CN111289264B - 一种自动式滑板车试验机 - Google Patents
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Abstract
一种自动式滑板车试验机，包括机座、拉力装置、自动车轮锁紧固定装置、车身快速夹紧装置、自动升降调整装置和控制系统。具有如下优点：(1)具有自动车轮锁紧固定装置和车身快速夹紧装置，可以实现车身的快速固定，操作简单，效率高；(2)通过系统控制自动升降调整装置可自动的调整测试过程的高度以及力的大小，模拟出不同高度，不同受力情况下儿童滑板车受力，自动化程度高；(3)具有可调整的机座以及自动拉紧车把，可以适应不同类型，不同规格的儿童滑板车，适应性强。
Description
技术领域
本发明涉及运动器械技术领域。
背景技术
儿童滑板车是一种供儿童玩耍用的一种工具车，在儿童中得到广泛的影响，然而儿童在使用滑板车时会造成重心偏移，加之速度过快和操作不当，很容易会使车把立管产生弯曲或断裂，因此儿童滑板车进行强度测试十分有必要。
为了防止儿童在使用时发生事故，针对滑板车的测试，欧洲提供了滑板车安全要求和测试方法(EN14619)，用于测试儿童滑板车静态强度以及疲劳强度，保证儿童在使用的过程中，不会产生弯曲及断裂。但仅提出了一种简单的测试方法，没有相对应的测试试验装置。而且所提出方法对于滑板车立柱的测试也仅是施加重物的方式，相对比较简单；同时所施加的重物作用力的方向仅为与立柱垂直的单一方向，而实际过程中使用滑板车的儿童覆盖了各个年龄段，高度不唯一，导致对滑板车的作用力的方向也就不尽相同，故采用单一方向加载不能有效测试不同年龄段儿童在遇到冲击时对滑板车的冲击，除了可以调节高度、控制方向外，还承受儿童的大部分体重，在特殊情况下也会承受更大的冲击力和压力。此外，传统的儿童滑板车试验过程中，多数采用重物或者机械式拉力装置，不易实现自动调整和自动化，因此导致测试效率低下，所以迫切的需要一种自动式儿童滑板车试验机，能够对儿童滑板车实现快速夹紧，并且自动施加力并调整施加力的高度。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明提供一种具有车身快速夹紧、自动车轮夹紧、自动施加力并调整施加力的方向或角度的儿童滑板车试验机，能够快速对儿童滑板车进行有效测试，且能适应不同高度、车把直径的滑板车。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种自动式滑板车试验机，包括机座1、拉力装置2、自动车轮锁紧固定装置3、车身快速夹紧装置4、自动升降调整装置5和控制系统6，机座1包括底座11和安装于底座11一端的垂直立架12，框架式底座11上部安装水平导轨13，水平导轨13上滑动安装安装平台14；垂直立架12上安装自动升降调整装置5，自动升降调整装置5的升降丝杠52上端连接升降电机51，升降丝杠52下端安装于底座11上，升降丝杠52上安装电动葫芦53，电动葫芦53前部安装铰轮533和与铰轮533连接的电机534；拉力装置2的升降连接缆绳24一端连接铰轮533，升降连接缆绳24另一端通过测力计23连接车把连接缆绳22，车把连接缆绳22另一端连接用于夹紧车把411的夹钳21；自动车轮锁紧固定装置3的丝杠32贯穿底座11安装，丝杠32一端连接车轮夹紧电机33，丝杠32左右两部分为旋向相反的螺纹，双侧夹紧板31下部通过丝杠孔安装于丝杠32上；车身快速夹紧装置4安装于安装平台14上；控制系统6连接车轮夹紧电机33、升降电机51和电机534。
