CN113252272B - 一种周期脉冲多向冲击试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种周期脉冲多向冲击试验装置，包括升降装置，固定安装在升降装置上的转盘方向调节装置；所述转盘方向调节装置包括固定内盘、旋转盘、定位销与轴承，所述固定内盘的一面固定安装在滑块上，固定内盘的另一面上转动安装有旋转盘，旋转盘远离固定内盘的一面上固定安装有滑轨板；滑轨板上安装有横向平移装置，横向平移装置上安装有锤击装置；本发明通过设置转盘方向调节装置，并将锤击装置安装在转盘方向调节装置上，即能够通过转盘方向调节装置调节锤击装置的锤击方向，从而使试验装置的锤头能够根据实际需要进行敲击角度的调节，从而避免了不停对待测结构或者试验装置的固定位置与固定角度进行调节，起到提升检测效率的效果。

Description

一种周期脉冲多向冲击试验装置

技术领域

本发明属于飞机试验装置与试验方法领域，具体的，涉及一种周期脉冲多向冲击试验装置。

背景技术

飞机零件对冲击试验装置的需求很高。有助于校核零件的相关性能是否满足要求，从而在任何此类冲击过程中发挥作用。

山东省济南市的试金集团有限公司设计并生产出了这款冲击试验机。MJB.200型的摆锤式冲击试验机可以实现对多种材料所制成的产品进行冲击试验，尤其在人造板进行有负荷状态下的抗冲击性能试验。同时这款试验机满足了国家规定的《人造板理化性能试验方法》中冲击性能测试的标准。MJB.200型的摆锤式冲击试验机的出现弥补了MWD.10A型电子式人造板万能试验机没有冲击试验功能的缺陷。该冲击试验机的诞生为我国的人造板行业和其他需要使用高能量进行冲击的方式进行动冲击试验的科研机构的要求，并且为许多的高等院校和各类生产公司提供一种操作简便、读数精确、结构美观的新的试验装置

目前国际上许多国家例如英国、德国、日本、美国等国家，在冲击试验方面开展得比较早。在1940年，美国的通用电气公司也研制出了改进冲击波形的轻型冲击试验机，该试验机的最大负载能力为113.5kg。在冲击试验机的厂商方面，美国的MTS公司和日本吉田精机株式会社就是现在比较著名的厂商。

英斯特朗CEAST9350落锤冲击试验机技术参数：CEAST 9350为落地式系统，与CEAST9300系列的前代机型一样。该款试验机同样包含多种省时特性，并支持大多数不同种类的选件，从环境试验箱到附加能量系统。CEAST9350与我们的冲击软件和数据采集体统搭配是数据分析变得轻松简单。该多功能仪器可用于使用从复合材料到成品等几乎任何试样，同时还是用于广泛的冲击试验，包括拉伸冲击、击穿、伊佐德冲击试验和夏比冲击试验。

目前冲击试验装置的功能单一，无法满足所预期的冲击力，冲击高度，冲击频率等智能可调要求。

发明内容

本发明的目的在于公开了一种周期脉冲多向冲击试验装置，通过设置转盘方向调节装置以及锤击装置，以解决现有的试验装置功能单一，无法满足不同形状结构的待测件以及同一待测件不同待测面或点的需要的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现

一种周期脉冲多向冲击试验装置，包括升降装置，固定安装在升降装置上的转盘方向调节装置；

所述转盘方向调节装置包括固定内盘、旋转盘、定位销与轴承，所述固定内盘的一面固定安装在滑块上，固定内盘的另一面上转动安装有旋转盘，旋转盘远离固定内盘的一面上固定安装有滑轨板；

滑轨板上安装有横向平移装置，横向平移装置上安装有锤击装置；

横向平移装置能够调节锤击装置在水平方向上的位置。

作为本发明的进一步方案，所述升降装置包括立柱，立柱的一端固定安装在底板上，立柱的另一端固定安装有顶板，底板上还固定安装有底座，底座与顶板之间转动安装有竖向丝杠，竖向丝杠远离底座的一端上固定安装有第一手摇转盘；

