CN107703008A - 一种消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能自动试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能自动试验装置，包括护目镜试样、头模、头模移动装置、粒子发射装置、粒子收集装置、透明室和PLC控制器，护目镜试样佩戴在头模上，头模固定在头模移动装置上，头模和头模移动装置四周设有透明室，头模移动装置包括丝母、丝杠和步进电机，粒子发射装置位于头模正前方，粒子发射装置包括发射钢管、钢球粒子、高压气缸、空压机，粒子发射装置下方设有竖向可调节高度的伸缩轴电机。本发明结构紧凑，设计合理，大大减少了人员操作，提高了自动化，且提高了检测质量和效率。

Description

一种消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能自动试验装置

技术领域

本发明属于消防防护产品检测技术领域，特别涉及一种消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能自动试验装置。

背景技术

消防员用护目镜使用环境恶劣，需要有较强的抗冲击能力，在产品使用前需要进行抗冲击性能试验，目前的消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能试验多为手动操作，存在自动化程度低，人为干扰因素多，检测质量和效率不高的问题，现还没有一种专用于消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能自动试验装置。

发明内容

为弥补现有技术的不足，本发明提供一种自动化程度高、检测质量和效率好的消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能自动试验装置。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能自动试验装置，其特殊之处在于：包括护目镜试样、头模、头模移动装置、粒子发射装置、粒子收集装置、透明室和PLC控制器；所述护目镜试样佩戴在头模上，头模固定在头模移动装置上，头模和头模移动装置四周设有透明室；所述头模移动装置包括丝母、丝杠和步进电机，丝母固定在头模下方，丝杠与步进电机连接，丝母在丝杠上移动带动头模实现左右滑动；所述粒子发射装置位于头模正前方，粒子发射装置包括发射钢管、钢球粒子、高压气缸、空压机，空压机与高压气缸连接，高压气缸与发射钢管连接，高压气缸的活塞杆、钢球粒子、发射钢管的轴线重合，高压气缸的活塞杆伸出撞击钢球粒子飞入发射钢管，钢球粒子飞出发射钢管后撞击护目镜试样；所述粒子发射装置下方设有竖向可调节高度的伸缩轴电机，通过伸缩轴电机的伸缩轴伸缩实现粒子发射装置的高度调节。

作为优选方案，所述粒子收集装置包括倾斜地板和粒子储存箱，倾斜地板安装在透明室的地面上，透明室一个底角上开有孔，倾斜地板的最低点对准孔，粒子储存箱置于地面上紧贴透明室外壁，开口对准孔，钢球粒子可通过孔滚入粒子储存箱内，将试验后的钢球粒子从透明室内收集入粒子储存箱中。

作为优选方案，所述头模固定在头模底板上，头模底板固定在垂直轴电机的垂直轴上，垂直轴电机固定在头模移动装置上，通过垂直轴的转动实现头模的转动，方便佩戴护目镜试样；所述伸缩轴电机、垂直轴电机、空压机、步进电机分别通过控线与PLC控制器连接，PLC控制器通过编程实现对伸缩轴电机、垂直轴电机、空压机、步进电机的分别控制。

进一步的，所述头模移动装置包括燕尾槽底板、燕尾滑板、丝母、丝杠、联轴器和步进电机，垂直轴电机固定在燕尾滑板顶面，燕尾槽底板固定在地面上，燕尾滑板插入燕尾槽底板上，丝母固定在燕尾滑板底面，丝母内旋有丝杠，丝杠一端连接联轴器，联轴器与步进电机的电机轴连接，步进电机固定在地面上；丝母在丝杠上旋转移动带动燕尾滑板在燕尾槽底板上实现稳定的左右移动。

作为优选方案，所述发射钢管出口处装有激光终始接收器，在发射钢管上套有激光初始接收器，发射钢管与激光初始接收器接触的位置开有若干与发射钢管轴线垂直的小孔；所述发射钢管上还套有挡板和固定环，挡板固定在固定环上，发射钢管穿过透明室上的垂直椭圆孔，在发射钢管的端部装有固定套，固定套焊接在托架上，托架焊接在连接板上，连接板上装有两个固定卡子，高压气缸安装在两个固定卡子内，高压气缸的活塞杆端部装有硬弹垫，钢球粒子吸附在小圆柱磁铁上，小圆柱磁铁镶嵌在托板上，小圆柱磁铁的上面与托板的上面平齐，托板的上面与发射钢管的下部内径相切，托板的一边逐渐抬高可排列单排钢球粒子至整个倾斜托盘，倾斜托盘固定在连接板上，在单排钢球粒子上方设有横杆，垂直于横杆轴线的两端各焊有粒子挡板，在横杆的中部设有掐套，掐套焊接在连接套上，连接套固定在摆动轴上，摆动轴电机固定在连接板上，摆动轴每摆动一次粒子挡板放行一个钢球粒子；所述激光终始接收器、激光初始接收器、摆动轴电机分别通过控线与PLC控制器连接，PLC控制器通过编程实现对激光终始接收器、激光初始接收器、摆动轴电机的分别控制。

