CN101694446A - 高速钢球冲击测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高速钢球冲击测试装置。它包括钢球、钢球发射管、试验仓和电器控制箱，有一个电磁驱动装置驱动一个钢球发射机构击发钢球；钢球发射管后段管壁上装有两光纤传感器，后端接通试验仓；试验仓内底安置一个电控调位试样平台；电器控制箱电连接电磁驱动装置。本发明整体结构美观，操作简便；采用电磁驱动，能精确控制钢球冲击速度，采用光纤传感器能精确测量钢球冲击速度，采用位置调节装置，可方便调节钢球冲击位置。本发明体积小，具有环保、可简单调节的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试装置，尤其是涉及对防护面罩或防护眼镜抗冲击性能测试的高速钢球冲击测试装置。
背景技术
防护眼镜是一种起特殊作用的眼镜，使用的场合不同需求的眼镜也不同。如医院用的手术眼镜，电焊的时候用的焊接眼镜，激光雕刻中的激光防护眼镜，等等。防护眼镜作用主要是防护眼睛和面部免受紫外线、红外线和微波等电磁波的辐射，粉尘、烟尘、金属和砂石碎屑以及化学溶液溅射的损伤。所以防护面罩、防护眼镜或其他玻璃制品，是通过常需进行冲击测试。现有技术中有采用吊挂钢球或坠落钢球进行冲击试验，其钢球冲击速度难以精确调整和精确测量。如果要实现高速冲击试验，以上方法更难以实现。防护面罩或防护眼镜抗冲击性能测试中，必须要有一个测试装置供测试人员在规定条件下完成规定的测试以进行抗冲击性能测试。所以设计一个能实现以上功能的测试装置很有必要。现有的测试装置结构简单、钢球发射速度不可控制、测试条件单一、测试过程不便于监测。随着仪器的多功能性及柔性化，同时考虑到人性化，以上的这些矛盾也越来越明显。
发明内容
本发明的目的在于针对防护眼镜抗冲击性能测试的需要，提供一种结构性良好的、可精确调整测试冲击速度，同时可精确测量钢球冲击速度的高速钢球冲击测试装置。本发明采用电磁发射原理，可实现高速钢球冲击速度。本发明采用光纤传感器，可实现精确测量钢球冲击速度。本发明采用密闭冲击室，可实现方便观测测试过程和简单钢球收取。本发明也可作为普通的试验装置。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种高速高钢球冲击测试装置，包括有一个电磁驱动装置驱动一个钢球发射机构，所述钢球发射机构伸入所述钢球发射管内击发所述钢球；所述钢球发射管前端有放入所述钢球的小钢管，后端接通所述试验仓，而且后段管壁上插置两个保持轴向设定距离的光纤传感器；所述试验仓的内腔底部安置一个电控调位试样平台；所述电器控制箱由电连接所述电器驱动装置。
上述钢球发射管的前段为内径与所述钢球滑配的钢管，有一条轴向槽与所述钢球发射机构上端滑配；钢球发射管的后断为聚酯材料制成的与前段同内径的圆管，所述两个光纤传感器分别要装在该圆管的两端部。
上述钢球发射机构是一根击杆，其上端部穿过所述钢球发射装管前段的轴向槽，击杆伸入钢球发射管内腔形成一个有凹陷的击发头，该凹陷与钢球匹配，所述击杆的下端连接一个立方形电枢。
上述电磁驱动装置是一个与钢球发射管平行设置的内方外圆的筒体，该筒体上有一个轴向槽与所述钢球发射机构的下端滑配，筒体内腔前后两垂直壁上分别装有两个平行铜导轨与所述钢球发射机构下端的电枢滑配；所述筒体为绝缘材料体。
上述试验仓是一个密闭仓，在其金属壳体的内壁上粘附一层吸收冲击材料层，正面仓壁上有一个防弹玻璃观察窗，内底面上设置所述电控调位试样平台，侧面装有可开的门。
上述电控调位试样平台的结构是：在两个丝杆座上安装一根丝杆和一根与该丝杆平行的光杆、一个平台上有螺孔与所述丝杆旋配，还有穿孔与所述光杆滑配，该螺杆的一端连接一个伺服电机；所述平台上平行安装另一丝杆和另一光杆，一个驱动螺母上有螺孔和穿孔分别与该另一丝杆和另一光杆旋配和滑配；所述另一丝杆的一端连接另一个伺服电机；所述驱动螺母上固定连接一个试样夹紧座。
上述电器控制箱通过导线连接电磁驱动装置，其电路结构是：三相电源经一个开关接入一个过载保护器和一个com电源电路，过载保护器输出一路经一个调节器和一个电流表连接到所述电磁驱动装置中的一根平行导轨，过载保护器输出另一路经一个继电器的线圈连接到电磁驱动装置中的另一根平行导轨；所述com电源电路输出一路经另一个开关和继电器的触点开关后，再经两个并联的小型定位激光灯后连接com电源电路。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：本装置具有简单、可靠的优点；本装置具有可精确测量钢球冲击速度的优点；本装置具有简单适应多种不同规格产品的优点；本装置具有可精确调节钢球冲击速度的优点。本装置具有可直观性强的优点，测试时可直接从观察窗观察测试的过程。既可作为防护眼镜抗冲击测试装置，也可作为普通的测试装置。
附图说明
图1为测试装置图
图2为A-A截面图
