CN103885086A - 一种通过式金属探测门测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通过式金属探测门测试装置，包括悬臂机构，测试体传动机构，运动平台，控制显示单元，框架，外壳，测试体传动机构包括X轴传动组件，Y轴传动组件，Z轴传动组件，Y轴传动组件具有Y轴导轨，运动平台在X轴传动组件，Y轴传动组件，Z轴传动组件的共同作用下，在Y轴导轨上定速穿行滑动。该检测装置能够使检测操作简便、直观，测试过程自动化、智能化。

Description

一种通过式金属探测门测试装置

技术领域

本发明涉及安全检查设备的测试领域，更具体地，涉及一种通过式金属探测门测试装置。 

背景技术

通过式金属探测门广泛应用于机场、铁路、监狱、大型活动等场所的人身安全检查。通过式金属探测门在通道区域预设均匀的磁场，如果穿过通道的人员身上携带有金属，将打乱原有磁场分布，导致报警。此类设备的应用能有效阻止金属违禁品通过人身携带进入特定区域，是保障安全的重要手段。 

通过式金属探测门的探测性能直接决定了人身携带的金属违禁品检出率。对于探测性能的测试，国内普遍采用国家标准《GB15210-2003通过式金属探测门通用技术条件》中规定的方法，即标准测试人在人身不同位置携带多种测试物，以不同速度步行穿过通过式金属探测门，目测并记录每一次穿行过程中是否报警。这种方法在实际测试中有以下几方面的问题： 

1、国标中对标准测试人的定义是“身高1.55～1.85m、体重50kg～90kg、不携带任何金属或导电物、体内也没有任何金属嵌入物的人”。由于当前带眼镜、装烤瓷牙、植入金属支架和关节的人日渐增多，使标准测试人的选择范围越来越窄。并且，由于标准测试人对身高和体重的要求范围宽泛，实际测试中发现不同体形的标准测试人在穿行时对通过式金属探测门内部磁场有轻微影响，进而可能造成测试结果不准确。 

2、国标中规定的通行速度范围应不小于0.4m/s～1.8m/s，实际测试中标准测试人很难保持特定的通行速度。 

3、国标中规定了通过式金属探测门探测平面内需要测试的12个位置，对每个位置的 定位误差要求在50mm以内，实际测试中标准测试人的体形和步态不同，很难保证携带测试物的位置精度。 

4、按照国标规定的测试项目，对单台通过式金属探测门的全部测试工作至少需要标准测试人折返行进3公里以上距离，期间还需要多名工作人员持续检测标准测试人的速度、测试物位置、报警信息，这种人工测试方法耗时长、工作量大、准确性和重复性较差。 

鉴于此，国标中特别注明“鼓励产品使用更准确的模拟测试过程、更详尽的检测位置和高效适用的测试设备”。本发明的目的在于设计一套定位准确、速度可调、使用方便的通过式金属探测门测试装置。 

发明内容：

一种通过式金属探测门测试装置，包括悬臂机构，测试体传动机构，运动平台，控制显示单元，框架，外壳，测试体传动机构包括X轴传动组件，Y轴传动组件，Z轴传动组件，Y轴传动组件具有Y轴导轨，运动平台在X轴传动组件，Y轴传动组件，Z轴传动组件的共同作用下定位，并在Y轴导轨上定速穿行滑动；测试体设置在运动平台上； 

悬臂机构包括悬臂杆和柔性链，悬臂杆为一刚性好的钢管，Y轴导轨的远端与柔性链相连，并藉由柔性链的拉动保持水平。 

前述的通过式金属探测门测试装置，悬臂机构还包括悬臂杆固定座，悬臂轴承，三通固定座，拉紧钢丝；悬臂杆的一端通过三通固定座固定于悬臂杆固定座上，另一端被拉紧钢丝拉住，以保持悬臂杆的水平状态；悬臂轴承设于悬臂杆固定座之内，当测试装置工作时Y轴导轨将产生X轴方向的移动，带动柔性链、悬臂杆、悬臂杆固定座产生小角度转动，悬臂轴承用于适应这种转动。 

