CN113899632A - 一种防护手套耐冲击能量吸收试验机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防护手套检测技术领域，具体涉及一种防护手套耐冲击能量吸收试验机。所述试验机包括机架、冲击装置、上下移动机构、能量测试装置和捕捉装置。其中机架，包括底板、侧板、背板、和立板；所述立板相对背板沿X轴方向移动；所述侧板相对底板沿Y轴方向移动；上下移动机构相对所述立板沿Z轴方向移动；冲击装置包括冲头和设置在所述冲头上部的电磁吸盘；能量测试装置，包括设置在所述底板上部的试验夹具板和设置在所述试验夹具板上的试样下模；捕捉装置包括可做开闭动作的捕捉器和用于控制所述捕捉器动作的控制组件。本发明能够防止冲头的二次冲击，增加了测试的准确性和机器的安全性；可实现X、Y、Z轴移动，自动化程度高。

Description

一种防护手套耐冲击能量吸收试验机

技术领域

本发明涉及劳动防冲击用品检测技术领域，具体涉及一种防护手套耐冲击能量吸收试验机。

背景技术

塑胶、陶瓷、亚克力、玻璃、镜片、五金等产品的耐冲击强度测试一般采用冲头冲击试验机。冲头冲击试验机将测试产品放在试验台面上，将规定重量的冲头从规定跌落高度上自由跌落在产品上，对产品进行冲击，然后检查产品外观及各方面性能。以此验证测试产品的性能是否符合有关国际和国家安全标准规定。

但实际使用中，冲头自由下落对试品进行冲击后，会给冲头一个反作用力，冲头发生跳动，会对测试产品造成二次冲击，导致测试数据不准确，从而影响整体的测试结果。而且冲头的总重量较重，冲头发生跳动，对于机器和操作者来说存在一定的安全隐患。

目前的耐冲击强度试验机，大多数是简单的Z轴方向的上下移动，不能同时实现X、Y、Z轴的移动，试验机的自动化程度不高，使用不方便，导致检测效率低，不利于实际生产检测时使用。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明实施例提供了一种防护手套耐冲击能量吸收试验机，可实现X、Y、Z轴方向移动，自动化程度高，当冲头冲击试样后由捕捉装置进行捕捉，防止试样受到二次冲击，影响检测结果及操作的安全性。

本发明实施例的技术方案为：

本发明实施例提供了一种防护手套耐冲击能量吸收试验机，包括：

机架，包括底板、设置在底板两侧的侧板、设置在所述侧板之间的背板、设置在所述背板上的立板；所述立板可相对于背板沿X轴方向移动；所述侧板可相对于底板沿Y轴方向移动；

上下移动机构，设置在所述立板上；所述上下移动机构可相对于所述立板沿Z轴方向移动；

冲击装置，与所述上下移动装置连接，所述冲击装置包括冲头和设置在所述冲头上部的电磁吸盘；

能量测试装置，包括设置在所述底板上部的试验夹具板和设置在所述试验夹具板上的试样下模；

捕捉装置，设置于所述冲击装置和所述能量检测装置之间，用于捕捉所述冲头，所述捕捉装置包括可做开闭动作的捕捉器和用于控制所述捕捉器动作的控制组件。

进一步的，所述底板两侧设置有外凸的滑轨，所述侧板上设置有与所述滑轨配合使用的内凹的滑道；所述背板上设置有两条平行的外凸的滑轨，所述立板上设置有与所述背板上的滑轨配合使用的内凹的滑道；所述立板上设置有两条平行的外凸的滑轨，所述上下移动机构设置有与所述立板上的滑轨配合使用的内凹的滑道。

进一步的，所述防护手套耐冲击能量吸收试验机还包括：

Y轴驱动组件，设置在所述底板上，驱动所述侧板和背板相对于底板前后移动；所述Y轴驱动组件包括与所述侧板连接的第三丝杆和用于带动所述第三丝杆前后移动的Y轴移动电机，所述Y轴移动电机设置在所述底板的底部；

