CN115597812A - 一种落摆锤冲击试验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种落摆锤冲击试验系统及方法，属于动力学特性测试技术领域，包括：第一落锤冲击系统、第二落锤冲击系统、摆锤冲击系统、计算机数字控制系统和数据采集系统，所述计算机数字控制系统分别与第一落锤冲击系统、第二落锤冲击系统、摆锤冲击系统和数据采集系统电性连接，所述第一落锤冲击系统包括底板、第一高度调节组件、第一安装架、下料组件、高度检测仪、测试球和减震组件。本发明通过第一落锤冲击系统、第二落锤冲击系统、摆锤冲击系统、计算机数字控制系统和数据采集系统的配合使用该系统能够对试件多角度地冲击加载，解决了目前冲击加载方法加载角度单一的问题。

Description

一种落摆锤冲击试验系统及方法

技术领域

本发明涉及动力学特性测试技术领域，更具体地说，涉及一种落摆锤冲击试验系统及方法。

背景技术

物体运动，就必须有动力支持，所以，动力是因，运动是果，运动学主要是处理各种运动动力学主要是处理各种使物体运动的力，动力学是理论力学的一个分支学科，它主要研究作用于物体的力与物体运动的关系。动力学的研究对象是运动速度远小于光速的宏观物体。动力学是机械工程与航空工程的基础课程。

落锤仪和摆锤仪可测试包括垂直冲击、水平冲击、定向冲击等。可模拟包括航空航天器、舰船、兵器、车辆、机械、各类运动物体等，以不同能级、不同速度、不同角度、不同接触面积、不同接触时间的冲击、碰撞过程，取得冲击力、应变、冲量、动量的动态变化、以及材料、结构、构件的变形过程特征参数，然而目前落锤仪和摆锤仪均为分体式放置，试件测试空间不能共用造成设备占地面积大，摆锤角度不可调，冲击角度单一，且无法同时对试件进行冲击加载问题。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种落摆锤冲击试验系统及方法，本发明在实现冲击力测试的基础上，还可以根据不同测试的要求进行相应的高度和角度调节，且多冲击数值进行多次记录。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种落摆锤冲击试验系统，包括：第一落锤冲击系统、第二落锤冲击系统、摆锤冲击系统、计算机数字控制系统和数据采集系统，所述计算机数字控制系统分别与第一落锤冲击系统、第二落锤冲击系统、摆锤冲击系统和数据采集系统电性连接，所述第一落锤冲击系统包括底板、第一高度调节组件、第一安装架、下料组件、高度检测仪、测试球和减震组件，所述第二落锤冲击系统包括移动轨、第二高度调节组件、拦截挡板、放物斗、限位槽、第一安装块、复位组件、控制器、电动挡板、第一安装箱、防护网和近红外感应器，所述摆锤冲击系统包括第三安装架、安装轴、第一伺服电机、束线环、连接绳和锁紧环，所述计算机数字控制系统包括控制面板、触摸显示屏、第一控制钮、第二控制钮、控制摇把、扶手和指示灯，所述数据采集系统包括第一压力传感器、第二压力传感器、横向调节组件、第二安装架、第一电动气缸和第三压力传感器，所述第一高度调节组件安装于底板的表面，所述第一压力传感器安装于第一高度调节组件的表面，所述第一压力传感器的表面安装有缓震盒，所述缓震盒的内部设置有非牛顿流体，所述第一安装架设置于第一高度调节组件的表面，所述下料组件安装于第一安装架的表面，所述高度检测仪安装于下料组件两侧的表面，所述测试球设置于高度检测仪的表面，所述减震组件安装于底板底部的两侧，所述第二高度调节组件安装于移动轨的顶部，所述放物斗安装于第二高度调节组件的顶部，所述拦截挡板滑动连接于移动轨的表面，且拦截挡板的一端与放物斗固定连接，所述限位槽开设于移动轨两侧的表面，所述第一安装块安装于移动轨的表面，所述复位组件的表面安装于第一安装块的表面，所述控制器安装于移动轨的内部，所述电动挡板安装于控制器的表面，所述第一安装箱安装于第一安装块相对内侧的表面，所述防护网的一端与第一安装块固定连接，且防护网的另一端与电动挡板固定连接，所述近红外感应器固定安装于第一安装箱一侧的表面，所述第二压力传感器安装于移动轨一侧的表面，所述第二安装架安装于横向调节组件的表面，所述第一电动气缸安装于第二安装架的表面，所述第三压力传感器安装于第一电动气缸输出端的表面，所述第三安装架设置于横向调节组件的一侧，所述安装轴固定连接于第三安装架相对内侧的表面，所述第一伺服电机安装于安装轴的表面，所述束线环固定连接于第一伺服电机输出轴的表面，且束线环的一端转动连接于另一侧所述第三安装架的表面，所述连接绳的一端固定连接于束线环的表面，所述锁紧环固定连接于连接绳另一端的表面，所述锁紧环的表面安装有垂直校对仪，一侧所述第三安装架的表面安装有第五伺服电机，且垂直校对仪的输出轴与安装轴固定连接，另一侧所述第三安装架的表面安装有限位组件。