所述框架式水平导轨13的四角通过联接支柱15固定于底座11上，水平导轨13前端设有车轮挡板131，水平导轨13左右两侧外部设有凹槽式双侧滑道导轨132，安装平台14两侧边内部设有与双侧滑道导轨132相匹配的双内侧凸型导轨143，安装平台14两侧边上设有双侧紧固螺钉142。
所述垂直立架12上部设有升降丝杠安装孔121，升降丝杠52上端安装于升降丝杠安装孔121内，升降丝杠52下端通过支撑轴承54固定于底座11上，垂直立架12内侧安装垂直升降柱122，垂直升降柱122下端固定于底座11上，垂直升降柱122上端固定于垂直立架12顶部，电动葫芦53后部设有升降丝杠孔532和垂直升降柱孔531，电动葫芦53通过升降丝杠孔532和垂直升降柱孔531安装于升降丝杠52和垂直升降柱122上。
所述拉力装置2的夹钳21包括两个钳体213，两个钳体213通过铰轴212和连接板214构成四杆机构，四杆机构的后端安装用于连接车把连接缆绳22的连接环211。
所述自动车轮锁紧固定装置3的双侧夹紧板31下部设有与之宽度相匹配的凹槽式固定滑道34，固定滑道34固定于底座11内侧底部；丝杠32通过底座11上的车轮固定丝杠孔123安装，丝杠32一端通过固定轴承35安装于底座11上。
所述车身快速夹紧装置4包括固定于安装平台14上的锁扣底板426，锁扣底板426一端垂直安装锁扣立柱425，锁扣立柱425与闭合锁扣424一端的U型槽相匹配安装，闭合锁扣424前端贯穿锁扣框架423后侧安装，位于锁扣框架423内部的闭合锁扣424前端外部套装伸缩弹簧422，闭合锁扣424前端左右两侧安装滑块427，锁扣框架423两侧设有与滑块427相匹配的滑孔，锁扣底板426另一端两角处的立柱位于扣框架423内，锁扣框架423前端安装启闭刀头421。
本发明的自动式滑板车试验机，具有如下优点：(1)具有自动车轮锁紧固定装置和车身快速夹紧装置，可以实现车身的快速固定，操作简单，效率高；(2)通过系统控制自动升降调整装置可自动的调整测试过程的高度以及力的大小，模拟出不同高度，不同受力情况下儿童滑板车受力，自动化程度高；(3)具有可调整的机座以及自动拉紧车把，可以适应不同类型，不同规格的儿童滑板车，适应性强。
附图说明
图1为本发明自动式滑板车试验机的控制原理图。
图2为本发明滑板车强度试验装置整体结构图。
图3为本发明滑板车强度试验装置的机座部分结构图。
图4为本发明滑板车强度试验装置的机座垂直立架底座部分结构图。
图5为本发明滑板车强度试验装置的机座水平导轨部分结构图。
图6为本发明滑板车强度试验装置的机座安装平台部分结构图。
图7为本发明滑板车强度试验装置的拉力装置结构图。
图8为本发明滑板车强度试验装置的拉力装置夹钳部分示意图结构图。
图9为本发明滑板车强度试验装置的自动车轮锁紧固定装置结构图。
图10为本发明滑板车强度试验装置的车身快速夹紧装置结构图。
图11为本发明滑板车强度试验装置的车身快速夹紧装置车身锁扣结构图。
图12为本发明滑板车强度试验装置的自动升降调整装置结构图。
图13为本发明滑板车强度试验装置的自动升降调整装置电动葫芦结构图。