X轴驱动组件，设置在所述背板上，驱动所述立板相对于所述背板左右移动；所述X轴驱动组件包括与所述立板连接的第二丝杆和用于带动所述第二丝杆左右移动的X轴移动电机，所述X轴移动电机设置在所述背板上；

Z轴驱动组件，设置在所述立板上，驱动所述上下移动装置相对于所述立板上下移动；所述Z轴驱动组件包括与所述上下连接机构连接的第一丝杆和带动所述第一丝杆上下移动的Z轴移动电机，所述Z轴移动电机设置在所述立板上部。

进一步的，所述冲头分为圆柱形冲头和球形冲头，所述试样下模分为圆曲率φ100模具和平放手模；所述圆柱形冲头与圆曲率φ100模具配套使用，所述球形冲头与平放手模配套使用。

进一步的，所述冲击装置还包括用于调整冲头位置的冲头调整装置，所述冲头调整装置与电磁吸盘连接，所述冲头调整装置与冲头的接触面为锥形面，所述锥形面的截面角度为75°。

进一步的，所述能量测试装置还包括与设置在所述试验夹具板下部的冲击力检测传感器，所述冲击力检测传感器与所述试样下模电连接。

进一步的，所述捕捉器由第一捕捉器和第二捕捉器拼接而成，两者结构相同、截面成L形且对称分布；当捕捉器闭合时，整体呈上部开口大于下部开口的圆柱形结构。

进一步的，所述控制组件包括用于使捕捉器开合的快速气缸和用于控制所述快速气缸运动的电磁阀，所述电磁阀与所述快速气缸连接，所述快速气缸设置在所述捕捉器的两侧，所述快速气缸固定在气缸支架上，所述气缸支架连接在所述立板两侧。

进一步的，所述防护手套耐冲击能量吸收试验机还包括控制器，所述控制器与所述X轴移动电机、所述Y轴移动电机、所述Z轴移动电机、所述冲击力检测传感器、所述电磁阀电连接，所述控制器还连接着显示器，将检测数据传输到显示器上。

进一步的，所述冲击装置与所述上下移动装置通过一连接杆连接。

本发明实施例至少达到以下有益效果：

1、在冲击装置和能量检测装置之间设置捕捉装置，冲头自由下落对试品进行冲击后，捕捉装置将冲头捕捉，防止冲头对测试产品造成二次冲击，解决了现有技术中的冲头二次冲击试样的问题，增加了测试数据的准确性和试验机使用的安全性。

2、通过移动电机控制X、Y、Z轴方向上的自动移动，试验机的自动化程度高，使用方便，提高了检测效率，适用于实际生产检测，尤其是大批量检测。

3、试验机具有测试数据准确、操作简便、开放式测试试验报告等特点；试验机连接显示器和打印机，具有试验数据保存、试验报告保存、打印功能。

附图说明

图1是本发明实施例一的整体结构立体示意图。

图2是图1的主视示意图。

图3是图2的侧视示意图。

图4是图1的剖视图。

图5是实施例一的冲击装置的结构示意图。

图6是本发明实施例二的整体结构立体示意图。

图7是图4的主视示意图。

图8是图5的侧视示意图。

图9是实施例二的冲击装置的结构示意图。

图中，100、机架；110、底板；120、侧板；130、背板；140、立板；150、滑轨；160、滑道；200、上下移动机构；300、Z轴驱动组件；310、Z轴移动电机；320、第一丝杆；330、控制编码器；400、X轴驱动组件；410、X轴移动电机；420、第二丝杆；500、Y轴驱动组件；510、Y轴移动电机；520、第三丝杆；600、冲击装置；610、冲头；611、圆柱形冲头；612、球形冲头；620、电磁吸盘；630、连接杆；640、冲头调整装置；700、能量测试装置；710、试验夹具板；720、试样下模；721、圆曲率φ100模具；722、平放手模；730、冲击力检测传感器；800、捕捉装置；810、捕捉器；811、第一捕捉器；812、第二捕捉器；820、控制组件；821、快速气缸；822、电磁阀；823、气缸支架。

具体实施方式

为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

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做出创造性劳动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。

