CN109406306A - 一种落锤冲击试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种落锤冲击试验机，其由机械部分和电控部分组成；其中，机械部分包括落锤提升机构、落锤执行机构、冲击保护机构以及侧面进料机构等组成；电控部分采用上、下位机的组合方式，其中上位机使用工业控制计算机及显示器。该落锤冲击试验机采用伺服电机驱动落锤提升机构，并通过控制电磁铁得失电实现对落锤执行机构的抓取、提升和释放的过程；伺服电机与激光测距传感器之间采用闭环控制的方式，可准确地控制落锤执行机构的升降高度及释放高度。系统冲击能量及冲击速度可通过控制冲击锤体从不同高度释放的方式实现。本发明使用双面进件的侧面进料机构，提升了试验设备的试验能力，减少了员工劳动强度，减少了重建试验设备的费用。

Description

一种落锤冲击试验机

技术领域

本发明涉及汽车仪表板试验设备技术领域，尤其涉及一种用于汽车仪表板气囊区域的落锤冲击试验机。

背景技术

在汽车仪表板生产过程中，需要对其进行落锤冲击试验以验证产品质量。在试验过程中，现有的试验机是在其正前方安装产品，将产品沿卡槽送入，使仪表板气囊区域暴露在锤头正下方，并使得锤头中心线与仪表板气囊区域弱化线重合。但此类试验机只能适用于与其对应的特定种类的汽车仪表板的试验；无法适应汽车仪表板气囊框结构的变化；存在员工操作复杂，劳动强度高，同时重建试验设备的费用较大的问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种落锤冲击试验机，该落锤冲击试验机包括立柱底座，所述立柱底座上沿竖直方向固定安装有立柱，所述立柱后侧设置有提升机构，所述立柱的上端设置有可调导杆底座和滑轮；所述立柱下端设置有机架悬臂，所述机架悬臂上设置有固定导杆底座；

所述可调导杆底座和所述固定导杆底座之间设置有竖直方向的导向杆，所述导向杆上套设有落锤挂架，所述落锤挂架和所述提升机构之间通过钢丝绳连接，所述滑轮支撑在所述钢丝绳下方；所述落锤挂架上设置有电磁铁，所述电磁铁用于对位于其下方的落锤执行机构进行抓取、提升和释放；

此外，所述可调导杆底座上还安装有激光测距传感器，所述激光测距传感器与电控机构电连接，同时所述电控机构与所述提升机构电连接，用于根据所述激光测距传感器所输出的信号控制所述提升机构；所述落锤挂架上还安装有接近开关，所述接近开关与所述电控机构电连接，同时所述电控机构与所述电磁铁电连接；所述立柱底座上还设置有试件台，所述试件台位于所述落锤执行机构的下方，且所述试件台上设置有侧面进料滑轨。

进一步地，所述机架悬臂上还设置有阻尼机构；当进行落锤冲击试验时，该阻尼机构处于最低状态，当落锤执行机构冲击被试件后被反弹起时，所述阻尼机构的活塞杆伸出，从而防止所述落锤执行机构二次冲击所述被试件。

进一步地，所述落锤挂架上设置有插销座，所述插销座内设置有安全销；相应地，所述落锤执行机构上设置有与所述安全销相匹配的安全环；

当所述落锤挂架的电磁铁得电，吸住所述落锤执行机构时，所述落锤挂架的安全销插入所述落锤执行机构的保护环内，从而保证在提升过程中，即使所述电磁铁失去磁性，所述落锤执行机构依然不会跌落。

进一步地，所述立柱上端设置有用于安装所述滑轮的滑轮支架，所述滑轮支架上安装有滑轮转轴；所述滑轮通过深沟球轴承套设在所述滑轮转轴上，所述滑轮可绕所述滑轮转轴转动。

进一步地，所述滑轮的外侧设置有用于保护所述滑轮的滑轮防护罩。

进一步地，所述落锤挂架通过直线轴承套设在所述导向杆上，所述落锤挂架可在所述导向杆上滑动。

进一步地，所述落锤执行机构包括冲击锤体和配重调节装置；其中，所述配重调节装置通过螺钉固定安装在所述冲击锤体的重心线上。

进一步地，所述冲击锤体有多个种类，每类冲击锤体及与其对应的试验件上都贴有相应条码，只有冲击锤体和试验件上的条码对应一致时，所述落锤冲击试验机才能启动。

进一步地，所述电控机构包括上位机和下位机；其中所述上位机使用工业控制计算机及显示器。

进一步地，所述立柱底座的底部设置有减震垫铁。

本发明的落锤冲击试验机通过增加侧面进料滑轨，使产品可沿滑轨滑入到锤头正下方，并使得锤头中心线与仪表板气囊区域弱化线重合；有效提升了实验设备的实验能力；实现了一机多用的功能，减少了重建实验设备的费用；保证了新项目的产品质量；同时大大降低了员工的劳动强度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的落锤冲击试验机的侧视图；