图中:1、机座，2、拉力装置，3、自动车轮锁紧固定装置，4、车身快速夹紧装置，5、自动升降调整装置，11、底座，12、垂直立架，13、水平导轨，14、安装平台，15、联接支柱，121、升降丝杠安装孔，122、垂直升降柱，123、车轮固定丝杠孔，131、车轮挡板，132、双侧滑道导，141、滑道支撑面，142、双侧紧固螺钉，143、双内侧凸型导轨，21、夹钳，22、车把连接缆绳，23、测力计，24、升降连接缆绳，211、连接环，212、铰轴，213、钳体，214、连接板，31、双侧夹紧板，32、丝杠，33、车轮夹紧电机，34、固定滑道，35、固定轴承，41、儿童滑板车，411、车把，42、车身锁扣，421、启闭刀头，422、伸缩弹簧，423、锁扣框架，424、闭合锁扣，425、锁扣立柱，426、锁扣底板，427、滑块，51、升降电机，52、升降丝杠，53、电动葫芦，54、固定轴承，531、垂直升降柱孔，532、升降丝杠孔，533、铰轮，534、电机。
具体实施方式
如图1和2所示，自动式滑板车试验机包括机座1、拉力装置2、自动车轮锁紧固定装置3、车身快速夹紧装置4、自动升降调整装置5、控制系统6。机座1用于支撑和安装其它装置，拉力装置2用于给滑板车车把处施加拉力；车轮锁紧固定装置3用于固定儿童滑板车车轮的移动；车身夹紧定位装置4用于夹紧固定儿童滑板车车身；升降调整装置5用于调整拉力装置2的垂直高度，实现拉力装置与滑板车的高度调整；控制系统6通过对自动车轮锁紧装置3和自动升降调整装置5控制，实现车轮的自动锁紧并且让拉力测试达到规定的高度和施加力的大小，且能够自动调整，方便试验测试。
如图3所示，机座1用于支撑和安装其它装置，底部与地面稳定接触，采用镂空结构轻便并方便装配。由底座11、垂直立架12、水平导轨13、安装平台14、联接支柱15等组成。底座11为框架式结构，两侧以及一侧端部由结构钢组成，其一侧端部与垂直立柱12固定连接。垂直立架12安装于底座11一端，用于安装自动升降调整装置5。底座11的上部通过联接支柱15与水平导轨13连接，水平导轨13为长形导轨式结构，其上部与安装平台14连接，水平导轨13通过双侧滑道导轨132与安装平台14连接，从而实现儿童滑板车连同安装平台14前后移动。
如图4所示，垂直立架12为方形立架结构，其上部具有升降导轨安装孔121、垂直升降柱122、车轮固定丝杠孔123。升降导轨安装孔121用于升降丝杠52的固定。垂直升降柱122用于实现电动葫芦53的上下运动，实现其稳定上下移动，防止升降过程中发生旋转。车轮固定丝杠孔124用于丝杠32的固定。
如图5所示，水平导轨13由车轮挡板131、双侧滑道导轨132组成。车轮挡板131安装于水平导轨13前端，可实现固定前车轮，使儿童车前车轮在安装平台的作用下准确的与车轮挡板131接触，防止车轮偏移，超出试验台范围。同时车轮挡板131的高度适宜各类儿童滑板车的前轮尺寸的阻挡。双侧滑道导轨132为槽式结构，优先选用T形槽结构，实现与安装平台的稳定连接和移动。
如图6所示，安装平台14由滑道支撑面141、双侧紧固螺钉142、双内侧凸型导轨143组成。滑道支撑面141为方形结构，采取适宜尺寸，用于支撑各种规格的儿童滑板车；双侧紧固螺钉142用于安装平台14与水平导轨13的固定锁止，实现安装平台14在水平导轨13的任何位置的固定，从而使儿童滑板车41能够前后固定，采用双侧结构可提高儿童滑板车的固定，防止在试验过程中儿童滑板车的移动。双内侧凸性导轨143与双侧滑道导轨132连接，实现安装平台的稳定移动。在使用过程中，先将安装平台14调试至合适位置，致使滑板车41前轮前部能够与车轮挡板131接触，随后通过旋转双侧紧固螺钉142实现锁止，实现儿童滑板车车体的固定。
如图7所示，拉力装置2用于连接车把411及连接升降调整装置5，由夹钳21、车把连接缆绳22、测力计23、升降连接缆绳24组成。夹钳21钳端夹紧儿童滑板车车把411另一端通过车把连接缆绳22连接测力计23，实现车把的连接固定。所述升降连接缆绳24一端连接测力计23，一端连接升降调整装置，实现拉力装置2与自动升降调整装置5的连接固定。
