CN102331333A

CN102331333A - 童车动击性能检测综合试验机

Info

Publication number: CN102331333A
Application number: CN201110169563A
Authority: CN
Inventors: 王志明; 祝崇辉; 袁晶; 徐晓春; 唐冬梅; 阚延魁
Original assignee: ZHEJIANG ENTRY-EXIT INSPECTION AND QUARANTINE BUREAU; University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: ZHEJIANG ENTRY-EXIT INSPECTION AND QUARANTINE BUREAU; University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2011-06-23
Filing date: 2011-06-23
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2031-06-23
Also published as: CN102331333B

Abstract

本发明提供了一种童车动击性能检测综合试验机。它包括：提供被测童车运行曲面的框架底座；在电机精确牵引下，能将被测童车沿曲面提升到所需高度的提升装置；轻质航空铝连接、带有自适应机构、能够自由摆动的引导装置；防二次撞击装置；末端装有速度传感器、加速度传感器的具有规定高度的刚性碰撞挡板，并配有数据采集和处理系统。本发明测试方法方便快捷，被测童车模拟真实路况运行测试，碰撞速度和撞击能量控制精确，能有效避免二次撞击对试验结果造成的影响，较精确贴合国内外标准中关于童车的2m/s碰撞与冲击试验的相关条款，突破以往关于童车碰撞与冲击检测的相关设计思想，保证了测试结果的精确性和稳定性。

Description

童车动击性能检测综合试验机

技术领域：

本发明涉及一种童车动击性能检测综合试验机，可以按照ASTM、EN、GB、ISO等各类标准进行童车的2m/s碰撞和冲击试验，能按照标准要求在被测童车运动状态中实施碰撞，检测婴儿学步车与滑板车等在一定冲击能量下的变形和破坏程度。本设备属于童车安全性能检测技术领域。

技术背景：

近年来，童车产品的品种、质量、产能、出口均有了长足的发展。年龄限制了儿童的认知度，她们的自我保护意识差，反应迟缓，往往容易受到事故伤害。碰撞和冲击试验能够检测童车整体性能以及零部件在受到冲击时的结构强度及变形量，属于国家强制性A类极重要检测项目。在童车的碰撞与冲击检测项目中，已存设备对于碰撞速度和撞击能量的可控性存在较大的缺陷，手工拉被测童车至某一高度，影响测试的重复精度，提升与定位童车提升高度不精确进而造成施加冲击能量的不精确，同时存在被测童车不能满足实际路况滚动运行、童车的二次撞击等等问题，这些都限制了童车安全性能检测技术的整体提升。

发明内容：

本发明目的在于提供一种无动力自由下滑、精确获得碰撞速度和撞击能量、快捷实现重复测试、能够防止二次碰撞、能够获得相关测试过程数据库的童车动击性能综合试验机。

为达到上述目的，本发明的构思是：

测试过程中，利用能量转换原理，采用精确提升装置使得被测童车获得精确提升高度，释放后被测童车在引导装置导向下沿着设定曲面滚动下落，按照标准要求速度撞击碰撞挡板，在反弹后启动防二次撞击装置，进行相关测试数据的采集和处理。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种童车动击性能检测综合试验机，包括框架底座、提升装置、引导装置、防二次撞击装置、碰撞挡板以及数据采集与处理系统。

所述框架底座的结构：上表面有一个中空的被测童车运行曲面，该被测童车运行曲面由水平段和圆弧段构成，两端及两侧由铝型材加固；在所述的水平段和圆弧段连接处附近固定竖立一个铝型材支架；

所述提升装置安装在所述框架底座内，位于所述被测童车运行曲面的下方；该提升装置是一个曲线提升、夹持与释放装置；

所述引导装置的结构：一根轻质航空铝导杆的上端通过一个滚动轴承铰链固定安装在所述的铝型材支架下端，而下端通过一个直线轴承连接一根光滑导杆的上端构成自适应机构，所述的自适应机构有两组并列安放；

所述的防二次撞击装置的结构：一个通过气缸支架固定安装在所述铝型材支架中部的伸缩气缸，伸缩气缸的活塞杆连接一根橡胶棒，该橡胶棒的伸出能挡住所述引导装置的摆动。

所述的碰撞挡板是安装在所述被测童车运行曲面前端的具有有效高度的刚性墙体；所述的数据采集和处理系统构成是：一个高速ARM7单片机、对称放置在所述的被测童车运行曲面的水平段两侧的3对速度传感器以及设置在碰撞挡板上不同撞击点的加速度传感器。

