CN109141796A - 一种冲击试验装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冲击试验装置，包括支撑基座和设置于支撑基座表面一侧的支撑板，支撑板的顶端中部垂直固定有定位轴，定位轴的一端垂直固定有呈竖直分布的转向固定板，定位轴上套设固定有转向定位座，转向固定板的内侧壁垂直固定有转向轴，转向轴上套设安装有冲击杆。本发明的冲击装置通过设置弧形量角板，可以适时的检测每次测定时的角度，不仅能够实现冲击能量的变换同时能够在确定冲击能量时适时的通过弧形量角板进行角度校准，确保测定结果准确。

Description

一种冲击试验装置及其工作方法

技术领域

本发明属于冲击试验领域，涉及一种冲击试验装置及其工作方法。

背景技术

在鞋子的制备过程中，鞋跟的抗冲击能力是检测鞋子质量的标准，现有的冲击试验装置的固定夹具是固定的，在冲击过程中鞋跟初始位置固定后，对于直径和长度变化较大的鞋跟当直径特别小时，不能实现精确定位，冲击头转动至最低端是无法实现对鞋跟的冲击，需要再向上转动，向上转动过程中冲击头的重力作用降低冲击能量，使得测定结果不准确。

对于现有的冲击设备不能在转换冲击能量时实现实时校准检测，在冲击装置长期使用过程中容易造成误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冲击试验装置及其工作方法，该冲击装置通过设置弧形量角板，可以适时的检测每次测定时的角度，不仅能够实现冲击能量的变换同时能够在确定冲击能量时适时的通过弧形量角板进行角度校准，确保测定结果准确，解决了现在冲击装置不能在转换冲击能量时实时校准检测的问题；同时该冲击装置通过微型定位气缸能够实现待试验物品的倾斜，进而使得不同直径大小的待试验物品都能与处于竖直时的冲击头相接，进而使得冲击时位置固定，冲击能量准确，解决了当被试验物品直径较小时不能实现精确定位，冲击头转动至最低端是无法实现对待试验物品的冲击，需要再向上转动，向上转动过程中冲击头的重力作用降低冲击能量，使得测定结果不准确的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种冲击试验装置，包括支撑基座和设置于支撑基座表面一侧的支撑板，支撑板的顶端中部垂直固定有定位轴，定位轴的一端垂直固定有呈竖直分布的转向固定板，定位轴上套设固定有转向定位座，转向固定板的内侧壁垂直固定有转向轴，转向轴上套设安装有冲击杆；

支撑基座包括基板和垂直固定于基板表面四角的支撑柱，支撑柱的顶端连接固定有定位板，支撑板垂直固定于定位板表面一侧的中部，定位板的表面中部开有通孔，定位板位于通孔相对的两侧壁分别垂直固定有第一铰接轴，两个第一铰接轴之间铰接固定有定位承载板，定位承载板上设有夹紧固定机构；

基板的表面垂直固定有两个相对设置的第一铰接板，两个第一铰接板之间通过第二铰接轴铰接固定有微型定位气缸，微型定位气缸的动力输出端铰接固定于定位承载板底面一侧；

转向定位座包括套设固定于定位轴上的转动圈，转动圈的侧壁顶端一体连接固定有转向杆，转动圈的侧壁底端一体连接固定有固定杆，固定杆的一端设有挡块；

定位承载板的两侧壁相对设有两个转动通孔，定位承载板通过转动通孔铰接于第一铰接轴上，定位承载板的底面中部开有安装槽，安装槽的槽底开有条形限位孔，定位承载板的表面开有固定通孔；

夹紧固定机构包括安装固定于安装槽中的卡盘座和两个相对设置的夹紧固定座，卡盘座包括传动蜗轮和一体连接固定于传动蜗轮表面的螺旋转动盘，螺旋转动盘的表面开有螺纹卡槽，同时螺旋转动盘外部套设固定有固定轴承，固定轴承固定于安装槽的底端，卡盘座可以围绕固定轴承转动，固定通孔中安装有与传动蜗轮啮合的蜗杆，转动蜗杆带动传动蜗轮转动，进而实现螺旋转动盘的转动；夹紧固定座包括传动块和一体连接固定于传动块表面的限位块，传动块的底面设有与螺旋转动盘表面的螺纹卡槽螺纹啮合的螺旋卡齿，限位块卡接于条形限位孔中，根据阿基米德传动原理，螺旋转动盘转动过程中通过螺旋啮合作用实现传动块的转动，由于限位块限位作用，使得传动块只能沿条形限位孔移动。

