CN108106837A - 建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪和测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪和测试方法，包括用于纵向固定试验模拟窗的测试框架，特点是测试框架的外侧面设置有平开驱动机构、上悬驱动机构和用于控制执手换挡的执手换挡机构，平开驱动机构驱动试验模拟窗在测试框架内做开平反复启闭运动，上悬驱动机构驱动试验模拟窗在测试框架内做上悬反复启闭运动；其测试方法包括水平悬梁带动从动杆做弧形运动，从动杆带动试验模拟窗做平开运动的步骤；换挡伺服电机驱动从动杆转动，从动杆带动执手旋钮旋转的步骤；最后上悬伺服电机驱动丝杆转动，丝杆螺母通过丝杆支撑座带动从动杆做直线运动的步骤，优点是故障率低、可精准控制且使用寿命长。

Description

建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪和测试方法

技术领域

本发明涉及建筑窗用五金系统，尤其是涉及一种建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪和测试方法。

背景技术

门窗按开启方式可分为平开窗、悬窗和平开下悬窗等常见形式， 其中平开窗包括合页（铰链）装于窗侧面并向内开启的内平开窗、合页（铰链）装于窗侧面并向外开启的外平开窗以及窗上下装有滑撑并沿框边向内或向外开启的平开窗；悬窗包括合页（铰链）装于窗上侧并向内 或向外开启的下悬窗、轴装在窗左右并可沿轴转动的中悬窗、合页（铰链）装于窗下侧并向内或向外开启的上悬窗；平开上悬窗是指既能实现内平开又能实现悬开的窗。平开上悬窗的优点是，通过平开的开启方式可以获得较大的通风量；而在通风量要求不是很大时，通过上悬（即外倒）的开启方式可实现室内适当的换气。

外平开上悬五金系统为通过操作执手，可以使门窗具有外平开、上悬、锁闭等功能的五金系统。需要对其反复启闭性能和90°平开启闭性能进行测试，其中反复启闭性能：反复启闭前后，垂直于扇平面方向，施加在每组锁闭点上的20N+1N压力保持不变，执手或操纵装置操作五金系统的转动力矩不应大于10N·m，施加在执手上的力不应大于100N，所有操作功能正常。框、扇间的间距变化值小于1mm；门窗扇在平开位置关闭时，推入框内的作用力不应大于120N。反复启闭试验为模拟门窗扇应以每小时250次（+10%）操作循环的频率，在测试装置上模拟实际使用状况，完成从平开（上悬）-锁紧-上悬（平开）-锁紧共15000个操作循环（共60000次）。90°平开启闭性能：门扇反复启闭10000个循环（窗扇反复启闭5000个循环）试验后，应保持操作功能正常，将门窗扇从平开位置关闭时，门窗扇推入框内的作用力，不应大于120N。90°平开启闭试验为在没有摩擦式撑挡（开关限位器）的状态下，以每小时250（+10%）操作循环的频率，通过测试装置将模拟门窗扇从最大平开位置（90±5°）进行关闭，扇在回到关闭位置前50mm±5mm处停止。现有的建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪均采用气动动力，但是基本都存在着动作生硬，故障率较高的问题。因此，亟需研发一种机械化、智能化、综合化程度更高的检测设备，解决动作生硬，故障率较高的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种故障率低、可精准控制且使用寿命长的建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪和测试方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪，包括用于纵向固定试验模拟窗的测试框架，所述的测试框架的外侧面设置有平开驱动机构、上悬驱动机构和用于控制执手换挡的执手换挡机构，所述的平开驱动机构驱动试验模拟窗在所述的测试框架内做开平反复启闭运动，所述的上悬驱动机构驱动试验模拟窗在所述的测试框架内做上悬反复启闭运动。

