CN105628397A - 一种用于保护动态冲击设备的防护装置及防护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于保护动态冲击设备的防护装置及防护方法，包括固定支架、关闭系统和控制系统；所述固定支架在上、下端设有上端防护网和下端防护网，所述上端防护网和下端防护网通过转轴卷接在固定支架上、下端；所述关闭系统包括连接并控制上端防护网及其转轴的上端卷簧，和连接并控制下端防护网及其转轴的下端卷簧，所述上端卷簧、下端卷簧与固定支架连接处分别设有释放机构；所述释放机构连接所述控制系统；所述固定支架底部设有步进电机，所述电机连接所述转轴；所述固定支架上还设有光电管，所述光电管连接所述控制系统。本发明可以在冲击块反弹过程中，阻挡冲击块继续向冲击设备运动，从而有效保护冲击设备，避免冲击设备受到损坏。

Description

一种用于保护动态冲击设备的防护装置及防护方法

技术领域

本发明属于汽车安全领域，尤其是涉及一种用于保护动态冲击设备的防护装置及防护方法。

背景技术

在汽车碰撞试验中，汽车安全的相关零部件如安全气囊、方向盘和车门内饰等，对乘员起到重要的保护作用。为了较好的发挥每个零部件的作用，需要详细了解这些零部件的参数和性能，尤其需要了解这些零部件在动态冲击工况下的相关性能，以便真实反应这些零部件在动态冲击工况下的响应情况。因此，零部件的动态冲击试验，在被动安全领域应用非常广泛。

在零部件的动态冲击试验中，通常会在冲击设备上放置一个冲击块，用来模拟人体某些部位，如人体上半身冲击模块，可以模拟人体的头、颈、胸部三个部位。冲击块在冲击设备的驱动下，会产生一定的速度，然后自由飞行(呈现抛物线运行形式)，与零部件接触。

如果零部件的刚性较大，冲击块会快速反弹回来，与冲击设备的冲击杆发生碰撞，损坏冲击设备。在实际的动态冲击试验中，由于受到试验场地和技术要求等的限制，很难延长冲击块和被测试零部件之间的距离，因此，经常遇到冲击块反弹后与冲击设备冲击杆撞击的情况，对冲击设备造成严重损害。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于保护动态冲击设备的防护装置，以实现在冲击块反弹过程中，阻挡冲击块继续向冲击设备运动，避免冲击设备受到损坏，从而有效保护冲击设备。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于保护动态冲击设备的防护装置，包括固定支架、安装在固定支架上的关闭系统、用于控制关闭系统的控制系统；

所述固定支架在上、下端设有上端防护网和下端防护网，所述上端防护网和下端防护网通过转轴卷接在固定支架上、下端；

所述关闭系统包括连接并控制上端防护网及其转轴的上端卷簧，和连接并控制下端防护网及其转轴的下端卷簧，所述上端卷簧、下端卷簧与固定支架连接处分别设有释放机构；所述释放机构连接所述控制系统，用于释放防护网；所述固定支架底部设有步进电机，所述电机连接所述转轴；所述固定支架上还设有光电管，所述光电管连接所述控制系统，用于提供触发信号。

进一步的，所述控制系统包括PLC可编程控制器。

进一步的，所述支架中间位置处设有橡胶垫。

进一步的，所述支架底部设有滑动导轨。

进一步的，所述释放机构包括电磁机构，通过磁力将上端卷簧和下端卷簧固定在上、下端。

进一步的，所述释放机构处还设有安全锁。

相对于现有技术，本发明所述的一种用于保护动态冲击设备的防护装置具有以下优势：

(1)本发明可以有效阻挡冲击块继续向冲击设备运动，从而有效保护冲击设备，避免冲击设备受到损坏；

(2)本发明中的蓄能机构为卷簧模式，结构简单可靠，可重复使用，并且安全环保，不会造成油污等问题；

(3)本发明采用光电管触发模式，为了增加稳定性，使用了四个光电管，稳定可靠，避免发生误触发；

(4)本发明采用上端防护网和下端防护网同时向中间区域运动方式关闭防护网，关闭速度快；

(5)本发明采用步进电机控制上端防护网和下端防护网的复位，准确有效。即可以省去人工复位的麻烦，也可以通过步进电机，根据设计需要和冲击块的大小，调整防护网中间区域的高度，以便提高防护网的关闭速度；

(6)本发明增加了滑动导轨，即可以适当调节防护网到试验样件的距离，以便有效保护冲击设备，又可以在安装冲击块时，将防护网设备移动，避免防护网干涉冲击块的安装。

本发明创造的另一目的在于提出利用一种用于保护动态冲击设备的防护装置防护的方法，以实现在冲击块反弹过程中，阻挡冲击块继续向冲击设备运动，避免冲击设备受到损坏，从而有效保护冲击设备。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