图2为本发明实施例提供的落锤冲击试验机的正视图；

图3为滑轮安装的结构示意图；

图4为落锤挂架和导向杆配合的结构示意图；

图5为增加侧面进料滑轨的试件台的结构示意图。

附图标记说明：

1：立柱底座，2：立柱，3：提升机构，4：可调导杆底座，5：滑轮，

6：导向杆，7：落锤挂架，8：电磁铁，9：阻尼机构，

10：固定导杆底座，11：试件台，12：减震垫铁，13：滑轮支架，

14：滑轮转轴，15：滑轮垫圈，16：滑轮防护罩，17：接近开关支架，

18：传感器底板，19：激光测距传感器，20：插销座，21：安全销，

22：钢丝绳，23：吊环，24：轴用弹性挡圈，25：深沟球轴承，

26：直线轴承，27：孔用弹性挡圈，28：侧面进料滑轨，

29：配重调节装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图5，本实施例提供一种落锤冲击试验机，该落锤冲击试验机包括底部设置有减震垫铁12的立柱底座1，所述立柱底座1上设置有试件台11，所述试件台11上设置有侧面进料滑轨28，如图5所示。所述立柱底座1上沿竖直方向固定安装有立柱2，在所述立柱2后侧设置有提升机构3；同时，所述立柱2的上端设置有可调导杆底座4和滑轮5；所述立柱2下端设置有机架悬臂，所述机架悬臂上设置有固定导杆底座10；

所述可调导杆底座4和所述固定导杆底座10之间设置有竖直方向的导向杆6，所述导向杆6采用矫直式安装；在所述导向杆6上套设有落锤挂架7，该落锤挂架7通过直线轴承26套设在所述导向杆6上，且直线轴承26和落锤挂架7之间设置有孔用弹性挡圈27，所述落锤挂架7可在所述导向杆6上滑动，如图4所示。且所述落锤挂架7上的两个直线轴承26，一个为标准的固定装配，另一个为浮动装配；此种装配方式可大大降低落锤下落过程落锤挂架7的滑块与导向柱6之间的摩擦阻力，从而降低能量损失。

所述落锤挂架7和所述提升机构3之间通过钢丝绳22连接，所述滑轮5支撑在所述钢丝绳22下方；所述落锤挂架7上设置有电磁铁8，所述电磁铁8用于对位于试件台11上方的落锤执行机构进行抓取、提升和释放；所述落锤执行机构包括冲击锤体和配重调节装置29；其中，所述配重调节装置29通过螺钉固定安装在所述冲击锤体的重心线上。所述冲击锤体有多个种类，每类冲击锤体都与特定的工装配合使用，且每类冲击锤体及与其对应的试验件上都贴有相应条码，只有冲击锤体和试验件上的条码对应一致时，所述落锤冲击试验机才能启动，以防错误安装工装导致的设备损坏。

此外，为了对落锤的高度进行准确控制，上述可调导杆底座4上还设置有传感器底板18，该传感器底板18上安装有激光测距传感器19，所述激光测距传感器19与电控机构电连接，同时所述电控机构与所述提升机构3电连接；所述激光测距传感器19用来检测落锤执行机构的提升高度；所述电控机构用于通过激光测距传感器19反馈的提升高度，控制伺服电机的转速和转动数量，从而完成对落锤下落高度的精确控制；且提升机构3的伺服电机与激光测距传感器19之间采用闭环控制的方式，因此电控机构可通过控制伺服电机的运行状态准确控制落锤执行机构的升降高度及释放高度。

所述落锤挂架7上还设置有接近开关支架17，该接近开关支架17上安装有接近开关，该接近开关与电控机构电连接，同时所述电控机构与所述电磁铁8电连接；在提升过程中，依靠接近开关来判断电磁铁8与落锤执行机构之间的位置；当电磁铁8到达落锤执行机构所在位置时，电控机构控制电磁铁8得电，通过电磁铁8将落锤执行机构吸住，完成对落锤执行机构的抓取。

上述电控机构包括上位机和下位机；其中所述上位机使用工业控制计算机及显示器，用于进行人机交互，完成指令的发送和接收、数据保存、数据分析、曲线显示、报告生成等功能。下位机配合高精度数据采集卡和运动控制卡，控制伺服电机动作，并实时采集冲击锤体的速度、冲击力等参数。

进一步地，本实施例的落锤冲击试验机还设置有冲击保护装置，具体为，上述机架悬臂上还设置有阻尼机构9；当进行落锤冲击试验时，该阻尼机构9处于最低状态，当落锤执行机构冲击被试件后被反弹起时，主动式阻尼机构9的活塞杆伸出，从而防止所述落锤执行机构二次冲击所述被试件。此阻尼机构9对冲击被试件测试无影响，既能起到防止二次冲击的作用，又能防止冲击锤体击穿被试件后过渡冲击。

进一步地，本实施例的落锤冲击试验机还设置有落锤保护装置，也即上述落锤挂架7上设置有插销座20，所述插销座20内设置有安全销21；相应地，所述落锤执行机构上设置有与所述安全销21相匹配的安全环；当所述落锤挂架7的电磁铁8得电，吸住所述落锤执行机构时，所述落锤挂架7的安全销21执行“缩-伸-缩”动作，插入所述落锤执行机构的保护环内，从而保证在提升过程中，即使所述电磁铁8失去磁性，所述落锤执行机构依然不会跌落。

