CN113959736B - 一种煤矿井下车辆rops驾驶室检测试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明属于矿山运输装备安全检测技术领域，具体涉及一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测试验台。本发明包括主体框架、T型槽平台、多向加载装置、ROPS变形量测试装置和控制系统；主体框架的上侧、前侧以及后侧的中央均连接有能够横向和竖向移动的移动装置Ⅰ，主体框架左侧角和右侧角均连接有能够竖向移动的移动装置Ⅱ，移动装置Ⅰ和移动装置Ⅱ上的加载装置能够±20°俯仰与摆动位姿角度调节；ROPS变形量测试装置固定在驾驶室座椅安装处，ROPS变形量测试装置的挠曲极限量DLV模型的顶部以及前后左右均安装有感知部件，实现对驾驶室结构侵入DLV空间的自动感知。本发明满足目前多种型号煤矿井下车辆驾驶室结构的全方位的强度检测要求，测试准确性高、效率高。
Description
技术领域
本发明属于矿山运输装备安全检测技术领域，具体涉及一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测试验台。
背景技术
工程车辆由于工作环境恶劣常发生侧翻事故，对驾乘人员人身安全造成威胁，因此需要在车里驾驶室安装翻滚保护结构(ROPS)在事故时对驾乘人员提供保护，而煤矿井下车辆ROPS通常是驾驶室骨架，作为驾驶室的一部分。因此其驾驶室强度需要进行严苛的检测，以保证其在翻车事故中对驾乘人员有足够的保障能力。
目前工程车辆驾驶室强度的检测方式主要是针对地面土方车辆进行制定的，通过对驾驶室侧向、垂向和纵向三个方向进行加载测试，判断其是否满足强度要求。
但是，煤矿井下工作环境与地面差异较大，井下车辆工作环境能见度较低、空间狭窄且巷道弯道较多，除了应对侧翻风险外，在车辆过弯时驾驶室前部双侧角立柱极易与巷道岩壁发生碰撞，导致前立柱侵入驾驶室安全生存空间，因此煤矿井下车辆驾驶室双侧角立柱的强度也需要纳入检测的范围之内；同时井下车辆型号众多，驾驶室结构复杂多样，难以实现统一检测试验，因此需要发明一种可以对多型号煤矿井下车辆驾驶室进行多方向加载测试的试验台。
发明内容
本发明要解决上述问题，提供了能够对多种型号煤矿井下车辆驾驶室进行侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角全方位的强度加载测试一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测试验台。
本发明采用如下的技术方案实现：一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测试验台，包括主体框架、T型槽平台、多向加载装置、ROPS变形量测试装置和控制系统；
所述主体框架的上侧、前侧以及左侧的中央均连接有能够横向和竖向移动的移动装置Ⅰ，主体框架左侧角和右侧角均连接有能够竖向移动的移动装置Ⅱ，移动装置Ⅰ和移动装置Ⅱ上均连接有可伸缩的加载装置，加载装置能够±20°俯仰与摆动位姿角度调节，加载装置与控制系统电性连接，控制系统控制加载装置进行角度和位置校准，对驾驶室进行不同方向的加载测试；
所述ROPS变形量测试装置固定在驾驶室座椅安装处，ROPS变形量测试装置包括挠曲极限量DLV模型，挠曲极限量DLV模型的顶部以及前后左右均安装有感知部件，感知部件与控制系统电性连接，实现对驾驶室结构侵入DLV空间的自动感知。
进一步的，所述移动装置Ⅰ包括滑块Ⅰ、滑块Ⅱ和支撑座Ⅰ；
滑块Ⅰ的背面固定在主体框架上，滑块Ⅰ的正面设有两条竖向的导轨；
滑块Ⅱ的背面设有两条竖向的滑槽，滑槽与滑块Ⅰ的导轨构成移动副，滑块Ⅱ的正面设有两条横向的导轨；
所述支撑座Ⅰ的背面设有两条横向的滑槽，滑槽与滑块Ⅱ的导轨构成移动副，滑块Ⅱ的底部以及支撑座Ⅰ左侧铰接有移动液压缸。