利用一种用于保护动态冲击设备的防护装置防护的方法，具体包括如下步骤：

(1)将防护装置安装在冲击设备和试验样件之间，靠近冲击设备一端，冲击设备的冲击杆上安装冲击块；

(2)调整防护装置位置，给防护设备接通电源；

(3)通过步进电机，将上端防护网和下端防护网复位，这时上端卷簧和下端卷簧处于蓄能状态，等待触发信号；

(4)冲击设备触发，冲击块以一定速度通过防护网，此时光电管发出触发信号；

(5)控制系统接收到触发信号，发出释放信号给释放机构，释放机构释放防护网；

(6)防护网快速关闭，阻碍冲击块反弹过程中向冲击设备运动；

(7)试验完成后，关闭防护网装置电源。

所述利用一种用于保护动态冲击设备的防护装置防护的方法与上述一种用于保护动态冲击设备的防护装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种用于保护动态冲击设备的防护装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的关闭系统的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的冲击试验示意图。

附图标记说明：

1-固定支架；2-关闭系统；3-控制系统；4-试验装置；11-上端防护网；12-下端防护网；21-上端卷簧；22-下端卷簧；23-释放机构；24-光电管；25-步进电机；26-橡胶垫；27-滑动导轨；28-转轴；41-夹具斜支撑；42-夹具背板；43-方向盘；44-冲击块；45-飞行中的冲击块；46-冲击杆；47-冲击设备；48-铁地板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，固定支架1主要包括金属支架、金属板和防护网等，防护网包括上端防护网11和下端防护网12，固定支架1在上、下端设有上端防护网11和下端防护网12，上端防护网11和下端防护网12通过转轴28卷接在固定支架1上、下端；固定支架1主要用来固定关闭系统1，将整个防护装置固定在铁地板48上，确保防护装置稳定牢固。同时，在冲击块44与防护设备撞击后，起到较好的缓冲和阻挡作用；

如图2所示，所述关闭系统2包括连接并控制上端防护网11及其转轴28的上端卷簧21，和连接并控制下端防护网22及其转轴28的下端卷簧22，所述上端卷簧21、下端卷簧22与固定支架1连接处分别设有释放机构23；所述释放机构23连接所述控制系统3，用于释放防护网；所述固定支架1底部设有步进电机25，所述步进电机25连接所述转轴28；所述固定支架1上还设有光电管24，所述光电管24连接所述控制系统3，用于提供触发信号；

上端卷簧21和下端卷簧22在释放前，处于压缩状态，用于储蓄能量，保证防护网在释放前，具有较大的内能。释放时，上端卷簧21促使上端防护网11快速向下运动，下端卷簧22促使下端防护网12快速向上运动，这样就能够以非常快的速度，在冲击块44返回到防护网之前，迅速关闭防护网，阻挡冲击块44继续向冲击设备47运动。

光电管24用于提供触发器信号。没有物体通过防护网时，光电管24处于通路状态“1”；当有物体通过防护网时，光电管24处于断路状态“0”，这时发出一个触发信号，传递到控制系统3。控制系统3经过一定处理(如延时等)，给释放机构23信号，释放机构23释放防护网。防护网在上端卷簧21和下端卷簧22的推动下，迅速向中间运动，关闭防护网；

步进电机25用于将上端防护网11和下端防护网12复位。当防护网释放后，处于中间状态。在下次使用前，需要将上端防护网11恢复到上端初始位置，下端防护网12恢复到下端的初始位置。将步进电机25连接到上端防护网11、下端防护网12的转轴28上，控制转轴28运动，将上端防护网11和下端防护网12准确拉回到初始位置或者设定位置。

释放机构23用于固定和释放防护网。在防护网释放前，可以有效固定防护网。在控制系统3发出释放信号后，可以快速释放防护网。为了安全起见，在释放机构23中增加安全锁。释放机构23包括电磁机构，当控制系统3没有发出触发器信号时，电磁块处于通电状态，此时，释放机构23通过磁力，把上端防护网11牢牢地固定在上端，把下端防护网12牢牢地固定在下端，上端卷簧21和下端卷簧22都处于压缩状态。当控制系统3发出触发器信号时，电磁块处于断电状态，此时释放机构23没有磁力，上端防护网11和下端防护网12由于弹簧内能，迅速向中间聚拢，关闭防护网。

控制系统3主要用于控制关闭系统2，控制关闭系统2释放防护网、复位、延时等；它包括接受端，PLC电路和输出端。接受端用来接受光电管24传来的触发信号；PLC电路用来进行逻辑判断、延时等处理运算；输出端用来输出信号，传递给释放机构23。

