CN108931447A - 一种冲击试验机 - Google Patents

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苏江斌
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Abstract

本发明公开了一种冲击试验机，以减小冲击试验机的体积，提高落锤控制的反应速度，提高冲击试验机的测试精度。本发明中的冲击试验机包括底座、支架、丝杠升降机构、第一夹爪、第一夹爪驱动机构、落锤机构、零件安装台和控制系统，其中：丝杠升降机构包括伺服电机、丝杠和第一夹爪固定座，丝杠与伺服电机驱动连接，第一夹爪固定座与丝杠驱动连接；第一夹爪安装于第一夹爪固定座；第一夹爪驱动机构，与第一夹爪驱动连接，具有启动按钮；零件安装台设置于底座，包括零件固定结构；控制系统包括操作界面和与操作界面连接的控制器，控制器与伺服电机连接，控制器用于根据操作界面的第一指令控制伺服电机驱动丝杠带动第一夹爪固定座至设定位置。

Description

一种冲击试验机
技术领域
本发明涉及试验设备技术领域，特别是涉及一种冲击试验机。
背景技术
冲击试验一般是确定军用、民用设备在经受外力冲击时产品的安全性、可靠性和有效性的一种试验方法。在冲击试验中，主要的设备就是冲击试验机，冲击试验机根据工作结构不同，分为摆锤式冲击试验机和落锤式冲击试验机；根据操作方式不同，分为手动冲击试验机、半自动冲击试验机、全自动冲击试验机。
现有技术中的冲击试验机采用气动驱动的方式来控制落锤，试验现场需要具有气源，且反应较慢，冲击试验机的体积较大；此外，现有技术中采用步进电机、滚轮和钢丝绳的配合，精度有限。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种冲击试验机，以减小冲击试验机的体积，提高落锤控制的反应速度，提高冲击试验机的测试精度。
本发明实施例提供的冲击试验机包括：
底座；
支架，与所述底座固定；
丝杠升降机构，安装于所述底座，包括伺服电机、丝杠和第一夹爪固定座，所述丝杠与所述伺服电机驱动连接，第一夹爪固定座与所述丝杠驱动连接；
落锤机构；
第一夹爪，安装于所述第一夹爪固定座；
第一夹爪驱动机构，与所述第一夹爪驱动连接，用于夹取所述落锤机构；
零件安装台，设置于所述底座，包括零件固定结构，用于驱动所述第一夹爪打开或者夹紧；
控制系统，包括操作界面和与所述操作界面连接的控制器，所述控制器与所述伺服电机连接，所述控制器用于根据操作界面的第一指令控制所述伺服电机驱动所述丝杠带动所述第一夹爪固定座至设定位置。
进一步的技术方案中，所述冲击试验机还包括第二夹爪、第二夹爪驱动机构和位置传感器，所述第二夹爪驱动机构与所述第二夹爪驱动连接，所述第二夹爪设置于所述第一夹爪与所述零件安装台之间，所述位置传感器与所述零件安装台之间相隔设定距离；
所述控制器还与所述位置传感器和第二夹爪驱动机构连接，用于在位置传感器监测到落锤机构经过设定位置时，控制所述第二夹爪驱动机构驱动所述第二夹爪夹取落锤机构。
具体的技术方案中，所述第二夹爪驱动机构包括驱动电机。
进一步的技术方案中，所述丝杠升降机构还包括导轨，所述第一夹爪固定座具有与所述导轨适配的滑块，所述滑块滑动装配于所述导轨。
进一步的技术方案中，所述冲击试验机还包括落锤导向杆，所述落锤机构具有与所述落锤导向杆适配的开口，所述开口与所述落锤导向杆间隙配合。
进一步的技术方案中，所述落锤机构包括落锤固定座和落锤，所述落锤螺钉安装于所述落锤固定座，所述开口位于所述落锤固定座。
进一步的技术方案中，所述支架朝向操作口一侧具有安全光栅。
进一步的技术方案中，所述冲击试验机还包括防护罩，所述防护罩安装于所述支架的外侧，所述防护罩具有门锁联动机构，所述门锁联动机构与所述第一夹爪驱动机构的启动按钮限位连接。
进一步的技术方案中，所述防护罩内设置有照明机构。
进一步的技术方案中，所述底座还包括万向轮和固定脚。
该实施例中，通过丝杠升降机构来控制升起落锤机构至设定位置，由伺服电机驱动，无需使用环境中具有气源，因此可以根据需求在实验室以外的环境使用该冲击试验机，环境适宜性较强；此外，伺服电机与丝杠的配合精度较高，有利于提高冲击试验机的测试精度。该结构较为简单，可以减少冲击试验机的尺寸，操作方便。
附图说明
图1为本发明一实施例中冲击试验机的结构示意图；
图2为本发明另一实施例中冲击试验机的侧面视图；
图3为本发明另一实施例中丝杠升降机构的结构示意图；
图4为本发明另一实施例中落锤机构的结构示意图；