进一步地，转向固定板的外侧壁设有刻度盘，转向轴上套设有轴承，轴承上套设有冲击杆，刻度盘表面中心处垂直固定有第一转轴，刻度盘上设有角度刻度，第一转轴上套设固定有弧形量角板，通过弧形量角板与刻度盘上的角度刻度配合可以确定弧形量角板顶部侧边与水平面的夹角为α，然后当冲击杆转动至侧壁中心线与弧形量角板的一侧边重合时，可以确定冲击杆与水平面的夹角为α，进而冲击杆中心线与竖直方向的夹角为90-α。

进一步地，冲击杆包括套设固定于转向轴轴承上的摆圈和与摆圈一体连接固定固定的摆杆，摆杆的底端设有冲击头，冲击能量＝mgHCOS(90-α)；其中mg为冲击头的重力，H为摆圈半径与摆杆长度和冲击头半径之和。

进一步地，限位块的表面开有螺纹孔，螺纹孔中安装有夹紧座，夹紧座包括通过螺纹连接固定于螺纹孔中的螺纹杆，螺纹杆的顶端一体连接固定有夹紧固定板。

该冲击装置的具体工作方法为：

第一步，确定冲击能量，然后根据公式冲击能量＝mgHCOS(90-α)；其中mg为冲击头的重力，H为摆圈半径与摆杆长度和冲击头半径之和；计算出冲击杆与水平面之间的夹角α；

第二步，旋转弧形量角板，通过弧形量角板与刻度盘上的角度刻度配合可以确定弧形量角板顶部侧边与水平面的夹角为α；

第三步，保持冲击杆处于自由竖直状态，然后推动转向定位座向前移动，使得挡块与冲击杆的侧壁相接触，实现对冲击杆的定位；

第四步，将待实验物体放置于两个夹紧固定板之间，此时定位承载板处于水平位置，然后移动待实验物体使得物体的冲击部位与冲击杆的冲击头相接，然后通过转动蜗杆带动传动蜗轮转动，进而实现螺旋转动盘的转动，螺旋转动盘转动过程中通过螺旋啮合作用实现传动块的转动，由于限位块限位作用，使得两个传动块只能沿条形限位孔相向移动直到两个夹紧固定板将待实验物体夹紧固定；

第五步，若物体的体积太小时，定位承载板处于水平位置时，待实验物体怎么移动都不能与处于竖直状态的冲击杆相接，此时控制微型定位气缸带动定位承载板的一端倾斜，同时待实验物体在倾斜定位承载板上移动直到能与冲击杆的冲击头相接，然后定位承载板停止旋转，此时通过夹紧固定机构实现待实验物体的夹紧固定；

第六步，待实验物体固定后，旋转转动圈，使得挡块作用于冲击杆的侧壁对冲击杆施加压力，当冲击杆旋转至侧壁中心线与弧形量角板的顶部侧边相重合，即冲击杆定位至初始位置，此时冲击杆与水平方向的夹角为α；

第七步，向后拉动转向定位座，使得挡块与冲击杆侧壁脱离，冲击杆没有支撑力的情况下在重力作用下向下做圆周运动，直到冲击杆的冲击头旋转至竖直状态时对固定的待实验物体进行撞击，此时的冲击能量＝mgHCOS(90-α)。

本发明的有益效果：

1、本发明的冲击装置通过设置弧形量角板，可以适时的检测每次测定时的角度，不仅能够实现冲击能量的变换同时能够在确定冲击能量时适时的通过弧形量角板进行角度校准，确保测定结果准确，解决了现在冲击装置不能在转换冲击能量时实时校准检测的问题。

