なそして多数の具体例で使用され得る。
【０００６】
現在の仕様の一部として含まれている添付図面は、現在の好ましい実施形態と、一緒に上記に与えられた一般的な説明と下記の好ましい実施形態の詳細な説明を例示し、本発明の原理を説明し教授するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態による材料試験機のブロック図を示す。
【図２】本発明の実施形態による例となるリニアアクチュエータのアームを示す。
【図３】本発明の実施形態による例となる把持機構を示すブロック図を示す。
【図４】本発明の実施形態による例示的な把持機構を示すブロック図を示す。
【図５】本発明の実施形態による格納式試料の実装機構の動作を説明する為、２つの構成で材料試験機のブロック図を示す。
【図６Ａ】本発明の実施形態によるグリップに試料を実装するための例示的な方法のステップを示す。
【図６Ｂ】本発明の実施形態によるグリップに試料を実装するための装置を示す。
【図６Ｃ】本発明の実施形態によるグリップに試料を実装するための例示的な方法のステップを示す。
【図７】グリップの動きを制御することにより、２つ又はそれ以上のグリップ内の試料を実装する方法を示す。
【図８Ａ】本発明の実施形態による例示的な把持機構を示す。
【図８Ｂ】本発明の実施形態による例示的な把持機構を示す。
【図９Ａ】本発明の実施形態による材料試験機を示す。
【図９Ｂ】本発明の実施形態による材料試験機を示す。
【図１０】本発明の実施形態による複数のグリップ内の試料を自動的に実装する方法を示す。
【図１１】本発明の実施形態による検体実装機構のサブ部分を示す。
【図１２】本発明の実施形態による試料のシートから試験片の形状を切り出すための工具の正面図を示す。
【図１３】本実施形態による試料形状を切断するための工具の切削刃を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
ユニバーサル材料試験機は開示されている。一実施形態で、機械は円形材料試料シートを保持する複数のグリップ（放射状に外側に材料試料を引張ることが可能なグリップ）からなる。各グリップはロードセルのような力測定センサーに接続されている。グリップとロードセルアセンブリはリニアアクチュエータアセンブリに接続されている。リニアアクチュエータアセンブリは直線に沿って移動することができるアームに接続されたモータからなる。
【０００９】
アクチュエータはロードセルを引張り又は押しそしてアセンブリをグリップする。カメラモジュールは試料が伸ばされるか又はリリースされている間、試料の画像を捕える。データ処理システムはロードセルからの力の測定値とともにカメラモジュールの画像を収集する。データ処理装置上で実行されている分析モジュールは応力とひずみの測定値を計算し、そしてユーザ選択可能な材料モデルにそれらに適合させる。
【００１０】
図１は本発明の実施形態による材料試験機１９９のブロック図を示す。システムは、アクチュエータが配置された円の中心を指しているアクチュエータアーム１０２の円形の中に配置された複数のリニアアクチュエータ１０１からなる。アクチュエータは基準プレート１０９を使用している平面上に搭載されている。プレート１０９はレッグサポート１１０を使用して、ベースプレート１１１に装着される。各リニアアクチュエータはアクチュエータアームを前述の円の中心に向かって又はそれから離れるようにプッシュすることを制御されることが出来る独立した制御可能なモータを有する。各リニアアクチュエータアームは１０３で示されたロードセルなどの力測定センサに接続される。ウェッジグリップ又はローラーグリップなどの把持機構は力測定センサに接続されている。１０４は把持機構を示している。試験片１０５は一定の厚さの円形シートの形態である。１０５は、１０４のようにグリップによる、その周囲に沿って行われた伸張した状態で試験片を示している。試験片が複数のグリップによって延伸又は圧縮されていない場合１０８は試験片の境界を示している。このストレッチは「二軸」ストレッチとして知られている平面内の全方向に沿って均一なストレッチを近似する。試験片は、そのグリッパーがこれらの拡張機能をグリップするかもしれない方向に正確に突出た拡張機能を持ち、性質で主に円形であってもよい。
【００１１】
１０７は、延伸又は解放されている間、試料の画像を捕えられるカメラモジュールである。１０６は、カメラモジュールを保護する透明カバーである。カメラは、試料とアクチュエータの画像を試料の上からでも下からでも捕えられる。データ処理システムはロードセルからの力の測定値とともにカメラモジュールの画像を収集する。力測定データは、試料が各々の延伸又は解放された形態での、すべての力測定センサーから集められる。力測定に関して実行される特定の分析法では、試料ストレスは計算される。カメラモジュールで捕らえた画像を持ちいって、試料がどのように伸ばされるかが特徴づけられ分析される。特定の分析法では、試料応力は画像データから計算される。データ処理システムは、このデータをいろいろな対象になる可能性のある材料モデルに適合させる。
【００１２】
本発明の実施形態では、試料は、同心の円のようなパターン又は点（例えば円形であるか、楕円であるか、三角形の点）のはっきりしたパターンという特徴がある。
【００１３】
カメラモジュールはこれらのきわだったパターンの運動を追って、マシンビジョン技術を用いた試料の上のあらゆる位置での移動量を計算する。
【００１４】
本発明の実施形態では、アクチュエーターアームの運動量の追跡と各々のアクチュエーターアームの始動位置からの移動量の測定に、マシンビジョン技術でカメラモジュールが用いられる。
【００１５】
本発明の実施形態では、移動量センサーはアクチュエーターアームに内蔵され、現行位置までの移動量を測定する。
【００１６】
本発明の実施形態では、初期位置からの移動量を測定するために移動量センサーはアクチュエーターアームに内蔵されている。また、試料が伸ばされた時の移動量を予測するのに、試料の数学的なモデルは用いられる。
【００１７】
本発明の実施形態では、マシンビジョン技術を使い、リニアアクチュエーター或いはグリップからの試料の滑り出しなどの不良を検出するため、カメラモジュールが用いられる。