图5为本发明另一实施例中冲击试验机的结构示意图。
附图标记：
1-底座； 2-支架；
3-丝杠升降机构； 31-伺服电机；
32-丝杠； 33-第一夹爪固定座；
34-导轨； 4-第一夹爪；
5-第一夹爪驱动机构； 6-落锤机构；
61-落锤固定座； 62-落锤；
7-零件安装台； 8-控制系统；
81-操作界面； 82-控制器；
9-第二夹爪； 10-第二夹爪驱动机构；
11-落锤导向杆； 12-安全光栅；
13-防护罩； 14-万向轮；
15-固定脚。
具体实施方式
为减小冲击试验机的体积，提高落锤控制的反应速度，提高冲击试验机的测试精度，本发明实施例提供了一种冲击试验机。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1至图3所示，本发明一实施例提供的冲击试验机，包括底座1、支架2、丝杠升降机构3、第一夹爪4、第一夹爪驱动机构5、落锤机构6、零件安装台7和控制系统8，其中：
支架2与底座1固定；丝杠升降机构3安装于底座1，包括伺服电机31、丝杠32和第一夹爪固定座33，丝杠32与伺服电机31驱动连接，第一夹爪固定座33与丝杠32驱动连接；第一夹爪4安装于第一夹爪固定座33，用于夹取所述落锤机构6；第一夹爪驱动机构5，与第一夹爪4驱动连接，用于驱动所述第一夹爪打开或者夹紧；零件安装台7，设置于底座1，包括零件固定结构；控制系统8包括操作界面81和与操作界面81连接的控制器82，控制器82与伺服电机31连接，控制器82用于根据操作界面81的第一指令控制伺服电机31驱动丝杠32带动第一夹爪固定座33至设定位置。
该实施例中，通过丝杠升降机构3来控制升起落锤机构6至设定位置，由伺服电机31驱动，无需使用环境中具有气源，因此可以根据需求在实验室以外的环境使用该冲击试验机，环境适宜性较强；此外，伺服电机31与丝杠32的配合精度较高，有利于提高冲击试验机的测试精度。该结构较为简单，可以减少冲击试验机的尺寸，操作方便。
具体使用过程包括：将待测零件安装于零件安装台7，选择合适落锤机构6，并使第一夹爪4夹取落锤机构6，通过控制系统8的操作界面81设置落锤机构6的高度，操作界面81根据设置的高度向控制器82发送第一指令，控制器82根据操作界面81的第一指令控制伺服电机31驱动丝杠32带动第一夹爪固定座33至设定位置，按动第一夹爪驱动机构5的启动按钮，第一夹爪驱动机构5驱动第一夹爪4打开，使落锤机构6下落至零件。
其中操作界面81可以为触控屏或者操作键盘等。控制器82可以为可编程逻辑控制器82(PLC)，通过控制器82的整体控制，可以进一步提高该冲击试验机的精确性、自动化程度。
进一步的实施例中，冲击试验机还包括第二夹爪9、与第二夹爪9驱动连接的第二夹爪驱动机构10和位置传感器(未示出)，第二夹爪9设置于第一夹爪4与零件安装台7之间，与零件安装太之间相隔设定距离；控制器82还与位置传感器和第二夹爪驱动机构10连接，用于在位置传感器监测到落锤机构6从第二夹爪9经过时，控制第二夹爪驱动机构10驱动第二夹爪9夹取落锤机构6。
本实施例中，当冲击试验机启动时，第二夹爪9处于张开状态，落锤机构6落下经过位置传感器所在的位置时，位置传感器向控制器82发送信号，控制器82则控制第二夹爪驱动机构10驱动第二夹爪9夹取落锤机构6，从而当落锤机构6与零件完成一次撞击以后，回弹至第二夹爪9时被第二夹爪9夹住。此处，根据重锤机构的下落加速度、零件性能、第二夹爪9与零件安装台7之间的距离，以及位置传感器发出信号至第二夹爪9做出反应所需的时间，可以计算出位置传感器与零件安装台7之间设定距离的具体值。
具体的实施例中，可以将位置传感器设置于第二夹爪。
该实施例中，重锤机构与零件完成一次撞击以后，反弹过程中被第二夹爪9夹住，从而不会再次撞击零件，从而可以进一步的提高试验的准确性。
具体的实施例中，第二夹爪驱动机构10包括驱动电机，控制器82控制驱动电机动作的时间较短，速度快，因此，有利于第二夹爪9准确的夹取重锤机构。
请继续参考图3，进一步的实施例中，丝杠升降机构3还包括导轨34，第一夹爪固定座33具有与导轨34适配的滑块，滑块滑动装配于导轨34。
该实施例中，第一夹爪固定座33与导轨34滑动转配，则丝杠32驱动该第一夹爪固定座33上下移动时较为稳定，且方向固定，有利于提高第一夹爪4与零件之间的定位精度，从而提高试验精度。
请参考图2，进一步的实施例中，冲击试验机还包括落锤导向杆11，落锤机构6具有与落锤导向杆11适配的开口，开口与落锤导向杆11间隙配合。
该实施例中，落锤导向杆11可以进一步的控制落锤机构6的下落方向，提高落锤机构6工作的准确性。
