CN110285980A - 一种矩阵式冲击试验机及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矩阵式冲击试验机，包括冲击部件、第一支座、设置在第一支座上的X轴滑行组件、第二支座和设置在第二支座上的Y轴滑行组件，冲击部件通过转轴与第二支座连接，冲击部件和转轴设置在Y轴滑行组件内，第一支座与第二支座固定连接；该矩阵式冲击试验机被设置为：当待测物件置于X轴滑行组件上时，待测物件能够在X轴滑行组件上沿X方向移动；转轴和冲击部件能够在Y轴滑行组件内沿Y方向移动，同时转轴的转动使得冲击部件的本体所在的方向与Y方向的夹角a改变；在冲击力作用下，冲击部件能够冲击待测物件。本发明还提供了一种矩阵式冲击试验机的试验方法。本发明的矩阵式冲击试验机能够准确、高效地执行冲击测试。

Description

一种矩阵式冲击试验机及试验方法

技术领域

本发明属于定位技术领域，涉及一种冲击试验机及试验方法，尤其涉及一种矩阵式冲击试验机及试验方法。

背景技术

随着互联网技术的发展，在全国各个大、中型城市兴起的共享单车几乎随处可见，与“有桩”的公共自行车相比，这种随时取用和停车的“无桩”共享单车给用户带来了极大便利，但同时也导致共享单车随意“砸”、“敲”等暴力破坏的现象，城市运维成本上升。因此需要冲击测试来检验单车的安全性、可靠性和有效性。

现有的“冲击”类型测试，主要是落球、摆锤等设计相对来说简单的测试仪器。主要存在以下问题：(1)试验数据不准确，经常有＜5％的数据误差；(2)费时费力，一个项目上6面3循环的测试可能需要5-8小时；(3)有一定的危险性，可能被钢球、摆锤等误伤；(4)需要较多的额外的校准仪器来校准测试仪器，例如精密的电子称。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够准确、高效执行冲击测试的试验仪器和方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种矩阵式冲击试验机，包括冲击部件、第一支座、设置在所述第一支座上的X轴滑行组件、第二支座和设置在所述第二支座上的Y轴滑行组件，所述冲击部件通过转轴与所述第二支座连接，所述冲击部件和所述转轴设置在所述Y轴滑行组件内，所述第一支座与所述第二支座固定连接；

所述矩阵式冲击试验机被设置为：

当待测物件置于所述X轴滑行组件上时，所述待测物件能够在所述X轴滑行组件上沿X方向移动；所述转轴和所述冲击部件能够在所述Y轴滑行组件内沿Y方向移动，同时所述转轴的转动使得所述冲击部件的本体所在的方向与Y方向的夹角a改变；在冲击力作用下，所述冲击部件能够冲击所述待测物件。

进一步地，所述X轴滑行组件包括X轴滑道和X轴滑件，所述X轴滑道呈“工”字型，所述X轴滑道套设于所述X轴滑件中。

更进一步地，所述X轴滑件上设置有固定部件，所述固定部件用于将所述待测物件固定于所述X轴滑件上。较佳地，所述固定部件呈U型。

进一步地，所述Y轴滑行组件包括第一Y轴滑道和第二Y轴滑道，所述第一Y轴滑道在所述第二支座内部沿平行于所述第二支座的第一平面延伸，所述第二Y轴滑道在所述第二支座的内部沿平行于所述第二支座的第二平面延伸，所述第一平面垂直于所述第二平面。

更进一步地，所述转轴设置在所述第一Y轴滑道内，所述冲击部件设置在所述第二Y轴滑道内。

更进一步地，所述冲击部件穿设于所述转轴，使得当所述转轴沿所述第一Y轴滑道滑动时，所述冲击部件能够沿所述第二Y轴滑道滑动。

进一步地，所述矩阵式冲击试验机还包括冲击校准器，所述冲击校准器用于校准冲击部件的冲击力，可活动地设置于测试测量等固定物上。具体地，所述冲击校准器通过连杆与所述第一支座联接，所述冲击校准器能够在所述连杆上沿X轴方向自由移动。