本发明的一种防护手套耐冲击能量吸收试验机适用于橡胶垫板、垫片、防护手套及其它用于防冲击用品的材料进行冲击能量吸收试验，用于验证测试产品的性能是否符合有关国家和国际安全标准规定。

实施例一

实施例一公开的防护手套耐冲击能量吸收试验机，符合GB24541《手部防护机械危害防护手套》标准内容中的抗冲击手套性能试验方法。

如图1～5所示，本发明提供了一种防护手套耐冲击能量吸收试验机，包括：机架100、冲击装置600、上下移动机构200、能量测试装置700和捕捉装置800。

机架100，包括底板110、设置在底板110两侧的侧板120、设置在所述侧板120之间的背板130、设置在所述背板130上的立板140；所述立板140可相对于背板130沿X轴方向移动；所述侧板120可相对于底板110沿Y轴方向移动；

底板110的底部设有四个支撑腿，四个支撑腿上均设有螺纹柱，底板对应的位置设置螺纹孔，支撑腿的高度可调节。另外，在底板110的四个支撑腿的底部安装有隔振垫，以减弱检测过程中因设备运转而产生的振动对检测结果的影响。底板110上安装有用于放置待测试样的能量测试装置700。

在该实施例中，所述底板110两侧设置有外凸的滑轨150，两个滑轨150对称设置，所述侧板120上设置有与所述滑轨150配合使用的内凹的滑道160；两个侧板120之间螺栓连接有一背板130，所述背板130上设置有两条平行的外凸的滑轨150，所述立板140的背面设置有与所述背板130上的滑轨150配合使用的内凹的滑道160，所述立板140可相对于所述背板130沿X轴方向滑动；

所述立板140的前面设置有两条平行的外凸的滑轨150，所述上下移动机构200设置有与所述立板140上的滑轨150配合使用的内凹的滑道160，所述上下移动机构200可相对于立板140沿Z轴方向滑动。

在该实施例中，滑轨150、滑道160通过内六角螺栓安装在机架100上。当然，滑轨和滑道配合的移动方式并不限于此，也可以用类似的方案替代，并不影响实现本发明的目的。

冲击装置600包括圆柱形冲头611、设置在所述冲头610上部的电磁吸盘620和设置在电磁吸盘下部的冲头调整装置，所述冲头调整装置与冲头的接触面设置为锥形面。所述电磁吸盘620的顶端与连接杆630的底端连接，所述连接杆630的顶端与所述上下连接机构连接。按照GB24541要求，圆柱型冲头610的底平面直径为80。

在该具体实施例中，上下移动机构200前面螺栓连接有向外突起的凸台，凸台上设置有一上下贯穿的孔，孔内紧配合安装一连接杆630，连接杆630的底端安装一电磁吸盘620，电磁吸盘下部螺栓固定一冲头调整装置，所述冲头调整装置与冲头的接触面设置为截面为75度的锥形面，所述冲头调整装置的内高限定为工作状态下始终保持冲头与电磁吸盘的底部的间隙为0.5mm左右，该冲头装置的结构能够保证冲头在电磁吸盘内自动找正，确保冲头的位置，进而保证测试的精度。电磁吸盘620通电，电磁吸盘620吸住一圆柱形冲头611；电磁吸盘620不通电，电磁吸盘620无法吸附圆柱形冲头611，圆柱形冲头611落到能量测试装置700上。

能量测试装置700包括设置在所述底板110上的试验夹具板710、试验夹具、设置在所述试验夹具板710上部的试样下模720和设置在所述试验夹具板710下部的冲击力检测传感器730，所述冲击力检测传感器730与所述试样下模720电连接。具体来说，试验夹具板710为带有内凹的若干条平行的T形槽的平板，试验夹具一端通过螺栓夹紧而夹住试样下模720，所述螺栓安装在T形槽内，试样下模720为圆曲率φ100模具721，检测前需提前裁剪出防护手套的需检测部分贴于试样下模720上。试验夹具截面为L形。圆柱形冲头611做自由落体运动，落到贴有试样的试样下模720上，从而进行试样检测。