进一步的，所述高压气缸上连接有进气软管和回气软管，进气软管和回气软管分别连接电磁阀组，电磁阀组与金属气管连接，金属气管通过电磁阀与空压机连接，空压机上安装有压力传感器；所述电磁阀组、电磁阀、压力传感器分别通过控线与PLC控制器连接，PLC控制器通过编程实现对电磁阀组、电磁阀、压力传感器的分别控制。

作为优选方案，所述透明室一侧设有门，门通过合页固定在透明室的侧墙上，门上沿外侧通过轴座安装有轴，轴上安装有连杆，连杆与变速器的输出轴连接，变速器与电机的输出轴连接，电机通过控线与PLC控制器连接，变速器与电机固定在侧墙上。

作为优选方案，所述透明室内顶部安装有监控摄像头，监控摄像头通过控线与PLC控制器连接，PLC控制器可连接一显示器，通过显示器实时观看监控摄像头传送的监控画面。

进一步的，所述粒子发射装置通过伸缩轴与伸缩轴电机连接，伸缩轴电机固定在台面上，台面固定在机架上，机架置于地面上。

本发明的有益效果是：本发明通过PLC控制技术实现对消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能的自动试验，结构紧凑，设计合理，大大减少了人员操作，提高了自动化，且提高了检测质量和效率。

附图说明

附图1是本发明的主视结构示意图；

附图2是本发明的俯视结构示意图；

附图3是附图1中A-A面剖视图；

附图4是附图1中I部放大示意图；

附图5是本发明使用状态时更换护目镜试样状态示意图。

图中，1地面，3燕尾槽底板，4螺栓，5丝母，6丝杆，7燕尾滑板，8倾斜地板，9门，10有机玻璃室侧墙板，11激光终始接收器，12激光初始接收器，13发射钢管，14机架，16台面，17伸缩轴，18伸缩轴电机，19法兰盘，21回气软管，22空压机，23压力传感器，24电磁阀，25金属气管，26电磁阀组，27进气软管，28连接板，29固定卡子，30高压气缸，31倾斜托盘，32垂直椭圆孔，33固定环，35挡板，36有机玻璃室墙板，37透明室，38护目镜试样，39头模，40门合页，41头模底板，43垂直轴，44垂直轴电机，46盖板拉手，47盖板，48粒子储存箱，49孔，50 PLC控制器，52步进电机，53电机轴，54联轴器，56摆动轴，57连接套，59掐套，60横杆，61粒子挡板，62活塞杆，63硬弹垫，64钢球粒子，65托板，66小圆柱磁铁，68固定套，69托架，70摆动轴电机，71冲击点，72监控摄像头，74轴座，75连杆，78电机，79变速器，80侧墙，81轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，本发明的保护范围包括但不限于以下实施例，在不偏离本申请的精神和范围的前提下任何对本发明的技术方案的细节和形式所做出的修改均落入本发明的保护范围内。

附图是本发明的一种具体实施方式。该实施例包括护目镜试样38、头模39、头模移动装置、粒子发射装置、粒子收集装置、透明室37和PLC控制器50，所述护目镜试样38佩戴在头模39上，头模39固定在头模移动装置上，头模39上方和头模移动装置四周设有由有机玻璃室墙板36组成的透明室37，本实施例通过PLC控制技术实现对消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能的自动试验。