所述曲线提升、夹持与释放装置的结构是：安装在一个固定支架上的电机及减速器驱动一个主动链轮，该主动链轮经传动链条传动一个安装在支架上的传动链轮；在一个支架上安装一个从动链轮，所述传动链轮经一个长环形传动链条传动所述从动链轮；所述长环形传动链条由多个张紧轮张紧呈曲线形状，使该长环形传动链条与被测童车运行曲面始终平行；一个气缸与所述长环形传动链条固定连接，该气缸与一个曲线导轨滑配，该气缸的活塞杆与一根夹持棒固定连接，所述曲线导轨与被测童车运行曲面平行安置。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性突出特点和显著优点：

（1）本发明运用能量转换原理，能进行婴儿学步车与滑板车等在运行过程中以一定的速度水平撞击刚性碰撞挡板的碰撞试验。曲面加平面的设计使得被测童车运行平缓，曲面用于加速，平面使得碰撞速度方向水平，损耗能量少，能够获得理论上精确的碰撞速度和撞击能量。

（2）本发明采用电机，以及与被测童车运行面始终平行的曲面构成的自动提升装置，可以精确控制被测童车的提升高度进而获得碰撞时精确的碰撞速度和撞击能量。该高度值可以通过多次空载试验获得可供调用的历史数据，并实现存储。同时利用控制气缸伸缩以及被测童车的结构特点，实现了对其方便快捷的夹持提升与卸载释放。

（3）突破以往轨道加辅助提升小车的设计，采用引导装置实现了动量和能量上的精确控制。在测试过程中，引导装置能实现直线滑动与转动。该机构能有效避免以往设备设计中的辅助提升小车的附加碰撞能量，同时也有效地避免了被测童车在向下滚动时的卡死和动态失衡现象。采用本设计，更为真实地模拟了被测童车的实际滚动运行情况，碰撞效果更为真实。

（4）本发明采用气缸以及橡胶棒，在碰撞之后可以实现防止二次撞击，避免了再次碰撞给童车带来的额外能量冲击，提高了测试结果的准确性。

（5）在数据采集和处理方面，采用高速ARM7单片机、速度传感器和加速度传感器，在碰撞与冲击试验过程中能够产生一组速度、加速度数据和一组变形数据。通过相关的测试数据，能够做到测试结果科学公正。在数据库构建上，能对童车安全性能检测行业起到一个引领的作用。

附图说明：

图1是本发明结合婴儿学步车实例的一种童车动击性能检测综合试验机的结构示意图。

具体实施方式：

本发明的一个实例结合附图说明如下：

参见图1，本童车动击性能检测综合试验机，包括框架底座1、提升装置2、引导装置3、防二次撞击装置4、碰撞挡板5及数据和处理系统。所述框架底座1的结构：上表面有一个中空的被测童车运行曲面，该被测童车运行曲面由水平段11和圆弧段12构成，两端及两侧由铝型材加固；在所述的水平段11和圆弧段12连接处附近固定竖立一个铝型材支架13；所述提升装置2安装在所述框架底座1内，位于所述被测童车运行曲面的下方；该提升装置2是一个曲线提升、夹持与释放装置；所述引导装置3的结构：一根轻质航空铝导杆32的上端通过一个滚动轴承铰链31固定安装在所述的铝型材支架13下端，而下端通过一个直线轴承331连接一根光滑导杆332的上端构成自适应机构33，所述的自适应机构33有两组并列安放；所述的防二次撞击装置4的结构：一个通过气缸支架41固定安装在所述铝型材支架13中部的伸缩气缸42，伸缩气缸42的活塞杆连接一根橡胶棒43，该橡胶棒43的伸出能挡住所述引导装置3的摆动。所述的碰撞挡板5是安装在所述被测童车运行曲面前端的具有有效高度的刚性墙体；所述的数据采集和处理系统构成是：一个高速ARM7单片机、对称放置在所述的被测童车运行曲面的水平段11两侧的3对速度传感器51以及设置在碰撞挡板5上不同撞击点的加速度传感器52。