所述的平开驱动机构包括平开伺服电机、纵向转轴和水平悬梁，所述的平开伺服电机设置在所述的测试框架的下部，所述的纵向转轴通过第一支架固定在所述的测试框架的边框上，所述的平开伺服电机通过第一减速器与所述的纵向转轴的底部连接，所述的纵向转轴的上端与所述的水平悬梁的根部固定连接，所述的水平悬梁的端部贯穿设置有导向连接件，所述的水平悬梁的表面设置有第一导轨，所述的导向连接件的通孔内壁设置有与所述的第一导轨滑动配合的第一滑槽，所述的导向连接件的上部设置有用于带动试验模拟窗运动的从动杆，所述的从动杆的一端与所述的试验模拟窗的执手旋钮固定连接，所述的平开伺服电机驱动所述的水平悬梁以所述的纵向转轴为中心转动，所述的水平悬梁通过所述的导向连接件带动所述的从动杆做弧形运动。

所述的上悬驱动机构位于所述的导向连接件上，所述的上悬驱动机构包括上悬伺服电机和水平螺旋传动机构，所述的上悬伺服电机水平固定在所述的导向连接件的上表面，所述的上悬伺服电机通过联轴器与所述的水平螺旋传动机构连接，所述的水平螺旋传动机构带动所述的从动杆做直线运动。

所述的水平螺旋传动机构包括丝杆、丝杆螺母和丝杆支撑座，所述的丝杆一端与所述的联轴器连接且其另一端与所述的丝杆螺母螺接，所述的丝杆螺母固定在所述的丝杆支撑座内，所述的导向连接件的上表面设置有第二导轨，所述的丝杆支撑座底部设置有与所述的第二导轨滑动配合的第二滑槽，所述的从动杆设置在所述的丝杆支撑座上，所述的上悬伺服电机驱动所述的丝杆转动，所述的丝杆螺母通过所述的丝杆支撑座带动所述的从动杆做直线运动。

所述的执手换挡机构为换挡伺服电机，所述的换挡伺服电机固定在所述的丝杆支撑座的上表面，所述的换挡伺服电机通过第二减速器与所述的从动杆的另一端连接。

所述的从动杆由两根相互轴接或铰接的杆连接而成。使从动杆在做弧形运动或直线运动时，具有一定的缓冲角度，避免动作生硬。

所述的水平悬梁的根部与所述的纵向转轴之间设置有三角形加强支架。减少水平悬梁的下垂度，保证启闭运动自如。

所述的水平悬梁的端部与所述的测试框架的边框之间设置有电磁锁。保证锁紧效果和进一步减少水平悬梁的下垂。

所述的测试框架为方管焊接而成的四方体结构，所述的水平悬梁采用轻质高强度铝合金型材制成。保证启闭水平悬梁的运动可靠性。

一种利用上述测试仪测试建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能的方法，包括以下步骤：

（1）将平开伺服电机开启，平开伺服电机驱动水平悬梁以纵向转轴为中心转动，水平悬梁通过导向连接件带动从动杆做弧形运动，从动杆带动试验模拟窗朝外平开直到最大位置处；然后平开伺服电机驱动水平悬梁以纵向转轴为中心反向转动，水平悬梁通过导向连接件带动从动杆做反向弧形运动，从动杆带动试验模拟窗运动直至完全关闭，即完成一次平开动作，将平开伺服电机关闭；

（2）将换挡伺服电机开启，换挡伺服电机驱动从动杆转动，从动杆带动执手旋钮旋转，直至试验模拟窗用外平开上悬五金系统的顶部锁紧且侧部打开，完成一次从平开到上悬的锁紧动作，将换挡伺服电机关闭；

（3）将上悬伺服电机打开，上悬伺服电机驱动丝杆转动，丝杆带动丝杠螺母转动，丝杆螺母通过丝杆支撑座带动从动杆做直线运动，从动杆带动试验模拟窗上悬外开直至最大位置处；然后上悬伺服电机驱动丝杆反向转动，丝杆带动丝杠螺母反向转动，丝杆螺母通过丝杆支撑座带动从动杆做反向直线运动，从动杆带动试验模拟窗运动直至完全关闭，完成一次上悬动作，将上悬伺服电机关闭；