本实施例的头模移动装置包括燕尾槽底板3、燕尾滑板7、丝母5、丝杠6、联轴器54和步进电机52，燕尾槽底板3通过地脚螺栓固定在地面1上，丝母5通过螺栓固定在燕尾滑板7的底面，丝母5内旋有丝杠6，丝杠6的另一端接联轴器54，联轴器54的另一端接电机轴53，步进电机52通过螺栓将步进电机52固定地面1上，燕尾滑板7插入燕尾槽底板3上，垂直轴电机44通过螺栓固定在燕尾滑板7的上面；所述头模39固定在头模底板41上，头模39与头模底板41为一体，头模底板41通过螺栓固定在电机轴43的顶部；丝母5在丝杠6上旋转移动带动燕尾滑板7在燕尾槽底板3上滑动从而实现头模与护目镜试样38的稳定左右移动。

本实施例的粒子发射装置包括发射钢管13、钢球粒子64、高压气缸30、空压机22，发射钢管13位于头模39眼部冲击点71正前方不超过100mm处，发射钢管13的轴线与通过眼部冲击点71的立面垂直，在发射钢管13出口处装有激光终始接收器11，在发射钢管13上套有激光初始接收器12，激光初始接收器12与发射钢管13接触的部位在发射钢管13上开有若干个与发射钢管13轴线垂直的小孔，激光初始接收器12通过小孔可感知发射钢管13内光线变化，激光初始接收器12距激光终始接收器11间距为150mm，所述发射钢管13上还套有挡板35和固定环33，挡板35固定在固定环33上，发射钢管13穿过透明室37上的垂直椭圆孔32，在发射钢管13的端部装有固定套68，固定套68焊接在托架69上，托架69焊接在连接板28上，连接板28上装有两个固定卡子29，高压气缸30安装在两个固定卡子29内，高压气缸30的活塞杆62端部装有硬弹垫63，钢球粒子64吸附在小圆柱磁铁66上，小圆柱磁铁66镶嵌在托板65上，小圆柱磁铁66的上面与托板65的上面平齐，托板65的上面与发射钢管13的下部内径相切，托板65的一边逐渐抬高可排列单排钢球粒子64至整个倾斜托盘31，倾斜托盘31固定在连接板28上，在单排钢球粒子64上方设有横杆60，垂直于横杆60轴线的两端各焊有粒子挡板61，在横杆60的中部设有掐套59，掐套59焊接在连接套57上，连接套57固定在摆动轴56上，摆动轴电机70固定在连接板28上，摆动轴56每摆动一次粒子挡板61放行一个钢球粒子64。高压气缸30上连有进气软管27和回气软管21，进气软管27和回气软管21的另一端接电磁阀组26，电磁阀组26接金属气管25，金属气管25的另一端接电磁阀24，电磁阀24装在空压机22上，空压机22上设有压力传感器23。粒子发射装置通过伸缩轴17与伸缩轴电机18连接，伸缩轴电机18固定在台面16上，台面16固定在机架14上，机架14置于地面1上，通过伸缩轴电机18的伸缩轴17伸缩实现粒子发射装置的高度调节。

透明室37一侧设有门9，门9通过合页40固定在透明室37的侧墙80上，门9上沿外侧通过轴座74安装有轴81，轴81上安装有可折叠的连杆75，连杆75与变速器79的输出轴连接，变速器79与电机78的输出轴连接，电机78带动连杆75转动实现门9的自动开关与闭合，门9打开时可将头模39移出门9外实现护目镜试样38的佩戴与摘取，门9闭合时进行冲击性能试验。

本实施例的粒子收集装置包括倾斜地板8和粒子储存箱48，倾斜地板8安装在透明室37的地面上，透明室37一个底角上开有孔49，倾斜地板8的最低点对准孔49，粒子储存箱48置于地面1上紧贴透明室37外壁，开口对准孔49，钢球粒子64可通过孔49滚入粒子储存箱48内，粒子储存箱48上方通过合页铰接有盖板47，可通过打开盖板47取出粒子储存箱48内的钢球粒子64。

在透明室37顶部内侧距激光终始接收器11和护目镜试样38之间的上方设有监控摄像头72，对试验过程进行实时监控。

监控摄像头72、激光终始接收器11、激光初始接收器12、伸缩轴电机18、垂直轴电机44、电磁阀组26、电磁阀24、压力传感器23、空压机22、步进电机52、摆动轴电机70、电机78等分别通过控线与PLC控制器50连接， PLC控制器50可连接一显示器，通过显示器实时观看监控摄像头72传送的监控画面，PLC控制器50通过现有技术进行编程，分别对监控摄像头72、激光终始接收器11、激光初始接收器12、伸缩轴电机18、垂直轴电机44、电磁阀组26、电磁阀24、压力传感器23、空压机22、步进电机52、摆动轴电机70、电机78进行控制。

