一种秋千动载试验机 |
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| 申请号 | CN201710753811.2 | 申请日 | 2017-08-29 | 公开(公告)号 | CN107356423A | 公开(公告)日 | 2017-11-17 |
| 申请人 | 浙江省泵阀产品质量检验中心(永嘉县产品质量监督检验所); 温州市万丰检测设备有限公司; | 发明人 | 陈素娟; 金丽丽; 陈敬秒; 汤龙刚; 林快; 杨丽平; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种秋千动载试验机，包括秋千 支架 、负荷组件以及安装在负荷组件的第一 气缸 ，秋千支架上端安装有横梁，该横梁设置铰接有测试件，测试件包括摆动臂和座板，负荷组件安装在座板上，秋千支架一侧设置有供第一气缸的 活塞 杆抵触借 力 的 挡板 ，秋千支架上设置有 位置 传感器 ， 位置传感器 包括分别设置在测试件运动轨迹两端的第一传感器和第二传感器以及设置在第一传感器以及第二传感器之间的第三传感器，第一传感器的安装高度高于第二传感器的高度，第一传感器用来检测秋千的摆动幅度，第二传感器用来触发第一气缸运动，在 能量 损耗后秋千的摆动幅度小于一定范围时，及时作用给秋千一个推力，第三传感器用于计算测试件的摆动次数。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种秋千动载试验机，其特征在于：包括秋千支架(1)、负荷组件(2)以及动力装置，该动力装置为安装在负荷组件(2)上的第一气缸(4)，所述秋千支架(1)上端安装有横梁(5)，该横梁(5)设置有秋千安装位，该秋千安装位上铰接有测试件(7)，所述测试件(7)包括摆动臂和座板，所述负荷组件(2)安装在座板上，所述秋千支架(1)一侧设置有供第一气缸(4)的活塞杆抵触借力的挡板(8)，所述负荷组件(2)的起荡初始位置位于未设置挡板(8)的一侧，所述秋千支架(1)上设置有位置传感器，该位置传感器包括分别设置在测试件(7)运动轨迹两端的第一传感器(9)和第二传感器(10)以及设置在第一传感器(9)以及第二传感器(10)之间的第三传感器(11)，所述第一传感器(9)位于负荷组件(2)起荡初始位置的一侧，所述第二传感器(10)位于相对起荡初始位置的另一侧，所述第一传感器(9)的安装高度高于第二传感器(10)的高度，当所述第一传感器(9)感应到测试件(7)时，在这个摆动周期内第一气缸(4)不工作，当所述第一传感器(9)没有感应到测试件(7)时，在这个摆动周期内第二传感器(10)感应到测试件(7)时触发第一气缸(4)运动，第一气缸(4)的活塞杆弹出给予挡板(8)一个推力，所述第三传感器(11)用于计算测试件(7)的摆动次数。 |
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| 说明书全文 | 一种秋千动载试验机技术领域[0001] 本发明涉及动载试验装置领域，更具体的说是涉及一种秋千动载试验机。 背景技术[0002] 随着人们生活水平的不断提高，幼儿园、学校、游乐场所及社区等场所对儿童娱乐场所的小型游乐设施的需求量也越来越大，这类游乐设施出口量也日益增加，但这类游乐设施产品良莠不齐，曾多次发生过儿童使用小型游乐设施伤亡的事故，秋千的质量标准未与国际标准有效接轨，易受国外客商较多的技术指标的制约，使生产企业疲于应付，由于因标准问题产生的这些技术性贸易壁垒的影响，往往造成产品出口受阻，目前，公开号为CN 205103021 U的专利公开了一种秋千疲劳测试机，包括两根竖直设置的立柱、横杆和横梁，横杆架设在两根立柱的顶端，横梁的两端分别设置在两根立柱上，横梁位于横杆的下方，立柱上设有横梁调节装置和动力助推装置，横梁调节装置驱动横梁上下移动，其动力助推装置通过支杆固定在支架的一侧，在秋千触碰到时气缸时，推杆给予秋千一个反向作用力，虽然更够及时将秋千推动到一个起始摆动高度，但是并没有近似的模拟秋千在运动时的状态，不能准确的模拟秋千在完成若干个完整的摆动周期后所受到的损耗。 发明内容[0003] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种秋千动载试验机，能够模拟秋千在运动受到的推力，使得秋千完成单位数量内完整的摆动周期，更准确的计算秋千的动载损耗。 [0004] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种秋千动载试验机，包括秋千支架、负荷组件以及动力装置，该动力装置为安装在负荷组件上的第一气缸，秋千支架上端安装有横梁，该横梁设置有秋千安装位，该秋千安装位上铰接有测试件，所述测试件包括摆动臂和座板，所述负荷组件安装在座板上，秋千支架一侧设置有供第一气缸的活塞杆抵触借力的挡板，所述负荷组件的起荡初始位置位于未设置挡板的一侧，千支架上设置有位置传感器，该位置传感器包括分别设置在测试件运动轨迹两端的第一传感器和第二传感器以及设置在第一传感器以及第二传感器之间的第三传感器，第一传感器位于测试件起荡初始位置的一侧，第二传感器位于相对起荡初始位置的另一侧，第一传感器的安装高度高于第二传感器的高度，当第一传感器感应到测试件时，在这个摆动周期内第一气缸不工作，当第一传感器没有感应到测试件时，在这个摆动周期内第二传感器感应到测试件时触发第一气缸运动，第一气缸的活塞杆弹出给予挡板一个推力，第三传感器用于计算测试件的摆动次数。 [0005] 作为本发明的进一步改进，秋千支架相对测试件起荡位置高度设置有初始起吊机构，初始起吊机构包括第二气缸以及电磁铁，所述电磁铁通过磁力将负荷组件吸住，且用于保持负荷组件在起荡时位于初始高度，所述第二气缸的输出端与负荷组件背向第一气缸的一侧接触，初始高度高于测试件运动到第一传感器位置的高度，第二气缸用于提供负荷组件的初始动力。 [0006] 作为本发明的进一步改进，初始起吊机构设置有第一升降装置，该第一升降装置用于带动初始起吊机构上下移动，挡板设置有第二升降装置，该第二升降装置用于带动挡板上下移动，第一升降装置和第二升降装置下端均设置有滑移座，第一升降装置和第二升降装置与滑移座在相对负荷组件摆动上前后滑动连接 [0007] 作为本发明的进一步改进，横梁设置有安装位置传感器的悬臂。 [0008] 作为本发明的进一步改进，位置传感器为红外传感器，悬臂的数量为两个，所述秋千安装位位于两个悬臂之间，红外传感器包括红外发射装置和红外接收装置，红外发射装置和红外接收装置分别对齐设置在两个悬臂上。 [0010] 作为本发明的进一步改进，负荷组件上设置有安装位，钢片设置有用于安装到安装位上的开口，该钢片在靠近开口侧延伸有卡接块，所述安装位两侧开有限位卡接块的限位槽，钢片上开有对称设置的安装孔，若干个钢片卡接在安装位上通过螺杆穿过安装孔固定。 [0011] 作为本发明的进一步改进，秋千支架下端设置有可升降的载荷装置，该载荷装置用于安装时托起负荷组件。 [0012] 作为本发明的进一步改进，所述载荷装置包括升降平台以及驱动装置，该驱动装置的输出杆支撑升降平台上下升降，所述升降平台下端面安装有伸缩支撑杆，所述驱动装置带动伸缩支撑杆伸缩。 [0013] 作为本发明的进一步改进，所述秋千支架下端设置有凹槽，所述驱动装置与伸缩支撑杆安装在凹槽内。 [0014] 本发明的有益效果为：通过将动力装置设置在负荷组件上，并在秋千的运动轨迹上设置有位置传感器，位置传感器用来检测秋千的摆动幅度，在能量损耗后秋千的摆动幅度小于一定范围时，及时作用给秋千一个推力，其负荷组件模拟秋千产品中的座板，其动力装置的运动原理为在秋千没有到达预定的摆动幅度时，位置传感器触发动力装置作力在位于秋千之间运动方向一侧的挡板上，在动力装置驱动时挡板给予负荷组件一个反推力，能够高度模拟秋千在使用时的受力状况，并通过将触发动力装置的第二传感器设置在秋千在能量损耗后到达的临界高度，使得动力装置在秋千加速度接近为零时给予秋千一个反推力，在及时补给动能的同时，不会损耗动力装置所作用的反推力，保证秋千在动能补给后能够达到初始的摆动幅度，使得所记数的秋千摆动周期为近似预定的摆动幅度下的完整摆动周期，使得计算结果更加合理。附图说明 [0015] 图1为本发明结构示意图； [0016] 图2为秋千支架的结构示意图； [0017] 图3为负荷组件的结构示意图。 [0018] 1、秋千支架；2、负荷组件；3、支撑立座；4、第一气缸；5、横梁；6、安装底座；7、测试件；8、挡板；9、第一传感器；10、第二传感器；11、第三传感器；12、初始起吊机构；13、第二气缸；14、电磁铁；15、第一升降装置；16、第二升降装置；17、滑移座；18、悬臂；19、红外发射装置；20、红外接收装置；21、钢片；22、开口；23、安装位；24、卡接块；25、安装孔；26、载荷装置；27、升降平台；28、伸缩支撑杆；29、驱动装置；30、凹槽；31、滑槽；32、限位槽。 