CN113933183A - 一种方舱壁板撞击试验模块化工装及试验方法 - Google Patents

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崔化刚
罗端华
潘庭发
王世秒
黄斌
王维望
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Abstract

本发明公开了一种方舱壁板撞击试验模块化工装及试验方法，包括动力模块和支撑检测模块；动力模块设有用于控制撞击试验中的钢棒垂直运动的电动绞盘、安装在电动绞盘电机尾部的绝对值编码器和用于安装电动绞盘的绞盘安装梁；支撑检测模块设有支架和用于识别钢棒撞击反弹瞬间的分别安装在支架两侧底端的光电传感器发射端和光电传感器接收端。本发明通过电动绞盘和光电传感器的组合控制可以解决采用人工牵引、释放伸缩来实现φ75钢棒撞击壁板的试验过程中存在劳动强度大，稍不留神就有可能二次撞击壁板，影响试验的公平性、准确性及撞击工装支架笨重，转移、装配繁琐等问题。

Description

一种方舱壁板撞击试验模块化工装及试验方法
技术领域
本发明涉及到方舱技术领域，特别涉及到一种方舱壁板撞击试验模块化工装及试验方法。
背景技术
根据GJB2093A-2012军用方舱通用试验方法撞击试验时，需对方舱外表面以及底板的上表面760mm高的位置将φ75mm 31Kg钢棒自由落体撞击壁板，检验壁板抗撞击性能，由于撞击试验需在舱内、舱外开展，且方舱的舱门通过尺寸一般为1700mm×800mm。
现有撞击试验通常采用人工牵引、释放绳索来实现φ75钢棒撞击壁板，钢棒撞击壁板后会上弹，此时需要依靠人力拉住绳索将钢棒往上运动，以防止钢棒二次撞击壁板，因此采用人工牵引、释放伸缩来实现φ75钢棒撞击壁板的试验过程中存在劳动强度大，稍不留神就有可能二次撞击壁板，影响试验的公平性、准确性，撞击工装支架笨重，转移、装配繁琐等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：人工牵引、释放伸缩来实现φ75钢棒撞击壁板的撞击试验过程中存在劳动强度大，稍不留神就有可能二次撞击壁板，影响试验的公平性、准确性，撞击工装支架笨重，转移、装配繁琐等问题。
本发明解决其技术问题所采用的的技术方案是：一种方舱壁板撞击试验模块化工装及试验方法，包括动力模块和支撑检测模块；动力模块设有用于控制撞击试验中的钢棒垂直运动的电动绞盘、安装在电动绞盘电机尾部的绝对值编码器和用于安装电动绞盘的绞盘安装梁；支撑检测模块设有支架和用于识别钢棒撞击反弹瞬间的分别安装在支架两侧底端的光电传感器发射端和光电传感器接收端。其中本发明所设置的电动绞盘替代人力牵引，减轻操作者劳动强度，本发明所设置的光电传感器替代人眼识别钢棒撞击反弹的瞬间，提供试验的一致性、准确度，防止壁板二次撞击。
进一步的，支撑监测模块中的支架为“A”型支架，其目的在于根据三角形稳定性原理所设置，进而保证试验过程的稳定性。
进一步的，还包括横梁模块，横梁模块中设有支架横梁和定滑轮组件，支架横梁与“A”型支架顶端通过螺栓连接，定滑轮组件螺栓与支架横梁底面通过螺栓连接，其目的在于方便模块拆卸与安装。
进一步的，还包括执行撞击模块，执行撞击模块中设有钢棒、吊环和绳索，钢棒的规格为φ75mm31Kg，钢棒朝下的一端为球面，朝上的一端为平面，平面中心处钻有螺纹孔。
进一步的，还包括控制模块，控制模块设有配电箱、PLC和线缆，配电箱安装在所述“A”型支架一侧上，PLC安装在配电箱内，线缆连接所述绝对值编码器和PLC。
进一步的，吊环设有螺栓，并通过螺栓与钢棒平面处的螺孔螺纹连接。
进一步的，绳索一端固定在电动绞盘上，另一端穿过定滑轮组件并与安装在钢棒平面上的吊环捆绑连接。
进一步的，电动绞盘与绞盘安装梁通过螺钉连接。
一种方舱壁板撞击试验模块化工装的试验方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤：安装方舱壁板撞击试验模块化工装后，启动电动绞盘，绞盘牵引绳索带动钢棒向上运动，钢棒距方舱壁板760mm高度时绞盘停止运动并锁止；
（1）启动释放绳索程序，电动绞盘按松开绳索的方向转动，绳索的线速度大于钢棒自由落体的速度；
（2）钢棒下落时撞击壁板后，光电传感器检测到钢棒，钢棒回弹时，光电传感器给PLC发信号，PLC控制电动绞盘提升；
（3）绝对值编码器记录数值；
（4）依此类推，记录完所有试验数据后，将各个模块化工装拆除、整理和回收。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