进一步的，所述移动装置Ⅱ包括滑块和支撑座Ⅱ，滑块的背面固定在主体框架上，滑块正面设有两条竖向的轨道，支撑座Ⅱ的背面设有两条滑槽，滑槽与轨道构成移动副；支撑座Ⅱ的底部也铰接有移动液压缸。
进一步的，所述加载装置包括加载液压缸，加载液压缸的一端设有液压球窝支撑，液压球窝支撑与支撑座Ⅰ以及支撑座Ⅱ均构成球面副，加载液压缸与支撑座Ⅰ以及支撑座Ⅱ之间连接有上下两个斜拉弹簧，加载液压缸的另一端连接有载荷分配器。
进一步的，所述载荷分配器与加载液压缸通过承窝内螺纹连接。
进一步的，所述感知部件包括变形接触开关和变形接触板；
变形接触开关与挠曲极限量DLV模型连接，变形接触板连接在变形接触开关上。
进一步的，所述挠曲极限量DLV模型与变形接触开关以及变形接触开关与变形接触板均通过胶接的方式固定连接。
进一步的，所述主体框架包括四根立柱，立柱的顶部连接有相互垂直的横梁和移动横梁，主体框架的左侧和后侧均连接有外伸梁，外伸梁固定在立柱上。
进一步的，所述主体框架的底部连接有底板，底板通过螺栓固定在地面上。
进一步的，所述横梁、移动横梁以及外伸梁均采用折弦箱式梁。
本发明相比现有技术的有益效果：
1.本发明测试方便快捷，能够重复利用；
2.本发明通过移动装置与液压球窝支撑相结合的加载装置结构设计，对煤矿井下车辆驾驶室侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角方向进行全方位强度加载测试；
3.本申请通过控制系统对加载装置的位置进行精准的校正，从而测试准确，并且全程采用控制系统控制，测试效率高；
由此可见本该试验台可以满足目前多种型号煤矿井下车辆驾驶室结构的全方位的强度检测要求，解决了背景技术中井下防爆井下车辆驾驶室强度检测的难题，具有检测车型丰富、加载方向灵活可调、加载力范围大的优点。
附图说明
图1：本发明结构示意图；
图2：加载装置结构示意图；
图3：加载装置结构剖面示意图；
图4：驾驶室变形测量装置示意图；
图中：1.1-移动横梁，1.2-横梁，1.3-左侧角加载装置，1.4-侧向加载装置，1.5-外伸梁，1.6-T型槽平台，1.7-立柱，1.8-右侧角加载装置，1.9-纵向加载装置，1.10-垂向加载装置；
2.1-滑块Ⅰ，2.2-滑块Ⅱ，2.3-液压球窝支撑，2.4-移动液压缸，2.5-支撑座Ⅰ，2.6-斜拉弹簧，2.7-加载液压缸，2.8-载荷分配器；
3.1-挠曲极限量DLV模型，3.2-变形接触开关，3.3-变形接触板；
4-加载装置；
5-移动装置Ⅱ，5.1-滑块，5.2-支撑座Ⅱ；
6-移动装置Ⅰ。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
参照图1至图4，本发明提供一种技术方案：一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测试验台，包括主体框架、T型槽平台1.6、多向加载装置、ROPS变形量测试装置和控制系统；
所述主体框架的上侧、前侧以及左侧的中央均连接有能够横向和竖向移动的移动装置Ⅰ6，主体框架左侧角和右侧角均连接有能够竖向移动的移动装置Ⅱ5，移动装置Ⅰ6和移动装置Ⅱ5上均连接有可伸缩的加载装置4，加载装置4能够±20°俯仰与摆动位姿角度调节，加载装置4与控制系统电性连接，控制系统控制加载装置4进行角度和位置校准，对驾驶室进行不同方向的加载测试；
所述ROPS变形量测试装置固定在驾驶室座椅安装处，ROPS变形量测试装置包括挠曲极限量DLV模型3.1，挠曲极限量DLV模型3.1的顶部以及前后左右均安装有感知部件，感知部件与控制系统电性连接，实现对驾驶室结构侵入DLV空间的自动感知。
所述移动装置Ⅰ6包括滑块Ⅰ2.1、滑块Ⅱ2.2和支撑座Ⅰ2.5；
滑块Ⅰ2.1的背面固定在主体框架上，滑块Ⅰ2.1的正面设有两条竖向的导轨；