作为本发明的一种优选方案，所述触摸显示屏安装于控制面板的表面，所述第一控制钮安装于控制面板的表面，所述第二控制钮安装于控制面板的表面，所述控制摇把安装于控制面板的表面，所述扶手安装于控制面板两侧的表面，所述指示灯设置为多个，且多个所述指示灯安装于控制面板的表面。

作为本发明的一种优选方案，所述第一高度调节组件包括第四安装架、第二伺服电机、第一螺纹杆、第一移动块和传动皮带，所述第四安装架安装于底板的表面，所述第二伺服电机安装于第四安装架的表面，且第二伺服电机的输出轴延伸至第四安装架的内部，所述第一螺纹杆转动连接于第四安装架两侧内壁的表面，所述第一移动块安装于第一螺纹杆的表面，且第一安装架与第一移动块固定连接，所述传动皮带设置为两个，且两个所述传动皮带用于第二伺服电机分别与两侧所述第一螺纹杆进行传动。

作为本发明的一种优选方案，所述下料组件包括第五安装架、第二电动气缸、齿板、第一连接板、传动齿轮、半齿盘、下料板和放料槽，所述第五安装架安装于第一安装架的表面，所述第二电动气缸安装于第五安装架的表面，所述齿板安装于第二电动气缸伸长端的表面，所述第一连接板安装于第五安装架且位于齿板两侧的表面，所述传动齿轮转动连接于第一连接板一端的表面，且第一连接板与传动齿轮啮合，所述半齿盘转动连接于第五安装架两侧的表面，且半齿盘与传动齿轮啮合，所述下料板固定连接于半齿盘的表面，所述放料槽开设于下料板的表面。

作为本发明的一种优选方案，所述减震组件包括第一安装板、缓冲弹簧杆、移动轴、第二连接板和减震板，所述缓冲弹簧杆安装于第一安装板内壁的两侧，所述移动轴安装于缓冲弹簧杆伸长端的表面，且移动轴滑动连接于第一安装板的表面，所述第二连接板的一端转动连接于移动轴的表面，所述减震板设置于第二连接板另一端的表面，且第二连接板转动连接于减震板的底部。

作为本发明的一种优选方案，所述第二高度调节组件包括第二安装板、第三安装板、折叠架、第四伺服电机、第二螺纹杆和螺纹环，所述第二安装板安装于移动轨的顶部，所述第三安装板安装于放物斗的底部，所述折叠架设置于第二安装板和第三安装板的内侧，所述第四伺服电机安装于折叠架一侧的表面，所述螺纹环安装于折叠架另一侧的表面，所述第二螺纹杆固定连接于第四伺服电机输出轴的表面，且第二螺纹杆与螺纹环的内环螺纹连接。