所述曲线提升、夹持与释放装置的结构是：安装在一个固定支架255上的电机及减速器驱动一个主动链轮224，该主动链轮224经传动链条223传动一个安装在支架221上的传动链轮222；在一个支架236上安装一个从动链轮235，所述传动链轮222经一个长环形传动链条231传动所述从动链轮235；所述长环形传动链条231由多个张紧轮232、233、234张紧呈曲线形状，使该长环形传动链条231与被测童车运行曲面始终平行；一个气缸211与所述长环形传动链条231固定连接，该气缸211与一个曲线导轨213滑配，该气缸211的活塞杆与一根夹持棒212固定连接，所述曲线导轨213与被测童车运行曲面平行安置。

被测童车6的构成为：婴儿学步车61以及童车配重62。

在具体操作时，先去除被撞挡板5，将被测童车6装夹好放置在框架底座1上，控制伺服电机，提升装置2上的夹持与释放装置21启动夹持婴儿学步车61，驱动电机在提升装置2作用下将被测童车6提升到某一高度H₁，夹持与释放装置21启动释放，被测童车6在引导装置3引导下，自由向下滚动获得碰撞速度，运行至引导装置3中的光滑导杆332的极限长度，在光滑导杆332上的被压缩弹簧作用下，引导装置3回摆，此时防二次撞击装置4启动，推动橡胶棒43挡住引导装置3中的轻质航空铝导杆32，被测童车6被制动，最后稳定不动。数据采集系统采集记录速度以及高度H₁，处理分析，完成存储。重复上述步骤几次，获得最为接近标准冲击速度2m/s±0.2 m/s的高度H。之后加装被撞挡板5，设定提升高度H，被测童车6自由向下滚动获得碰撞速度，运行至被撞挡板5与其发生碰撞，撞击后在反弹力的作用下，引导装置3回摆，此时防二次撞击装置4启动，推动橡胶棒43挡住引导装置3中的轻质航空铝导杆32，被测童车6被制动，最后稳定不动。试验结束后，数据采集和处理系统记录采集数据，处理分析，完成存储。

上述实例实施不以任何形式限制本发明，凡采取等同替换或者等效变换的方式所获得技术方案，均在本发明保护范围内。

Claims

1.一种童车动击性能检测综合试验机，包括框架底座（1）、提升装置（2）、引导装置（3）、防二次撞击装置（4）、碰撞挡板（5）以及数据采集与处理系统；其特征在于：

a.所述框架底座（1）的结构：上表面有一个中空的被测童车运行曲面，该被测童车运行曲面由水平段（11）和圆弧段（12）构成，两端及两侧由铝型材加固；在所述的水平段（11）和圆弧段（12）连接处附近固定竖立一个铝型材支架（13）；

b.所述提升装置（2）安装在所述框架底座（1）内，位于所述被测童车运行曲面的下方；该提升装置（2）是一个曲线提升、夹持与释放装置；

c.所述引导装置（3）的结构：一根轻质航空铝导杆（32）的上端通过一个滚动轴承铰链（31）固定安装在所述的铝型材支架（13）下端，而下端通过一个直线轴承（331）连接一根光滑导杆（332）的上端构成自适应机构（33），所述的自适应机构（33）有两组并列安放；

d.所述的防二次撞击装置（4）的结构：一个通过气缸支架（41）固定安装在所述铝型材支架（13）中部的伸缩气缸（42），伸缩气缸（42）的活塞杆连接一根橡胶棒（43），该橡胶棒（43）的伸出能挡住所述引导装置（3）的摆动；

e.所述的碰撞挡板（5）是安装在所述被测童车运行曲面前端的具有有效高度的刚性墙体；所述的数据采集和处理系统构成是：一个高速ARM7单片机、对称放置在所述的被测童车运行曲面的水平段（11）两侧的3对速度传感器（51）以及设置在碰撞挡板（5）上不同撞击点的加速度传感器（52）。

2.根据权利要求1所述的童车动击性能检测综合试验机，其特征在于所述曲线提升、夹持与释放装置的结构是：安装在一个固定支架（255）上的电机及减速器驱动一个主动链轮（224），该主动链轮（224）经传动链条（223）传动一个安装在支架（221）上的传动链轮（222）；在一个支架（236）上安装一个从动链轮（235），所述传动链轮（222）经一个长环形传动链条（231）传动所述从动链轮（235）；所述长环形传动链条（231）由多个张紧轮（232、233、234）张紧呈曲线形状，使该长环形传动链条（231）与被测童车运行曲面始终平行；一个气缸（211）与所述长环形传动链条（231）固定连接，该气缸（211）与一个曲线导轨（213）滑配，该气缸（211）的活塞杆与一根夹持棒（212）固定连接，所述曲线导轨（213）与被测童车运行曲面平行安置。