本实施例在具体操作时，启动PLC控制器50中的试验准备按钮，监控摄像头72、激光终始接收器11、激光初始接收器12、伸缩轴电机18、垂直轴电机44、电磁阀组26、电磁阀24、压力传感器23、空压机22、步进电机52、摆动轴电机70、电机78等进入工作状态，步进电机52工作通过联轴器54带动丝杆6转动，丝杆6推动丝母5使燕尾滑板7在燕尾槽底板3上移动，固定在燕尾滑板7上的头模39同时移动，当电机轴53转到编程设定步数后电机78工作通过变速器79和连杆75将门9打开，当步进电机52达到编程设定停止步数后步进电机52停止工作，垂直轴电机44转动一定角度后停止，以便于在头模39上佩戴护目镜试样38，如附图5所示，按规定佩戴好护目镜试样38后，启动PLC控制器50上的试验启动按钮，垂直轴电机44、步进电机52如前所述步骤进行反向工作，冲击点71其两眼球中心点间距为已知66mm，步进电机52根据编程将头模39上的一个冲击点71水平移至发射钢管出口垂直中心线处停止，伸缩轴电机18根据编程工作使发射钢管上下移动，当发射钢管13轴线与冲击点71的水平中心线在同一水平面内时伸缩轴电机18停止工作，在有机玻璃室墙板36上设有垂直椭圆孔32可满足发射钢管13上下移动，垂直挡板35可防止钢球粒子64由垂直椭圆孔32飞出，当压力传感器23达到规定压力值后PLC控制器50开启电磁阀组26内的发射电磁阀向进气软管27供气，高压气缸30工作使活塞杆62迅速伸长，固定在活塞杆62端部的硬弹垫63撞击钢球粒子64，钢球粒子64进入发射钢管13内经激光初始接收器12和激光终始接收器11后飞出撞击护目镜试样38上的一边冲击点71，根据激光初始接收器12和激光终始接收器11接收到的数据计算出钢球粒子64射速是否符合要求、根据监控摄像头72传输的影像进行图像分析比对，判断护目镜试样38镜片是否有破损、变形等缺陷后，步进电机52、电机78、垂直轴电机44再次工作使头模39移至透明室37外如附图5所示，检测人员更换并佩戴新的护目镜试样38后启动PLC控制器50上的试验启动按钮，则步进电机52根据编程将头模39上的另一个冲击点71水平移至发射钢管13出口垂直中心线处停止，其余试验程序与前述相同。该装置最大限度减少人员操作，提高了检测自动化，使检测质量和效率提高。

Claims (9)

1.一种消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能自动试验装置，其特征在于：包括护目镜试样（38）、头模（39）、头模移动装置、粒子发射装置、粒子收集装置、透明室（37）和PLC控制器（50）；所述护目镜试样（38）佩戴在头模（39）上，头模（39）固定在头模移动装置上，头模（39）和头模移动装置四周设有透明室（37）；所述头模移动装置包括丝母（5）、丝杠（6）和步进电机（52），丝母（5）固定在头模（39）下方，丝杠（6）与步进电机（52）连接，丝母（5）在丝杠（6）上移动带动头模（39）实现左右滑动；所述粒子发射装置位于头模（39）正前方，粒子发射装置包括发射钢管（13）、钢球粒子（64）、高压气缸（30）、空压机（22），空压机（22）与高压气缸（30）连接，高压气缸（30）与发射钢管（13）连接，高压气缸（30）的活塞杆（62）、钢球粒子（64）、发射钢管（13）的轴线重合，高压气缸（30）的活塞杆（62）伸出撞击钢球粒子（64）飞入发射钢管（13），钢球粒子（64）飞出发射钢管（13）后撞击护目镜试样（38）；所述粒子发射装置下方设有竖向可调节高度的伸缩轴电机（18）。

2.根据权利要求1所述的一种消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能自动试验装置，其特征在于：所述粒子收集装置包括倾斜地板（8）和粒子储存箱（48），倾斜地板（8）安装在透明室（37）的地面上，透明室（37）一个底角上开有孔（49），倾斜地板（8）的最低点对准孔（49），粒子储存箱（48）置于地面（1）上紧贴透明室（37）外壁，开口对准孔（49），钢球粒子（64）可通过孔（49）滚入粒子储存箱（48）内。