作为本发明的一种优选方案，所述复位组件包括第一复位筒、第二复位筒、复位弹簧和复位板，所述第一复位筒安装于第一安装块的表面，所述第二复位筒滑动连接于第一复位筒的内壁，所述复位弹簧设置于第二复位筒的内部，所述复位弹簧的一端与第一复位筒内壁的表面，且复位弹簧的另一端与第二复位筒的内壁固定连接，所述复位板固定连接于复位弹簧的表面。

作为本发明的一种优选方案，所述横向调节组件包括第二安装箱、第三螺纹杆、第三伺服电机、第二移动板和限位柱，所述第二安装箱设置于第三安装架的一侧，所述第三螺纹杆转动连接于第二安装箱内壁的表面，所述第三伺服电机安装于第二安装箱的表面，且第三伺服电机的输出轴与第三螺纹杆固定连接，所述第二移动板螺纹连接于第三螺纹杆的表面，所述第二安装架安装于第二移动板的表面，所述限位柱安装于第二安装箱的内侧并位于第三伺服电机的两侧，且第二移动板滑动连接于限位柱的表面。

作为本发明的一种优选方案，所述限位组件包括第四安装板、限位齿轮、限位块、第三电动气缸、限位板、限位柱、限位滑槽和弹性限位绳，所述第四安装板安装于第三安装架的表面，所述限位齿轮转动连接于第四安装板的内部，且限位齿轮与束线环固定连接，所述限位块滑动连接于第四安装板的内部，所述第三电动气缸安装于第四安装板的表面，且第三电动气缸的伸长端与限位块固定连接，所述限位板设置为多个，且多个所述限位板滑动连接于限位块的内壁，所述限位柱安装于限位块的内部，所述限位滑槽开设于限位板的表面，且限位柱滑动连接于限位滑槽的表面，所述弹性限位绳设置为多个，且多个所述弹性限位绳安装于限位块的表面。

一种落摆锤冲击试验系统，

其特征在于具体如下实施步骤，

第一落锤冲击系统冲击加载方法：

S1，打开计算机数字控制系统和数据采集系统，调试设备并使设备处于正常待机状态；

S2，将制定试件放置于下料组件上，并通过下料组件进行固定；

S3，计算机数字控制系统通过第一高度调节组件将制定试件移动至指定高度H；

S4，点击数据采集系统控制使第一压力传感器进行数据采集；

S5，随后通过计算机数字控制系统启动第二电动气缸使放料槽松开制定试件，此时制定试件下落在缓震盒表面的非牛顿流体内，

S6、此时非牛顿流体将受到的压力吸收并将压力传输给第一压力传感器，冲击的参数，保存数据留待分析，并将数值传输给控制面板进行存储，同时触摸显示屏可以对数值进行观察。

第二落锤冲击系统冲击加载方法：

S1，打开计算机数字控制系统和数据采集系统，调试设备并使设备处于正常待机状态；

S2，将测试球放置于放物斗上，并固定好位置；

S3，计算机数字控制系统通过启动移动轨将测试球提升至指定高度H；

S4，点击数据采集系统进行数据采集；

S5，随后松开测试球此时测试球在重力加速度的作用下下落并进行移动，此时测试球在移动轨表面的槽内进行移动，随后测试球撞击第二压力传感器，此时第二压力传感器便会对冲击的参数，保存数据留待分析；

S6，当测试球第一次穿过一侧近红外感应器时，一侧控制器会将电动挡板收缩，此时电动挡板带动防护网伸长，当测试球撞击第二压力传感器返回经过另一侧近红外感应器时，另一侧控制器会将电动挡板收缩，此时电动挡板带动防护网伸长，此时在两侧防护网的作用下对测试球进行限位。

S1，打开计算机数字控制系统和数据采集系统，调试设备并使设备处于正常待机状态；

S2，将通过第一伺服电机调节连接绳的长度，并使锁紧环处于悬浮状态，随后通过横向调节组件将第二安装架移动至与连接绳相适应的位置，随后使用者使限位组件停止对束线环限位，随后通过第五伺服电机将锁紧环并将其移动至指定高度，此时使用者可以通过垂直校对仪的指示，将制定试件位于锁紧环的上方；