请参考图4，具体的实施例中，落锤机构6包括落锤固定座61和落锤62，落锤62螺钉安装于落锤固定座61，开口位于落锤固定座61。
该实施例中，落锤固定座61安装于落锤导向杆11，通过调节落锤62的质量则可以调节整个落锤机构6的质量，更换不同质量的落锤机构6较为方便。
请参考图1，进一步的实施例中，支架2朝向操作口一侧具有安全光栅12。
值得说明的是，此处操作口指的是人操作该冲击试验机时的与该机器相对的位置，即该支架2朝向操作人员的一侧具有安全光栅12，当零件安装完成，冲击试验机带启动时，若人手伸出该位置，该安全光栅12可以发出警报，以减少由于操作人员误操作而发生受伤的情况，提高使用该冲击试验机的安全性。
请参考图5，进一步的实施例中，该冲击试验机还包括防护罩13，防护罩13安装于支架2的外侧，防护罩13具有门锁联动机构，门锁联动机构与第一夹爪驱动机构的启动按钮限位连接。
该实施例中，通过在支架2外侧安装防护罩13，可以进一步的提高该冲击试验机工作的安全性。当进行试验的零件较脆，落锤机构6撞击零件后，零件可能破碎，出现碎片迸溅的情况，该防护罩13则可以较好的防止碎片伤人情况。
此外，该防护罩13具有门锁联动机构，该当防护罩13的门关闭后，触发门锁联动机构，门锁联动机构与启动按钮限位连接的限位结构收回，从而该启动按钮可以工作，否则，无法按动该启动按钮，该结构可以进一步防止操作人员的误操作，进一步的提高使用该冲击试验机的安全性。
进一步的实施例中，上述防护罩13为透明防护罩13，则操作人员可以透过该防护罩13直接观察到防护罩13内部的试验情况。
进一步的实施例中，防护罩13内设置有照明机构。
通常防护罩13会影响内部的光线强度，设置照明机构则便于操作人员进行试验操作和检修。
请继续参考图5，底座1还包括万向轮14和固定脚15。该实施例中，可以使支撑该底座1，从而冲击试验机可以任意推动着需要的场合，应用范围更加广泛，当到达设定位置以后，使固定脚15支撑该底座1，万向轮14悬空，即可使冲击试验机稳固的安装于设定位置。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种冲击试验机，其特征在于，包括：
底座；
支架，与所述底座固定；
丝杠升降机构，安装于所述底座，包括伺服电机、丝杠和第一夹爪固定座，所述丝杠与所述伺服电机驱动连接，第一夹爪固定座与所述丝杠驱动连接；
落锤机构；
第一夹爪，安装于所述第一夹爪固定座，用于夹取所述落锤机构；
第一夹爪驱动机构，与所述第一夹爪驱动连接，用于驱动所述第一夹爪打开或者夹紧；
零件安装台，设置于所述底座，包括零件固定结构；
控制系统，包括操作界面和与所述操作界面连接的控制器，所述控制器与所述伺服电机连接，所述控制器用于根据操作界面的第一指令控制所述伺服电机驱动所述丝杠带动所述第一夹爪固定座至设定位置。
2.如权利要求1所述的冲击试验机，其特征在于，还包括第二夹爪、第二夹爪驱动机构和位置传感器，所述第二夹爪驱动机构与所述第二夹爪驱动连接，所述第二夹爪设置于所述第一夹爪与所述零件安装台之间，所述位置传感器与所述零件安装台之间相隔设定距离；
所述控制器还与所述位置传感器和第二夹爪驱动机构连接，用于在位置传感器监测到落锤机构经过设定位置时，控制所述第二夹爪驱动机构驱动所述第二夹爪夹取落锤机构。
3.如权利要求2所述的冲击试验机，其特征在于，所述第二夹爪驱动机构包括驱动电机。
4.如权利要求1所述的冲击试验机，其特征在于，所述丝杠升降机构还包括导轨，所述第一夹爪固定座具有与所述导轨适配的滑块，所述滑块滑动装配于所述导轨。
5.如权利要求1所述的冲击试验机，其特征在于，还包括落锤导向杆，所述落锤机构具有与所述落锤导向杆适配的开口，所述开口与所述落锤导向杆间隙配合。
6.如权利要求5所述的冲击试验机，其特征在于，所述落锤机构包括落锤固定座和落锤，所述落锤螺钉安装于所述落锤固定座，所述开口位于所述落锤固定座。
7.如权利要求1所述的冲击试验机，其特征在于，所述支架朝向操作口一侧具有安全光栅。
8.如权利要求1所述的冲击试验机，其特征在于，还包括防护罩，所述防护罩安装于所述支架的外侧，所述防护罩具有门锁联动机构，所述门锁联动机构与所述第一夹爪驱动机构的启动按钮限位连接。
9.如权利要求8所述的冲击试验机，其特征在于，所述防护罩内设置有照明机构。
10.如权利要求1所述的冲击试验机，其特征在于，所述底座还包括万向轮和固定脚。
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