【００１８】
本発明の実施形態では、二つのアクチュエーターのみが長方形の試料の延伸（試料の一軸延伸か圧縮）に使われる。
【００１９】
本発明の実施形態では、二つのアクチュエーターのみがグリップ付けで試料の縁に沿って使われる。それらのグリップを使ってせん断延伸ができる。
【００２０】
一実施形態で、一つのアクチュエーターで二軸、三軸の単軸、双軸とせん断延伸ができる。単軸延伸では一つのアクチュエーターのみが使われ、双軸延伸ではすべてのアクチュエーターが使われる。せん断延伸では、二つのグリップアクチュエーターが使われるが、せん断用に特殊改造されるか、試料を反対側のグリップにできるだけ近づかせるように固定するかで実現できる。
【００２１】
本発明の実施形態では、アクチュエーターが試料の延伸周波数を増やしたり減らしたるすることができる。
【００２２】
本発明の実施形態では、試料が伸ばされるスピードと延伸の減少とがセットになって延伸量の機能になる。
【００２３】
本発明の実施形態では、１０９に描かれたリファレンス環状板（その上に１０１のようなアクチュエーターが組み込まれた）は同じ平面に機械加工されたため、高精度である。
【００２４】
本発明の実施形態では、１０９に描かれたリファレンス環状板（異なる構造に１０１のようなアクチュエーターが組み込まれるが、楔でアクチュエーターを同じレベルに調整できるので、１０９のリファレンス環状板は同じ平面にくるようになる）は同じ平面に機械加工されたため、高精度である。
【００２５】
本発明の実施形態では、リニアアクチュエーターのフレームハウジングはトラス構造を用いて長方形又は他の形になる。
【００２６】
図２は、本発明の一実施形態による２９９のリニアアクチュエーターアームの例を示す。
【００２７】
リニアアクチュエーターアーム２９９はモーターハウジング２０１と、一直線に前進か後退できる伸縮アーム２０２（２０３に描かれたような）からなる。２０４はロードセルのような力測定センサー２０４は接合要素２０３とメカ的に繋がる。２０５はウェッジグリップのようなグリップメカニズムである。２０５は接合要素２０４とメカ的に繋がる。リニアアクチュエーターアームはラック．アンド．ピニオン配置や、ねじやボールねじ配置、又は油圧、気圧、或いは電磁リニアアクチュエータで先進か後退かで移動する。
【００２８】
図３は、本発明の一実施形態のにより、３９９の把持機構の例を示す。
【００２９】
把持機構はベースになる長方形なブロック３０１とその円筒状の拡張機構３０５からなる。スプリング３０４は円筒状の拡張機構３０５にとり付けられる。円筒状の拡張機構３０５は決まった内径と外径のある中実なもしくは中空な円筒状の拡張機構である。そのなか、中空な円筒状の拡張機構３０６は３０５と同心で、３０６の内径が３０５の外径より大きく、３０６が３０５の上をベースブロック３０１に向かってスライドして、スプリング３０４を圧縮する。
【００３０】
ベースブロック３０１の両サイドに、プレート３０２と３０３が構造的にとり付けられる。プレート３０２と３０３は、完全にもしくは対称反射的に同一である。３０７と３０９はプレート３０２から切り出された長方形なスリットである。３０７と３０９のエッジは、プレート３０２の水平エッジ３２２とで特定な角度をなし、それでスリット同士は前に向かって一番近づく反面、後ろに向かって一番遠のく。なされた角度は同じか対角、或いは異なる。一実施形態で、下側のスリット３０９は水平的で、上側のスリット３０７は斜めである。３０８はプレート３０２から切り出された長方形なくぼみで、長方形な溝構造（この溝構造は、３１４に描かれた円筒状なエンドのあるキーでプレート３１６を保持する）を有する。３９８は露出された、プレート３１６と３０２を保持するキーを表す。３９８に描かれたように、３１６の内面はキーのブロック３２３に置かれる。３９８に表示されたキーのブロック３２３は、プレート３０２の表面を（前面から）覆い、プレート３１６の内面とプレート３０２の外面３２５との接触を防ぐ。３９８に表示されたキーのブロック３２４は、スリット３０８の溝構造の上に置かれ、スリット３０８から脱落するのを防ぐ。プレート３２６はプレート３１６と同一か対称反射的同一である。プレート３１６と３２６とそれらのキーは各々、水平的なスリット３０８と３２７を沿って自由に移動できる。プレート３２６と３１６は長方形であってもよい。
【００３１】
３１８と３１９は一サイドから延伸した円筒状ピン３１０、３１１、３１２と３１３のあるウェッジ形固体ブロックを描く。対称的に、これらのピンは反対側からの延伸する。３９７は露出されたウェッジブロック３１８、３１９を描く。ウェッジブロックの面はエッジ３２０に、それとプレート３０２のエッジ３２０に平行となる。これらの面は試料グリップの保持エリアを成す。これらと反対側の面、面３２１や面３２７は水平面と特定な角度を成す。この角度は、プレートの３０２スリット３０７、と水平エッジ３２２のロングエッジとの間の角度と同じになるかもしれません。ピン３１０と３１１はプレート３１６の垂直スリット３１５と、プレート３０２の斜め方向スリット３０７と３０９と適合する。同様に、ピン３１２と３１３は、プレート３０２の垂直スリット３１７と、プレート３０２の斜め方向スリット３０７と３０９と適合する。似たような配置は、プレート３２６と３０３のほかのピンとスリットに存在する。このピンとスリットの配置は、ウェッジブロックの運動を特定な方法に制限する。ベースブロック３０１に向かってプレート３１６と３２６が引張られる際、ウェッジブロックはスリットのエッジに沿って動き、エッジ３２０に沿って開く。同時に、ウェッジブロックは円筒状な部品３０６をベースブロック３０１に向かって押し、スプリングを圧縮させる。試料はウェッジブロックが開くとき乗せられる。プレート３１６と３２６をリリースするとき、スプリング３０４は円筒状な部品３０６を、３０６がウェッジブロックをベースブロック３０１から遠のいて押し、ウェッジ面はエッジ３２０に沿ってギャップを閉じるように移動する。これで試料はある力でグリップされる。試料をこのように乗せた後、ベースブロック３０１から試料を引張るときに、面はベースブロック３０１からスライドしてエッジ３２０を沿ってウェッジ面の間のギャップを閉じるため、試料がもっと大きな力でグリップされる。プレート３１６と３２６をベースブロック３０１に向かって引張ると試料はグリッピング面の間から開放されてもよい。