S3，随后松开制定试件，此时制定试件在重力的作用下与锁紧环接触，使其在重力的作用下移动并对第三压力传感器进行撞击；

S4，撞击完成后第三压力传感器会将撞击产生的作用力进行采集。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本发明通过第一落锤冲击系统、第二落锤冲击系统、摆锤冲击系统、计算机数字控制系统和数据采集系统的配合使用该系统能够对试件多角度地冲击加载，解决了目前冲击加载方法加载角度单一的问题；

本发明通过第一高度调节组件的设置，方便对测试球移动至合适的位置，从而更好地适应不同高度的实验要求，同时通过下料组件方便对测试球进行下落，同时通过缓震盒的设置，可以对下落的试件进行收纳，并降低其反弹的概率；

本发明通过第一伺服电机改变连接绳的长度来测试锤最大下降高度，实现对摆锤冲击能量最大限制的改变，通过横向调节组件对第三压力传感器进行相对应的位置移动，从而更好的进行测试；

本发明通过移动轨可以调节试件下落的高度，从而达到对摆锤本体高度调节的目的，从而可达到高度的调节，通过限位槽、第一安装块、复位组件、控制器、电动挡板、第一安装箱和防护网的配合使用，可以对撞击之后的试件进行限位保护，从而降低试件回弹的概率。