如图8所示，夹钳部分21由连接环211、铰轴212、钳体213和连接板214组成。连接环211用于连接钳体213和车把连接缆绳22，采用环型形状易于观察缆绳与钳体安装情况，同时易于拆卸更换缆绳。铰轴212位于四杆机构的四个角，用于调整钳体213的张开及闭合，钳体213和连接板214由四杆机构及夹紧杆构成，其结构简单，操作方便，拆卸和安装方便，夹紧车把时，不会产生松动，工作效率高。在使用过程中，钳体两侧夹紧杆先对车把实施预紧，由于连接环211受到车把连接缆绳22所传递过来的力，致使铰轴212通过旋转使其夹紧杆向内闭合，实现对车把的夹紧固定。
如图9所示，自动车轮锁紧固定装置3用于固定儿童滑板车车轮的移动，防止车轮的左右摇摆，由双侧夹紧板31、丝杠32、车轮夹紧电机33、固定滑道34、固定轴承35组成。双侧夹紧板31用于夹紧车轮，下部设有的丝杠孔用于丝杠32连接固定，其底部与固定滑道34连接。丝杠32底部与固定轴承35连接，其杆部左右两部分采用旋向相反的螺纹，实现协助双侧夹紧板31对车轮的固定，其顶部与车轮夹紧电机33连接。车轮夹紧电机33具有正向旋转钮和反向旋转钮，实现丝杠32的稳定旋转。固定滑道34采用凹槽式结构，能够极大的贴合双侧夹紧板31底部，同时防止双侧夹紧板31在移动的过程中产生的旋转，实现固定的作用。所述固定轴承35，一侧与丝杠32配合，一侧固定于底座11，致使丝杠32不会因为旋转而产生移动。在使用的过程中，首先打开车轮夹紧电机33，拨动正向旋转钮使丝杠32产生正向旋转，由于丝杠32杆部旋向不同，其双侧夹紧板31在固定滑道34中同时向内侧移动，当双侧夹紧板31与车轮两侧表面紧紧贴合时，停止旋转摇柄，继而实现了对车轮的固定。反之，试验完成后，只需拨动反向旋转钮，双侧夹紧板31就会同时向外侧移动，当双侧夹紧板31与车轮两侧表面形成一定距离时即可解除对车轮的固定。自动车轮锁紧固定装置3的双侧夹紧板31可以为1对或2对，1对适用于前轮为独轮滑板车车轮固定，而2对则用于前轮为两个车轮的滑板车车轮固定。
如图10所示，所述车身夹紧定位装置4用于夹紧固定儿童滑板车41车身，防止其摆动和翘起，由儿童滑板车41、车身锁扣42组成。所述儿童滑板车41固定于车身锁扣42中，所述车身锁扣42固定于安装平台14上，本试验装置采取两件车身锁扣42进行固定，分别作用于儿童滑板车车身的上部和下部，其间距适宜，有助与儿童滑板车车身更好的固定。
如图11所示，车身锁扣42用于固定车身，由启闭刀头421、伸缩弹簧422、锁扣框架423、闭合锁扣424、锁扣立柱425、锁扣底板426、滑块427组成。所述锁扣框架423为凹槽型一体式结构，用于压紧车身，总体由三部分构成，其末端连接启闭刀头421，中部两侧壁设有长方形滑孔，前端部设有通孔。闭合锁扣424为T型式构造，用于锁紧车身，其末端设有的移动滑块427向左右两侧延伸至锁扣框架423两侧壁外侧，与其长方形滑孔相配合，中部套有伸缩弹簧421，同时从锁扣框架423顶部通孔穿出，顶部设有的U型通孔与其锁扣立柱425配合连接。伸缩弹簧422协助闭合锁扣424实现夹紧，其底部与闭合锁扣424末端贴合，中部由闭合锁扣424的中部贯穿，顶部与锁扣框架423顶部贴合。锁扣立柱425顶部连接闭合锁扣424，底部与锁扣底板426连接，锁扣底板426与安装平台14连接，实现车身锁扣42的固定。在使用时，先抬起启闭刀头421，此时锁扣框架423随之翘起，将儿童滑板车41的车身放置其锁扣底板426适宜位置，闭合锁扣424在弹簧422的作用下与锁扣立柱425连接，最后向下压动启闭刀头421，从而实现儿童滑板车41车身的快速锁紧固定。由于车身锁扣42为一体式结构，固定在安装平台14上，无需搬运，集各部分部件于一身，避免了安装、拆卸，大大的节约了试验时间，同时由于设计原因，其配有的伸缩弹簧422使闭合锁扣424可以迅速伸展，实现与锁扣立柱425紧密闭合，而且在锁紧车身时只需转动启闭刀头421和拉动闭合锁扣424即可实现车身锁紧，省时省力。
