CN114002055B - 一种可调高度水平冲击试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调高度水平冲击测试装置，为了解决室验室测试不能真实展现实际现场岩板的冲击情况，冲击值误差大，存在一定安全隐患的问题，本发明通过下方设有升降架将水平冲击装置提高到需要测试的岩板位置，再利用岩板上固定岩点和机架前端的支腿固定，水平冲击装置的重锤通过电磁铁吸在机架顶部，电磁铁释放重锤对要检测的岩板进行水平冲击测试，本发明一种可调高度水平冲击测试装置，实现了试验装置的系统化和自动化控制，操作方便安全，适用范围广，简单安全，可避免现场操作失误伤到工作人员。

Description

一种可调高度水平冲击试验装置

技术领域

本发明属于冲击试验测试设备领域，具体涉及一种可调节高度的水平冲击试验装置。

背景技术

目前针对水平冲击试验，市场主要以实验室测试为主，现场岩板很多，高低不一，目前在现场测量水平冲击完全是手工去做，用细绳将重锤连接后拉起至水平位置后自由落下对要测试的岩板进行水平冲击,一方面如果现场要测试高位的岩板，人员就要搭梯子到一定高度才能将重锤拉平，这对于检测人员的自身安全会有一定隐患。

另外重锤另一端的固定也需要人员去固定，在岩壁高位上人员本身就不稳定，再来固定重锤细绳也会不稳，这样对水平冲击的结果的准确性就有所影响。还有就是用细绳连接重锤时，从水平位置释放时不能保证细绳是拉直的，而且重锤落下后没有防护，如果重锤一次冲击完后二次倒斜会造成重锤后部金属撞击到测试岩板，从而影响到水平冲击的准确性。

发明内容

本发明一种可调节高度的水平冲击试验装置为了解决室验室测试不能真实展现实际现场岩板的冲击情况，冲击值误差大，存在一定安全隐患的问题。

本发明的技术方案是：一种可调高度水平冲击测试装置，包括升降架、机架支撑装置、重锤装配、重锤挡板装置、绕线回收装置，所述升降架上方设有机架支撑装置，所述机架支撑装置上设有重锤装配、重锤挡板装置、绕线回收装置；

所述升降架包括脚轮、底架、滑槽a、连杆、拉杆、电动推杆、升降平台、立柱座、滑槽b，所述底架上方两侧设有滑槽a，所述底架中部设有电动推杆，所述底架底部四角设有4个脚轮，所述升降平台底部对应底架相应位置设有滑槽b，所述连杆两两中心交叉且两两首尾相连，形成剪式机构，所述剪式机构上部一端固定连接升降平台，另一端连接升降平台底部滑槽b，所述剪式机构下部一端固定固定连接底架，另一端连接底架滑槽a，所述电动推杆连接剪式机构中部，所述底架上设有拉杆，所述升降平台顶部四角设有立柱座；

所述机架支撑装置包括长支撑杆、中间接头、墙面固定座、十字轴右旋接头、左右旋套、十字轴左旋接头、抱瓦十字接头、短支撑杆、抱瓦接头，所述两根长支撑杆通过中间接头连接为连接杆，水平设置两根相互平行的连接杆，两根水平连接杆左侧与中部向下各纵向设有一根连接杆，纵向的四根连接杆底部连接至升降平台顶部四角的立柱座，左侧两根纵向连接杆之间通过抱瓦十字接头连接设有短支撑杆，所述左右旋套一端设有十字轴右旋接头，另一端设有十字轴左旋接头，所述左侧两根纵向的连接杆上端、下端各设有左右旋套，所述左右旋套通过十字轴左旋接头与连接杆连接；

所述重锤装配包含重锤、摆杆、重心调节块、电磁铁吸块，所述摆杆一端设有重心调节块，所述重心调节块下方设有重锤上方设有电磁铁吸块，所述摆杆另一端与短支撑杆中部连接；

重锤挡板装置包含重锤挡板、挡板固定架、挡板固定盖，所述左侧两根纵向的连接杆下端位于对应重锤自然垂下的位置，通过挡板固定架与挡板固定盖设有重锤挡板；

绕线回收装置包含安装底板、防护罩、伺服电机、电机安装座、同步带轮、电磁离合器、轴承座、绕线轴，所述安装底板上通过电机安装座设有伺服电机，所述伺服电机通过同步带轮连接电磁离合器，所述电磁离合器通过轴承座连接绕线轴，所述安装底板上方还设有防护罩，所述绕线轴通过软绳连接重锤，所述安装底板底部对应电磁铁吸块位置设有电磁铁。