前述的通过式金属探测门测试装置，框架包括顶板，底板，四个立柱支撑在顶板和底板之间，四个滑轮位于底板下，支撑柱设于顶板和底板之间，用于加强顶板和底板的稳定性。 

前述的通过式金属探测门测试装置，悬臂机构还包括悬臂配重组件；悬臂杆为一刚性好的中空钢管，其在两侧端点分别安装悬臂滑轮，悬臂滑轮用于传动柔性链；柔性链一端 连接悬臂配重组件，另一端拉住Y轴导轨，使其保持水平状态；悬臂配重组件带有圆环套在支撑柱上，可滑动的贴合于支撑柱上，用以防止运动中，悬臂配重组件在框架中晃动。 

前述的通过式金属探测门测试装置，控制显示单元包括带有显示屏的主控制器、主控制器壳体、主控制器座；其中主控制器封装于带有把手的主控制器壳体之中；主控制器壳体通过把手悬挂于主控制器座上，主控制器座为具有一定角度的楔形卡座，设于外壳的侧面；主控制器为一平板电脑，具有WIFI模块、网络接口、触控电路、数据校准模块。 

前述的通过式金属探测门测试装置，其中X轴传动组件包括X轴运动背板、两条X轴导轨、X轴丝杆、X轴电机；Y轴传动组件包括Y轴运动背板、Y轴导轨、同步带、主动皮带轮、Y轴电机、从动皮带轮；Z轴传动组件包括两条Z轴导轨、Z轴丝杆、Z轴电机；Z轴丝杆带动X轴运动背板在Z轴导轨上垂直方向滑动，Z轴导轨设置在顶板和底板之间；X轴丝杆带动Y轴运动背板在X轴导轨上水平X轴方向滑动；Y轴电机驱动主动皮带轮转动，同步带的两端分别套在主动皮带轮和从动皮带轮上，随着主动皮带轮的转动而运动；运动平台上部有方孔，套入Y轴导轨上，下部夹持住同步带的固定侧，随着同步带在Y轴导轨上沿水平方向滑动。 

前述的通过式金属探测门测试装置，X轴运动背板外设置导轨壳体，以保护X轴导轨，导轨壳体运动表面通过风琴罩连接于Y轴运动背板两侧，以防止灰尘进入X轴导轨。 

前述的通过式金属探测门测试装置，外壳安装在框架上，封装整个Z轴传动组件，其侧面设置主控制器座，背部设置手柄，方便整个测试装置运输。 

本发明中的测试装置已经加工制造完成并开始使用，实践中能够大大提高通过式金属探测门探测性能测试的准确性和工作效率，检测操作简便、直观，测试过程自动化、智能化，完成单台设备测试的平均时间由6小时缩短为2.5小时，检测人员减少了3名，并有效降低了测试人员的劳动强度。 

附图说明：

图1是本发明通过式金属探测门测试装置的外部结构示意图； 

图2是本发明通过式金属探测门测试装置的内部结构示意图； 

图3是本发明测试装置运动平台结构示意图。 

具体实施方式：

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。 

如图1所示，本发明的通过式金属探测门测试装置的结构主要包括：悬臂机构1，测试体传动机构2，运动平台3，控制显示单元4，框架5，外壳6。 

如图2所示，悬臂机构1包括悬臂杆11，悬臂杆固定座12，悬臂轴承13，柔性链14，悬臂配重组件15，两个悬臂滑轮161、162，三通固定座17，拉紧钢丝18。悬臂机构1位于整个测试装置的上部，用于保持安装有运动平台3的Y轴导轨222水平度。悬臂杆11为一刚性好的中空钢管，其在两侧端点分别安装悬臂滑轮161和162，悬臂滑轮用于传动柔性链14；悬臂杆11的一端通过三通固定座17固定于悬臂杆固定座12上，另一端被拉紧钢丝18拉住，以保持悬臂杆11的水平状态；柔性链14穿过悬臂杆11中空部；柔性链14一端穿过悬臂杆固定座12连接悬臂配重组件15，另一端拉住Y轴导轨222，使其保持水平状态；悬臂轴承13设于悬臂杆固定座12之内，当测试装置工作时Y轴导轨222将产生X轴方向的移动，带动柔性链14、悬臂杆11、悬臂杆固定座12产生小角度转动，悬臂轴承13用于适应这种转动。 

框架5包括顶板51，底板52，四个立柱53支撑在顶板51和底板52之间，四个滑轮54位于底板52下，支撑柱55设于顶板51和底板52之间，用于加强顶板51和底板52的稳定性。 