2、本发明的冲击装置通过微型定位气缸能够实现待试验物品的倾斜，进而使得不同直径大小的待试验物品都能与处于竖直时的冲击头相接，进而使得冲击时位置固定，冲击能量准确，解决了当被试验物品直径较小时不能实现精确定位，冲击头转动至最低端是无法实现对待试验物品的冲击，需要再向上转动，向上转动过程中冲击头的重力作用降低冲击能量，使得测定结果不准确的问题。

3、本发明的冲击装置的夹紧固定机构中的夹紧固定板的大小可调，对于不同大小和直径的待测物品均实用，并且通过蜗杆和传动涡轮的传动作用实现的两个夹紧固定板之间的夹紧固定，固定作用更牢固，并且在较大冲力作用下待实验物品不会移动，造成冲击误差，解决了传统通过弹簧的弹力作用实现的夹紧固定造成固定不牢固，进而造成冲击误差的问题。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明冲击试验装置冲击杆处于竖直时待试验物体调节至与冲击头相接时的结构示意图；

图2为本发明冲击试验装置冲击杆处于初始摆动位置时的结构示意图；

图3为本发明冲击试验装置冲击杆下落至冲击位置时的结构示意图；

图4为本发明图1的局部结构示意图；

图5为本发明图1的局部结构示意图；

图6为图5的结构爆炸图；

图7为图6的局部结构示意图；

图8为图7的局部结构爆炸图。

具体实施方式

一种冲击试验装置，如图1、图2和图3所示，包括支撑基座1和设置于支撑基座1表面一侧的支撑板2，支撑板2的顶端中部垂直固定有定位轴21，定位轴21的一端垂直固定有呈竖直分布的转向固定板22，定位轴21上套设固定有转向定位座3，转向固定板22的内侧壁垂直固定有转向轴，外侧壁设有刻度盘23，转向轴上套设有轴承，轴承上套设有冲击杆4，刻度盘23表面中心处垂直固定有第一转轴24，刻度盘23上设有角度刻度，第一转轴24上套设固定有弧形量角板25，通过弧形量角板与刻度盘23上的角度刻度配合可以确定弧形量角板25一侧边与水平面的夹角为α，然后当冲击杆4转动至侧壁中心线与弧形量角板25的一侧边重合时，可以确定冲击杆4与水平面的夹角为α，进而冲击杆4中心线与竖直方向的夹角为90-α；

如图4所示，支撑基座1包括基板11和垂直固定于基板11表面四角的支撑柱，支撑柱的顶端连接固定有定位板12，支撑板2垂直固定于定位板12表面一侧的中部，定位板12的表面中部开有通孔121，定位板12位于通孔121相对的两侧壁分别垂直固定有第一铰接轴122，两个第一铰接轴122之间铰接固定有定位承载板5，定位承载板5上设有夹紧固定机构6；基板11的表面垂直固定有两个相对设置的第一铰接板111，两个第一铰接板111之间通过第二铰接轴铰接固定有微型定位气缸7，微型定位气缸7的动力输出端铰接固定于定位承载板5底面一侧；在定位承载板5表面呈水平放置时，通过冲击杆4对夹紧固定机构6上固定的鞋后跟底部进行冲击，判断鞋后跟的抗冲击性能，经过多次冲击后通过微型定位气缸7的伸缩实现定位承载板5的倾斜，此时时冲击杆4处于自由竖直状态，然后不断调节定位承载板5的倾斜程度直到鞋后跟侧壁与冲击杆4底部相接时停止，然后调节冲击杆4的角度对鞋后跟侧壁进行冲击试验，可以实现不调节夹紧位置直接对鞋后跟的不同位置进行冲击试验，并且对于半径较小的待实验物体只需通过调节微型定位气缸7的位置实现定位承载板5倾斜，直到物体与处于自由状态的冲击杆4相接；

冲击杆4包括套设固定于转向轴轴承上的摆圈43和与摆圈43一体连接固定固定的摆杆41，摆杆41的底端设有冲击头42，冲击能量＝mgHCOS(90-α)；其中mg为冲击头42的重力，H为摆圈半径与摆杆41长度和冲击头42半径之和；