滑块Ⅱ2.2的背面设有两条竖向的滑槽，滑槽与滑块Ⅰ2.1的导轨构成移动副，滑块Ⅱ2.2的正面设有两条横向的导轨；
所述支撑座Ⅰ2.5的背面设有两条横向的滑槽，滑槽与滑块Ⅱ2.2的导轨构成移动副，滑块Ⅱ2.2的底部以及支撑座Ⅰ2.5左侧铰接有移动液压缸2.4，用于驱动横向和竖向的移动，使加载装置4在平面内的自由移动，实现对不同型号尺寸驾驶室的加载功能。
所述移动装置Ⅱ5包括滑块5.1和支撑座Ⅱ5.2，滑块5.1的背面固定在主体框架上，滑块5.1正面设有两条竖向的轨道，支撑座Ⅱ5.2的背面设有两条滑槽，滑槽与轨道构成移动副；支撑座Ⅱ5.2的底部也铰接有移动液压缸2.4，用于驱动竖向的移动。
通过移动液压缸2.4调节加载装置在平面位置，液压球窝支撑2.3可以实现加载油缸±20°俯仰与摆动位姿角度调节。
所述加载装置4包括加载液压缸2.7，加载液压缸2.7的一端设有液压球窝支撑2.3(液压球窝支撑2.3采用高强度硬质合金制成)，液压球窝支撑2.3与支撑座Ⅰ2.5以及支撑座Ⅱ5.2均构成球面副，加载液压缸2.7与支撑座Ⅰ2.5以及支撑座Ⅱ5.2之间连接有上下两个斜拉弹簧2.6，实现加载液压缸2.7的角度调节，加载液压缸2.7的另一端连接有载荷分配器2.8，载荷分配器2.8防止加载时出现局部穿透；
加载装置4包括垂向加载装置1.10、纵向加载装置1.9、侧向加载装置1.4、左侧角加载装置1.3和右侧角加载装置1.8，从而对侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角进行不同方向的加载；加载装置4固定在移动横梁1.1或外伸梁1.5上。
所述载荷分配器2.8与加载液压缸2.7通过承窝内螺纹连接。
所述感知部件包括变形接触开关3.2和变形接触板3.3；
变形接触开关3.2与挠曲极限量DLV模型3.1连接，变形接触板3.3连接在变形接触开关3.2上。
所述挠曲极限量DLV模型3.1与变形接触开关3.2以及变形接触开关3.2与变形接触板3.3均通过胶接的方式固定连接，挠曲极限量DLV模型3.1的尺寸满足国标GB/T17772中对于工程车辆驾驶室挠曲极限量(DLV)模型的要求。
所述主体框架包括四根立柱1.7，立柱1.7的顶部连接有相互垂直的横梁1.2和移动横梁1.1，主体框架的左侧和后侧均连接有外伸梁1.5，外伸梁1.5固定在立柱1.7上；垂直载荷由横梁1.2和移动横梁1.1来承受，水平载荷由外伸梁1.5来承受。
所述主体框架的底部连接有底板，底板通过螺栓固定在地面上，实现水平方向上加载力封闭。
所述横梁1.2、移动横梁1.1以及外伸梁1.5均采用折弦箱式梁。
本发明的实施过程：
在加载试验之前，将被测井下车辆驾驶室固定在试验台T型槽平台1.6上，拆除驾驶室内座椅，将驾驶室变形测量装置固定于驾驶室内部座椅连接处；根据被测驾驶室结构通过控制系统驱动移动液压缸2.4，使得各向的加载装置移动至加载位置区域，并且调整各向加载装置的加载液压缸球窝摆动、俯仰角度，从而调节校准各向的加载位置；控制电磁阀给侧向加载液压缸进行供液，当加载液压缸活塞杆上的压力传感器测试到与载荷分配器承窝接触时开始加载，当加载力和能量满足要求后，加载液压缸收回，完成一个方向的加载测试；当开始加载后驾驶室变形过大侵入驾驶室安全空间后，如果触动变形接触开关3.2，则视为不合格，同时加载装置自动停止工作。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测试验台，其特征在于：包括主体框架、T型槽平台(1.6)、多向加载装置、ROPS变形量测试装置和控制系统；