附图说明

图1为本发明一种落摆锤冲击试验系统的系统图；

图2为本发明一种落摆锤冲击试验系统的立体图；

图3为本发明一种落摆锤冲击试验系统中局部结构的示意图；

图4为本发明一种落摆锤冲击试验系统中第一高度调节组件的剖视图；

图5为本发明一种落摆锤冲击试验系统中下料组件的示意图；

图6为本发明一种落摆锤冲击试验系统中减震组件的示意图；

图7为本发明一种落摆锤冲击试验系统中第二高度调节组件的示意图；

图8为本发明一种落摆锤冲击试验系统中局部结构的剖视图；

图9为本发明一种落摆锤冲击试验系统中复位组件的剖视图；

图10为本发明一种落摆锤冲击试验系统中横向调节组件的剖视图；

图11为本发明一种落摆锤冲击试验系统中限位组件的爆炸图。

图中标号说明：

1、底板；2、第一高度调节组件；201、第四安装架；202、第二伺服电机；203、第一螺纹杆；204、第一移动块；205、传动皮带；3、第一压力传感器；4、缓震盒；5、第一安装架；6、下料组件；601、第五安装架；602、第二电动气缸；603、齿板；604、第一连接板；605、传动齿轮；606、半齿盘；607、下料板；608、放料槽；7、高度检测仪；8、测试球；9、减震组件；901、第一安装板；902、缓冲弹簧杆；903、移动轴；904、第二连接板；905、减震板；10、移动轨；11、第二高度调节组件；1101、第二安装板；1102、第三安装板；1103、折叠架；1104、第四伺服电机；1105、第二螺纹杆；1106、螺纹环；12、拦截挡板；13、放物斗；14、限位槽；15、第一安装块；16、复位组件；1601、第一复位筒；1602、第二复位筒；1603、复位弹簧；1604、复位板；17、控制器；18、电动挡板；19、第一安装箱；20、防护网；21、近红外感应器；22、第二压力传感器；23、横向调节组件；2301、第二安装箱；2302、第三螺纹杆；2303、第三伺服电机；2304、第二移动板；2305、限位柱；24、第二安装架；25、第一电动气缸；26、第三压力传感器；27、第三安装架；28、安装轴；29、第一伺服电机；30、束线环；31、连接绳；32、锁紧环；33、控制面板；34、触摸显示屏；35、第一控制钮；36、第二控制钮；37、控制摇把；38、扶手；39、指示灯；40、垂直校对仪；41、第五伺服电机；42、限位组件；4201、第四安装板；4202、限位齿轮；4203、限位块；4204、第三电动气缸；4205、限位板；4206、限位柱；4207、限位滑槽；4208、弹性限位绳。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1-11，一种落摆锤冲击试验系统及方法，包括：第一落锤冲击系统、第二落锤冲击系统、摆锤冲击系统、计算机数字控制系统和数据采集系统，计算机数字控制系统分别与第一落锤冲击系统、第二落锤冲击系统、摆锤冲击系统和数据采集系统电性连接，第一落锤冲击系统包括底板1、第一高度调节组件2、第一安装架5、下料组件6、高度检测仪7、测试球8和减震组件9，第二落锤冲击系统包括移动轨10、第二高度调节组件11、拦截挡板12、放物斗13、限位槽14、第一安装块15、复位组件16、控制器17、电动挡板18、第一安装箱19、防护网20和近红外感应器21，摆锤冲击系统包括第三安装架27、安装轴28、第一伺服电机29、束线环30、连接绳31和锁紧环32，计算机数字控制系统包括控制面板33、触摸显示屏34、第一控制钮35、第二控制钮36、控制摇把37、扶手38和指示灯39，数据采集系统包括第一压力传感器3、第二压力传感器22、横向调节组件23、第二安装架24、第一电动气缸25和第三压力传感器26，第一高度调节组件2安装于底板1的表面，第一压力传感器3安装于第一高度调节组件2的表面，第一压力传感器3的表面安装有缓震盒4，缓震盒4的内部设置有非牛顿流体，第一安装架5设置于第一高度调节组件2的表面，下料组件6安装于第一安装架5的表面，高度检测仪7安装于下料组件6两侧的表面，测试球8设置于高度检测仪7的表面，减震组件9安装于底板1底部的两侧，第二高度调节组件11安装于移动轨10的顶部，放物斗13安装于第二高度调节组件11的顶部，拦截挡板12滑动连接于移动轨10的表面，且拦截挡板12的一端与放物斗13固定连接，限位槽14开设于移动轨10两侧的表面，第一安装块15安装于移动轨10的表面，复位组件16的表面安装于第一安装块15的表面，控制器17安装于移动轨10的内部，电动挡板18安装于控制器17的表面，第一安装箱19安装于第一安装块15相对内侧的表面，防护网20的一端与第一安装块15固定连接，且防护网20的另一端与电动挡板18固定连接，近红外感应器21固定安装于第一安装箱19一侧的表面，第二压力传感器22安装于移动轨10一侧的表面，第二安装架24安装于横向调节组件23的表面，第一电动气缸25安装于第二安装架24的表面，第三压力传感器26安装于第一电动气缸25输出端的表面，第三安装架27设置于横向调节组件23的一侧，安装轴28固定连接于第三安装架27相对内侧的表面，第一伺服电机29安装于安装轴28的表面，束线环30固定连接于第一伺服电机29输出轴的表面，且束线环30的一端转动连接于另一侧第三安装架27的表面，连接绳31的一端固定连接于束线环30的表面，锁紧环32固定连接于连接绳31另一端的表面，锁紧环32的表面安装有垂直校对仪40，一侧第三安装架27的表面安装有第五伺服电机41，且垂直校对仪40的输出轴与安装轴28固定连接，另一侧第三安装架27的表面安装有限位组件42。

在本发明的具体实施例中，通过第一落锤冲击系统、第二落锤冲击系统、摆锤冲击系统、计算机数字控制系统和数据采集系统的配合使用该系统能够对试件多角度地冲击加载，解决了目前冲击加载方法加载角度单一的问题，通过第一高度调节组件2的设置，方便对测试球8移动至合适的位置，从而更好地适应不同高度的实验要求，同时通过下料组件6方便对测试球8进行下落，同时通过缓震盒4的设置，可以对下落的试件进行收纳，并降低其反弹的概率，通过第一伺服电机29改变连接绳31的长度来测试锤32最大下降高度，实现对摆锤冲击能量最大限制的改变，通过横向调节组件23对第三压力传感器26进行相对应的位置移动，从而更好的进行测试，通过移动轨10可以调节试件下落的高度，从而达到对摆锤本体高度调节的目的，从而可达到高度的调节，通过限位槽14、第一安装块15、复位组件16、控制器17、电动挡板18、第一安装箱19和防护网20的配合使用，可以对撞击之后的试件进行限位保护，从而降低试件回弹的概率。