所述立柱上滑动套接有滑块，滑块的一端套接在竖向丝杠上，且滑块与竖向丝杠之间通过螺纹结构配合。

作为本发明的进一步方案，所述滑块套接在立柱上的部分为非闭合结构，且滑块的非闭合部分上安装有锁紧螺栓以及与锁紧螺栓对应的螺孔，通过拧紧锁紧螺栓能够将滑块锁紧固定在立柱上。

作为本发明的进一步方案，所述固定内盘远离滑块的一面沿转轴设置有转动短轴，旋转盘上沿旋转轴设置有贯穿圆孔，转动短轴上固定套接有轴承，轴承的外圈与旋转盘的贯穿圆孔内壁固定连接。

作为本发明的进一步方案，所述固定内盘与旋转盘通过定位销进行定位。

作为本发明的进一步方案，所述横向平移装置包括滑轨板，滑轨板的一端固定安装有丝杠支撑块，滑轨板上还滑动安装有滑动块，滑动块套接在横向丝杠上，且横向丝杠的一端转动安装在丝杠支撑块上，横向丝杠的一端上固定安装有第二手摇转盘，所述滑动块固定连接有U形板，U形板滑动安装在滑轨板上。

作为本发明的进一步方案，所述锤击装置包括曲柄、连杆、摇杆、柄套、压缩弹簧、联轴器、减速器与伺服电机；

所述摇杆为T形杆；

所述曲柄的一端转动安装在滑轨板上，曲柄的另一端转动连接有连杆的一端，连杆的另一端转动连接有摇杆的一个端点，摇杆的另一个端点转动安装在滑轨板上，摇杆的第三个端点与柄套的一端铰接，柄套的另一端通过压缩弹簧与摇杆连接；

所述柄套的一端固定连接有力锤；

所述曲柄与滑轨板转动连接的一端通过联轴器与减速器连接，减速器与伺服电机连接。

作为本发明的进一步方案，力锤的锤头中安装有能够实时检测锤击力的传感器，力锤中还包含动态石英传感器元件，用于传递可测量的力脉冲，可测量的力脉冲包括振幅和频率含量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置转盘方向调节装置，并将锤击装置安装在转盘方向调节装置上，即能够通过转盘方向调节装置调节锤击装置的锤击方向，从而使试验装置的锤头能够根据实际需要进行敲击角度的调节，从而避免了不停对待测结构或者试验装置的固定位置与固定角度进行调节，起到提升检测效率的效果。

2、本发明的锤击装置中通过设置T形的摇杆，并通过弹簧连接摇杆与柄套，从而在敲击过程中能够避免因位置调节不当导致的检测暂停、待测件变形或力锤变形的情况，提升了检测过程中的容错率与可调节范围；

3、本发明通过在锤头设置传感器与适应测量单元，实时检测锤击力大小、传递可测量的力脉冲，以激励被测机械结构，从而对测量过程中的重要参数进行实时的监测。

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为本发明所述的周期脉冲多向冲击装置的结构示意图；

图2为升降装置的结构示意图；

图3为转盘方向调节装置的结构示意图；

图4为横向平移装置的结构示意图；

图5为锤击装置的正视图；

图6为锤击装置的俯视图。

附图标记：1、升降装置；2、转盘方向调节装置；3、横向平移装置；4、锤击装置；5、电气柜；11、立柱；12、顶板；13、竖向丝杠；14、第一手摇转盘；15、底座；16、底板；17、滑块；18、锁紧螺栓；21、固定内盘；22、旋转盘；23、定位销；24、轴承；211、转动短轴；31、滑轨板；32、丝杠支撑块；33、滑动块；34、横向丝杠；35、第二手摇转盘；36、U形板；41、曲柄；42、连杆；43、摇杆；44、柄套；45、压缩弹簧；46、联轴器；47、减速器；48、伺服电机；49、力锤。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种周期脉冲多向冲击试验装置，如图1至图6所示，包括升降装置1、固定安装在升降装置1上的转盘方向调节装置2、安装在转盘方向调节装置2上的横向平移装置3以及安装在横向平移装置3上的锤击装置4；

所述升降装置1包括立柱11，立柱11的一端固定安装在底板16上，立柱11的另一端固定安装有顶板12，底板16上还固定安装有底座15，底座15与顶板12之间转动安装有竖向丝杠13，竖向丝杠13远离底座15的一端上固定安装有第一手摇转盘14；