所述重锤的材质为不锈钢，重量为22kg。

所述摆杆的材质为钛。

所述升降架的升降范围为0～2m。

所述长支撑杆、中间接头、左右旋套、短支撑杆的材质均为铝合金。

所述脚轮上设有刹车装置。

本发明优点：

本发明将控制系统、升降架、机架支撑装置、重锤装配、重锤挡板装置、绕线回收装置合理有效的联接起来，实现了试验装置的系统化和自动化控制，操作方便安全，可实现现场或实验室测试，适用范围广。

本发明提供一种可调高度的水平冲击试验装置，本试验装置可实现自动化操作，远程控制，测试具有一致性和可重复性。由于采用了可自动升降的平台，使的要测试高位的岩板时不需要人员再上到高梯上操作。

本装置还将重锤固定在机架上，随升降架一起升高，不需要人员爬上高处手工固定，重锤也是采用电磁铁吸合在机架水平位置，不用人员手动拉平，重锤连接线也采用的是钛杆，不会出现细绳拉不直的情况。另外重锤落下后还有重锤挡板装置进行防护，防止了重锤侧斜后部金属部分撞击到测试岩板。

本装置测试是自动控制的，每次测试的结果和执行的内容的一致性是可以得到保障的，测试是通过伺服电机驱动回收装置将冲击后释放下的重锤自动回收到顶部，再通过顶部的电磁铁吸合，方便下次冲击时自动释放，从而达到测试的重复可靠性，且每次测试都是现场连接好后人员退出现场5米外才进行远程监控操作，简单安全，可避免现场操作失误伤到工作人员。

附图说明

图1是本发明整体机构图。

图2是本发明重锤下落示意图。

图3是本发明升降架的轴测图。

图4是本发明机架支撑装置的轴测图。

图5是本发明重锤装配的轴测图。

图6是本发明重锤挡板装置的轴测图。

图7是本发明绕线回收装置的轴测图。

图8是本发明绕线回收装置内部的轴测图。

图9是本发明机架支撑装置的拆解装图。

附图标记说明：脚轮-1、底架-2、滑槽a-3、连杆-4、拉杆-5、电动推杆-6、升降平台-7、立柱座-8，长支撑杆-9、中间接头-10、墙面固定座-11、十字轴右旋接头-12、左右旋套-13、十字轴左旋接头-14、抱瓦十字接头-15、短支撑杆-16、抱瓦接头-17，重锤-18、摆杆-19、重心调节块-20、电磁铁吸块-21，重锤挡板-22、挡板固定架-23、挡板固定盖-24，安装底板-25、防护罩-26、伺服电机-27、电机安装座-28、同步带轮-29、电磁离合器-30、轴承座-31、绕线轴-32、滑槽b-33、软绳-34、电磁铁-35。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细描述。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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。

以下结合附图对本发明技术方案进行详细说明。

如图1～图9所示：一种可调高度水平冲击测试装置，包括升降架、机架支撑装置、重锤装配、重锤挡板装置、绕线回收装置，所述升降架上方设有机架支撑装置，所述机架支撑装置上设有重锤装配、重锤挡板装置、绕线回收装置；

所述升降架包括脚轮1、底架2、滑槽a3、连杆4、拉杆5、电动推杆6、升降平台7、立柱座8、滑槽b33，所述底架2上方两侧设有滑槽a3，所述底架2中部设有电动推杆6，所述底架2底部四角设有4个脚轮1，所述升降平台7底部对应底架2相应位置设有滑槽b33，所述连杆4两两中心交叉且两两首尾相连，形成剪式机构，所述剪式机构上部一端固定连接升降平台7，另一端连接升降平台7底部滑槽b26，所述剪式机构下部一端固定固定连接底架2，另一端连接底架2滑槽a3，所述电动推杆6连接剪式机构中部，所述底架2上设有拉杆5，所述升降平台7顶部四角设有立柱座8；

所述机架支撑装置包括长支撑杆9、中间接头10、墙面固定座11、十字轴右旋接头12、左右旋套13、十字轴左旋接头14、抱瓦十字接头15、短支撑杆16、抱瓦接头17，所述两根长支撑杆9通过中间接头10连接为连接杆，水平设置两根相互平行的连接杆，两根水平连接杆左侧与中部向下各纵向设有一根连接杆，纵向的四根连接杆底部连接至升降平台7顶部四角的立柱座8，左侧两根纵向连接杆之间通过抱瓦十字接头15连接设有短支撑杆16，所述左右旋套13一端设有十字轴右旋接头12，另一端设有十字轴左旋接头14，所述左侧两根纵向的连接杆上端、下端各设有左右旋套13，所述左右旋套13通过十字轴左旋接头14与连接杆连接；