具体的，触摸显示屏34安装于控制面板33的表面，第一控制钮35安装于控制面板33的表面，第二控制钮36安装于控制面板33的表面，控制摇把37安装于控制面板33的表面，扶手38安装于控制面板33两侧的表面，指示灯39设置为多个，且多个指示灯39安装于控制面板33的表面。

在本发明的具体实施例中，通过触摸显示屏34、第一控制钮35、第二控制钮36、控制摇把37、扶手38和指示灯39的配合使用，方便对该系统内的多个构件进行控制，同时方便使用者对检测的数据进行观察和记录。

具体的，第一高度调节组件2包括第四安装架201、第二伺服电机202、第一螺纹杆203、第一移动块204和传动皮带205，第四安装架201安装于底板1的表面，第二伺服电机202安装于第四安装架201的表面，且第二伺服电机202的输出轴延伸至第四安装架201的内部，第一螺纹杆203转动连接于第四安装架201两侧内壁的表面，第一移动块204安装于第一螺纹杆203的表面，且第一安装架5与第一移动块204固定连接，传动皮带205设置为两个，且两个传动皮带205用于第二伺服电机202分别与两侧第一螺纹杆203进行传动。

在本发明的具体实施例中，通过第四安装架201、第二伺服电机202、第一螺纹杆203、第一移动块204和传动皮带205的配合使用，方便对下料组件6的高度进行调节，从而更好地适应不同高度的重力测试。

具体的，下料组件6包括第五安装架601、第二电动气缸602、齿板603、第一连接板604、传动齿轮605、半齿盘606、下料板607和放料槽608，第五安装架601安装于第一安装架5的表面，第二电动气缸602安装于第五安装架601的表面，齿板603安装于第二电动气缸602伸长端的表面，第一连接板604安装于第五安装架601且位于齿板603两侧的表面，传动齿轮605转动连接于第一连接板604一端的表面，且第一连接板604与传动齿轮605啮合，半齿盘606转动连接于第五安装架601两侧的表面，且半齿盘606与传动齿轮605啮合，下料板607固定连接于半齿盘606的表面，放料槽608开设于下料板607的表面。

在本发明的具体实施例中，通过第五安装架601、第二电动气缸602、齿板603、第一连接板604、传动齿轮605、半齿盘606、下料板607和放料槽608的配合使用，方便对试件进行固定和下料，从而降低了人为下料所产生的麻烦。

具体的，减震组件9包括第一安装板901、缓冲弹簧杆902、移动轴903、第二连接板904和减震板905，缓冲弹簧杆902安装于第一安装板901内壁的两侧，移动轴903安装于缓冲弹簧杆902伸长端的表面，且移动轴903滑动连接于第一安装板901的表面，第二连接板904的一端转动连接于移动轴903的表面，减震板905设置于第二连接板904另一端的表面，且第二连接板904转动连接于减震板905的底部。

在本发明的具体实施例中，通过第一安装板901、缓冲弹簧杆902、移动轴903、第二连接板904和减震板905的配合使用，当底板1受到撞击力之后可以起到减震效果，从而增加底板1在测试时的稳定性。

具体的，第二高度调节组件11包括第二安装板1101、第三安装板1102、折叠架1103、第四伺服电机1104、第二螺纹杆1105和螺纹环1106，第二安装板1101安装于移动轨10的顶部，第三安装板1102安装于放物斗13的底部，折叠架1103设置于第二安装板1101和第三安装板1102的内侧，第四伺服电机1104安装于折叠架1103一侧的表面，螺纹环1106安装于折叠架1103另一侧的表面，第二螺纹杆1105固定连接于第四伺服电机1104输出轴的表面，且第二螺纹杆1105与螺纹环1106的内环螺纹连接。