转向定位座3包括套设固定于定位轴21上的转动圈31，转动圈31的侧壁顶端一体连接固定有转向杆32，转动圈31的侧壁底端一体连接固定有固定杆33，固定杆33的一端设有挡块34；在实验鞋跟的抗冲击能力时，当冲击杆4处于自由竖直状态时，推动转向杆32使得挡块34与冲击杆4的侧壁相接触，实现对冲击杆4的定位，防止定位待冲击物体时将冲击杆推动造成冲击杆4下落的距离变化进而造成测定误差；同时在待冲击物体定位之后通过旋转转动圈31，使得挡块34作用于冲击杆4的侧壁对冲击杆施加压力，使得冲击杆4旋转移动至待冲击的初始位置，然后通过转向定位内座对冲击杆4进行阻挡定位，然后向后拉动转动圈31直到挡块34与冲击杆4不想接，此时冲击杆4在重力作用下向下摆动对待冲击物体进行冲击，无需使用手拉动冲击杆4转动调节位置，可以有效的防止在手转动过程中造成对冲击杆4的污染；

如图5、图6和图7所示，定位承载板5的两侧壁相对设有两个转动通孔51，定位承载板5通过转动通孔铰接于第一铰接轴122上，定位承载板5的底面中部开有安装槽52，安装槽52的槽底开有条形限位孔53，定位承载板5的表面开有固定通孔54；

如图8所示，夹紧固定机构6包括安装固定于安装槽52中的卡盘座61和两个相对设置的夹紧固定座62，卡盘座61包括传动蜗轮611和一体连接固定于传动蜗轮611表面的螺旋转动盘612，螺旋转动盘612的表面开有螺纹卡槽613，同时螺旋转动盘612外部套设固定有固定轴承，固定轴承固定于安装槽52的底端，卡盘座61可以围绕固定轴承转动，固定通孔54中安装有与传动蜗轮611啮合的蜗杆63，转动蜗杆63带动传动蜗轮611转动，进而实现螺旋转动盘612的转动；夹紧固定座62包括传动块621和一体连接固定于传动块621表面的限位块622，传动块621的底面设有与螺旋转动盘612表面的螺纹卡槽螺纹啮合的螺旋卡齿623，限位块622卡接于条形限位孔53中，根据阿基米德传动原理，螺旋转动盘612转动过程中通过螺旋啮合作用实现传动块621的转动，由于限位块622限位作用，使得传动块621只能沿条形限位孔53移动；限位块622的表面开有螺纹孔624，螺纹孔624中安装有夹紧座64，夹紧座64包括通过螺纹连接固定于螺纹孔624中的螺纹杆641，螺纹杆641的顶端一体连接固定有夹紧固定板642，两个传动块621沿条形限位孔63相向移动时两个夹紧固定板642之间距离变小实现夹紧固定，两个传动块621沿条形限位孔63向两个方向分开移动时，两个夹紧固定板642之间距离变大取出固定物体；

该冲击装置的具体工作方法为：

第一步，确定冲击能量，然后根据公式冲击能量＝mgHCOS(90-α)；其中mg为冲击头42的重力，H为摆圈半径与摆杆41长度和冲击头42半径之和；计算出冲击杆4与水平面之间的夹角α；

第二步，旋转弧形量角板，通过弧形量角板与刻度盘23上的角度刻度配合可以确定弧形量角板25顶部侧边与水平面的夹角为α；

第三步，如图1所示，保持冲击杆4处于自由竖直状态，然后推动转向定位座3向前移动，使得挡块34与冲击杆4的侧壁相接触，实现对冲击杆4的定位，防止冲击杆4晃动，造成误差；

第四步，将待实验物体放置于两个夹紧固定板642之间，此时定位承载板5处于水平位置，然后移动待实验物体使得物体的冲击部位与冲击杆4的冲击头42相接，然后通过转动蜗杆63带动传动蜗轮611转动，进而实现螺旋转动盘612的转动，螺旋转动盘612转动过程中通过螺旋啮合作用实现传动块621的转动，由于限位块622限位作用，使得两个传动块621只能沿条形限位孔53相向移动直到两个夹紧固定板642将待实验物体夹紧固定；