（4）将换挡伺服电机开启，换挡伺服电机驱动从动杆转动，从动杆带动执手旋钮旋转，直至试验模拟窗用外平开上悬五金系统的侧壁锁紧且顶部打开，完成一次上悬到平开的锁紧动作，将换挡伺服电机关闭；

（5）重复上述步骤（1）-（4）直至完成建筑窗用外平开上悬五金系统反复启闭性能测试。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪和测试方法，其采用3个伺服电机和机械结构组成的运动驱动系统，外平开上悬悬梁端部设置2个伺服运动驱动系统，分别完成执手功能转换和启闭功能，悬梁根部下端伺服运动驱动系统完成开启和90°定位。其首次在门窗五金测试仪上应用了伺服运动驱动系统，具有速度控制特性良好，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡，90%以上的高效率，发热少，高速控制，高精确度位置控制，额定运行区域内，可实现恒力矩，惯量低，低噪音，维修及保养更方便，更利于采用工业控制器进行智能操控。

附图说明

图1为本发明建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪的结构示意图一；

图2为本发明建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪的结构示意图二；

图3为本发明建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪的结构示意图三；

图4为本发明建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪的结构示意图四；

图5为本发明建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪的结构示意图五。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

具体实施例一

一种建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪，如图1所示，包括用于纵向固定试验模拟窗1的测试框架2，测试框架2的外侧面设置有平开驱动机构、上悬驱动机构和用于控制执手换挡的执手换挡机构，平开驱动机构驱动试验模拟窗1在测试框架2内做开平反复启闭运动，上悬驱动机构驱动试验模拟窗1在测试框架2内做上悬反复启闭运动。

在此具体实施例中，如图1、图2、图3、图4和图5所示，平开驱动机构包括平开伺服电机3、纵向转轴4和水平悬梁5，平开伺服电机3设置在测试框架2的下部，纵向转轴4通过第一支架6固定在测试框架2的边框上，平开伺服电机3通过第一减速器7与纵向转轴4的底部连接，纵向转轴4的上端与水平悬梁5的根部固定连接，水平悬梁5的端部贯穿设置有导向连接件8，水平悬梁5的表面设置有第一导轨9，导向连接件8的通孔内壁设置有与第一导轨9滑动配合的第一滑槽10，导向连接件8的上部设置有用于带动试验模拟窗1运动的从动杆11，从动杆11的一端与试验模拟窗1的执手旋钮12固定连接，平开伺服电机3驱动水平悬梁5以纵向转轴4为中心转动，水平悬梁5通过导向连接件8带动从动杆11做弧形运动。

在此具体实施例中，上悬驱动机构位于导向连接件8上，上悬驱动机构包括上悬伺服电机13和水平螺旋传动机构，上悬伺服电机13水平固定在导向连接件8的上表面，上悬伺服电机13通过联轴器14与水平螺旋传动机构连接，水平螺旋传动机构带动从动杆11做直线运动。其中水平螺旋传动机构包括丝杆15、丝杆螺母16和丝杆支撑座17，丝杆15一端与联轴器14连接且其另一端与丝杆螺母16螺接，丝杆螺母16固定在丝杆支撑座17内，导向连接件8的上表面设置有第二导轨18，丝杆支撑座17底部设置有与第二导轨18滑动配合的第二滑槽19，从动杆11设置在丝杆支撑座17上，上悬伺服电机13驱动丝杆15转动，丝杆螺母16通过丝杆支撑座17带动从动杆11做直线运动。