【００３２】
本発明の実施形態では、ウェッジ形ブロックの面では摩擦力を増やすための鋸歯がある。代わりに表面処理或いはコーティングはよりよいグリッピング力のために助けとなる。
【００３３】
本発明の実施形態では、延伸スプリングはウェッジブロックを引張って彼らの間のギャップを閉じるために使われる。例えば、スプリングを円筒状３０５と３０６の間に繋ぐ代わりに、スプリングはプレート３０２の前方に向かって（ベースブロック３０１がとり付けられるエンドの反対側）くぎ３１４とプレート３０２のあるポイントの間に繋がる。ウェッジブロックがさらに押し返されたとき、スプリングは延伸し、ウェッジブロックが前へと運動するため、もっとぎっしりかつタイトにグリップできる。
【００３４】
本発明の実施形態では、垂直の棒は円筒状の空洞部分を両方のウェッジブロックに伸ばされた中をスライドし、彼らの水平運動を接合させる。この実施形態では、プレート３１６と３２６は必ずしも必要ではありません。マッチした垂直円筒状の空洞はウェッジブロックのグリッピング面で形成される。垂直の棒はすべてのグリッパーの位置では、垂直の棒の一部は下側のウェッジブロックの空洞のに、一部は上側のウェッジブロックの空洞の中になるように置かれる。
【００３５】
本発明の実施形態では、ウェッジ形のブロックとグリップハウジングは異なるパターンが表示される。図１のシステムに描かれたようにカメラモジュールは、マシンビジョンで異なったパターンを追跡することで、ウェッジ形のブロックとグリップハウジングの相対運動の追跡に使われる。
【００３６】
本発明の実施形態では、プレート３１６と３２６は人員操作（後側に向かってベースブロック３０１にスライドし、手動で試料を乗せられるように）用にハンドルが配置される。
【００３７】
本発明の実施形態では、ウェッジグリッププレート３１６と３２６があらゆる位置にあるとき、ウェッジブロックのグリッピングの面の間にあるギャップを示すため、水平軸に沿って距離スケールを視覚的に校正している。
【００３８】
一般的に、本発明の把持機構に下記方法が含まれる。これらの方法は、グリッピングの手段、通常二つあるブロックのを各々のブロックの面の間で試料をグリップし、それらの面は常にお互いと平行になる。把持機構はグリッピングブロックが前か後ろに向かって滑る方法が含まれ、より遠く後ろへ滑ればより大きなギャップをグリッピング面とグリッピングブロックの間に保たれる。一番遠く前の位置では、ギャップはゼロ又は最小値になる。更に、今現存の方法でグリッピングブロックを引張り又は押したりして、例えばスプリングが一番遠く前の（最もタイトにグリップされる）位置までグリッピングブロックを引張り又は押したりするような手段である。把持機構は２つのグリッピングブロックが常に互いに、そして、全部の構造に平行して動くように保証する。把持機構は更に、グリッピングブロックは互いとともに前方か後方かに動く（同一量にて）。２つのグリッピングブロックが互いから離れて後ろに動くと、一番上のグリッピングブロックはさらに上がる。一番下のグリッピングブロックはさらに下がるか、同じ位置に留める。
【００３９】
図４では、本発明の一実施形態のにより、４９９の把持機構の例を示す。
【００４０】
把持機構はベースになる長方形なブロック４０１とその円筒状の拡張機構４０５からなる。スプリング４０４は円筒状の拡張機構４０５にとり付けられる。円筒状の拡張機構４０５は決まった内径と外径のある中実なもしくは中空な円筒状の拡張機構である。そのなか、中空な円筒状の拡張機構４０６は４０５と同心で、４０６の内径が４０５の外径より大きく、４０６が４０５の上をベースブロック４０１に向かってスライドして、スプリング４０４を圧縮する
【００４１】
ベースブロック４０１の両サイドに、プレート４０２と４０３が構造的にとり付けられる。プレート４０２と４０３は、完全にもしくは対称反射的に同一である。
【００４２】
４０７と４０８はプレート４０２から切り出された長方形なスリットである。４０７の長いエッジと３０９のエッジは、プレート４０２の水平エッジ４２２とで特定な角度をなす。４０８の長いエッジはプレート４０２水平エッジ４２２と平行している。スリット４０９はプレート４０２から切り出された長方形なくぼみで、長方形な溝構造（この溝構造は、４１４に描かれた円筒状なエンドのあるキーでプレート４１６を保持する）を有する。４９８は露出された、プレート４１６と４０２を保持するキーを表す。４９８に描かれたように、４１６の内面はキーのブロック４２３に置かれる。４９８に表示されたキーのブロック４２３は、プレート４０２の表面を（前面から）覆い、プレート４１６の内面とプレート４０２の外面４２５との接触を防ぐ。４９８に表示されたキーのブロック４２４は、スリット４０９の溝構造の上に置かれ、スリット４０９から脱落するのを防ぐ。プレート４２６はプレート４１６と同一か対称反射的同一である。長方形なプレート４１６と４２６はそれらのキー各々、水平的なスリット４０８と４２７を沿って自由に移動できる。
【００４３】
４１８と４１９は一サイドから延伸した円筒状ピン４１０、４１１、４１２と４１３のあるウェッジ形固体ブロックを描く。対称的に、これらのピンは反対側からの延伸する。４９７は露出されたウェッジブロック４１８と４１９を描く。ウェッジブロックの面はエッジ４２０に、それとプレート４０２のエッジ４２２に平行となる。これらの面は試料グリップの保持エリアを成す。これらと反対側の面、ウェッジブロック４１８の面４２１はプレート４０２のエッジ４２２が含まれた水平面と特定な角度を成す。この角度は、プレート４０２のスリット４０７のロングエッジ、と水平エッジ４２２のとの間の角度と同じであってもよい。ウェッジブロック４１９の面４２７はエッジ４２０を沿ってその面と平行になる。ピン４１０と４１１はプレート４１６の垂直スリット４１５と、プレート４０２の斜め方向スリット４０７と４０８と適合する。同様に、ピン４１２と４１３は、プレート４０２の垂直スリット４１７と、プレート４０２の斜め方向スリット４０７と４０８と適合する。似たような配置は、プレート４２６と４０３のほかのグリップのピンとスリットに存在する。