第五步，若物体的体积太小时，定位承载板5处于水平位置时，待实验物体怎么移动都不能与处于竖直状态的冲击杆4相接，此时控制微型定位气缸7带动定位承载板5的一端倾斜，同时待实验物体在倾斜定位承载板5上移动直到能与冲击杆4的冲击头42相接，然后定位承载板5停止旋转，此时通过夹紧固定机构6实现待实验物体的夹紧固定；

第六步，如图2所示，待实验物体固定后，旋转转动圈31，使得挡块34作用于冲击杆4的侧壁对冲击杆4施加压力，当冲击杆4旋转至侧壁中心线与弧形量角板25的顶部侧边相重合，即冲击杆4定位至初始位置，此时冲击杆4与水平方向的夹角为α；

第七步，如图3所示，向后拉动转向定位座3，使得挡块34与冲击杆4侧壁脱离，冲击杆4没有支撑力的情况下在重力作用下向下做圆周运动，直到冲击杆4的冲击头42旋转至竖直状态时对固定的待实验物体进行撞击，此时的冲击能量＝mgHCOS(90-α)。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种冲击试验装置，其特征在于，包括支撑基座(1)和设置于支撑基座(1)表面一侧的支撑板(2)，支撑板(2)的顶端中部垂直固定有定位轴(21)，定位轴(21)的一端垂直固定有呈竖直分布的转向固定板(22)，定位轴(21)上套设固定有转向定位座(3)，转向固定板(22)的内侧壁垂直固定有转向轴，转向轴上套设安装有冲击杆(4)；

支撑基座(1)包括基板(11)和垂直固定于基板(11)表面四角的支撑柱，支撑柱的顶端连接固定有定位板(12)，支撑板(2)垂直固定于定位板(12)表面一侧的中部，定位板(12)的表面中部开有通孔(121)，定位板(12)位于通孔(121)相对的两侧壁分别垂直固定有第一铰接轴(122)，两个第一铰接轴(122)之间铰接固定有定位承载板(5)，定位承载板(5)上设有夹紧固定机构(6)；

基板(11)的表面垂直固定有两个相对设置的第一铰接板(111)，两个第一铰接板(111)之间通过第二铰接轴铰接固定有微型定位气缸(7)，微型定位气缸(7)的动力输出端铰接固定于定位承载板(5)底面一侧；

转向定位座(3)包括套设固定于定位轴(21)上的转动圈(31)，转动圈(31)的侧壁顶端一体连接固定有转向杆(32)，转动圈(31)的侧壁底端一体连接固定有固定杆(33)，固定杆(33)的一端设有挡块(34)；

定位承载板(5)的两侧壁相对设有两个转动通孔(51)，定位承载板(5)通过转动通孔铰接于第一铰接轴(122)上，定位承载板(5)的底面中部开有安装槽(52)，安装槽(52)的槽底开有条形限位孔(53)，定位承载板(5)的表面开有固定通孔(54)；

夹紧固定机构(6)包括安装固定于安装槽(52)中的卡盘座(61)和两个相对设置的夹紧固定座(62)，卡盘座(61)包括传动蜗轮(611)和一体连接固定于传动蜗轮(611)表面的螺旋转动盘(612)，螺旋转动盘(612)的表面开有螺纹卡槽(613)，同时螺旋转动盘(612)外部套设固定有固定轴承，固定轴承固定于安装槽(52)的底端，卡盘座(61)可以围绕固定轴承转动，固定通孔(54)中安装有与传动蜗轮(611)啮合的蜗杆(63)，转动蜗杆(63)带动传动蜗轮(611)转动，进而实现螺旋转动盘(612)的转动；夹紧固定座(62)包括传动块(621)和一体连接固定于传动块(621)表面的限位块(622)，传动块(621)的底面设有与螺旋转动盘(612)表面的螺纹卡槽螺纹啮合的螺旋卡齿(623)，限位块(622)卡接于条形限位孔(53)中，根据阿基米德传动原理，螺旋转动盘(612)转动过程中通过螺旋啮合作用实现传动块(621)的转动，由于限位块(622)限位作用，使得传动块(621)只能沿条形限位孔(53)移动。