所述重锤装配包含重锤18、摆杆19、重心调节块20、电磁铁吸块21，所述摆杆19一端设有重心调节块20，所述重心调节块20下方设有重锤18上方设有电磁铁吸块21，所述摆杆19另一端与短支撑杆16中部连接；

重锤挡板装置包含重锤挡板22、挡板固定架23、挡板固定盖24，所述左侧两根纵向的连接杆下端位于对应重锤18自然垂下的位置，通过挡板固定架23与挡板固定盖24设有重锤挡板22；

绕线回收装置包含安装底板25、防护罩26、伺服电机27、电机安装座28、同步带轮29、电磁离合器30、轴承座31、绕线轴32，所述安装底板25上通过电机安装座28设有伺服电机27，所述伺服电机27通过同步带轮29连接电磁离合器30，所述电磁离合器30通过轴承座31连接绕线轴32，所述安装底板25上方还设有防护罩26，所述绕线轴32通过软绳34连接重锤18，所述安装底板25底部对应电磁铁吸块21位置设有电磁铁35。

所述重锤18的材质为不锈钢，重量为22kg。

所述摆杆19的材质为钛。

所述升降架的升降范围为0～2m。

所述长支撑杆9、中间接头10、左右旋套13、短支撑杆16的材质均为铝合金。

所述脚轮1上设有刹车装置。

升降架由按钮控制底架2上的电动推杆6，利用剪式机构使升降平台7垂直升降，当全部收起后可用拉杆5拖动到想要移动的位置，平台升起到想要的高度后松开按钮并按下脚轮1上的刹车装置将平台位置固定。

通过调整重心调节块20位置使钛材摆杆19固定在重锤18的重心位置，重锤18再通过顶部电磁铁吸块21和电磁铁35吸合，同时绕线回收装置中绕线轴32上绕有能提起重锤18的软绳34，软绳34一边固定在绕线轴32上，另一边通过绕线回收装置的安装底板25下面的开孔连接在重锤18后端的吊环螺钉上。当电磁离合器30闭合时就可以由伺服电机27带动绕线轴32回转，用软绳34将重锤18收起到顶部的初始位置，这时电磁铁35会将重锤18吸合在初始位置。当电磁铁35吸合后就可以使电磁离合器30脱开，这样下次电磁铁35释放重锤18再次进行冲击时绕线轴32是自由状态，不会对重锤18下落产生阻力。

重锤挡板装置防止重锤18冲击完后倒下对测试点进行二次冲击。

所述机架支撑装置的长支撑杆9、中间接头10、墙面固定座11、十字轴右旋接头12、左右旋套13、十字轴左旋接头14、抱瓦十字接头15、短支撑杆16、抱瓦接头17都是可拆卸的，方便携带组装。

使用时1、开机前检查：检查机架支撑装置是否在工作位置上固定好，也就是将墙面固定座11通过螺栓找较近的岩点固定，位置长短通过旋转左右旋套13来调节，检查设备电缆接头是否插入，供电电源是否正常，然后启动电源；

2、电源启动，通过外设的控制面板上点击进入控制系统；

3、检查重锤18所在位置，如果重锤18在顶部被电磁铁35吸合，通过控制系统，按下按键将电磁离合器30脱开，使绕线轴32处于自由状态；如果重锤18在底部，就按下电机按键，伺服电机27回转通过同步带轮29带动电磁离合器30回转，电磁离合器30必须是吸合状态，这时，电磁离合器30会带动绕线轴32通过软绳34将重锤18提起致顶部被电磁铁35吸合；

4、点击开始试验按钮，电磁铁35松开，重锤18下落如图2，对测试点进行水平冲击试验；通过摄像头进行实时监控，观察岩板在测试过程中的冲击变形情况；

5、完成实验后，退出系统，关闭电源，先松开机架支撑装置和测试点的连接，再将升降架降下；

6、最后拆解机架支撑装置，如图9分别放置在拉杆箱内方便运输。

本试验的目的是在岩板正常使用条件下，实现垂直于岩板表面的冲击，主要是通过22Kg重锤18来模拟攀岩过程中人员掉落时对岩板的冲击会不会使岩板损坏，从而对攀岩人员造成二次伤害，填补了国内现场测试装置的空白。