具体实施方式[0019] 下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。 [0020] 参照图1-3所示，本实施例公开的一种秋千动载试验机，包括秋千支架1、负荷组件2以及动力装置，该动力装置为安装在负荷组件2上的第一气缸4，秋千支架1上端安装有横梁5，该横梁5设置有秋千安装位，该秋千安装位上铰接有测试件7，所述测试件7包括摆动臂和座板，所述负荷组件2安装在座板上，优选的，其负荷组件2通过紧固件夹持安装在座板上，该测试件7下端连接负荷组件2，摆动臂的种类根据秋千的种类不同可以为绳子、链条、固定板或者其他材质的连接件，在负荷组件2包括有模拟使用者重量的负荷件，在测试时，在测试件7安装完毕后，给予测试件7一个初始推力，负荷组件2在秋千支架1上做横杆前后方向上的往复运动，由于空气阻力测试件7在摆动时会有能量损耗，通过第一气缸4及时给负荷组件2补充动能，在秋千支架1一侧设置有供第一气缸4的活塞杆抵触借力的挡板8，在秋千运动到接近挡板8位置时，第一气缸4的活塞杆伸出作用到挡板8上，其挡板8给予负荷组件2一个反推力，其挡板8的设置角度与第一气缸4的活塞杆呈一定角度的斜角，所述负荷组件2的起荡初始位置位于未设置挡板8的一侧，秋千支架1上设置有位置传感器，该位置传感器包括分别设置在测试件7运动轨迹两端的第一传感器9和第二传感器10以及设置在第一传感器9以及第二传感器10之间的第三传感器11，第一传感器9位于测试件7起荡初始位置的一侧，第二传感器10位于相对起荡初始位置的另一侧，第一传感器9的安装高度高于第二传感器10的高度，第一传感器9位于测试件7起荡初始位置时的测试件7对齐的位置上，第二传感器10位于测试件7动能损耗到预设值后测试件7能到达的位置，第一气缸4与第一传感器9以及第二传感器10耦接，当第一传感器9感应到测试件7时，在这个摆动周期内第一气缸4不工作，当第一传感器9没有感应到测试件7时，在这个摆动周期内第二传感器10感应到测试件7时触发第一气缸4运动，优选的，第二传感器10可以提早或者延迟触发第一气缸4，使得第一气缸4能够在负荷组件2的加速度近似为零接近挡板8时作用在挡板8上，其间隔时间可以根据第二传感器10与挡板8的位置高度差以及负荷组件2的运行速度通过计算机模拟计算，其间隔时间差一般在20-100毫秒之间，第一气缸4的活塞杆弹出给予挡板8一个推力，第三传感器11用于计算测试件7的摆动次数，在测试件7损坏时，第三传感器11停止计数。 [0021] 通过设置三个位置传感器能够准确的判断测试件7在每一个摆动周期内的摆动幅度，在测试件7没有摆动到预定的摆动幅度时能够触发动力装置及时补给动能，能够控制测试件7的摆动幅度在一个预设的较小的区间内，在测试件7的摆动幅度达不到要求时才驱动动力装置补给动能，防止测试件7摆动过大，同时节省能耗，通过将第二传感器10设置在靠近测试件7动能损耗后能够到达的临界高度，使得测试件7在摆动到第二传感器10位置时，其具有的摆动加速度接近为0，这时第二传感器10驱动第一气缸4的活塞杆推出，在保证活塞杆作用到挡板8上的同时，负荷组件2向挡板8方向的加速度对挡板8对负荷组件2的反作用力的影响可以忽略不计，能够较吻合地模拟秋千在使用时的状态。 [0022] 作为改进的一种具体实施方式，秋千支架1相对测试件7起荡位置高度设置有初始起吊机构12，初始起吊机构12包括第二气缸13以及电磁铁14，所述电磁铁14通过磁力将负荷组件2吸住，且用于保持负荷组件2在起荡时位于初始高度，所述第二气缸13的输出端与负荷组件2背向第一气缸4的一侧接触，初始高度高于测试件7运动到第一传感器9位置的高度，第二气缸13用于提供负荷组件2的初始动力。 [0023] 通过设置初始起吊机构12，准确的设定一个初始起吊高度和初始动能，通过电磁铁14吸住负荷组件2将负荷组件2固定在预设高度，通过控制电磁铁14信号下放负荷组件2，在电磁铁14失去吸力的同时，第二气缸13驱动活塞杆给负荷组件2一个初始推力，在初始起吊机构12提供初始推力后，第二气缸13与电磁铁14不再工作，相对通过人力推动，其更加精确，并且在负荷组件2很重的情况下使得推动更加方便容易。 [0024] 作为改进的一种具体实施方式，初始起吊机构12设置有第一升降装置15，该第一升降装置15用于带动初始起吊机构12上下移动，挡板8设置有第二升降装置16，该第二升降装置16用于带动挡板8上下移动，优选的，第一升降装置15和第二升降装置16为气缸，初始起吊机构12和挡板8分别与其对应的气缸的活塞杆连接，第一升降装置15和第二升降装置16下端均设置有滑移座17，第一升降装置15和第二升降装置16与滑移座17在相对负荷组件 2摆动方向上前后滑动连接。 [0025] 通过在初始起吊机构12和挡板8下端设置升降装置并且将第一升降装置15与第二升降装置16下端设置有供其前后滑移的滑移座17，使得初始起吊机构12和挡板8方便在上下方向上调整，并可调节与秋千支架1的距离，使其适应不同规格长度的测试件7，并且可以调整测试件7的起荡高度，来控制测试件7的摆动幅度，便于精确的测试不同摆动高度下，测试件7的疲劳度，同时，位置传感器根据不同的摆动幅度进行调整位置，优选的，秋千支架1包括安装底座6和对称设置在安装底座6上的两个支撑立座3，该支撑立座3与安装底座6可调节连接，安装底座6上设置供支撑立座3侧向滑移的滑槽31，通过将安装支架与支撑立座3设置成滑动连接结构，使得支撑立座3能够侧向滑移来调节支撑立座3之间的间距，以适应不同宽度设置的测试件7或者不同宽度的负荷组件2。 [0026] 作为改进的一种具体实施方式，横梁5设置有安装位置传感器的悬臂18，通过悬臂18安装位置传感器，使得位置传感器能够方便的靠近测试件7设置，使得测试件7在位置传感器的感应距离内，安装结构合理。 [0027] 作为改进的一种具体实施方式，所述位置传感器为红外传感器，悬臂18的数量为两个，所述秋千安装位23位于两个悬臂18之间，红外传感器包括红外发射装置19和红外接收装置20，红外发射装置19和红外接收装置20分别对齐设置在两个悬臂18上。 [0028] 其红外传感器相对其他接近传感器更加灵敏，在测试件7经过时，红外发射装置19发出的红外线被测试件7挡住，红外接收装置20接收不到红外线，触动红外传感器。 [0029] 作为改进的一种具体实施方式，负荷组件2上固定安装有可调节的若干个钢片21，通过在负荷组件2上安装不同数量的钢片21来调整负荷组件2的负荷量，来模拟适用不同年龄段孩子的秋千承载重量。 [0030] 作为改进的一种具体实施方式，负荷组件2上设置有安装位23，钢片21设置有用于安装到安装位23上的开口22，该钢片21在靠近开口22侧延伸有卡接块24，所述安装位23两侧开有限位卡接块的限位槽32，钢片21上开有对称设置的安装孔25，若干个钢片21卡接在安装位23上通过螺杆穿过安装孔25固定。 [0031] 通过将钢片21与安装位23设置成相互匹配卡接，使得钢片21更加稳固的安装在负荷组件2上，多个钢片21对称设置在安装位23上，并通过螺杆串连固定，固定钢片21防止移位，使得测试过程更加安全。 [0032] 作为改进的一种具体实施方式，秋千支架1下端设置有可升降的载荷装置26，该载荷装置26用于安装时托起负荷组件2。 [0033] 优选的，通过在秋千支架1在秋千静止位的下端设置可升降的载荷装置26，其载荷装置26用来将安装好的负荷组件2托起到测试件7的下端高度，使得负荷组件2与测试件7连接时更加省力安全。 [0034] 作为改进的一种具体实施方式，所述载荷装置26包括升降平台27以及驱动装置29，该驱动装置29的输出杆支撑升降平台上下升降，所述升降平台27下端面安装有伸缩支撑杆28，所述驱动装置29带动伸缩支撑杆28伸缩。 [0035] 其驱动装置29优选的为驱动电机，驱动电机的输出轴为丝杆，其丝杆端部与升降平台27固定连接，负荷组件2平稳放置在升降平台27上，通过驱动电机驱动升降，能够很好的控制升降高度，安装在下端的伸缩支撑杆，在载荷装置没有上升时，伸缩支撑杆起到支撑作用，保护驱动电机的作用。 [0036] 作为改进的一种具体实施方式，所述秋千支架1下端设置有凹槽30，所述驱动装置29与伸缩支撑杆28安装在凹槽30内。 [0037] 其驱动电机安装在凹槽30内，通过将支撑升降平台27的伸缩支撑杆28与驱动电机都设置在凹槽30内，使得升降平台27在位于低位时能够与安装秋千支架1的底座呈同一水平面，方便负荷组件2移位或者运载到升降平台27上。 [0038] 综上，本发明公开的一种秋千动载试验机，更加贴近真实的秋千摆动的运动轨迹，通过位置传感器感应被测试件7的摆动动能损耗，以及时的补充测试件7动能，使得秋千完成单位数量内预定摆动幅度范围内完整的摆动周期，使得秋千动载试验的结果更加准确。 [0039] 以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 |
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