在本发明的具体实施例中，通过第二安装板1101、第三安装板1102、折叠架1103、第四伺服电机1104、第二螺纹杆1105和螺纹环1106的配合使用，方便对测试球8测试的高度进行调节，从而提高了实用性。

具体的，复位组件16包括第一复位筒1601、第二复位筒1602、复位弹簧1603和复位板1604，第一复位筒1601安装于第一安装块15的表面，第二复位筒1602滑动连接于第一复位筒1601的内壁，复位弹簧1603设置于第二复位筒1602的内部，复位弹簧1603的一端与第一复位筒1601内壁的表面，且复位弹簧1603的另一端与第二复位筒1602的内壁固定连接，复位板1604固定连接于复位弹簧1603的表面。

在本发明的具体实施例中，通过第一复位筒1601、第二复位筒1602、复位弹簧1603和复位板1604的配合使用，可以快速对防护网20进行拉升，从而更好地对测试球8进行限位。

具体的，横向调节组件23包括第二安装箱2301、第三螺纹杆2302、第三伺服电机2303、第二移动板2304和限位柱2305，第二安装箱2301设置于第三安装架27的一侧，第三螺纹杆2302转动连接于第二安装箱2301内壁的表面，第三伺服电机2303安装于第二安装箱2301的表面，且第三伺服电机2303的输出轴与第三螺纹杆2302固定连接，第二移动板2304螺纹连接于第三螺纹杆2302的表面，第二安装架24安装于第二移动板2304的表面，限位柱2305安装于第二安装箱2301的内侧并位于第三伺服电机2303的两侧，且第二移动板2304滑动连接于限位柱2305的表面

在本发明的具体实施例中，通过第二安装箱2301、第三螺纹杆2302、第三伺服电机2303、第二移动板2304和限位柱2305的配合使用，方便对第三压力传感器26的位置进行移动，从而更好地适应测试锤32移动的位置，提高了撞击实验的精准性。

具体的，限位组件42包括第四安装板4201、限位齿轮4202、限位块4203、第三电动气缸4204、限位板4205、限位柱4206、限位滑槽4207和弹性限位绳4208，第四安装板4201安装于第三安装架27的表面，限位齿轮4202转动连接于第四安装板4201的内部，且限位齿轮4202与束线环30固定连接，限位块4203滑动连接于第四安装板4201的内部，第三电动气缸4204安装于第四安装板4201的表面，且第三电动气缸4204的伸长端与限位块4203固定连接，限位板4205设置为多个，且多个限位板4205滑动连接于限位块4203的内壁，限位柱4206安装于限位块4203的内部，限位滑槽4207开设于限位板4205的表面，且限位柱4206滑动连接于限位滑槽4207的表面，弹性限位绳4208设置为多个，且多个弹性限位绳4208安装于限位块4203的表面。

在本发明的具体实施例中，通过第四安装板4201、限位齿轮4202、限位块4203、第三电动气缸4204、限位板4205、限位柱4206、限位滑槽4207和弹性限位绳4208的配合使用，方便对锁紧环32移动之后的位置进行限位，从而保证锁紧环32在使用前的稳定性。

一种落摆锤冲击试验的方法，具体如下实施步骤，

第一落锤冲击系统冲击加载方法：

S1，打开计算机数字控制系统和数据采集系统，调试设备并使设备处于正常待机状态；

S2，将制定试件放置于下料组件6上，并通过下料组件6进行固定；

S3，计算机数字控制系统通过第一高度调节组件2将制定试件移动至指定高度H；

S4，点击数据采集系统控制使第一压力传感器3进行数据采集；

S5，随后通过计算机数字控制系统启动第二电动气缸602使放料槽608松开制定试件，此时制定试件下落在缓震盒4表面的非牛顿流体内，

S6、此时非牛顿流体将受到的压力吸收并将压力传输给第一压力传感器3，冲击的参数，保存数据留待分析，并将数值传输给控制面板33进行存储，同时触摸显示屏34可以对数值进行观察。