本发明一种可调高度水平冲击测试装置将控制系统、升降架、机架支撑装置、重锤装配、重锤挡板装置、绕线回收装置合理有效的联接起来，实现了试验装置的系统化和自动化控制，操作方便安全，可实现现场或实验室测试，适用范围广。

Claims (6)

1.一种可调高度水平冲击测试装置，包括升降架、机架支撑装置、重锤装配、重锤挡板装置、绕线回收装置，所述升降架上方设有机架支撑装置，所述机架支撑装置上设有重锤装配、重锤挡板装置、绕线回收装置；其特征在于：

所述升降架包括脚轮(1)、底架(2)、滑槽a(3)、连杆(4)、拉杆(5)、电动推杆(6)、升降平台(7)、立柱座(8)、滑槽b(33)，所述底架(2)上方两侧设有滑槽a(3)，所述底架(2)中部设有电动推杆(6)，所述底架(2)底部四角设有4个脚轮(1)，所述升降平台(7)底部对应底架(2)相应位置设有滑槽b(33)，所述连杆(4)两两中心交叉且两两首尾相连，形成剪式机构，所述剪式机构上部一端固定连接升降平台(7)，另一端连接升降平台(7)底部滑槽b(26)，所述剪式机构下部一端固定固定连接底架(2)，另一端连接底架(2)滑槽a(3)，所述电动推杆(6)连接剪式机构中部，所述底架(2)上设有拉杆(5)，所述升降平台(7)顶部四角设有立柱座(8)；

所述机架支撑装置包括长支撑杆(9)、中间接头(10)、墙面固定座(11)、十字轴右旋接头(12)、左右旋套(13)、十字轴左旋接头(14)、抱瓦十字接头(15)、短支撑杆(16)、抱瓦接头(17)，所述两根长支撑杆(9)通过中间接头(10)连接为连接杆，水平设置两根相互平行的连接杆，两根水平连接杆左侧与中部向下各纵向设有一根连接杆，纵向的四根连接杆底部连接至升降平台(7)顶部四角的立柱座(8)，左侧两根纵向连接杆之间通过抱瓦十字接头(15)连接设有短支撑杆(16)，所述左右旋套(13)一端设有十字轴右旋接头(12)，另一端设有十字轴左旋接头(14)，所述左侧两根纵向的连接杆上端、下端各设有左右旋套(13)，所述左右旋套(13)通过十字轴左旋接头(14)与连接杆连接；

所述重锤装配包含重锤(18)、摆杆(19)、重心调节块(20)、电磁铁吸块(21)，所述摆杆(19)一端设有重心调节块(20)，所述重心调节块(20)下方设有重锤(18)上方设有电磁铁吸块(21)，所述摆杆(19)另一端与短支撑杆(16)中部连接；

重锤挡板装置包含重锤挡板(22)、挡板固定架(23)、挡板固定盖(24)，所述左侧两根纵向的连接杆下端位于对应重锤(18)自然垂下的位置，通过挡板固定架(23)与挡板固定盖(24)设有重锤挡板(22)；

绕线回收装置包含安装底板(25)、防护罩(26)、伺服电机(27)、电机安装座(28)、同步带轮(29)、电磁离合器(30)、轴承座(31)、绕线轴(32)，所述安装底板(25)上通过电机安装座(28)设有伺服电机(27)，所述伺服电机(27)通过同步带轮(29)连接电磁离合器(30)，所述电磁离合器(30)通过轴承座(31)连接绕线轴(32)，所述安装底板(25)上方还设有防护罩(26)，所述绕线轴(32)通过软绳(34)连接重锤(18),所述安装底板(25)底部对应电磁铁吸块(21)位置设有电磁铁(35)。

2.如权利要求1所述的一种可调高度水平冲击测试装置，其特征在于：所述重锤(18)的材质为不锈钢，重量为22kg。

3.如权利要求1所述的一种可调高度水平冲击测试装置，其特征在于：所述摆杆(19)的材质为钛。

4.如权利要求1所述的一种插入式嵌板阻尼测试装置，其特征在于：所述升降架的升降范围为0～2m。

5.如权利要求1所述的一种插入式嵌板阻尼测试装置，其特征在于：所述长支撑杆(9)、中间接头(10)、左右旋套(13)、短支撑杆(16)的材质均为铝合金。

6.如权利要求1所述的一种插入式嵌板阻尼测试装置，其特征在于：所述脚轮(1)上设有刹车装置。