（1）本发明所设置的电动绞盘替代人力牵引，节省操作者力气，减轻操作者劳动强度，降低操作者的人身风险，保证测试过程安全平稳进行。
（2）本发明所设置的编码器及光电传感器双重检测手段确保精准识别钢棒回弹位置，替代人眼识别钢棒撞击反弹的瞬间，提供试验的一致性、准确度，防止钢板二次撞击壁板。
附图说明
图1为实施例1中一种撞击试验模块化工装的结构示意图；
图2为实施例1中一种撞击试验模块化工装的钢棒预备撞击试验的初始高度位置示意图；
上述附图标记：1,“A”型支架；2，支架横梁；3，定滑轮组件；4，钢棒；5，电动绞盘；6，绞盘安装梁；7，光电传感器发射端；8，光电传感器接收端；9，配电箱；10，绳索；11，吊环；12，绝对值编码器,；13，线缆。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明，但这些具体实施方案不以任何方式限制本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示，一种方舱壁板撞击试验模块化工装，包括动力模块和支撑检测模块；动力模块设有用于控制撞击试验中的钢棒4垂直运动的电动绞盘5、安装在电动绞盘5电机尾部的绝对值编码器12和用于安装电动绞盘5的绞盘安装梁6；支撑检测模块设有支架和用于识别钢棒4撞击反弹瞬间的分别安装在支架两侧底端的光电传感器发射端7和光电传感器接收端8。其中本发明所设置的电动绞盘5替代人力牵引，减轻操作者劳动强度，本发明所设置的光电传感器替代人眼识别钢棒撞击反弹的瞬间，提供试验的一致性、准确度，防止壁板二次撞击。
在本实施例中，支撑监测模块中的支架为“A”型支架1，其目的在于根据三角形稳定性原理所设置，进而保证试验过程的稳定性。
在本实施例中，还包括横梁模块，横梁模块中设有支架横梁2和定滑轮组件3，支架横梁2与“A”型支架1顶端通过螺栓连接，定滑轮组件3与支架横梁2底面通过螺栓连接，其目的在于方便模块拆卸与安装。
在本实施例中，还包括执行撞击模块，执行撞击模块中设有钢棒4、吊环11和绳索10，钢棒4的规格为φ75mm31Kg，钢棒4朝下的一端为球面，朝上的一端为平面，平面中心处钻有螺纹孔。
在本实施例中，还包括控制模块，控制模块设有配电箱9、PLC和线缆13，配电箱9安装在所述“A”型支架1一侧上，PLC安装在配电箱9内，线缆13连接所述绝对值编码12和PLC。
在本实施例中，吊环11设有螺栓，并通过螺栓与钢棒4平面处的螺孔螺纹连接。
在本实施例中，绳索10一端固定在电动绞盘5上，另一端穿过定滑轮组件3并与安装在钢棒4平面上的吊环11捆绑连接。
一种方舱壁板撞击试验模块化工装的试验方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤：
（1）安装方舱壁板撞击试验模块化工装后，启动电动绞盘5，电动绞盘5牵引绳索10带动钢棒4向上运动，钢棒4距方舱壁板760mm高度时电动绞盘5停止运动并锁止；
（2）启动释放绳索10程序，电动绞盘5按松开绳索10的方向转动，绳索10的线速度大于钢棒4自由落体的速度；
（3）钢棒4下落时撞击壁板后，光电传感器检测到钢棒4，钢棒4回弹时，光电传感器给PLC发信号，PLC控制电动绞盘5提升；
（4）绝对值编码器12记录数值；
（5）依此类推，记录完所有试验数据后，将各个模块化工装拆除、整理和回收。
在本实施例中，该发明的工作方法为：
首先将试验工装中的各个模块组合安装，然后启动电动绞盘5，电动绞盘5牵引绳索10带动钢棒4向上运动，到图2所示H值为760mm时电动绞盘5停止运动并锁止，操作人员启动配电箱9上的按钮，此时电动绞盘5（假设电动绞盘5顺时针方向转动为提升、逆时针方向旋转为放松）逆时针方向转动，且绳索10的线速度大于钢棒4自由落体的速度，可忽略绳索10对钢棒4向下运动的影响。由于钢棒7离地距离为760mm，当钢棒4下落时撞击壁板后，光电传感器发射端7和光电传感器接收端8检测到钢棒4，钢棒4回弹时，光电传感器给PLC发信号，PLC控制电动绞盘5提升，以避免钢棒4二次撞击壁板。
本发明的有益效果是：
（1）本发明所设置的电动绞盘替代人力牵引，节省操作者力气，减轻操作者劳动强度，降低操作者的人身风险，保证测试过程安全平稳进行。
（2）本发明所设置的光电传感器替代人眼识别钢棒撞击反弹的瞬间，提供试验的一致性、准确度，有效防止壁板二次撞击。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