所述立柱11上滑动套接有滑块17，滑块17的一端套接在竖向丝杠13上，且滑块17与竖向丝杠13之间通过螺纹结构配合，工作时，通过转动第一手摇转盘14能够驱动滑块17在立柱11上往复运动，以达到调节位置的效果；

在本发明的一个实施例中，所述底板16的四个边上都设置有条形槽，安装时通过螺栓将底板16安装在工作平台上；

在本发明的另一个实施例中，所述滑块17套接在立柱11上的部分为非闭合结构，且滑块17的非闭合部分上安装有锁紧螺栓18以及与锁紧螺栓18对应的螺孔，工作时，通过拧紧锁紧螺栓18能够将滑块17锁紧固定在立柱11上；

所述转盘方向调节装置2包括固定内盘21、旋转盘22、定位销23与轴承24，所述固定内盘21的一面固定安装在滑块17上，固定内盘21的另一面上转动安装有旋转盘22，旋转盘22远离固定内盘21的一面上固定安装有滑轨板31；

在本发明的一个实施例中，所述固定内盘21远离滑块17的一面沿转轴设置有转动短轴211，旋转盘22上沿旋转轴设置有贯穿圆孔，转动短轴211上固定套接有轴承24，轴承24的外圈与旋转盘22的贯穿圆孔内壁固定连接，从而实现固定内盘21与旋转盘22的转动安装；

在本发明的另一个实施例中，所述固定内盘21与旋转盘22通过定位销23进行定位，实现固定内盘21与旋转盘22之间的相对定位；

所述横向平移装置3包括滑轨板31，滑轨板31的一端固定安装有丝杠支撑块32，滑轨板31上还滑动安装有滑动块33，滑动块33套接在横向丝杠34上，且横向丝杠34的一端转动安装在丝杠支撑块32上，横向丝杠34的一端上固定安装有第二手摇转盘35，所述滑动块33固定连接有U形板36，U形板36滑动安装在滑轨板31上；

工作时，通过转动第二手摇转盘35能够驱动滑动块33在滑轨板31上往复滑动，进而驱动U形板36在滑轨板31上往复滑动，实现锤击装置4在横向上的位置调节；

所述锤击装置4包括曲柄41、连杆42、摇杆43、柄套44、压缩弹簧45、联轴器46、减速器47与伺服电机48；

所述摇杆43为T形杆；

所述曲柄41的一端转动安装在滑轨板31上，曲柄41的另一端转动连接有连杆42的一端，连杆42的另一端转动连接有摇杆43的一个端点，摇杆43的另一个端点转动安装在滑轨板31上，摇杆43的第三个端点与柄套44的一端铰接，柄套44的另一端通过压缩弹簧45与摇杆43连接；

所述柄套44的一端固定连接有力锤49；

所述曲柄41与滑轨板31转动连接的一端通过联轴器46与减速器47连接，减速器47与伺服电机48连接；

工作时，通过伺服电机驱动曲柄41转动，带动曲柄41旋转即可完成周期敲击，通过调节伺服电机48的转速即可调节力锤49的锤击频率，曲柄41旋转一周，力锤49的锤头来回摆动一次；

所述力锤49安装在柄套44上，力锤49的锤头中安装有可以检测锤击力的传感器，可以实时检测锤击力大小，力锤49中包含动态石英传感器元件，用于传递可测量的力脉冲，可测量的力脉冲包括振幅和频率含量，以激励被测机械结构。

力锤49可实现0-500N的锤击力，且最大锤击力可达2500N，其工作温度范围为-20℃～70℃，由加速度计和FFT分析仪测量的响应信号提供结构的传递函数，利用FFT分析仪，可以根据锤击产生的力脉冲和加速度计测量的响应信号来确定结构的传递函数。

力锤49包含一个石英测量单元和内置的压电管低阻抗电子元件，电池的电压模式运行，保证稳定的信号传输对环境影响不敏感，有多种单通道或多通道耦合器可供选择，为力锤和加速度计提供电源和信号处理，以应变片产生的电压得出锤击力，其灵敏度为10mV/N，输出电压范围是-5V～5V，偏压为11VDC。