更进一步地，所述连杆与所述第一支座固定连接。

进一步地，所述矩阵式冲击试验机还包括冲击控制组件，所述冲击控制组件与所述第一支座连接。

更进一步地，所述冲击控制组件包括控制面板、X/Y轴方向控制器和a角控制器，所述控制面板用于设定试验名称、冲击力大小、冲击次数等测试参数，所述X/Y轴方向控制器用于调控X轴或Y轴方向的移动，所述a角控制器用于调控所述夹角a的大小。

更进一步地，所述控制面板为触摸型控制面板。

进一步地，所述矩阵式冲击试验机还包括支撑部件，所述支撑部件用于支撑所述X轴滑行组件。

更进一步地，所述支撑部件的底部设置有脚垫。

进一步地，所述冲击部件为弹簧冲击部件，包括焊接在一起的冲击头和弹簧。

进一步地，所述待测物件为单车。

本发明还提供了一种上述矩阵式冲击试验机的试验方法，包括：

(1)利用固定部件固定待测物件，并将需要测试的一面朝向冲击部件；

(2)在控制面板上设定测试参数并保存，所述测试参数包括测试点<x，y，a>、冲击力大小和每个测试点的测试次数，其中x为待测物件在X轴上的位置，y为冲击部件在Y轴上的位置，a为冲击部件的本体所在方向与Y方向所成的夹角；

(3)在控制面板上点击开始测试后，所述冲击部件自动按所述测试参数对所述待测物件进行冲击测试；

(4)测试完成后，测试点自动回归至<0，0，0°>点。

进一步地，所述测试点包括多个，例如，所述测试点可以组成如下矩阵列：

1<30，40，40°>

2<45，51，0°>

3<53，67，35°>

4<67，79，45°>

5<x，y，a>

6<……>

进一步地，根据输入的测试点坐标，所述冲击部件依次进行冲击测试。

进一步地，x，y和a的改变由电机代转实现。

进一步地，所述冲击部件中的弹簧通过电机收缩形成并达到预设冲击力，通过冲击校准器校准后冲击头进行正式冲击测试。

设定冲击力大小时，使得冲击部件在Z±方向上调节冲击力大小，所述冲击力大小符合胡克定律：

F＝k×ΔS

其中，F为冲击力，k为弹簧的弹性系数，x为弹簧的伸长或压缩量。

与现有技术相比，本发明的矩阵式冲击试验机提供平台取代人工落球冲击试验，提高了测试质量和效率，达到了自动化测试的效果，具体来讲，具有以下有益效果：

(1)本发明的冲击设计充分考虑了环境或人为的不定因素，并将不定因素的影响降到最低，冲击力可以精确到0.01J。

(2)本发明的冲击设计充分考虑了人力因素，并将人力的消耗降到最低，1人8小时可以完成5000～6000次冲击测试。

(3)本发明中，待测物与测试平台(地面)形成斜面，通过设置夹角a，可以使得冲击部件垂直地冲击待测物所在的平面。本发明充分考虑到该斜面因素，自动测试的冲击部件可以实现在Y方向上的转动，做到无死角全方位的冲击。

(4)本发明X轴滑道借鉴结构力学“工”字型结构设计，省料的同时结构更加坚固。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的矩阵式冲击试验机的立体图；

图2是图1的分解图；

图3是本发明的一个较佳实施例的矩阵式冲击试验机的主视图；

图4是图3的俯视图；

图5是图3的侧视图。

附图标记：

1冲击部分；2第一支座；3第二支座；31第一平面；32第二平面；4转轴；51X轴滑道；52X轴滑件；53固定部件；61第一Y轴滑道；62第二Y轴滑道；7冲击校准器；71连杆；8冲击控制组件；81控制面板；82方向控制器；83角控制器；9支撑部件；91脚垫91。

具体实施方式

如图所示，本发明的一个较佳实施例提供了一种矩阵式冲击试验机，包括冲击部件1、第一支座2、设置在第一支座2上的X轴滑行组件、第二支座3和设置在第二支座3上的Y轴滑行组件，冲击部件1通过转轴4与第二支座3连接，冲击部件1和转轴4设置在Y轴滑行组件内，第一支座2与第二支座3固定连接；