このピンとスリットの配置は、ウェッジブロックの運動を特定な方法に制限する。ベースブロック４０１に向かってプレート４１６と４２６が引張られる際、ウェッジブロックはスリットのエッジに沿って動き、エッジ４２０に沿って開く。同時に、ウェッジブロックは円筒状な部品４０６をベースブロック４０１に向かって押し、スプリングを圧縮させる。試料はウェッジブロックが開くとき乗せられる。プレート４１６と４２６をリリースするとき、スプリング４０４は円筒状な部品４０６を、４０６がウェッジブロックをベースブロック４０１から遠のいて押し、ウェッジ面はエッジ４２０に沿ってギャップを閉じるように移動する。これで試料はある力でグリップされる。試料をこのように乗せた後、ベースブロック４０１から試料を引張るときに、面はベースブロック４０１からスライドしてエッジ４２０を沿ってウェッジ面の間のギャップを閉じるため、試料がもっと大きな力でグリップされる。プレート４１６と４２６をベースブロック４０１に向かって引張ると試料はグリッピング面の間から開放されてもよい。
【００４４】
本発明の実施形態では、ウェッジ形ブロックの面では摩擦力を増やすための鋸歯がある。
【００４５】
本発明の実施形態では、延伸スプリングはウェッジブロックを引張って彼らの間のギャップを閉じるために使われる。
【００４６】
本発明の実施形態では、直の棒は円筒状の空洞部分を両方のウェッジブロックに伸ばされた中をスライドし、彼らの水平運動を接合させる。
【００４７】
図５は材料試験システムの格納式試料の実装機構を、２つの構成５９９と５９８でのブロック図（本発明の実施例による）を示す。
【００４８】
このシステムは、複数のリニアアクチュエーター５０１が円状を成して、その円状の上にアクチュエーターアームが中心を指すように配置される。各リニアアクチュエータには独立に制御できるモーターがあり、そのモーターはアクチュエーターアームを先述の円の中心か外側に向かって押すように制御される。各リニアアクチュエーターアームは５０３に描かれたロードセルのような力センサーに繋がる。ウェッジグリップやローラーグリップなどの把持機構は力測定センサーに接続されている。５０４に把持機構が描かれる。５０７にはカメラモジュールで、試料が延伸か圧縮かの際に画像を捕らえる。５０７は、延伸又は解放されている間、試料の画像を捕えられるカメラモジュールである。５０６は、カメラモジュールを保護する透明カバーである。５０８は、５０９という支えがある試料保持プレートである。５９９は、グリップ面と同じレベルにくるため伸ばされた試料保持プレートを有するマシン構造である。５９８は、試料保持プレートが５０７のカメラ視野から離れたとき、プレートが引っ込まれるマシン構造である。
【００４９】
一実施形態で、試料保持プレート５０８は、あらゆる試料の形に対応するために、特定の境界線を持つ。もう一つの実施形態では、試料保持グリップが簡単に試料保持エリアに入るために、試料保持プレートは、特定の境界線を持つ。
【００５０】
一実施形態で、試料保持プレート５０８は一つ以上のサポートメンバーで支えられる。図６Ａは、本発明の実施形態によるグリップに試料を実装するための例示的な方法のステップを示す。
【００５１】
リニアアクチュエーターアーム６９９は、モーターハウジング６０１と、一直線に直線に前進か後退できる伸縮アーム６０２（６０３に描かれたような）からなる。６０４はロードセルのような力測定センサーで、６０４は接合要素で６０２とメカ的に繋がる。６０５はウェッジグリップのようなグリップメカニズムである。６０５は接合要素６０６とメカ的に繋がる。６０６はグリップアセンブリ６０５に持ち込まれられる試料保持プレートである。試料保持プレートの境界線は、６９８に描かれたように、垂直グリップ面がスリット６１７を通して試料保持エリアに入り込めるようになる。
【００５２】
スリット６１７の幅は、持ち込まれるプレートの厚みより遥かに大きいかもしてません。例えば、そのようなスリットはグリップ機構の右プレートと接合グリップ機構の左プレートの両方が入り込めるような幅になる。
【００５３】
６９７には、ある例示方法でグリップ６０５に試料を積載する段階の連続が描かれ、その中、６０５は６９８に描かれたようなウェッジグリップである。６０７と６０８には、ウェッジグリップ６９８の６０５の二つのウェッジブロック。６９７に示されたように、ウェッジブロック６０７の運動は、ウェッジブロックピン６１１と６１２が斜めスリット境界線６１４と垂直スリット境界線６１３にあるように、外部プレートにあるスリットで制限される。同様に、ウェッジブロック６０８の運動は、ウェッジブロックピン６０９と６１０が水平スリット境界線６１５と垂直スリット境界線６１３にあるように、外部プレートにあるスリットで制限される。６０６には、試料が積載や保持のために置かれる試料保持プレートが描かれる。
【００５４】
６９７のフレーム（ａ）から（ｆ）までは、試料の積載段階が描かれる。６９６は、グリップがフレーム（ａ）から（ｆ）までの規定位置にあるとき、力測定センサー６０４で測れた積載の力測定結果である。
【００５５】
６９７のフレーム（ａ）では、グリップは試料ホルダーに向かって動く。グラフ６９６には、ポイント（ａ）での対応力読数で、力センサーの上には負荷がないことを示す。
【００５６】
６９７のフレーム（ｂ）では、グリップは試料ホルダーに接触する。下側のウェッジブロックのトップ表面は、試料ホルダープレートのトップ面と同じ高さにある。グラフ６９６には、ポイント（ｂ）での対応力読数で、力センサーの上には負荷がないことを示す。接触ポイントを越してすぐのポイントから、力センサーでの負荷の力読数は増え始める。
【００５７】
６９７のフレーム（ｃ）では、アームは継続的に前面へグリップを押し続ける。ウェッジブロック６０８の前への運動が試料保持プレート６０６によってストップされ、ウェッジブロック６０７は垂直スリット境界線６１３と斜めスリット境界線６１４に沿って上へと運動して、ウェッジブロック面の間のギャップが増えるわけである。グラフ６９６には、ポイント（ｂ）からポイント（ｃ）までの動きに沿った対応力読数で、力センサーに登録された力読数が、ウェッジブロック６０８が試料保持プレート６０６と接触した瞬間からリニアに増え続けることを示す。この機構では、グリップをこのポイントの更に前面へと決まった量で押していくようにプログラムされることが可能で、これで予め決められた前進量で開くようになる。