在此具体实施例中，执手换挡机构为换挡伺服电机20，换挡伺服电机20固定在丝杆支撑座17的上表面，换挡伺服电机20通过第二减速器21与从动杆11的另一端连接。从动杆11由两根相互轴接或铰接的杆连接而成。水平悬梁5的根部与纵向转轴4之间设置有三角形加强支架22。水平悬梁5的端部与测试框架2的边框之间设置有电磁锁23。测试框架2为方管焊接而成的四方体结构，水平悬梁5采用轻质高强度铝合金型材制成。

具体实施例二

一种利用上述具体实施例一所述的测试仪测试建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能的方法，如图1、图2、图3、图4和图5所示，包括以下步骤：

（1）将平开伺服电机3开启，平开伺服电机3驱动水平悬梁5以纵向转轴4为中心转动，水平悬梁5通过导向连接件8带动从动杆11做弧形运动，从动杆11带动试验模拟窗1朝外平开直到最大位置处；然后平开伺服电机3驱动水平悬梁5以纵向转轴4为中心反向转动，水平悬梁5通过导向连接件8带动从动杆11做反向弧形运动，从动杆11带动试验模拟窗1运动直至完全关闭，即完成一次平开动作，将平开伺服电机3关闭；

（2）将换挡伺服电机20开启，换挡伺服电机20驱动从动杆11转动，从动杆11带动执手旋钮12旋转，直至试验模拟窗1用外平开上悬五金系统的顶部锁紧且侧部打开，完成一次从平开到上悬的锁紧动作，将换挡伺服电机20关闭；

（3）将上悬伺服电机13打开，上悬伺服电机13驱动丝杆15转动，丝杆15带动丝杠螺母16转动，丝杆螺母16通过丝杆支撑座17带动从动杆11做直线运动，从动杆11带动试验模拟窗1上悬外开直至最大位置处；然后上悬伺服电机13驱动丝杆15反向转动，丝杆15带动丝杠螺母16反向转动，丝杆螺母16通过丝杆支撑座17带动从动杆11做反向直线运动，从动杆11带动试验模拟窗1运动直至完全关闭，完成一次上悬动作，将上悬伺服电机13关闭；

（4）将换挡伺服电机20开启，换挡伺服电机20驱动从动杆11转动，从动杆11带动执手旋钮12旋转，直至试验模拟窗用外平开上悬五金系统的侧壁锁紧且顶部打开，完成一次上悬到平开的锁紧动作，将换挡伺服电机20关闭；

（5）重复上述步骤（1）-（4）直至完成建筑窗用外平开上悬五金系统反复启闭性能测试。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪，包括用于纵向固定试验模拟窗的测试框架，其特征在于：所述的测试框架的外侧面设置有平开驱动机构、上悬驱动机构和用于控制执手换挡的执手换挡机构，所述的平开驱动机构驱动试验模拟窗在所述的测试框架内做开平反复启闭运动，所述的上悬驱动机构驱动试验模拟窗在所述的测试框架内做上悬反复启闭运动。

2.根据权利要求1所述的建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪，其特征在于：所述的平开驱动机构包括平开伺服电机、纵向转轴和水平悬梁，所述的平开伺服电机设置在所述的测试框架的下部，所述的纵向转轴通过第一支架固定在所述的测试框架的边框上，所述的平开伺服电机通过第一减速器与所述的纵向转轴的底部连接，所述的纵向转轴的上端与所述的水平悬梁的根部固定连接，所述的水平悬梁的端部贯穿设置有导向连接件，所述的水平悬梁的表面设置有第一导轨，所述的导向连接件的通孔内壁设置有与所述的第一导轨滑动配合的第一滑槽，所述的导向连接件的上部设置有用于带动试验模拟窗运动的从动杆，所述的从动杆的一端与所述的试验模拟窗的执手旋钮固定连接，所述的平开伺服电机驱动所述的水平悬梁以所述的纵向转轴为中心转动，所述的水平悬梁通过所述的导向连接件带动所述的从动杆做弧形运动。