3.根据权利要求1所述的一种消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能自动试验装置，其特征在于：所述头模（39）固定在头模底板（41）上，头模底板（41）固定在垂直轴电机（44）的垂直轴（43）上，垂直轴电机（44）固定在头模移动装置上；所述伸缩轴电机（18）、垂直轴电机（44）、空压机（22）、步进电机（52）分别通过控线与PLC控制器（50）连接。

4.根据权利要求3所述的一种消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能自动试验装置，其特征在于：所述头模移动装置包括燕尾槽底板（3）、燕尾滑板（7）、丝母（5）、丝杠（6）、联轴器（54）和步进电机（52），垂直轴电机（44）固定在燕尾滑板（7）顶面，燕尾槽底板（3）固定在地面（1）上，燕尾滑板（7）插入燕尾槽底板（3）上，丝母（5）固定在燕尾滑板（7）底面，丝母（5）内旋有丝杠（6），丝杠（6）一端连接联轴器（54），联轴器（54）与步进电机（52）的电机轴（53）连接，步进电机（52）固定在地面上。

5.根据权利要求1所述的一种消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能自动试验装置，其特征在于：所述发射钢管（13）出口处装有激光终始接收器（11），在发射钢管（13）上套有激光初始接收器（12），发射钢管（13）与激光初始接收器（12）接触的位置开有若干与发射钢管（13）轴线垂直的小孔；所述发射钢管（13）上还套有挡板（35）和固定环（33），挡板（35）固定在固定环（33）上，发射钢管（13）穿过透明室（37）上的垂直椭圆孔（32），在发射钢管（13）的端部装有固定套（68），固定套（68）焊接在托架（69）上，托架（69）焊接在连接板（28）上，连接板（28）上装有两个固定卡子（29），高压气缸（30）安装在两个固定卡子（29）内，高压气缸（30）的活塞杆（62）端部装有硬弹垫（63），钢球粒子（64）吸附在小圆柱磁铁（66）上，小圆柱磁铁（66）镶嵌在托板（65）上，小圆柱磁铁（66）的上面与托板（65）的上面平齐，托板（65）的上面与发射钢管（13）的下部内径相切，托板（65）的一边逐渐抬高可排列单排钢球粒子（64）至整个倾斜托盘（31），倾斜托盘（31）固定在连接板（28）上，在单排钢球粒子（64）上方设有横杆（60），垂直于横杆（60）轴线的两端各焊有粒子挡板（61），在横杆（60）的中部设有掐套（59），掐套（59）焊接在连接套（57）上，连接套（57）固定在摆动轴（56）上，摆动轴电机（70）固定在连接板（28）上，摆动轴（56）每摆动一次粒子挡板（61）放行一个钢球粒子（64）；所述激光终始接收器（11）、激光初始接收器（12）、摆动轴电机（70）分别通过控线与PLC控制器（50）连接。

6.根据权利要求1或5所述的一种消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能自动试验装置，其特征在于：所述高压气缸（30）上连接有进气软管（27）和回气软管（21），进气软管（27）和回气软管（21）分别连接电磁阀组（26），电磁阀组（26）与金属气管（25）连接，金属气管（25）通过电磁阀（24）与空压机（22）连接，空压机（22）上安装有压力传感器（23）；所述电磁阀组（26）、电磁阀（24）、压力传感器（23）分别通过控线与PLC控制器（50）连接。

7.根据权利要求2所述的一种消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能自动试验装置，其特征在于：所述透明室（37）一侧设有门（9），门（9）通过合页（40）固定在透明室（37）的侧墙（80）上，门（9）上沿外侧通过轴座（74）安装有轴（81），轴（81）上安装有连杆（75），连杆（75）与变速器（79）的输出轴连接，变速器（79）与电机（78）的输出轴连接，电机（78）通过控线与PLC控制器（50）连接，变速器（79）与电机（78）固定在侧墙（80）上。

8.根据权利要求1所述的一种消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能自动试验装置，其特征在于：所述透明室（37）内顶部安装有监控摄像头（72），监控摄像头（72）通过控线与PLC控制器（50）连接。

9.根据权利要求2所述的一种消防员用护目镜抗高速粒子冲击性能自动试验装置，其特征在于：所述粒子发射装置通过伸缩轴（17）与伸缩轴电机（18）连接，伸缩轴电机（18）固定在台面（16）上，台面（16）固定在机架（14）上，机架（14）置于地面（1）上。