【００５８】
試料６１６は試料保持プレート６０６に置かれ、グリップブロック６０８のトップ表面まで延伸する。
【００５９】
６９７のフレーム（ｄ）では、アームが後ろへ向かって伸縮はじめ、ウェッジブロック面の間のギャップを閉じていく。グラフ６９６には、カーブ（ｃ）からカーブ（ｄ）までの動きに沿った対応力読数で、力センサーに登録された力読数が、（ｃ）  から  （ｄ）までのラインで減り続けることを示す。後ろへの力カーブは前への力カーブをトップグリップブロック６０７が試料と接触するまで追跡して、その時から分かれる。
【００６０】
６９７のフレーム（ｅ）では、アームが継続的に後ろへ向かって伸縮し始め、ウェッジブロック面の間のギャップが更に小さくなり、試料がウェッジブロック面の間で挟められるようになる。グラフ６９６にはカーブ（ｄ）からカーブ（ｅ）までの動きに沿った対応力読数である。
【００６１】
６９７のフレーム（ｆ）では、アームは遠く伸縮し、ウェッジブロック面の間で試料が挟められる試料ホルダーとの物理的な接触がなくなる。試料は、ウェッジブロックで保持されて前へと引張られる。グラフ６９６には、（ｆ）での対応力読数で、（ａ）から（ｅ）までの読数とはまったく反対な極性になる。グリップが試料保持プレートとの接触を失うと、試料保持プレートは引っ込められたり下げられたりすることが可能である。
【００６２】
本発明の実施形態では、試料が完全に把持機構にグリップされたかどうかの判断は、負荷の測定極性変更を用いられ、そして把持機構はただ資料を試料保持プレート６０６からリフトするだけである。極性変更のときもしく直後では、試料保持プレートは引っ込められたり下げられたりすることが可能である。
【００６３】
図６Ｂ  は、本発明の実施例という、ある装置での試料積載を示している。
【００６４】
リニアアクチュエーターアーム６９９は、モーターハウジング６０１と、一直線に直線に前進か後退できる伸縮アーム６０２（６０３に描かれたような）からなる。６０４はロードセルのような力測定センサーで、６０４は接合要素で６０２とメカ的に繋がる。６０５はウェッジグリップのようなグリップメカニズムである。６０５は接合要素６１８で６０４とメカ的に繋がる。６０６はグリップアセンブリ６０５に持ち込まれられる試料保持プレートである。彼らが互いに接触していな位置では、グリップ６０５と試料保持プレート６０６は電気的に絶縁される。ある電圧＋Ｖが６０５に与えられ、グランドが６０６に与えられた状態は、電気スイッチを成している。６０５と６０６がこのスイッチの両接点になる。ある実施例ではグリップ６０５は、試料保持プレート６０６から、絶縁される（６１８のように、６０５すべての接合素子に絶縁材を使う）。試料保持プレートの境界線は、６９８に描かれたように、垂直グリップ面がスリット６１７を通して試料保持エリアに入り込めるようになる。スリット６１７の幅は、持ち込まれるプレートの厚みより遥かに大きいかもしてません。
【００６５】
図６Ｃでは、本発明の実施例によって試料のグリップ積載方法ステップを例示する。
【００６６】
６９７には、ある例示方法でグリップ６０５に試料を積載する段階の連続が描かれ、その中、６０５は６９８に描かれたようなウェッジグリップである。６０６と６０８には、ウェッジグリップ６９８の６０５の二つのウェッジブロック。６９７に示されたように、ウェッジブロック６０７の運動は、ウェッジブロックピン６１１と６１２が斜めスリット境界線６１４と垂直スリット境界線６１３にあるように、外部プレートにあるスリットで制限される。同様に、ウェッジブロック６０８の運動は、ウェッジブロックピン６０９と６１０が水平スリット境界線６１５と垂直スリット境界線６１３にあるように、外部プレートにあるスリットで制限される。６０６には、試料が積載や保持のために置かれる試料保持プレートが描かれる。
【００６７】
６９７のフレーム（ａ）から（ｆ）までは、試料の積載段階が描かれる。６９６は、グリップがフレーム（ａ）から（ｆ）までの規定位置にあるとき、接点６０５と６０６が成されたスイッチの状態である。
【００６８】
６９７のフレーム（ａ）では、グリップは試料ホルダーに向かって動く。グラフ６９６には、ポイント（ａ）での対応スイッチ状態のＯＦＦで、接点６０５と６０６の間に接触がないことを示す。
【００６９】
６９７のフレーム（ｂ）では、グリップは試料ホルダーに接触する。下側のウェッジブロックのトップ表面は、試料ホルダープレートのトップ面と同じ高さにある。グラフ６９６には、ポイント（ｂ）での対応スイッチ状態のＯＮを示す。
【００７０】
６９７のフレーム（ｃ）では、アームは継続的に前面へグリップを押し続ける。ウェッジブロック６０８の前への運動が試料保持プレート６０６によってストップされ、ウェッジブロック６０７は垂直スリット境界線６１３と斜めスリット境界線６１４に沿って上へと運動して、ウェッジブロック面の間のギャップが増えるわけである。グラフ６９６には、ポイント（ｂ）からポイント（ｃ）に沿ったスイッチ状態のＯＮで、接点６０５と６０６の間に接触が維持されることを示す。スイッチ状態がＯＮに変わったポイント（（ｂ）に描かれた）は、接触のポイントで探知する。この機構では、グリップをこのポイントの更に前面へと決まった量で押していくようにプログラムされることが可能で、これで予め決められた前進量で開くようになる。
【００７１】
６９７のフレーム（ｄ）では、試料６１６は積載されている。アームが後ろへ向かって引っ込みはじめ、ウェッジブロック面の間のギャップを閉じていく。グラフ６９６には、カーブ（ｃ）からカーブ（ｄ）までの動きに沿ったスイッチ状態のＯＮで接点６０５と６０６の間に接触が維持されることを示す。
【００７２】
試料の６１６は試料保持プレートに積載され、一番したのグリップのトップ表面まで延伸する。
【００７３】
６９７のフレーム（ｅ）では、アームが継続的に後ろへ向かって引っ込み始め、ウェッジブロック面の間のギャップが更に小さくなり、試料がウェッジブロック面の間で挟められるようになる。グラフ６９６には（ｄ）から（ｅ）までのスイッチの状態を示す。