上下移动机构200连接有一Z轴驱动组件300，所述Z轴驱动组件300设置在所述立板140上，驱动所述上下移动装置相对于所述立板140上下移动。Z轴驱动组件300包括与所述上下连接机构连接的第一丝杆320和带动所述第一丝杆320上下移动的Z轴移动电机310，所述Z轴移动电机310通过螺栓固定连接在所述立板140上部。

在该具体实施例中，上下移动机构200的后面还设置有向外突起的凸台，凸台上设置有一上下贯穿带有内螺纹的孔，孔内间隙连接第一丝杆320，第一丝杆320的上端同轴连接Z轴移动电机的输出轴，Z轴移动电机的顶端固定连接控制编码器330，所述Z轴移动电机带动第一丝杆320转动，第一丝杆间隙配合丝杠螺母，丝杠螺母通过螺栓固定在立板上，第一丝杆320带动上下移动机构200沿立板140自动上下移动。优选的，控制编码器330用光栅编码器。

底板110的底部连接有一Y轴驱动组件500，所述Y轴驱动组件500驱动所述侧板120和背板130相对于底板110前后移动。Y轴驱动组件500，包括与所述侧板120连接的第三丝杆520和用于带动所述第三丝杆520前后移动的Y轴移动电机510，所述Y轴移动电机510通过螺栓固定连接在所述底板110的底部，Y轴移动电机510的输出轴同轴固定第三丝杆520，所述第三丝杆520间隙配合丝杆螺母，所述丝杆螺母通过螺栓固定连接底板，所述第三丝杆520的另一端固定连接控制编码器330。优选的，控制编码器330用光栅编码器。

背板130的后面连接有一X轴驱动组件400，所述X轴驱动组件400驱动所述立板140相对于所述背板130左右移动。X轴驱动组件400，包括与所述立板140连接的第二丝杆420和用于带动所述第二丝杆420左右移动的X轴移动电机410，所述X轴移动电机410通过螺栓固定连接在所述背板130上，X轴移动电机410的输出轴同轴固定第二丝杆420的一端，第二丝杆420间隙配合丝杠螺母，第二丝杆420的另一端连接有用于控制位移的控制编码器330。优选的，控制编码器330用光栅编码器。该具体实施例中，丝杠螺母为3个，分别设置在第二丝杆420的两端和中间，两端的丝杆螺母通过螺栓固定在背板130的背面，中间的丝杠螺母通过螺栓固定在立板140上。

防止圆柱形冲头611对能量测试装置700进行二次冲击，在所述冲击装置600和所述能量检测装置之间设置捕捉装置800，用于捕捉所述圆柱形冲头611。所述捕捉装置800包括可做开闭动作的捕捉器810和用于控制所述捕捉器810动作的控制组件820。

具体来说，捕捉器810由第一捕捉器811和第二捕捉器812拼接而成，两者结构相同、截面成L形且对称分布。当捕捉器810闭合时，整体呈上部开口大于下部开口的圆柱形结构。第一捕捉器811和第二捕捉器812的内径大于圆柱形冲头611的底面直径。

所述控制组件820包括用于使捕捉器810开合的快速气缸821，数量为两个，位于捕捉器810的两侧；还包括用于控制所述快速气缸821运动的电磁阀822，数量为两个，位于快速气缸821的上部。同侧的电磁阀822与快速气缸821连接，两个快速气缸821分别与第一捕捉器811和第二捕捉器812连接，快速气缸821固定在气缸支架823上，所述气缸支架823固定连接在所述立板140两侧。左右两侧的电磁阀822通电，控制左右两侧的快速气缸821同时推出，快速气缸821带动第一捕捉器811和第二捕捉器812运动，第一捕捉器811和第二捕捉器812合拢，捕捉冲头610，冲头610落到捕捉器810内，防止冲头610对试样的二次冲击，从而影响测试的准确率。根据圆柱形冲头611的重量和试样的反弹高度，带入到自由落体公式中来计算快速气缸821推出的速度，从而保证冲头610第一次冲击完成后，能通过捕捉器810捕捉到冲头610，避免冲头610的二次冲击。