具体地，关于滑轮5的安装结构，请参阅图3；上述立柱2上端设置有用于安装所述滑轮5的滑轮支架13，所述滑轮支架13上安装有滑轮转轴14，所述滑轮转轴14和所述滑轮支架13之间设置有轴用弹性挡圈24；所述滑轮5通过深沟球轴承25套设在所述滑轮转轴14上，所述滑轮5和所述滑轮支架13之间设置有滑轮垫圈15，所述滑轮5可绕所述滑轮转轴14转动。且所述滑轮5的外侧还设置有用于保护所述滑轮5的滑轮防护罩16。

本发明的落锤冲击试验机采用伺服电机驱动落锤提升机构，并通过控制电磁铁得失电实现对落锤执行机构的抓取、提升和释放的过程；伺服电机与激光测距传感器之间采用闭环控制的方式，可准确地控制落锤执行机构的升降高度及释放高度。系统冲击能量及冲击速度可通过控制冲击锤体从不同高度释放的方式实现。且通过增加侧面进料滑轨，使产品可沿滑轨滑入到锤头正下方，并使得锤头中心线与仪表板气囊区域弱化线重合；有效提升了实验设备的实验能力；实现了一机多用的功能，减少了重建实验设备的费用；保证了新项目的产品质量；同时大大降低了员工的劳动强度。

需要说明的是，本发明实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可有各种更改和变化。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 (10)

1.一种落锤冲击试验机，其特征在于，所述落锤冲击试验机包括立柱底座，所述立柱底座上沿竖直方向固定安装有立柱，所述立柱后侧设置有提升机构，所述立柱的上端设置有可调导杆底座和滑轮；所述立柱下端设置有机架悬臂，所述机架悬臂上设置有固定导杆底座；

所述可调导杆底座和所述固定导杆底座之间设置有竖直方向的导向杆，所述导向杆上套设有落锤挂架，所述落锤挂架和所述提升机构之间通过钢丝绳连接，所述滑轮支撑在所述钢丝绳下方；所述落锤挂架上设置有电磁铁，所述电磁铁用于对位于其下方的落锤执行机构进行抓取、提升和释放；

此外，所述可调导杆底座上还安装有激光测距传感器，所述激光测距传感器与电控机构电连接，同时所述电控机构与所述提升机构电连接，用于根据所述激光测距传感器所输出的信号控制所述提升机构；所述落锤挂架上还安装有接近开关，所述接近开关与所述电控机构电连接，同时所述电控机构与所述电磁铁电连接；所述立柱底座上还设置有试件台，所述试件台位于所述落锤执行机构的下方，且所述试件台上设置有侧面进料滑轨。

2.如权利要求1所述的落锤冲击试验机，其特征在于，所述机架悬臂上还设置有阻尼机构；当进行落锤冲击试验时，所述阻尼机构处于最低状态，当所述落锤执行机构冲击被试件后被反弹起时，所述阻尼机构的活塞杆伸出，从而防止所述落锤执行机构二次冲击所述被试件。

3.如权利要求1所述的落锤冲击试验机，其特征在于，所述落锤挂架上设置有插销座，所述插销座内设置有安全销；相应地，所述落锤执行机构上设置有与所述安全销相匹配的安全环；

当所述落锤挂架的电磁铁得电，吸住所述落锤执行机构时，所述落锤挂架的安全销插入所述落锤执行机构的保护环内，从而保证在提升过程中，即使所述电磁铁失去磁性，所述落锤执行机构依然不会跌落。

4.如权利要求1所述的落锤冲击试验机，其特征在于，所述立柱上端设置有用于安装所述滑轮的滑轮支架，所述滑轮支架上安装有滑轮转轴；所述滑轮通过深沟球轴承套设在所述滑轮转轴上，所述滑轮可绕该滑轮转轴转动。

5.如权利要求4所述的落锤冲击试验机，其特征在于，所述滑轮的外侧设置有用于保护所述滑轮的滑轮防护罩。

6.如权利要求1所述的落锤冲击试验机，其特征在于，所述落锤挂架通过直线轴承套设在所述导向杆上，所述落锤挂架可在所述导向杆上滑动。

7.如权利要求1所述的落锤冲击试验机，其特征在于，所述落锤执行机构包括冲击锤体和配重调节装置；其中，所述配重调节装置通过螺钉固定安装在所述冲击锤体的重心线上。

8.如权利要求7所述的落锤冲击试验机，其特征在于，所述冲击锤体有多个种类，每类冲击锤体及与其对应的试验件上都贴有相应条码，只有冲击锤体和试验件上的条码对应一致时，所述落锤冲击试验机才能启动。

9.如权利要求1所述的落锤冲击试验机，其特征在于，所述电控机构包括上位机和下位机；其中所述上位机使用工业控制计算机及显示器。

10.如权利要求1所述的落锤冲击试验机，其特征在于，所述立柱底座的底部设置有减震垫铁。