上述矩阵式冲击试验机被设置为：

当待测物件置于X轴滑行组件上时，待测物件能够在X轴滑行组件上沿X方向移动；转轴4和冲击部件1能够在Y轴滑行组件内沿Y方向移动，同时转轴4的转动使得冲击部件1的本体所在的方向与Y方向的夹角a改变；在冲击力作用下，冲击部件1能够冲击待测物件。

其中，X轴滑行组件包括X轴滑道51和X轴滑件52，X轴滑道51呈“工”字型，X轴滑道51套设于X轴滑件52中。X轴滑件52上设置有固定部件53，固定部件53用于将待测物件固定于X轴滑件52上。本实施例中，固定部件53设置为U型，以方便有效地固定待测物件。

Y轴滑行组件包括第一Y轴滑道61和第二Y轴滑道62，第一Y轴滑道61在第二支座3内部沿平行于第二支座3的第一平面31延伸，第二Y轴滑道62在第二支座3的内部沿平行于第二支座3的第二平面32延伸，第一平面31垂直于第二平面32。转轴4设置在第一Y轴滑道61内，冲击部件1设置在第二Y轴滑道62内。冲击部件1穿设于转轴4，使得当转轴4沿第一Y轴滑道61滑动时，冲击部件1能够沿第二Y轴滑道62滑动。

本实施例的矩阵式冲击试验机还包括冲击校准器7，冲击校准器7用于校准冲击部件1的冲击力，可活动地设置于测试测量等固定物上。本实施例中，冲击校准器7通过连杆71与第一支座2联接，冲击校准器7能够在连杆71上沿X轴方向自由移动。连杆71与第一支座2固定连接。

本实施例的矩阵式冲击试验机还包括冲击控制组件8，冲击控制组件8与第一支座2连接。具体地，冲击控制组件8包括控制面板81、X/Y轴方向控制器82和a角控制器83，控制面板81用于设定试验名称、冲击力大小、冲击次数等测试参数，X/Y轴方向控制器82用于调控X轴或Y轴方向的移动，a角控制器83用于调控夹角a的大小。

本实施例的控制面板81采用触摸型控制面板81，但不以此为限。

本实施例的矩阵式冲击试验机还包括支撑部件9，支撑部件9用于支撑X轴滑行组件。支撑部件9的底部设置有脚垫91。

在本实施例的矩阵式冲击试验机中，冲击部件1为弹簧冲击部件1，包括焊接在一起的冲击头和弹簧(图中未示出)。待测物件为单车，但不以此为限。

本发明还提供了一种上述矩阵式冲击试验机的试验方法，包括：

(1)利用固定部件53固定待测物件，并将需要测试的一面朝向冲击部件1；

(2)在控制面板81上设定测试参数并保存，测试参数包括测试点<x，y，a>、冲击力大小和每个测试点的测试次数，其中x为待测物件在X轴上的位置，y为冲击部件1在Y轴上的位置，a为冲击部件1的本体所在方向与Y方向所成的夹角；

(3)在控制面板81上点击开始测试后，冲击部件1自动按测试参数对待测物件进行冲击测试；

(4)测试完成后，测试点自动回归至<0，0，0°>点。

其中，测试点包括多个，可以组成如下矩阵列(但不以此为限)：

1<30，40，40°>

2<45，51，0°>

3<53，67，35°>

4<67，79，45°>

5<x，y，a>

6<……>

本实施例中，根据输入的测试点坐标，冲击部件1依次进行冲击测试。x，y和a的改变由电机代转实现。

冲击部件1中的弹簧通过电机收缩形成并达到预设冲击力，通过冲击校准器7校准后冲击头进行正式冲击测试。设定冲击力大小时，使得冲击部件在Z±方向上调节冲击力大小，冲击力大小符合胡克定律：