所述防护手套耐冲击能量吸收试验机还包括控制器，所述控制器与所述X轴移动电机410、所述Y轴移动电机510、所述Z轴移动电机310、所述冲击力检测传感器730、所述电磁阀822电连接，所述控制器还连接着显示器，将检测数据传输到显示器上，显示器连接打印机，可将数据打印出来。

实施例二

实施例一公开的防护手套耐冲击能量吸收试验机，符合ANSI/ISEA138-2019《美国国家抗冲击手套性能和分类标准》标准内容中抗冲击手套性能试验方法。

如图6～9所示，本发明提供了一种防护手套耐冲击能量吸收试验机，与实施例一在结构上的区别是冲头610为球形冲头612，其中按照ANSI/ISEA138-2019要求，球形冲头612为直径80的钢球冲头610，试样下模720为平放手模722，手模套上待测试的防护手套，其余结构相同，不在重复叙述。

本发明实施例的工作原理：

点击显示器上的“试验准备”功能，控制器控制冲头610自动移动到第一个设定位置，设备停止移动后，将冲头610放在电磁吸盘620下，点击“电磁铁通电”功能，电磁铁通电使电磁吸盘620吸住冲头610。点击“试验开始”功能，电磁铁断电释放冲头610，冲头610通过自由落体运动砸到试样上，此时左右两侧电磁阀822通电，电磁阀822控制快速气缸821推出，快速气缸821带动第一捕捉器811和第二捕捉器812合拢，捕捉住冲头610，防止冲头610的二次冲击。曲线上自动显示冲击力数据，测量结果显示冲击力的测量峰值，及试样吸收值。一次冲击结束后，X轴移动电机410、Y轴移动电机510自动移动到下一个冲击点，Z轴自动下降，下降到一定位置后，冲头610自动在电磁吸盘620下的冲头调整装置640上找正，电磁吸盘620通电，将冲头610吸住，两侧电磁阀822断电，快速气缸821复位，Z轴移动电机310工作，带动冲头610上升，直至到达设定位置(Z轴试验位置)进行下一次冲击，直至完成整个试验。

本发明实施例的主要技术参数如下：

(1)试验势能范围：2焦耳(J)—10焦耳(J)；

(2)试验势能测量精度：1‰；

(3)冲头有效移动范围：100-500mm；

(4)移动检测精度：0.1mm；

(5)冲头重量：2.5kg±2g；

(6)冲击点数设定：1-12个设定点；

(7)冲击力传感器：0-20KN动态力值传感器；

(8)动态力值传感器感应频率：100KHz；

(9)冲击力检测范围：0-25KN；

(10)采集速率：200KHz。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防护手套耐冲击能量吸收试验机，其特征在于，包括：

机架(100)，包括底板(110)、设置在底板(110)两侧的侧板(120)、设置在所述侧板(120)之间的背板(130)、设置在所述背板(130)上的立板(140)；所述立板(140)可相对于背板(130)沿X轴方向移动；所述侧板(120)可相对于底板(110)沿Y轴方向移动；

上下移动机构(200)，设置在所述立板(140)上；所述上下移动机构(200)可相对于所述立板(140)沿Z轴方向移动；

冲击装置(600)，与所述上下移动装置连接，所述冲击装置(600)包括冲头(610)和设置在所述冲头(610)上部的电磁吸盘(620)；

能量测试装置(700)，包括设置在所述底板(110)上部的试验夹具板(710)和设置在所述试验夹具板(710)上的试样下模(720)；

捕捉装置(800)，设置于所述冲击装置(600)和所述能量检测装置之间，用于捕捉所述冲头(610)，所述捕捉装置(800)包括可做开闭动作的捕捉器(810)和用于控制所述捕捉器(810)动作的控制组件(820)。