如图12所示，自动升降调整装置5用于调整拉力装置2的垂直高度，从而实现拉力装置与滑板车的高度不同，根据调整不同的高度，模拟不同儿童滑板车受力高度的受力情况，由升降电机51、升降丝杠52、电动葫芦53、固定轴承54组成。升降电机51具有正向旋转钮和反向旋转钮，其端部与升降丝杠52连接。升降丝杠52顶部与升降电机51连接，底部与固定轴承54连接。电动葫芦53通过升降丝杠孔532连接在升降丝杠52中，通过控制升降电机51使电动葫芦53上升和下降，即通过按动正向旋转钮上升，反向旋转钮下降，同时通过垂直升降柱孔531与垂直升降柱122连接，使其在上升和下降的过程中，不会发生偏移旋转。固定轴承54，一侧固定在底座11，一侧与升降丝杠52连接，致使升降丝杠52不会因为旋转而产生移动。
如图13所示，电动葫芦53用于调整施力高度，由垂直升降柱孔531、升降丝杠孔532、铰轮533、电机534组成。所述垂直升降柱孔531，升降丝杠孔532位于电动葫芦53内部，分别与升降丝杠51，垂直升降柱122连接，所述铰轮533与电机534为一体式构造，固定于电动葫芦53的前端，方便施力，操作简单。使用过程中，通过电机534带动铰轮533转动，铰轮533配有升降连接缆绳24，产生的力传给测力计23，测力计23通过电机534对铰轮533的施力大小和电动葫芦53高度的改变进行读数。
如图1所示，控制系统6能够通过对自动车轮锁紧装置3的车轮夹紧电机33和自动升降调整装置5的升降电机51以及电葫芦53控制，实现车轮的自动锁紧并且让拉力测试达到规定的高度和施加力的大小，且能够自动调整。在工作时，首先将儿童滑板车放在机座1上，通过车身快速夹紧装置4固定住儿童滑板车车身，同时通过拉力装置2对儿童滑板车的车把实施预紧，然后控制系统6对自动车轮锁紧装置3发出指令，在确保儿童滑板车前轮固定后，在对自动升降调整装置5发出指令，让其达到规定的高度，然后控制电动葫芦53的旋转对铰柄533施加的力，产生对滑板车拉力，同时拉力装置2也会实现对车把的真正固定，其产生的力传给测力计23，通过其数据判断儿童滑板车的受力情况之后可以通过控制系统6自动调整测试高度和施加力的大小，方便试验测试。
工作过程：儿童滑板车强度试验时，先将儿童滑板车放在机座1上，通过车身快速夹紧装置4固定住儿童滑板车车身，然后控制系统6发出指令控制自动车轮锁紧装置3固定住儿童滑板车的前车轮；通过拉力装置2固定住儿童滑板车的车把，然后控制系统6发出指令控制操纵自动升降调整装置5达到规定的高度，然后控制电动葫芦53的旋转对铰柄533施加的力，从而产生对滑板车拉力。试验过程中可以通过控制系统6自动调整测试高度和施加力的大小，方便试验测试。