【００７４】
６９７のフレーム（ｆ）では、アームは遠く伸ばし、ウェッジブロック面の間で試料が挟められる試料ホルダーとの物理的な接触がなくなる。試料は、ウェッジブロックで保持されて前へと引張られる。グラフ６９６には、（ｆ）での対応スイッチ状態ＯＦＦで、試料が積載されることを示す。接点が接触を失う時点をベースラインとして、更なる試料の延伸は可能である。例えば、特定された量で均一的な延伸を達成するため、各々のグリップは彼らが接触を失うポイントから特定された距離を移動される。
【００７５】
図７では、グリップの運動を制御することによって、二つ又は複数のグリップへの試料積載方法が描かれました。
【００７６】
７９９では、二つのリニアアクチュエーターアームのセットアップについて例示するが、二つ以上のアームがこの方法に含まれる場合もある。７０１はメカ的に力測定センサー７０５（この力測定センサーはメカ的にグリップ７０６に接合される）に接合されるリニアアクチュエーターである。７０９はもう一つのリニアアクチュエーターで、メカ的に力測定センサー７０８（この力測定センサーはメカ的にグリップ７０７に接合される）。７０２は７９８に示されたようなスリット７１０のある試料保持プレートが描かれる。７９８では、プレート７１３が試料プレートスリットに入り込むようにグリップが動くとき、ブロック７１１が試料保持プレートに妨害され、ウェッジ７１１と７１２の間のギャップが増える。試料は、ウェッジブロック７１２と７１１の間のギャップに積載される。７９９では、試料が置かれたあと、二つのグリップ７０６と７０７は試料ホルダー７０２から引張られる。グリップが試料ホルダーから離れるように動くとき、ウェッジブロックの間のギャップが閉じはじめ、試料がウェッジブロック面に捕まる。
【００７７】
両方のグリップが同時に試料にグリップすることを保証する制御スキームが下記通り例示される。
【００７８】
グラフ７９７と７９６は、負荷対移動量のグラフになる。負荷は、力測定センサーえ測定された力の数値である。移動量はグリップが始動位置から試料ホルダーまでの移動距離である。言い換えると、グリップの移動量が大きくなるほど、試料ホルダーに近くなる。
【００７９】
グラフ７９７は、あらゆるグリップ移動位置での力測定センサーによる負荷測定値が描かれる。カーブ（ａ）（ｂ）では、試料保持プレート７０２が開き、グリップ７０６が連結するようにプレートの中へ移動するときに測定センサー７０５による力測定値である。グリップ７０６が移動量（ｂ）に達するとき、試料がグリップに置かれる。グリップが閉じ始めるとき、閉じるカーブは開くカーブの分岐点からある距離が置かれる（グリップが試料をグリップし始めるまで）。カーブ（ｂ）（ｄ）は、グリップ７０６が引っ込み、試料保持プレート７０２から離れるときに測定センサー７０５による力測定値である。カーブ（ａ）（ｃ）は、試料保持プレート７０２が開き、グリップ７０７が連結するようにプレートの中へ移動するときに測定センサー７０８による力測定値である。グリップ７０７が移動量（ｃ）に達するとき、試料がグリップに置かれる。カーブ（ｃ）（ｅ）は、グリップ７０７が引っ込み、試料保持プレート７０２から離れるときに測定センサー７０８による力測定値である。
【００８０】
線（ａ）（ｂ）と（ａ）（ｃ）の傾斜率は異なる場合がある。これは、グリップの中のスプリングの硬さなどセットアップの変動からである。カーブ（ｂ）（ｄ）と（ｃ）（ｅ）は、試料の厚みや特性、もしくはグリップの違いによって異なる特性を持つ。
【００８１】
グラフ７９６は負荷グラフが正規化されたものである。７９７のカーブ（ａ）（ｂ）（ｄ）は線区間（ａ）（ｂ）の傾斜率によって分割されて、７９６のカーブ（ａ’）（ｂ’）（ｄ’）になる。同様に、７９７のカーブ（ａ）（ｃ）（ｅ）は線区間（ａ）（ｃ）の傾斜率によって分割されて、７９６のカーブ（ａ’）（ｃ’）（ｅ’）になる。これによって、（ａ）から（ｂ）そして（ａ）から（ｃ）（（だから（ａ’）から（ｂ’）そして（ａ’）から（ｃ’））の合計移動量が同じため、（ｂ’）と（ｃ’）は一致する。これは、グリップが接触点（ａ）からの移動量を同じ値になるように制御することによって保証する。
【００８２】
７９６では、試料がグリップ面に置かれ、両方のグリップが同時に試料にグリップしたあと、アクチュエーターアームの移動に用いられる制御スキームが描かれる。制御スキームでは、アクチュエーターアームがあるの移動量（アーム上の正規化された負荷がステップごとに同じ量（ｍ）で減っている）を達する。（ｐ）、（ｑ）、（ｒ）と（ｓ）はスタート時点の移動量（ｂ’）からの正規化負荷レベルが期間（ｍ）での値が描かれる。（ｓ）は、グリップが試料をグリップした直後、試料保持プレートから離れかかるときを説明するために、ゼロ正規化負荷が描かれる。正規化された負荷（ｐ）、（ｑ）などが同時にもしくはできるだけ同時に達成されるように、制御アルゴリズムが働く。
【００８３】
正規化された負荷ステップ（ｍ）が限りなく小さく選択できれば、両方のグリップは一番最後の移動のあと、試料をほぼ同時にグリップすることができる。言い換えると、もっと細かく正規化負荷ステップ（ｍ）を選択できれば、グリップがその対象試料の端をグリップする時間瞬間の差は小さくできる。
【００８４】
この方法は、複数のグリップの移動量を円形に沿って一つ一つ調節していくか、すべてを同時に調整する（一つ目のグリップがまた動き始めるまで、すべてのグリップが同じ正規化負荷に調整される）ことによって、二つ以上のグリップに適応される。この制御スキームを使ってもっと多くなグリップが試料を同時にグリップすることができる。
【００８５】
図８Ａと８Ｂは、本発明の実施例によって把持機構が描かれる。
【００８６】
ベースブロック８１４（二つのサイドプレート８１５が取り付けられる）が把持機構に含まれる。面８１６は二つのブロック８０５と８０６の間でグリップ表面の役割を成す。ブロック８０５と８０６の運動はガイドレール８０３と８０４に制限される。ガイドレール８０４は水平方向で、ガイドレール８０３は水平方向とある角度を成す。連結ガイドレール或いは棒８１３はブロックを一緒に水平方向で動かないよう制限する。連結棒８１３はグリップブロックのグリップ表面のマッチング穴に挿入される。ガイドレール８０３が水平方向とある角度をなしているため、ガイドブロック８０５は水平方向に動くときには垂直に動く。スプリング８０７と８０８（ともう一方の似たようなスプリング）はガイドブロック８０５と８０６を引張って、ブロック８０５が水平的に且つ垂直的に下向きに動き、ブロック８０６とブロック８０６の面８１６で出会わせる。