2.根据权利要求1所述的一种防护手套耐冲击能量吸收试验机，其特征在于，所述底板(110)两侧设置有外凸的滑轨(150)，所述侧板(120)上设置有与所述滑轨(150)配合使用的内凹的滑道(160)；所述背板(130)上设置有两条平行的外凸的滑轨(150)，所述立板(140)上设置有与所述背板(130)上的滑轨(150)配合使用的内凹的滑道(160)；所述立板(140)上设置有两条平行的外凸的滑轨(150)，所述上下移动机构(200)设置有与所述立板(140)上的滑轨(150)配合使用的内凹的滑道(160)。

3.根据权利要求1所述的一种防护手套耐冲击能量吸收试验机，其特征在于，还包括：

Y轴驱动组件(500)，设置在所述底板(110)上，驱动所述侧板(120)和背板(130)相对于底板(110)前后移动；所述Y轴驱动组件(500)包括与所述侧板(120)连接的第三丝杆(520)和用于带动所述第三丝杆(520)前后移动的Y轴移动电机(510)，所述Y轴移动电机(510)设置在所述底板(110)的底部；

X轴驱动组件(400)，设置在所述背板(130)上，驱动所述立板(140)相对于所述背板(130)左右移动；所述X轴驱动组件(400)包括与所述立板(140)连接的第二丝杆(420)和用于带动所述第二丝杆(420)左右移动的X轴移动电机(410)，所述X轴移动电机(410)设置在所述背板(130)上；

Z轴驱动组件(300)，设置在所述立板(140)上，驱动所述上下移动装置相对于所述立板(140)上下移动；所述Z轴驱动组件(300)包括与所述上下连接机构连接的第一丝杆(320)和带动所述第一丝杆(320)上下移动的Z轴移动电机(310)，所述Z轴移动电机(310)设置在所述立板(140)上部。

4.根据权利要求1所述的一种防护手套耐冲击能量吸收试验机，其特征在于，所述冲头(610)分为圆柱形冲头(611)和球形冲头(612)，所述试样下模(720)分为圆曲率φ100模具(721)和平放手模(722)；所述圆柱形冲头(611)与圆曲率φ100模具(721)配套使用，所述球形冲头(612)与平放手模(722)配套使用。

5.根据权利要求4所述的一种防护手套耐冲击能量吸收试验机，其特征在于，所述冲击装置还包括用于调整冲头(610)位置的冲头调整装置(640)，所述冲头调整装置(640)与所述电磁吸盘(620)连接，所述冲头调整装置(640)与冲头(610)的接触面为锥形面，所述锥形面的截面角度为75°。

6.根据权利要求1所述的一种防护手套耐冲击能量吸收试验机，其特征在于，所述能量测试装置(700)还包括与设置在所述试验夹具板(710)下部的冲击力检测传感器(730)，所述冲击力检测传感器(730)与所述试样下模(720)电连接。

7.根据权利要求1所述的一种防护手套耐冲击能量吸收试验机，其特征在于，所述捕捉器(810)由第一捕捉器(811)和第二捕捉器(812)拼接而成，两者结构相同、截面成L形且对称分布；当捕捉器(810)闭合时，整体呈上部开口大于下部开口的圆柱形结构。

8.根据权利要求1所述的一种防护手套耐冲击能量吸收试验机，其特征在于，所述控制组件(820)包括用于使捕捉器(810)开合的快速气缸(821)和用于控制所述快速气缸(821)运动的电磁阀(822)，所述电磁阀(822)与所述快速气缸(821)连接，所述快速气缸(821)设置在所述捕捉器(810)的两侧，所述快速气缸(821)固定在气缸支架(823)上，所述气缸支架(823)连接在所述立板(140)两侧。

9.根据权利要求3所述的一种防护手套耐冲击能量吸收试验机，其特征在于，所述防护手套耐冲击能量吸收试验机还包括控制器，所述控制器与所述X轴移动电机(410)、所述Y轴移动电机(510)、所述Z轴移动电机(310)、所述冲击力检测传感器(730)、所述电磁阀(822)电连接，所述控制器还连接着显示器，将检测数据传输到显示器上。

10.根据权利要求1所述的一种防护手套耐冲击能量吸收试验机，其特征在于，所述冲击装置(600)与所述上下移动装置通过一连接杆(630)连接。

Images