图3为测试装置电路图
具体实施方式
本发明的一个优选实施例是：参见图1。本高速钢球冲击测试装置包括钢球7有一个电磁驱动装置3驱动一个钢球发射机构6，所述钢球发射机构6伸入所述钢球发射管5内击发所述钢球7；所述钢球发射管5前端有放入所述钢球7的小钢管4，后端接通所述试验仓11，而且后段管壁上插置两个保持轴向设定距离的光纤传感器9、10；所述试验仓11的内腔底部安置一个电控调位试样平台；所述电器控制箱1由电连接所述电器驱动装置3。
电器控制箱1参见图3，电器控制箱1通过导线2连接电磁驱动装置3)其电路结构是：220V交流电源经一个开关31连接一个过载保护器32和一个com电源电路38，过载保护器32输出连接调节器33，调节器33连接电流表34，电流表34连接平行导轨中的一根29，另一根平行导轨30连接继电器35。com电源电路38一路5V直流输出经一个开关37和继电器35的一对触头连接两个小型定位激光灯36。
钢球发射机构6上部安装于钢球发射管内。钢球发射机构6由耐高温绝缘材料制成，前端有一圆弧凹陷，用于与钢球7圆弧面配合。钢球发射机构6下部连接电磁驱动装置3。
电磁驱动驱动装置3外部由圆柱管状的绝缘材料27组成，上方开有滑动槽。绝缘材料内安装有垂直的两个铜的平行铜导轨29、30，平行铜导轨29、30中间安装有电枢28，电枢28的材料是铝合金，电枢28与钢球发射机构6相连接。
钢球发射管5前段为金属管状结构。钢球发射管5内部中空，一端为入口端，一端为出口端，下部开有可供滑动的槽。在靠近入口端处连接一个内径与钢球7滑配的垂直进球小钢管4，钢球发射管5后段为聚酯材料相同内径的管8，在聚酯材料管8两端部内壁上各装有一个光纤传感器9、10。
试验仓11外壳为金属矩形结构，四面安装有防弹玻璃观察窗13，箱体内部装有吸收冲击材料层12。外壳的一面开有一圆形孔，用来连接钢球发射管。密闭试验仓侧面安装有可开关门。
电控调位试样平台通过螺栓安装于密闭试验仓的底部。其结构是：在两个丝杆座17、25上安装一根丝杆19和一根与该丝杆19平行的光杆20、一个平台22上有螺孔与所述丝杆19旋配，还有穿孔与所述光杆20滑配，该螺杆19的一端连接一个伺服电机18；所述平台22上平行安装另一丝杆23和另一光杆24，一个驱动螺母15上有螺孔和穿孔分别与该另一丝杆23和另一光杆24旋配和滑配；所述另一丝杆23的一端连接另一个伺服电机；所述驱动螺母15上固定连接一个试样夹紧座14。
参见图3，电器控制箱1通过导线2连接电磁驱动装置3，其电路结构是：三相电源经一个开关31接入一个过载保护器32和一个com电源电路38，过载保护器输出一路经一个调节器33和一个电流表34连接到所述电磁驱动装置3中的一根平行导轨29，过载保护器32输出另一路经一个继电器35的线圈连接到电磁驱动装置3中的另一根平行导轨30；所述com电源电路38输出一路经另一个开关37和继电器35的触点开关后，再经两个并联的小型定位激光灯36后连接com电源电路38。
本发明装置的原理如下：参见图2，测试时，只需要将试验用的钢球7通过钢球入口4放入钢球发射管5，按下电器控制箱1的电源开关20后，接通电路，电流通过过载保护器32后，依次经过调节器33和电流表29后，通过导线连接到钢球发射管5。继电器35接通，同时可从电流表29上观察到电流值，可通过调节器33调节电流大小。电流通过平行导轨中的一根29，然后依次经过电枢28，另一根平行导轨30后，两根平行导轨29、30间产生磁场，这个磁场与流经电枢28的电流相互作用，产生电磁力钢球发射管5中产生磁场，磁力推动电枢28、连接电枢28的钢球发射装置6和钢球7加速运动，最终产生约为130m/s的高速度。当钢球7通过光纤传感器9、10后可计算得出钢球通过的精确速度。同时密闭试验仓11上的观察窗13可便于试验人员观察内部的测试情况，密闭仓内的吸收冲击材料12可以减少钢球撞击产生的影响。底部的位置调节装置可通过伺服机构控制，调节试验时的位置，可以调整试验时的撞击位置，也可对不同位置进行试验。
Claims (7)
1.一种高速钢球冲击测试装置，包括钢球(7)、钢球发射管(5)、试验仓(11)和电器控制箱(1)，其特征在于：
a.有一个电磁驱动装置(3)驱动一个钢球发射机构(6)，所述钢球发射机构(6)伸入所述钢球发射管(5)内击发所述钢球(7)；
b.2)、所述钢球发射管(5)前端有放入所述钢球(7)的小钢管(4)，后端接通所述试验仓(11)，而且后段管壁上插置两个保持轴向设定距离的光纤传感器(9、10)；
c.所述试验仓(11)的内腔底部安置一个电控调位试样平台；
d.所述电器控制箱(1)由电连接所述电器驱动装置(3)。
2.根据权利要求1所述的高速钢球冲击测试装置，其特征在于所述钢球发射管(5)的前段为内径与所述钢球(7)滑配的钢管，有一条轴向槽与所述钢球发射机构(6)上端滑配；钢球发射管(5)的后断为聚酯材料制成的与前段同内径的圆管(8)，所述两个光纤传感器(9、10)分别要装在该圆管(8)的两端部。