【００８７】
８９８では、グリップが閉じたとき、例示の把持機構の内部部品の働きが描かれる。試料の積載（グリップ表面にグリップさせるため）は、ブロック８０６は強制的にスプリングから離され、それでスプリングはより強く引張られ、ブロックをより強く引張る。ブロック８０６と８０５はガイドレール８１３によってメカ的に一緒に動くように制限されるため、面８１６の上のギャップが増やされる。グリップはこれ構成では開くと言われる。８９７ではグリップが閉じたとき、例示の把持機構の内部部品の働きが描かれる。
【００８８】
ブロック８０５と８０６の間の試料をグリップするため、ブロック８０６をスプリングから移動するための力はリリースされ、それでスプリングはブロックを彼らも元の位置まで引張る。ブロックがスプリングに向けて移動するときには、表面８１６の上のギャップは減らされるため、ギャップに置かれた試料をグリップすることができる。
【００８９】
試料に作用する力は、試料をグリップの表面から引張る。但し、試料とグリップ表面との摩擦力により、ブロック８０５と８０６は引張られ、グリップ表面のギャップが減らされるためグリップ力が更に強化される。このように、グリップはよりタイトに試料をグリップすることに強化する仕組みである。
【００９０】
一実施形態で、非常に低い摩擦力がガイドレール８０３と８０４、そしてガイドブロック８０５と８０６に存在する。ガイドレールと接触する穴の内面をフッ素又は他の低摩擦力表面処理でコーティングすることによって低摩擦力を実現できる。ある実施例では、ベアリングが摩擦低減に使われる。
【００９１】
一実施形態で、グリップ表面は鋸歯構造があり、試料とグリップ表面との摩擦力を強化できる。
【００９２】
図９Ａと９Ｂは本発明の一実施形態により材料試験システムをイラストする。９９９は、マルチアーム９２０が含まれた材料試験システムが描かれる。ある実施例では、１２アームが材料試験システムに含まれる。９９８は二つのみアームが含まれる同じ材料試験システムを示す。（ほかのアームは描かれていないが存在する。）
【００９３】
各アームは、ウェッジグリッピ９１０、ロードセル９０９とリニアアクチュエーター９０８から構成される。円形シート状の試料はウェッジグリップのあごに置かれる。試料が積載されたら、リニアアクチュエーターは試料を放射方向に外側へ引張る。ある実行例では、アームは試料を放射方向に外側へ引張り、そして各アクチュエーターは同じ力で引張る。カメラベースの伸び計（図に示されていない）は試料の伸ばされ具合を上からモニターする。データはロードセルや、カメラシステム、又はオプション的なリニア移動量センサーからコンピューターが要求してデーターを記録する。
【００９４】
本発明の実施形態では、各リニア移動量センサーが各アクチュエーターに装置されることによって、伸び計はアクチュエーター９０８自身に含まれる。
【００９５】
９９７は９９９に描かれた材料試験システムの細かい構造を描く。９９７は例示の材料試験システムの中心カラムアセンブリが描かれる。カラムアセンブリはベースプレート９１３を含む。円筒形のカラム９１４、９１５と９１６は一つをもうひとつに挿入させる。各円筒形のカラムの周辺は一つのレベルをフランジの取り付けに提供する。９９６には例示の材料試験システムのカラムアセンブリとレベルプレートアセンブリが描かれる。９１７には円筒形のカラム９１４に取り付けられたフランジが描かれる。９１８にはカラム９１５、９１９にはカラム９１６に取り付けられたフランジが描かれる。
【００９６】
フランジ９１７は高精度な穴があり、その一端にアクチュエーターがとり付けられる。アクチュエーターのもう一つの端はガイドブロック９０６に置かれる。ある実施例では、リニアアクチュエーターは拡張アームとモーターがある。ニアアクチュエーターのモーターの端はブロック９０６に近く、マシンはよりコンパクトになる。フランジ９１８は高精度なドリル穴があり、その一端にガイド棒９０３がとり付けられる。フランジ９１９は試料積載のためにレベル表面を提供する。積載時、フランジ９１９のレベルは上げられ、試料がグリップされるウェッジグリップのあご面と同じレベルになる。試料積載のあと、フランジ９１９は測定プロセスに干渉のないように下げられる。
【００９７】
図１０では、ある実施例によって、二つあるいは複数なグリップに試料の自動積載方法を示す。ある実施例では、試料の積載は自動的に行われ、しかも二つあるいは複数なグリップが同時に試料をグリップする。
【００９８】
この機構は、試料１００１が置かれる試料積載プレート１００８が含まれる。試料積載プレートは中心回転ディスクと固定された周辺プレートから構成される。中心回転ディスクにはあがるタブがある。アセンブリ全体は上げられたり下げられたりすることができる。試料積載中では、プレート１００８は試料表面がウェッジグリップのグリップあごと同じレベルまで上げられる。
【００９９】
１０９９は本発明の実施方法の一つである、試料積載機構が積載ポジションにある。資料タブ（円形の試料範囲からはみ出しての拡張）は固定された周辺プレート１０１０と整列されるように置かれる。固定された周辺プレートは長方形の範囲１００９（長方形のインデント）があり、そこでウェッジグリップがドックできる。ウェッジグリップはドックし、ウェッジグリップが試料積載促進のため試料へ向かって移動するのにつれて、ウェッジ面の間のギャップは増やされる。ウェッジ面の間のギャップがマック値もしくはプリセット値に達したら、中心回転ディスクは回転し、試料１００１が回転し、試料タブはウェッジグリップのグリップエリアに横になる。ある実施例では、中心回転ディスクはモーターで自動的に回転される。１０９８では試料が回転された位置にあり、ウェッジグリップでグリップすることができるような状態が描かれる。  
【０１００】
ウェッジグリップはロードセル１００３とガイドブロック１００４を通してアクチュエーター１００７アームに接合する。アクチュエーター１００７はガイドレールに沿ってウェッジを動かする。試料をグリップするため、アクチュエーターはウェッジグリップを試料から離す。これでグリップが閉じて、あごに試料をクランプする。ある実施例では、ロードセンサーからのフィードバックでアクチュエーターの運動を制御することによって試料は同時にグリップされる。もう一つの実施例では、開くとグリップする位置は、固定された周辺プレートに各グリップが出会う位置と関連する。この位置は、前述のように、グリップと固定された周辺プレートの両方を電極として、その間の接点を電気的に検出できる。
【０１０１】
試料がグリップされたら、プレート１００８は測定プロセスと干渉のないように下げられる。ある実施例では、プレート１００８がモーター或いはリニアアクチュエーターで自動的に下げられる。
【０１０２】
図１１は本発明の実施方法によって、試料積載機構のサブパーツが描かれる。
【０１０３】
１１９９には試料積載機構のサブパーツが描かれる。１１０１には、グリップされるための長方形のセクションのある、円形にカットされた試料シートが描かれる。試料積載機構は中心回転ディスク１１０３と固定された周辺プレート１１０２がある。中心回転プレート１１０３にはあがるタブ１１０４はあり、高精度の試料配置が可能である。中心回転ディスク１１０３は長方形のセクションがウェッジグリップのグリップするエリアに回転される。固定された周辺プレート１１０２には長方形の範囲１１０６  （長方形のインデント）  があり、そこで９９９に描かれたような材料試験システムのウェッジグリップがドックできる。固定されたプレートには中心穴１１０５があり、図９に描かれたように、材料試験システムの中心カラムアセンブリに適合させられる。
【０１０４】
一実施形態で、望ましい数値でディスクが回転できるため、中心回転ディスクはモーターシステムに結合する。一実施形態で、モーターアセンブリは固定された周辺プレートの穴  １１０５に配置される。  
【０１０５】
一実施形態で、中心穴１１０５は試料積載メカニズムを上げ下げするため、ラック．アンド．ピニオン配置になる。一実施形態で、試料積載メカニズムはモーター・アセンブリを使って上げ下げされる。
【０１０６】
一実施形態で、試料が置かれるウェッジグリップのあご面は、試料がエッジに沿ってあご面にすべり込むため、フィレット半径を持つ。これは、回転時のわずかなレベルミスマッチで、試料の端があご面との折り重なりや干渉のいかなる状況を防ぐためである。これはされる。
【０１０７】
図１２は本発明の実施例の一つである、円形な試料シートからの試料をカットアウトするためのツールの前面視が描かれる。
【０１０８】
１２９９は円形な試料シートからの試料がグリップされるための長方形をカットアウトするためのツールを例示する。カットツール１２９９は回転ベース１２０２と、軟らかい試料のための保持ベース１２０７、回転ベース１２０１に取り付けられた回転カッター１２０３と、回転ベースを回転するためのハンドル１２０５からなる。１２０６は特定な形にカットされるべき試料サンプルが描かれる。
【０１０９】
回転ベースとギア（ある決まったギア率がある）で接合されたベース１２０２は軸１２０７に沿って回転できる。ある実施例では、このギアは傘歯車になる。１２０１と１２０２の間のギア率は試料がカットされる予定の形によって事前に決められる。ギア率は、試料がカットされる予定の形対称数と同じである。言い換えると、ギア率は材料試験システムのアクチュエーターアーム数と同じである。回転ベース１２０１は回転軸１２０４に沿って回転し、ある特定な角度を水平ベースと成している。回転ベース１２０１には回転軸１２０４に取り付けられたカッター１２０３がある。軸１２０４と水平面との角度は、試料がカットされる予定の形によって事前に決められる。ある実施例では、軸１２０４と水平面との角度は、カッターエッジが回転する直径と、試料の直径の関数である。ある実施例では、軸１２０４と水平面との角度は、ａｒｃｓｉｎ（１／Ｎ）で、Ｎは試料がカットされる予定の形の対称セクションの数である。カッター１２０３の形は、試料がカットされる予定の形によって事前に決められる。ハンドル１２０５はユーザーが回転ベース１２０１を回転することと資料をカットすることを促進する。
【０１１０】
一実施形態で、回転ベース１２０１は自動的な試料カッティングのためモーターが用いられる。  
【０１１１】
一実施形態では、軟らかい試料の下に試料ベース１２０７が置かれません。
【０１１２】
一実施形態で、１２０２と１２０１の間のギア率はより簡単に製造できて、より小さなギアの使用が可能なギア電車から得られる。ある実施例では、より小さな円形ギアが１２０７に軸を沿って取り付けられ、そして歯が水平面にある。軸の端に二つの垂直円形ギアが備えられるギア電車が使われる。一つのギアが、前述のギアに１２０７に軸を沿って接合されながら、もう一つのギアが軸の遠い端にあり１２０１でギアの歯に接合される。
【０１１３】
図１３ではある実施例による試料を形にカットするツールの刈刃を示す。１３９９では、刈刃１３０３の側面視が描かれる。刈刃１３０３が軸１３０４を回転する。１３９８では、同じ刈刃１３０３の４分の３表示である。刈刃は円形なセクション、長方形なセクションとほかの円形セクションから作られる。上側の円形セクションは外側の円（タブの端）をカットしながら、下側の円形セクションは試料シートの内側の円をカットする。長方形部分の両端は、サンプルのタブ拡張のサイドをカットする。ある実施例では、刈刃は適切な形の平面部分からスタートして、２つの場所、すなわち、長方形セクションと円形セクションの間の折り目で曲げることから作られる。
【０１１４】
ユニバーサル材料試験機は開示されている。ここに記述される実施形態が説明の目的で、現在の特許の主題を制限するものではないと理解される。いろいろな修正、用途、代用、組み換え、改善、範囲や精神を逸脱しない範囲での製造方法は、当業者にとって明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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