所述主体框架的上侧、前侧以及左侧的中央均连接有能够横向和竖向移动的移动装置Ⅰ(6)，主体框架左侧角和右侧角均连接有能够竖向移动的移动装置Ⅱ(5)，移动装置Ⅰ(6)和移动装置Ⅱ(5)上均连接有可伸缩的加载装置(4)；加载装置(4)分为垂向加载装置(1.10)、纵向加载装置(1.9)、侧向加载装置(1.4)、左侧角加载装置(1.3)和右侧角加载装置(1.8)，从而对侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角进行不同方向的加载；加载装置(4)能够±20°俯仰与摆动位姿角度调节，加载装置(4)与控制系统电性连接，控制系统控制加载装置(4)进行角度和位置校准，对驾驶室进行不同方向的加载测试；
移动装置Ⅰ(6)包括滑块Ⅰ(2.1)、滑块Ⅱ(2.2)和支撑座Ⅰ(2.5)；
滑块Ⅰ(2.1)的背面固定在主体框架上，滑块Ⅰ(2.1)的正面设有两条竖向的导轨；
滑块Ⅱ(2.2)的背面设有两条竖向的滑槽，滑槽与滑块Ⅰ(2.1)的导轨构成移动副，滑块Ⅱ(2.2)的正面设有两条横向的导轨；
所述支撑座Ⅰ(2.5)的背面设有两条横向的滑槽，滑槽与滑块Ⅱ(2.2)的导轨构成移动副，滑块Ⅱ(2.2)的底部以及支撑座Ⅰ(2.5)左侧铰接有移动液压缸(2.4)；
移动装置Ⅱ(5)包括滑块(5.1)和支撑座Ⅱ(5.2)，滑块(5.1)的背面固定在主体框架上，滑块(5.1)正面设有两条竖向的轨道，支撑座Ⅱ(5.2)的背面设有两条滑槽，滑槽与轨道构成移动副；支撑座Ⅱ(5.2)的底部也铰接有移动液压缸(2.4)；
加载装置(4)包括加载液压缸(2.7)，加载液压缸(2.7)的一端设有液压球窝支撑(2.3)，液压球窝支撑(2.3)与支撑座Ⅰ(2.5)以及支撑座Ⅱ(5.2)均构成球面副，加载液压缸(2.7)与支撑座Ⅰ(2.5)以及支撑座Ⅱ(5.2)之间连接有上下两个斜拉弹簧(2.6)，加载液压缸(2.7)的另一端连接有载荷分配器(2.8)；
所述ROPS变形量测试装置固定在驾驶室座椅安装处，ROPS变形量测试装置包括挠曲极限量DLV模型(3.1)，挠曲极限量DLV模型(3.1)的顶部以及前后左右均安装有感知部件，感知部件与控制系统电性连接，实现对驾驶室结构侵入DLV空间的自动感知。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测试验台，其特征在于：所述载荷分配器(2.8)与加载液压缸(2.7)通过承窝内螺纹连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测试验台，其特征在于：所述感知部件包括变形接触开关(3.2)和变形接触板(3.3)；
变形接触开关(3.2)与挠曲极限量DLV模型(3.1)连接，变形接触板(3.3)连接在变形接触开关(3.2)上。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测试验台，其特征在于：所述挠曲极限量DLV模型(3.1)与变形接触开关(3.2)以及变形接触开关(3.2)与变形接触板(3.3)均通过胶接的方式固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测试验台，其特征在于：所述主体框架包括四根立柱(1.7)，立柱(1.7)的顶部连接有相互垂直的横梁(1.2)和移动横梁(1.1)，主体框架的左侧和后侧均连接有外伸梁(1.5)，外伸梁(1.5)固定在立柱(1.7)上。
6.根据权利要求5所述的一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测试验台，其特征在于：所述主体框架的底部连接有底板，底板通过螺栓固定在地面上。
7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测试验台，其特征在于：所述横梁(1.2)、移动横梁(1.1)以及外伸梁(1.5)均采用折弦箱式梁。
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