本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种自动式滑板车试验机，其特征在于：包括机座(1)、拉力装置(2)、自动车轮锁紧固定装置(3)、车身快速夹紧装置(4)、自动升降调整装置(5)和控制系统(6)，机座(1)包括底座(11)和安装于底座(11)一端的垂直立架(12)，框架式底座(11)上部安装水平导轨(13)，水平导轨(13)上滑动安装安装平台(14)；垂直立架(12)上安装自动升降调整装置(5)，自动升降调整装置(5)的升降丝杠(52)上端连接升降电机(51)，升降丝杠(52)下端安装于底座(11)上，升降丝杠(52)上安装电动葫芦(53)，电动葫芦(53)前部安装铰轮(533)和与铰轮(533)连接的电机(534)；拉力装置(2)的升降连接缆绳(24)一端连接铰轮(533)，升降连接缆绳(24)另一端通过测力计(23)连接车把连接缆绳(22)，车把连接缆绳(22)另一端连接用于夹紧车把(411)的夹钳(21)；自动车轮锁紧固定装置(3)的丝杠(32)贯穿底座(11)安装，丝杠(32)一端连接车轮夹紧电机(33)，丝杠(32)左右两部分为旋向相反的螺纹，双侧夹紧板(31)下部通过丝杠孔安装于丝杠(32)上；车身快速夹紧装置(4)安装于安装平台(14)上；控制系统(6)连接车轮夹紧电机(33)、升降电机(51)和电机(534)。
2.根据权利要求1所述的一种自动式滑板车试验机，其特征在于：框架式的水平导轨(13)的四角通过联接支柱(15)固定于底座(11)上，水平导轨(13)前端设有车轮挡板(131)，水平导轨(13)左右两侧外部设有凹槽式双侧滑道导轨(132)，安装平台(14)两侧边内部设有与双侧滑道导轨(132)相匹配的双内侧凸型导轨(143)，安装平台(14)两侧边上设有双侧紧固螺钉(142)。
3.根据权利要求1所述的一种自动式滑板车试验机，其特征在于：所述垂直立架(12)上部设有升降丝杠安装孔(121)，升降丝杠(52)上端安装于升降丝杠安装孔(121)内，升降丝杠(52)下端通过支撑轴承(54)固定于底座(11)上，垂直立架(12)内侧安装垂直升降柱(122)，垂直升降柱(122)下端固定于底座(11)上，垂直升降柱(122)上端固定于垂直立架(12)顶部，电动葫芦(53)后部设有升降丝杠孔(532)和垂直升降柱孔(531)，电动葫芦(53)通过升降丝杠孔(532)和垂直升降柱孔(531)安装于升降丝杠(52)和垂直升降柱(122)上。
4.根据权利要求1所述的一种自动式滑板车试验机，其特征在于：所述拉力装置(2)的夹钳(21)包括两个钳体(213)，两个钳体(213)通过铰轴(212)和连接板(214)构成四杆机构，四杆机构的后端安装用于连接车把连接缆绳(22)的连接环(211)。
5.根据权利要求1所述的一种自动式滑板车试验机，其特征在于：所述自动车轮锁紧固定装置(3)的双侧夹紧板(31)下部设有与之宽度相匹配的凹槽式固定滑道(34)，固定滑道(34)固定于底座(11)内侧底部；丝杠(32)通过底座(11)上的车轮固定丝杠孔(123)安装，丝杠(32)一端通过固定轴承(35)安装于底座(11)上。
6.根据权利要求1所述的一种自动式滑板车试验机，其特征在于：所述车身快速夹紧装置(4)包括固定于安装平台(14)上的锁扣底板(426)，锁扣底板(426)一端垂直安装锁扣立柱(425)，锁扣立柱(425)与闭合锁扣(424)一端的U型槽相匹配安装，闭合锁扣(424)前端贯穿锁扣框架(423)后侧安装，位于锁扣框架(423)内部的闭合锁扣(424)前端外部套装伸缩弹簧(422)，闭合锁扣(424)前端左右两侧安装滑块(427)，锁扣框架(423)两侧设有与滑块(427)相匹配的滑孔，锁扣底板(426)另一端两角处的立柱位于锁扣框架(423)内，锁扣框架(423)前端安装启闭刀头(421)。
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