所述底板16上1固定安装有电气柜5，电器柜5内设置有对信息进行处理的上位机；

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 (6)

1.一种周期脉冲多向冲击试验装置，其特征在于，包括升降装置(1)，固定安装在升降装置(1)上的转盘方向调节装置(2)；

所述转盘方向调节装置(2)包括固定内盘(21)、旋转盘(22)、定位销(23)与轴承(24)，所述固定内盘(21)的一面固定安装在滑块(17)上，固定内盘(21)的另一面上转动安装有旋转盘(22)，旋转盘(22)远离固定内盘(21)的一面上固定安装有滑轨板(31)；

滑轨板(31)上安装有横向平移装置(3)，横向平移装置(3)上安装有锤击装置(4)；

横向平移装置(3)能够调节锤击装置(4)在水平方向上的位置；所述锤击装置(4)包括曲柄(41)、连杆(42)、摇杆(43)、柄套(44)、压缩弹簧(45)、联轴器(46)、减速器(47)与伺服电机(48)；

所述摇杆(43)为T形杆；

所述曲柄(41)的一端转动安装在滑轨板(31)上，曲柄(41)的另一端转动连接有连杆(42)的一端，连杆(42)的另一端转动连接有摇杆(43)的一个端点，摇杆(43)的另一个端点转动安装在滑轨板(31)上，摇杆(43)的第三个端点与柄套(44)的一端铰接，柄套(44)的另一端通过压缩弹簧(45)与摇杆(43)连接；

所述柄套(44)的一端固定连接有力锤(49)；

所述曲柄(41)与滑轨板(31)转动连接的一端通过联轴器(46)与减速器(47)连接，减速器(47)与伺服电机(48)连接；

力锤(49)的锤头中安装有能够实时检测锤击力的传感器，力锤(49)中还包含动态石英传感器元件，用于传递可测量的力脉冲，可测量的力脉冲包括振幅和频率含量。

2.根据权利要求1所述的一种周期脉冲多向冲击试验装置，其特征在于，所述升降装置(1)包括立柱(11)，立柱(11)的一端固定安装在底板(16)上，立柱(11)的另一端固定安装有顶板(12)，底板(16)上还固定安装有底座(15)，底座(15)与顶板(12)之间转动安装有竖向丝杠(13)，竖向丝杠(13)远离底座(15)的一端上固定安装有第一手摇转盘(14)；

所述立柱(11)上滑动套接有滑块(17)，滑块(17)的一端套接在竖向丝杠(13)上，且滑块(17)与竖向丝杠(13)之间通过螺纹结构配合。

3.根据权利要求2所述的一种周期脉冲多向冲击试验装置，其特征在于，所述滑块(17)套接在立柱(11)上的部分为非闭合结构，且滑块(17)的非闭合部分上安装有锁紧螺栓(18)以及与锁紧螺栓(18)对应的螺孔，通过拧紧锁紧螺栓(18)能够将滑块(17)锁紧固定在立柱(11)上。

4.根据权利要求1所述的一种周期脉冲多向冲击试验装置，其特征在于，所述固定内盘(21)远离滑块(17)的一面沿转轴设置有转动短轴(211)，旋转盘(22)上沿旋转轴设置有贯穿圆孔，转动短轴(211)上固定套接有轴承(24)，轴承(24)的外圈与旋转盘(22)的贯穿圆孔内壁固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种周期脉冲多向冲击试验装置，其特征在于，所述固定内盘(21)与旋转盘(22)通过定位销(23)进行定位。

6.根据权利要求1所述的一种周期脉冲多向冲击试验装置，其特征在于，所述横向平移装置(3)包括滑轨板(31)，滑轨板(31)的一端固定安装有丝杠支撑块(32)，滑轨板(31)上还滑动安装有滑动块(33)，滑动块(33)套接在横向丝杠(34)上，且横向丝杠(34)的一端转动安装在丝杠支撑块(32)上，横向丝杠(34)的一端上固定安装有第二手摇转盘(35)，所述滑动块(33)固定连接有U形板(36)，U形板(36)滑动安装在滑轨板(31)上。

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