Claims (9)

1.一种方舱壁板撞击试验模块化工装，包括动力模块和支撑检测模块，其特征在于：
动力模块设有用于控制撞击试验中的钢棒垂直运动的电动绞盘、安装在电动绞盘电机尾部的绝对值编码器和用于安装电动绞盘的绞盘安装梁；
支撑检测模块设有支架和用于识别钢棒撞击反弹瞬间的分别安装在支架两侧底端的光电传感器发射端和光电传感器接收端。
2.根据权利要求1所述一种方舱壁板撞击试验模块化工装，其特征在于，所述支撑监测模块中的支架为“A”型支架。
3.根据权利要求2所述一种方舱壁板撞击试验模块化工装，其特征在于，还包括横梁模块，横梁模块中设有支架横梁和定滑轮组件，支架横梁与“A”型支架顶端通过螺栓连接，定滑轮组件螺栓与支架横梁底面通过螺栓连接。
4.根据权利要求3所述一种方舱壁板撞击试验模块化工装，其特征在于，还包括执行撞击模块，执行撞击模块中设有钢棒、吊环和绳索，钢棒的规格为φ75mm31Kg，钢棒朝下的一端为球面，朝上的一端为平面，平面中心处钻有螺纹孔。
5.根据权利要求4所述一种方舱壁板撞击试验模块化工装，其特征在于，还包括控制模块，控制模块设有配电箱、PLC和线缆，配电箱安装在所述“A”型支架一侧上，PLC安装在配电箱内，线缆连接所述绝对值编码器和PLC。
6.根据权利要求4所述一种方舱壁板撞击试验模块化工装，其特征在于，所述吊环设有螺栓，并通过螺栓与钢棒平面处的螺孔螺纹连接。
7.根据权利要求4所述一种方舱壁板撞击试验模块化工装，其特征在于，所述绳索一端固定在电动绞盘上，另一端穿过定滑轮组件并与安装在钢棒平面上的吊环捆绑连接。
8.根据权利要求1所述一种方舱壁板撞击试验模块化工装，其特征在于，所述电动绞盘与绞盘安装梁通过螺钉连接。
9.一种方舱壁板撞击试验模块化工装的试验方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤：
安装方舱壁板撞击试验模块化工装后，启动电动绞盘，绞盘牵引绳索带动钢棒向上运动，钢棒距方舱壁板760mm高度时绞盘停止运动并锁止；
启动释放绳索程序，电动绞盘按松开绳索的方向转动，绳索的线速度大于钢棒自由落体的速度；
钢棒下落时撞击壁板后，光电传感器检测到钢棒，钢棒回弹时，光电传感器给PLC发信号，PLC控制电动绞盘提升；
绝对值编码器记录数值；
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