固定支架1中间位置处设有橡胶垫26，橡胶垫26用于保护上端防护网11和下端防护网12。由于上端防护网11和下端防护网12在关闭时，速度非常快，在中间区域发生碰撞，对上端防护网11和下端防护网12造成较大的损害，同时发出较大的声音。增加橡胶垫26，可以有效吸能，减小上端防护网11和下端防护网12的碰撞能量，同时消除碰撞发出的声音。

固定支架1底部设有滑动导轨27，滑动导轨27用于移动整个防护网装置，一方面，可以根据冲击块44的冲击速度，适当调节防护网到试验样件的距离，以便有效保护冲击设备47；另一方面，在安装冲击块时，为了避免防护网干涉冲击块安装到冲击设备47上，可以将防护网整体向冲击设备47移动，将冲击杆46露在外面，方便冲击块44的安装。完成冲击块44的安装后，再将防护网设备整体向试验样件方向移动，调整到合适的位置。

如图3所示为本发明的冲击试验示意图，包括夹具斜支撑41、夹具背板42、方向盘43、冲击块44、飞行中的冲击块45、冲击杆46、冲击主体47、铁地板48；

利用一种用于保护动态冲击设备的防护装置防护的方法，具体包括如下步骤：

(1)将防护装置安装在冲击设备47和试验样件之间，靠近冲击设备47一端；

(2)将防护装置整体向冲击设备47方向移动，将冲击设备47的冲击杆46露在外面；

(3)在冲击杆46上安装冲击块44；

(4)将防护装置整体向试验样机方向移动，移动到合适位置，然后将防护网与金属支架固定，避免防护网在滑动导轨27上移动；

(5)给防护装置设备接通电源；

(6)通过步进电机25，将上端防护网11和下端防护网12复位，这时上端卷簧21和下端卷簧22处于蓄能状态，等待触发信号；

(7)在释放机构23处固定安全锁，避免试验前释放机构23误触发；

(8)等待冲击试验准备就绪，然后打开释放机构23处的安全锁；

(9)冲击设备47触发，冲击块44以一定速度通过防护网，此时光电管24发出触发信号；

(10)控制系统3接收到触发信号，发出释放信号给释放机构23，释放机构23释放防护网；

(11)防护网快速关闭，阻碍冲击块反弹过程中向冲击设备47运动；

(12)重复上述步骤2-8步骤，进行下一次试验；

(13)试验完成后，关闭防护装置电源。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于保护动态冲击设备的防护装置，其特征在于：包括固定支架、安装在固定支架上的关闭系统、用于控制关闭系统的控制系统；

所述固定支架在上、下端设有上端防护网和下端防护网，所述上端防护网和下端防护网通过转轴卷接在固定支架上、下端；

所述关闭系统包括连接并控制上端防护网及其转轴的上端卷簧，和连接并控制下端防护网及其转轴的下端卷簧，所述上端卷簧、下端卷簧与固定支架连接处分别设有释放机构；所述释放机构连接所述控制系统，用于释放防护网；所述固定支架底部设有步进电机，所述电机连接所述转轴；所述固定支架上还设有光电管，所述光电管连接所述控制系统，用于提供触发信号。

2.根据权利要求1所述的一种用于保护动态冲击设备的防护装置，其特征在于：所述控制系统包括PLC可编程控制器。

3.根据权利要求1所述的一种用于保护动态冲击设备的防护装置，其特征在于：所述支架中间位置处设有橡胶垫。

4.根据权利要求1所述的一种用于保护动态冲击设备的防护装置，其特征在于：所述支架底部设有滑动导轨。

5.根据权利要求1所述的一种用于保护动态冲击设备的防护装置，其特征在于：所述释放机构包括电磁机构，通过磁力将上端卷簧和下端卷簧固定在上、下端。

6.根据权利要求1所述的一种用于保护动态冲击设备的防护装置，其特征在于：所述释放机构处还设有安全锁。

7.利用一种用于保护动态冲击设备的防护装置防护的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

(1)将防护装置安装在冲击设备和试验样件之间，靠近冲击设备一端，冲击设备的冲击杆上安装冲击块；

(2)调整防护装置位置，给防护设备接通电源；

(3)通过步进电机，将上端防护网和下端防护网复位，这时上端卷簧和下端卷簧处于蓄能状态，等待触发信号；

(4)冲击设备触发，冲击块以一定速度通过防护网，此时光电管发出触发信号；

(5)控制系统接收到触发信号，发出释放信号给释放机构，释放机构释放防护网；

(6)防护网快速关闭，阻碍冲击块反弹过程中向冲击设备运动；

(7)试验完成后，关闭防护网装置电源。