悬臂杆固定座12固定于顶板51上，当Y轴运动背板221在X轴导轨212/213上滑动时，Y轴导轨222也在Y轴运动背板221的带动下在水平X轴方向上运动，同时由于柔性链14拉动Y轴导轨222的远端222a，悬臂杆11、三通固定座17也在悬臂轴承13的作用下，绕悬臂杆固定座12近似无阻力转动。又由于Y轴导轨的刚性较好，并且其长度远大于X轴导轨，运动平台3在X轴的坐标近似于Y轴运动背板221在X轴的坐标，其定位误差由主控制器41的数据校准模块41c校正。 

悬臂配重组件15带有圆环套在支撑柱55上，可滑动的贴合于支撑柱55上，用以防 止运动中，悬臂配重组件15在框架5中晃动。 

测试体传动机构2包括X轴传动组件21，Y轴传动组件22，Z轴传动组件23。其中X轴传动组件21包括X轴运动背板211、两条X轴导轨212、213、X轴丝杆214、X轴电机215、X轴第一限位器216、X轴第二限位器217、X轴联轴器218；Y轴传动组件22包括Y轴运动背板221、Y轴导轨222、同步带223、主动皮带轮224、Y轴限位块225、Y轴电机226、Y轴联轴器227、从动皮带轮228；Z轴传动组件23包括两条Z轴导轨231和232、Z轴丝杆233、Z轴电机234、Z轴第一限位器235、Z轴第二限位器236、Z轴联轴器237。 

Z轴电机234驱动Z轴联轴器237，从而带动Z轴丝杆233转动，Z轴联轴器237安装在顶板51上；Z轴丝杆233带动X轴运动背板211在Z轴导轨231/232上垂直方向滑动，Z轴导轨231/232设置在顶板51和底板52之间；Z轴第一限位器235和Z轴第二线为其236均设于立柱53上，Z轴第一限位器235设于顶板51下侧，Z轴第二限位器236设于底板52上侧，起到对X轴运动背板211限位的作用，防止背板滑出导轨。 

X轴电机215驱动X轴联轴器218，从而带动X轴丝杆214转动，X轴联轴器218设于X轴丝杆214一端；X轴丝杆214带动Y轴运动背板221在X轴导轨212/213上水平X轴方向滑动；X轴第一限位器216、X轴第二限位器217设置于X轴导轨212两侧，起到对Y轴运动背板221限位的作用，以防止背板滑出导轨。 

如图1所示，X轴运动背板211外设置导轨壳体219，以保护X轴导轨212/213，导轨壳体219运动表面通过风琴罩连接于Y轴运动背板221两侧，以防止灰尘进入X轴导轨212/213。 

如图2所示，Y轴电机226驱动Y轴联轴器227，带动主动皮带轮224转动，Y轴联轴器227垂直设于Y轴运动背板上；同步带223的两端分别套在主动皮带轮224和从动皮带轮228上，随着主动皮带轮224的转动而运动；运动平台3具有方孔，套入Y轴导轨222上，下部夹持住同步带223的固定侧，随着同步带223在Y轴导轨222上水平Y轴方向滑动；Y轴导轨222为一高强度的碳纤维材料方管轨道；Y轴限位块225设于Y 轴导轨222的远端222a，起到对运动平台3的限位作用，以防止其滑出导轨；同时，Y轴导轨222的远端222a与柔性链14相连，并藉由柔性链14的拉动保持水平。 

Y轴导轨222长度在1-5米范围内，优选3米；X轴导轨212/213和Z轴导轨231/232的长度分别略大于本领域常规金属探测门的宽度和高度；X轴导轨长度优选0.7-1.5；Z轴导轨长度优选1.9m-2.3m，更优选2m。 

如图1所示，控制显示单元4的主控制器41（图中未标）对Z轴电机234和X轴电机215发出位置控制信号，使Z轴电机234驱动X轴运动背板211在Z轴导轨231/232上垂直方向滑动，从而实现对运动平台3在Z轴方向上的定位，X轴电机215驱动Y轴运动背板221在X轴导轨212/213上水平方向滑动，从而实现对运动平台3在X轴方向上的定位；主控制器41对Y轴电机226发出速度和位置控制信号，Y轴电机226驱动运动平台3在Y轴导轨222上以指定速度滑动到指定位置，从而实现运动平台3在Y轴方向的定速穿行运动。 

控制显示单元4包括带有显示屏的主控制器41、主控制器壳体42、主控制器座43。其中主控制器41封装于带有把手42a的主控制器壳体42之中，以方便测试员操控；主控制器壳体42也可通过把手42a悬挂于主控制器座43上，主控制器座43为具有一定角度的楔形卡座，设于外壳6的侧面，从而便于测试员查看。主控制器41为一平板电脑，具有WIFI模块41a、网络接口41b，可以实现检测数据和电脑的实时交互；具有数据接口41d，用于接收通过式金属探测门提供的报警强度和报警位置信号；具有触控电路41e，方便测试员发出测试指令和记录测试结果；具有数据校准模块41c，用于校准坐标误差。 

如图3所示，运动平台3由塑料制成，包括上壳31，下壳32，导轨固定座33，同步带夹持块34。 

同步带夹持块34顶部具有两条T型卡榫341，用于卡入导轨固定座33；同步带夹持块34中部具有同步带槽342，同步带223的自由侧穿设于同步带槽342中，同步带槽342的设置方向垂直于T型卡榫341；同步带夹持块34的侧面上部水平安装两个第一塑料轴承344，保证同步带223的自由侧与同步带槽342之间为滚动摩擦，降低摩擦阻力；同步 带夹持块34的侧面下部垂直安装两个第二塑料轴承343，塑料轴承343的滚动面从下方承托同步带223的自由侧下端，从而在承托同步带的同时降低摩擦阻力。 

同步带为外侧光面内侧齿面的皮带，同步带夹持块34面向导轨固定座33的一侧设有一啮合齿组345，啮合齿组345与导轨固定座33上的夹持突331共同夹紧同步带固定侧。其中，啮合齿组345与同步带的齿面相咬合，同时夹持突331与同步带还通过尼龙螺栓固定，从而保证整个运动平台与同步带的固定。 

导轨固定座33主体为一具有方孔的立方体，其面对同步带夹持块34的一面具有夹持突331和容置T型卡榫341的T型卡槽，方孔用于套入Y轴导轨222，导轨固定座方孔的四周均设置若干第三塑料轴承332，用于降低导轨固定座与Y轴导轨之间的摩擦。其中，第三塑料轴承332外侧包裹橡皮套，用于降低对碳纤维制造的Y轴导轨的磨损，并且能够降低运动时的噪音。 

使用时，先将同步带的自由侧穿设在同步带槽342中，Y轴导轨插入方孔，同步带夹持块34的T型卡榫341插入导轨固定座33的T型卡槽，导轨固定座33的夹持突331与同步带夹持块的啮合齿组345固定同步带；接着，使用尼龙螺栓安装固定上壳和下壳；最后将测试体安装于运动平台外表面。 

如图1所示，外壳6安装在框架5上，封装整个Z轴传动组件23，其侧面设置主控制器座43，背部设置手柄，方便整个测试装置运输。 

在进行通过式金属探测门的测试时，根据国家标准《GB15210-2003通过式金属探测门通用技术条件》的要求，测试方法如下： 

A，使测试装置面对通过式金属探测门1m，悬臂杆11位于通过式金属探测门外部上侧，Y轴导轨222穿过通过式金属探测门内部通道； 

B，通过主控制器41定位通过式金属探测门内部通道的四角点，确定测试区域； 

C，按照上述国标中的测试点位置要求，顺序定位各个测试点，将相应测试体安装在运动平台上，驱动运动平台以指定速度穿过通过式金属探测门； 

D，通过式金属探测门报警信号通过数据线传入数据接口41d，主控制器41自动记录 测试数据； 

E，按照各个测试点的顺序，依次执行步骤C，D；主控制器41形成测试结果表格，测试数据和表格可与电脑同步进行下一步打印和分析工作。 

上面的描述仅用于实现本发明的实施方式，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的任何修改或局部替换，均应该属于本发明的权利要求限定的范围，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。 

Claims (8)

1.一种通过式金属探测门测试装置，包括悬臂机构(1)，测试体传动机构(2)，运动平台(3)，控制显示单元(4)，框架(5)，外壳(6)，其特征在于：

测试体传动机构(2)包括X轴传动组件(21)，Y轴传动组件(22)，Z轴传动组件(23)，Y轴传动组件(22)具有Y轴导轨(222)，运动平台(3)在X轴传动组件(21)，Y轴传动组件(22)，Z轴传动组件(23)的共同作用下定位，并在Y轴导轨(222)上定速穿行滑动；测试体设置在运动平台(3)上；

悬臂机构(1)包括悬臂杆(11)和柔性链(14)，悬臂杆(11)为一刚性好的钢管，Y轴导轨(222)的远端与柔性链(14)相连，并藉由柔性链(14)的拉动保持水平。

2.一种根据权利要求1所述的通过式金属探测门测试装置，其特征在于：悬臂机构(1)还包括悬臂杆固定座(12)，悬臂轴承(13)，三通固定座(17)，拉紧钢丝(18)；悬臂杆(11)的一端通过三通固定座(17)固定于悬臂杆固定座(12)上，另一端被拉紧钢丝(18)拉住，以保持悬臂杆(11)的水平状态；悬臂轴承(13)设于悬臂杆固定座(12)之内，当测试装置工作时Y轴导轨(222)将产生X轴方向的移动，带动柔性链(14)、悬臂杆(11)、悬臂杆固定座(12)产生小角度转动，悬臂轴承(13)用于适应这种转动。

3.一种根据权利要求1所述的通过式金属探测门测试装置，其特征在于：框架(5)包括顶板(51)，底板(52)，四个立柱(53)支撑在顶板(51)和底板(52)之间，四个滑轮(54)位于底板(52)下，支撑柱(55)设于顶板(51)和底板(52)之间，用于加强顶板(51)和底板(52)的稳定性。

4.一种根据权利要求3所述的通过式金属探测门测试装置，其特征在于：悬臂机构(1)还包括悬臂配重组件(15)；

悬臂杆(11)为一刚性好的中空钢管，其在两侧端点分别安装悬臂滑轮(161、162)，悬臂滑轮用于传动柔性链(14)；柔性链(14)一端连接悬臂配重组件(15)，另一端拉住Y轴导轨(222)，使其保持水平状态；悬臂配重组件(15)带有圆环套在支撑柱(55)上，可滑动的贴合于支撑柱(55)上，用以防止运动中，悬臂配重组件(15)在框架(5)中晃动。

5.一种根据权利要求1所述的通过式金属探测门测试装置，其特征在于：控制显示单元(4)包括带有显示屏的主控制器(41)、主控制器壳体(42)、主控制器座(43)；其中主控制器(41)封装于带有把手(42a)的主控制器壳体(42)之中；

主控制器壳体(42)通过把手(42a)悬挂于主控制器座(43)上，主控制器座(43)为具有一定角度的楔形卡座，设于外壳(6)的侧面；

主控制器(41)为一平板电脑，具有WIFI模块(41a)、网络接口(41b)、触控电路(41e)、数据校准模块(41c)。

6.一种根据权利要求1所述的通过式金属探测门测试装置，其特征在于：

其中X轴传动组件(21)包括X轴运动背板(211)、两条X轴导轨(212、213)、X轴丝杆(214)、X轴电机(215)；Y轴传动组件(22)包括Y轴运动背板(221)、Y轴导轨(222)、同步带(223)、主动皮带轮(224)、Y轴电机(226)、从动皮带轮(228)；Z轴传动组件(23)包括两条Z轴导轨(231和232)、Z轴丝杆(233)、Z轴电机(234);

Z轴丝杆(233)带动X轴运动背板(211)在Z轴导轨(231/232)上垂直方向滑动，Z轴导轨(231/232)设置在顶板(51)和底板(52)之间；X轴丝杆(214)带动Y轴运动背板(221)在X轴导轨(212/213)上水平X轴方向滑动；

Y轴电机(226)驱动主动皮带轮(224)转动，同步带(223)的两端分别套在主动皮带轮(224)和从动皮带轮(228)上，随着主动皮带轮(224)的转动而运动；运动平台(3)上部有方孔，套入Y轴导轨(222)上，下部夹持住同步带(223)的一侧，随着同步带(223)在Y轴导轨(222)上沿水平方向滑动。

7.一种根据权利要求6所述的通过式金属探测门测试装置，其特征在于：

X轴运动背板(211)外设置导轨壳体(219)，以保护X轴导轨(212/213)，导轨壳体(219)运动表面通过风琴罩连接于Y轴运动背板(221)两侧，以防止灰尘进入X轴导轨(212/213)。

8.一种根据权利要求1所述的通过式金属探测门测试装置，其特征在于：外壳(6)安装在框架(5)上，封装整个Z轴传动组件(23)，其侧面设置主控制器座(43)，背部设置手柄，方便整个测试装置运输。

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