3.根据权利要求2所述的高速钢球冲击测试装置，其特征在于所述钢球发射机构(6)是一根击杆，其上端部穿过所述钢球发射装管(5)前段的轴向槽，击杆伸入钢球发射管(6)内腔形成一个有凹陷的击发头，该凹陷与钢球(7)匹配，所述击杆的下端连接一个立方形电枢(28)。
4.根据权利要求3所述的高速钢球冲击测试装置，其特征在于所述电磁驱动装置(3)是一个与钢球发射管(5)平行设置的内方外圆的筒体(27)，该筒体(27)上有一个轴向槽与所述钢球发射机构(6)的下端滑配，筒体(7)内腔前后两垂直壁上分别装有两个平行铜导轨(29、30)与所述钢球发射机构(6)下端的电枢(28)滑配；所述筒体(27)为绝缘材料体。
5.根据权利要求4所述的高速钢球冲击测试装置，其特征在于所述试验仓是一个密闭仓，在其金属壳体的内壁上粘附一层吸收冲击材料层(12)，正面仓壁上有一个防弹玻璃观察窗(13)，内底面上设置所述电控调位试样平台，侧面装有可开的门。
6.根据权利要求5所述的高速钢球冲击测试装置，其特征在于所述电控调位试样平台的结构是：在两个丝杆座(17、25)上安装一根丝杆(19)和一根与该丝杆(19)平行的光杆(20)、一个平台(22)上有螺孔与所述丝杆(19)旋配，还有穿孔与所述光杆(20)滑配，该螺杆(19)的一端连接一个伺服电机(18)；所述平台(22)上平行安装另一丝杆(23)和另一光杆(24)，一个驱动螺母(15)上有螺孔和穿孔分别与该另一丝杆(23)和另一光杆(24)旋配和滑配；所述另一丝杆(23)的一端连接另一个伺服电机；所述驱动螺母(15)上固定连接一个试样夹紧座(14)。
7.根据权利要求6所述的高速钢球冲击测试装置，其特征在于所述电器控制箱(1)通过导线(2)连接电磁驱动装置(3)，其电路结构是：三相电源经一个开关(31)接入一个过载保护器(32)和一个com电源电路(38)，过载保护器输出一路经一个调节器(33)和一个电流表(34)连接到所述电磁驱动装置(3)中的一根平行导轨(29)，过载保护器(32)输出另一路经一个继电器(35)的线圈连接到电磁驱动装置(3)中的另一根平行导轨(30)；所述com电源电路(38)输出一路经另一个开关(37)和继电器(35)的触点开关后，再经两个并联的小型定位激光灯(36)后连接com电源电路(38)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JIANGSU AOMA MACHINERY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SHANGHAI UNIVERSITY Effective date: 20140514 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 200444 BAOSHAN, SHANGHAI TO: 226600 NANTONG, JIANGSU PROVINCE |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20140514 Address after: 226600 Chengdong Road, Haian Development Zone, Haian County, Nantong, Jiangsu Patentee after: JIANGSU AOMA MACHINERY CO.,LTD. Address before: 200444 Baoshan District Road, Shanghai, No. 99 Patentee before: Shanghai University |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221227 Address after: 276000 Torch Building 001, Keji Avenue, High tech Zone, Linyi City, Shandong Province Patentee after: Linyi high tech urban and Rural Development Co.,Ltd. Address before: 226600 Chengdong Avenue, Hai'an Development Zone, Hai'an County, Nantong City, Jiangsu Province Patentee before: JIANGSU AOMA MACHINERY CO.,LTD. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110504 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |