CN102706762B - 一种运动场地铺地材料测试仪及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种运动场地铺地材料测试仪，其由一重物支持部和一测试部组成，重物支持部由两根平行垂直设立的导柱分别对应固定于两根导向管一端组成，导向管的另一端由支脚支持，导向管间设有一间距；导柱外设有外框，外框上具有刻度，且该导柱上设有水平尺，该水平尺上通过固定件连接一电子磁铁，该电子磁铁吸住或释放一重物；于导向管间的间距中间设有测试部，该测试部包括一底板，其上设有一具有USB接口的力量传感器，该力量传感器上设有一弹簧，并于该弹簧上设有一上盖板。本发明可准确的测定震动吸收率、垂直变形等特性，为科研及人体工学提供依据；测试更加简单方便，便于调节水平、重物高度等，节省时间；可与电脑连接，实现数据的连续采集。

Description

一种运动场地铺地材料测试仪及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种检测仪器，更具体地说，是一种用于运动场地铺地材料的测试仪及其检测震动吸收率和垂直变形的方法。

背景技术

当运动场地承受动载时, 反映非常复杂。接触面或部件在力的作用下产生变形, 吸收冲击并反弹。场地表面吸收冲击的能力就成为此场地表面的一个重要指标。目前欧洲标准E牛 14808-2005: 运动场地表面冲击吸收率测试方法对该项指标的测试方法做了规定。

然而，EN 14808-2005 标准中设备源自德国一所大学的设计。因为设计之初只是考虑了单一地面, 单一场合，并不能适应目前越来越多样化的运动场地表面的测试要求。 设计之初, 就地取材, 造成一些零部件后来无法替代, 使得该方法无法大规模使用，更是很难在国内推广。

另外，震动吸收率测试方法和垂直变形量测试方法目前还是分开测试,且使用的仪器也不同。浪费资源，使测试复杂化。冲击头（重物、上盖板和底板等）及重量不可替换, 兼容性及扩展性差。又，压力传感器与计算机接口不方便，不能连续的记录实验数据。

发明内容

   由于现有技术存在的上述问题，本发明提出一种运动场地铺地材料测试仪及其测试方法，其可有效地解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种运动场地铺地材料测试仪，其由一重物支持部和一测试部组成，重物支持部由两根平行垂直设立的导柱分别对应固定于两根导向管一端组成，导向管的另一端由支脚支持，导向管间设有一间距；导柱外设有外框，外框上具有刻度，且该导柱上设有水平尺，该水平尺上通过固定件连接一电子磁铁，该电子磁铁吸住或释放一重物；于导向管间的间距中间设有测试部，该测试部包括一底板，其上设有一具有USB接口的力量传感器，该力量传感器上设有一弹簧，并于该弹簧上设有一上盖板。

其中，弹簧直径为（69±1）毫米，在0.1-7.5千牛范围内的弹性系数为2000.60牛/毫米。

其中，重物形状不唯一。

其中，导向管为金属制得。

其中，上盖板为圆形刚性盖板，且上表面凸起；底板为圆形钢板，且为凸面。

其中，支脚可上下调节，距离中心650毫米。

本发明还提出一种使用上述运动场地铺地材料测试仪对运动场地铺地材料震动吸收率的测试方法，其包括以下步骤：

①、    将运动场地铺地材料测试仪置于水泥地表面；

②、    将重物的底面距离上盖板的上面设置为（55±0.25）毫米，释放自由落下；

③、    记录力的峰值；

④、    重复上述操作10次，记录后十次，取其平均值为Fr;

⑤、    将运动场地铺地材料测试仪置于样品表面，距离边沿至少20厘米;将重物底面距离上盖板上面设置为（55±0.25）毫米，释放自由落下；

⑥、    记录力的峰值，5秒内将重物移除；

⑦、     60秒内重复步骤⑥、⑦两次，记录后两次，取其平均值为Ft；

⑧、    计算结果R=（1-Ft/Fr）*100

本发明又提出一种使用上述运动场地铺地材料测试仪对运动场地铺地材料垂直变形的测试方法，其包括以下步骤：

①、将运动场地铺地材料测试仪置于样品表面，距离其边缘至少20厘米;

②、将重物底面距离上盖板上面设置为（120±0.25）毫米，释放自由落下；

③、记录力的峰值及最大变形量，5秒内将重物重新置于上述位置；

④、60秒内重复步骤②、③两次，记录后两次值，并计算平均值为峰值Fmax和最大变形量fmax；

⑤、计算结果D=（1500/Fmax）*fmax

由于采用以上技术方案，本发明的运动场地铺地材料测试仪具有以下优点：

1、                 可同时准确的测定震动吸收率、垂直变形等特性，为科研及人体工学提供依据；

2、                 测试更加简单，操作方便，便于调节水平、重物高度等，节省测试时间；

3、                 可与电脑连接，实现数据的连续采集，对于样品的特性分析起到不可或缺的作用；

4、                 精度更高，下落高度精度可达到0.1毫米，数据更可信、更准确；

5、                 便于推广，选用标准件零件，复制性、制作性好。

6、                 兼容性, 扩展性强, 为方便技术更新, 新产品应用, 新测试方法的发明, 该测试仪器具有重物, 高度, 冲击头可替换, 可调节的特性, 便于升级。

7、                 同时一机多用, 可测试震动吸收率, 垂直变形等, 节省成本, 便于携带, 可以做现场测试。

采用该仪器后, 国内的运动场地表面震动吸收率, 垂直变形等项目将可与国际接轨，有利于打破贸易壁垒, 获得国外买家认可。

附图说明

图1 本发明的运动场地铺地材料测试仪的结构示意图。

 图中：1，导柱；2，电子磁铁；3，重物；4，上盖板；5，弹簧；6，导向管；7，力量传感器；8，底板；9，支脚；10，水平尺；11，固定件。

具体实施方式

下面根据附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

结合图1所示，一种运动场地铺地材料测试仪，其由一重物支持部和一测试部组成，重物支持部由两根平行垂直设立的导柱1分别对应固定于两根导向管6一端组成，导柱1使重物3能垂直落下，导向管6的另一端由支脚9支持，导向管6间设有一间距；导柱1外设有外框，外框上具有刻度，该刻度精确到0.1毫米，便于调节位置。且该导柱1上设有水平尺10，该水平尺10上通过固定件11连接一电子磁铁2，该电子磁铁2吸住或释放一重物3；于导向管6间的间距中间设有测试部，该测试部包括一底板8，其上设有一具有USB接口的力量传感器7以实现数据的连续性获取，该力量传感器7上设有一弹簧5，并于该弹簧5上设有一上盖板4。

其中，弹簧5直径为（69±1）毫米，在0.1-7.5千牛范围内的弹性系数为2000.60牛/毫米。此条件下的弹簧5可使本发明的运动场地铺地材料测试仪达到标准，且由于弹簧5标件复制性好、易于制作，便于大规模的生产和推广。

其中，重物形状不唯一， 可以根据具体测试进行替换。导向管为金属制得，避免导柱1倾斜。

其中，上盖板为圆形刚性盖板，且上表面凸起；底板为圆形钢板，且为凸面。凸面的设计使得在冲击时保证力量击打在正中央, 如果两个平面相撞, 很难保证是正对相撞, 会造成能量损失或撞击偏斜, 使数据不准确。

其中，支脚可上下调节，为了保持整体的稳定性，支脚9距离整个仪器的中心，即弹簧5的中心需要足够的距离，最佳距离为650毫米。

本发明的运动场地铺地材料测试仪对运动场地铺地材料震动吸收率的测试方法，其包括以下步骤：

①、    将运动场地铺地材料测试仪置于水泥地表面，调节使其平衡；

②、    将重物的底面距离上盖板的上面设置为（55±0.25）毫米，释放自由落下；

③、    记录力的峰值；

④、    重复上述操作10次，记录后十次，取其平均值为Fr;

⑤、    将运动场地铺地材料测试仪置于样品表面，距离边沿至少20厘米;将重物底面距离上盖板上面设置为（55±0.25）毫米，释放自由落下；

⑥、    记录力的峰值，5秒内将重物移除；

⑦、     60秒内重复步骤⑥、⑦两次，记录后两次，取其平均值为Ft；

⑧、    计算结果R=（1-Ft/Fr）*100

本发明的运动场地铺地材料测试仪还可用于测试运动场地铺地材料的垂直变形，其方法步骤如下：

①、将运动场地铺地材料测试仪置于样品表面，距离其边缘至少20厘米，调节使其平衡;

②、将重物底面距离上盖板上面设置为（120±0.25）毫米，释放自由落下；

③、记录力的峰值及最大变形量，5秒内将重物重新置于上述位置；

④、60秒内重复步骤②、③两次，记录后两次值并计算平均值为峰值Fmax和最大变形量fmax；

⑤、计算结果D=（1500/Fmax）*fmax。

其中，由于边缘距离地面间隙及材料本身的边沿特性，距离边沿太近会导致测试数据偏大，故距离测试样品边缘至少20厘米。  

  但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (7)

1.一种运动场地铺地材料测试仪，其特征在于：其由一重物支持部和一测试部组成，所述重物支持部由两根平行垂直设立的导柱分别对应固定于两根导向管一端组成，所述导向管的另一端由支脚支持，所述导向管间设有一间距；所述导柱外设有外框，外框上具有刻度，且该导柱上设有水平尺，该水平尺上通过固定件连接一电子磁铁，该电子磁铁吸住或释放一重物；于所述导向管间的间距中间设有所述测试部，该测试部包括一底板，其上设有一具有USB接口的力量传感器，该力量传感器上设有一弹簧，并于该弹簧上设有一上盖板。

2.根据权利要求1所述的运动场地铺地材料测试仪，其特征在于：所述弹簧直径为69±1毫米，在0.1-7.5千牛范围内的弹性系数为2000.60牛/毫米。

3.根据权利要求1所述的运动场地铺地材料测试仪，其特征在于：所述上盖板为圆形刚性盖板，且上表面凸起；所述底板为圆形钢板，且为凸面。

4.根据权利要求1所述的运动场地铺地材料测试仪，其特征在于：所述导向管为金属制得。

5.根据权利要求1所述的运动场地铺地材料测试仪，其特征在于：所述支脚可上下调节，且距离所述弹簧中心为650毫米。

6.一种使用权利要求1所述的运动场地铺地材料测试仪对运动场地铺地材料震动吸收率的测试方法，其特征在于：其包括以下步骤：

①、将所述运动场地铺地材料测试仪置于水泥地表面，调平；

②、将所述重物的底面距离所述上盖板的上面设置为55±0.25毫米，释放自由落下；

③、记录力的峰值；

④、重复上述操作10次，记录重复操作的十次的峰值，取其平均值为Fr；

⑤、将所述运动场地铺地材料测试仪置于样品表面，距离边沿至少20厘米；

⑥、将所述重物底面距离所述上盖板上面设置为55±0.25毫米，释放自由落下；

⑦、记录力的峰值，为了留下足够时间使被测表面恢复，5秒内将重物重新置于上述位置；

⑧、60秒内重复步骤⑥、⑦两次，记录该重复步骤⑥、⑦两次的峰值，取其平均值为Ft；

⑨、计算结果R＝(1-Ft/Fr)*100％。

7.一种使用权利要求1所述的运动场地铺地材料测试仪对运动场地铺地材料垂直变形的测试方法，其特征在于：其包括以下步骤：

①、将所述运动场地铺地材料测试仪置于样品表面，距离其边缘至少20厘米；

②、将所述重物底面距离所述上盖板上面设置为120±0.25毫米，释放自由落下；

③、记录力的峰值及最大变形量，5秒内将所述重物重新置于上述位置；

④、60秒内重复步骤②、③两次，记录重复步骤②、③两次的峰值和最大变形量，并计算平均值为峰值Fmax和最大变形量fmax；

⑤、样品本身的垂直变形量D的计算结果为D＝(1500/Fmax)*fmax。