F＝k×ΔS

其中，F为冲击力，k为弹簧的弹性系数，x为弹簧的伸长或压缩量。

与现有技术相比，本实施例的矩阵式冲击试验机提供平台取代人工落球冲击试验，提高了测试质量和效率，达到了自动化测试的效果，具体来讲，具有以下有益效果：

(1)本实施例的冲击设计充分考虑了环境或人为的不定因素，并将不定因素的影响降到最低，冲击力可以精确到0.01J。

(2)本实施例的冲击设计充分考虑了人力因素，并将人力的消耗降到最低，1人8小时可以完成5000～6000次冲击测试。

(3)本实施例充分考虑到斜面因素，自动测试的冲击部件可以实现在Y方向上的转动，做到无死角全方位的冲击。

(4)本实施例X轴滑道借鉴结构力学“工”字型结构设计，省料的同时结构更加坚固。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种矩阵式冲击试验机，其特征在于，包括冲击部件、第一支座、设置在所述第一支座上的X轴滑行组件、第二支座和设置在所述第二支座上的Y轴滑行组件，所述冲击部件通过转轴与所述第二支座连接，所述冲击部件和所述转轴设置在所述Y轴滑行组件内，所述第一支座与所述第二支座固定连接；

所述矩阵式冲击试验机被设置为：

当待测物件置于所述X轴滑行组件上时，所述待测物件能够在所述X轴滑行组件上沿X方向移动；所述转轴和所述冲击部件能够在所述Y轴滑行组件内沿Y方向移动，同时所述转轴的转动使得所述冲击部件的本体所在的方向与Y方向的夹角a改变；在冲击力作用下，所述冲击部件能够冲击所述待测物件。

2.根据权利要求1所述的矩阵式冲击试验机，其特征在于，所述X轴滑行组件包括X轴滑道和X轴滑件，所述X轴滑道呈“工”字型，所述X轴滑道套设于所述X轴滑件中。

3.根据权利要求2所述的矩阵式冲击试验机，其特征在于，所述X轴滑件上设置有固定部件，所述固定部件用于将所述待测物件固定于所述X轴滑件上。

4.根据权利要求1所述的矩阵式冲击试验机，其特征在于，所述Y轴滑行组件包括第一Y轴滑道和第二Y轴滑道，所述第一Y轴滑道在所述第二支座内部沿平行于所述第二支座的第一平面延伸，所述第二Y轴滑道在所述第二支座的内部沿平行于所述第二支座的第二平面延伸，所述第一平面垂直于所述第二平面。

5.根据权利要求4所述的矩阵式冲击试验机，其特征在于，所述转轴设置在所述第一Y轴滑道内，所述冲击部件设置在所述第二Y轴滑道内。

6.根据权利要求5所述的矩阵式冲击试验机，其特征在于，所述冲击部件穿设于所述转轴，使得当所述转轴沿所述第一Y轴滑道滑动时，所述冲击部件能够沿所述第二Y轴滑道滑动。

7.根据权利要求1所述的矩阵式冲击试验机，其特征在于，所述矩阵式冲击试验机还包括冲击控制组件，所述冲击控制组件与所述第一支座连接，所述冲击控制组件包括控制面板、X/Y轴方向控制器和a角控制器，所述控制面板用于设定冲击参数，所述X/Y轴方向控制器用于调控X轴或Y轴方向的移动，所述a角控制器用于调控所述夹角a的大小。

8.一种根据权利要求1～7中任一项所述的矩阵式冲击试验机的试验方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)利用固定部件固定待测物件，并将需要测试的一面朝向冲击部件；

(2)在控制面板上设定测试参数并保存，所述测试参数包括测试点＜x，y，a＞、冲击力大小和每个测试点的测试次数，其中x为待测物件在X轴上的位置，y为冲击部件在Y轴上的位置，a为冲击部件的本体所在方向与Y方向所成的夹角；

(3)在控制面板上点击开始测试后，所述冲击部件自动按所述测试参数对所述待测物件进行冲击测试；

(4)测试完成后，测试点自动回归至＜0，0，0°＞点。

9.根据权利要求8所述的试验方法，其特征在于，所述冲击部件中的弹簧通过电机收缩形成并达到预设冲击力，通过冲击校准器校准后冲击头进行正式冲击测试。

10.根据权利要求8所述的试验方法，其特征在于，所述测试点包括多个，根据输入的测试点坐标，所述冲击部件依次进行冲击测试。