3.根据权利要求2所述的建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪，其特征在于：所述的上悬驱动机构位于所述的导向连接件上，所述的上悬驱动机构包括上悬伺服电机和水平螺旋传动机构，所述的上悬伺服电机水平固定在所述的导向连接件的上表面，所述的上悬伺服电机通过联轴器与所述的水平螺旋传动机构连接，所述的水平螺旋传动机构带动所述的从动杆做直线运动。

4.根据权利要求3所述的建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪，其特征在于：所述的水平螺旋传动机构包括丝杆、丝杆螺母和丝杆支撑座，所述的丝杆一端与所述的联轴器连接且其另一端与所述的丝杆螺母螺接，所述的丝杆螺母固定在所述的丝杆支撑座内，所述的导向连接件的上表面设置有第二导轨，所述的丝杆支撑座底部设置有与所述的第二导轨滑动配合的第二滑槽，所述的从动杆设置在所述的丝杆支撑座上，所述的上悬伺服电机驱动所述的丝杆转动，所述的丝杆螺母通过所述的丝杆支撑座带动所述的从动杆做直线运动。

5.根据权利要求4所述的建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪，其特征在于：所述的执手换挡机构为换挡伺服电机，所述的换挡伺服电机固定在所述的丝杆支撑座的上表面，所述的换挡伺服电机通过第二减速器与所述的从动杆的另一端连接。

6.根据权利要求5所述的建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪，其特征在于：所述的从动杆由两根相互轴接或铰接的杆连接而成。

7.根据权利要求5所述的建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪，其特征在于：所述的水平悬梁的根部与所述的纵向转轴之间设置有三角形加强支架。

8.根据权利要求5所述的建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能测试仪，其特征在于：所述的水平悬梁的端部与所述的测试框架的边框之间设置有电磁锁。

9.根据权利要求5所述的建筑窗用内平开下悬五金系统综合性能测试仪，其特征在于：所述的测试框架为方管焊接而成的四方体结构，所述的水平悬梁采用轻质高强度铝合金型材制成。

10.一种利用权利要求5-9中任一项所述的测试仪测试建筑窗用外平开上悬五金系统综合性能的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将平开伺服电机开启，平开伺服电机驱动水平悬梁以纵向转轴为中心转动，水平悬梁通过导向连接件带动从动杆做弧形运动，从动杆带动试验模拟窗朝外平开直到最大位置处；然后平开伺服电机驱动水平悬梁以纵向转轴为中心反向转动，水平悬梁通过导向连接件带动从动杆做反向弧形运动，从动杆带动试验模拟窗运动直至完全关闭，即完成一次平开动作，将平开伺服电机关闭；

（2）将换挡伺服电机开启，换挡伺服电机驱动从动杆转动，从动杆带动执手旋钮旋转，直至试验模拟窗用外平开上悬五金系统的顶部锁紧且侧部打开，完成一次从平开到上悬的锁紧动作，将换挡伺服电机关闭；

（3）将上悬伺服电机打开，上悬伺服电机驱动丝杆转动，丝杆带动丝杠螺母转动，丝杆螺母通过丝杆支撑座带动从动杆做直线运动，从动杆带动试验模拟窗上悬外开直至最大位置处；然后上悬伺服电机驱动丝杆反向转动，丝杆带动丝杠螺母反向转动，丝杆螺母通过丝杆支撑座带动从动杆做反向直线运动，从动杆带动试验模拟窗运动直至完全关闭，完成一次上悬动作，将上悬伺服电机关闭；

（4）将换挡伺服电机开启，换挡伺服电机驱动从动杆转动，从动杆带动执手旋钮旋转，直至试验模拟窗用外平开上悬五金系统的侧壁锁紧且顶部打开，完成一次上悬到平开的锁紧动作，将换挡伺服电机关闭；

（5）重复上述步骤（1）-（4）直至完成建筑窗用外平开上悬五金系统反复启闭性能测试。