2.根据权利要求1所述的一种冲击试验装置，其特征在于，转向固定板(22)侧壁设有刻度盘(23)，转向轴上套设有轴承，轴承上套设有冲击杆(4)，刻度盘(23)表面中心处垂直固定有第一转轴(24)，刻度盘(23)上设有角度刻度，第一转轴(24)上套设固定有弧形量角板(25)，通过弧形量角板与刻度盘(23)上的角度刻度配合可以确定弧形量角板(25)顶部侧边与水平面的夹角为α，然后当冲击杆(4)转动至侧壁中心线与弧形量角板(25)的一侧边重合时，可以确定冲击杆(4)与水平面的夹角为α，进而冲击杆(4)中心线与竖直方向的夹角为90-α。

3.根据权利要求1所述的一种冲击试验装置，其特征在于，冲击杆(4)包括套设固定于转向轴轴承上的摆圈(43)和与摆圈(43)一体连接固定固定的摆杆(41)，摆杆(41)的底端设有冲击头(42)，冲击能量＝mgHCOS(90-α)；其中mg为冲击头(42)的重力，H为摆圈半径与摆杆(41)长度和冲击头(42)半径之和。

4.根据权利要求1所述的一种冲击试验装置，其特征在于，限位块(622)的表面开有螺纹孔(624)，螺纹孔(624)中安装有夹紧座(64)，夹紧座(64)包括通过螺纹连接固定于螺纹孔(624)中的螺纹杆(641)，螺纹杆(641)的顶端一体连接固定有夹紧固定板(642)。

5.一种根据权利要求1所述的冲击试验装置的工作方法，其特征在于，具体工作过程如下：

第一步，确定冲击能量，然后根据公式冲击能量＝mgHCOS(90-α)；其中mg为冲击头(42)的重力，H为摆圈半径与摆杆(41)长度和冲击头(42)半径之和；计算出冲击杆(4)与水平面之间的夹角α；

第二步，旋转弧形量角板，通过弧形量角板与刻度盘(23)上的角度刻度配合可以确定弧形量角板(25)顶部侧边与水平面的夹角为α；

第三步，保持冲击杆(4)处于自由竖直状态，然后推动转向定位座(3)向前移动，使得挡块(34)与冲击杆(4)的侧壁相接触，实现对冲击杆(4)的定位；

第四步，将待实验物体放置于两个夹紧固定板(642)之间，此时定位承载板(5)处于水平位置，然后移动待实验物体使得物体的冲击部位与冲击杆(4)的冲击头(42)相接，然后通过转动蜗杆(63)带动传动蜗轮(611)转动，进而实现螺旋转动盘(612)的转动，螺旋转动盘(612)转动过程中通过螺旋啮合作用实现传动块(621)的转动，由于限位块(622)限位作用，使得两个传动块(621)只能沿条形限位孔(53)相向移动直到两个夹紧固定板(642)将待实验物体夹紧固定；

第五步，若物体的体积太小时，定位承载板(5)处于水平位置时，待实验物体怎么移动都不能与处于竖直状态的冲击杆(4)相接，此时控制微型定位气缸(7)带动定位承载板(5)的一端倾斜，同时待实验物体在倾斜定位承载板(5)上移动直到能与冲击杆(4)的冲击头(42)相接，然后定位承载板(5)停止旋转，此时通过夹紧固定机构(6)实现待实验物体的夹紧固定；

第六步，待实验物体固定后，旋转转动圈(31)，使得挡块(34)作用于冲击杆(4)的侧壁对冲击杆(4)施加压力，当冲击杆(4)旋转至侧壁中心线与弧形量角板(25)的顶部侧边相重合，即冲击杆(4)定位至初始位置，此时冲击杆(4)与水平方向的夹角为α；

第七步，向后拉动转向定位座(3)，使得挡块(34)与冲击杆(4)侧壁脱离，冲击杆(4)没有支撑力的情况下在重力作用下向下做圆周运动，直到冲击杆(4)的冲击头(42)旋转至竖直状态时对固定的待实验物体进行撞击，此时的冲击能量＝mgHCOS(90-α)。