第二落锤冲击系统冲击加载方法：

S1，打开计算机数字控制系统和数据采集系统，调试设备并使设备处于正常待机状态；

S2，将测试球8放置于放物斗13上，并固定好位置；

S3，计算机数字控制系统通过启动移动轨10将测试球8提升至指定高度H；

S4，点击数据采集系统进行数据采集；

S5，随后松开测试球8此时测试球8在重力加速度的作用下下落并进行移动，此时测试球8在移动轨10表面的槽内进行移动，随后测试球8撞击第二压力传感器22，此时第二压力传感器22便会对冲击的参数，保存数据留待分析；

S6，当测试球8第一次穿过一侧近红外感应器21时，一侧控制器17会将电动挡板18收缩，此时电动挡板18带动防护网20伸长，当测试球8撞击第二压力传感器22返回经过另一侧近红外感应器21时，另一侧控制器17会将电动挡板18收缩，此时电动挡板18带动防护网20伸长，此时在两侧防护网20的作用下对测试球8进行限位。

摆锤冲击系统冲击加载方法：

S1，打开计算机数字控制系统和数据采集系统，调试设备并使设备处于正常待机状态；

S2，将通过第一伺服电机29调节连接绳31的长度，并使锁紧环32处于悬浮状态，随后通过横向调节组件23将第二安装架24移动至与连接绳31相适应的位置，随后使用者使限位组件42停止对束线环30限位，随后通过第五伺服电机41将锁紧环32并将其移动至指定高度，此时使用者可以通过垂直校对仪40的指示，将制定试件位于锁紧环32的上方；

S3，随后松开制定试件，此时制定试件在重力的作用下与锁紧环32接触，使其在重力的作用下移动并对第三压力传感器26进行撞击；

S4，撞击完成后第三压力传感器26会将撞击产生的作用力进行采集。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种落摆锤冲击试验系统，其特征在于，包括：第一落锤冲击系统、第二落锤冲击系统、摆锤冲击系统、计算机数字控制系统和数据采集系统，所述计算机数字控制系统分别与第一落锤冲击系统、第二落锤冲击系统、摆锤冲击系统和数据采集系统电性连接，所述第一落锤冲击系统包括底板(1)、第一高度调节组件(2)、第一安装架(5)、下料组件(6)、高度检测仪(7)、测试球(8)和减震组件(9)，所述第二落锤冲击系统包括移动轨(10)、第二高度调节组件(11)、拦截挡板(12)、放物斗(13)、限位槽(14)、第一安装块(15)、复位组件(16)、控制器(17)、电动挡板(18)、第一安装箱(19)、防护网(20)和近红外感应器(21)，所述摆锤冲击系统包括第三安装架(27)、安装轴(28)、第一伺服电机(29)、束线环(30)、连接绳(31)和锁紧环(32)，所述计算机数字控制系统包括控制面板(33)、触摸显示屏(34)、第一控制钮(35)、第二控制钮(36)、控制摇把(37)、扶手(38)和指示灯(39)，所述数据采集系统包括第一压力传感器(3)、第二压力传感器(22)、横向调节组件(23)、第二安装架(24)、第一电动气缸(25)和第三压力传感器(26)，所述第一高度调节组件(2)安装于底板(1)的表面，所述第一压力传感器(3)安装于第一高度调节组件(2)的表面，所述第一压力传感器(3)的表面安装有缓震盒(4)，所述缓震盒(4)的内部设置有非牛顿流体，所述第一安装架(5)设置于第一高度调节组件(2)的表面，所述下料组件(6)安装于第一安装架(5)的表面，所述高度检测仪(7)安装于下料组件(6)两侧的表面，所述测试球(8)设置于高度检测仪(7)的表面，所述减震组件(9)安装于底板(1)底部的两侧，所述第二高度调节组件(11)安装于移动轨(10)的顶部，所述放物斗(13)安装于第二高度调节组件(11)的顶部，所述拦截挡板(12)滑动连接于移动轨(10)的表面，且拦截挡板(12)的一端与放物斗(13)固定连接，所述限位槽(14)开设于移动轨(10)两侧的表面，所述第一安装块(15)安装于移动轨(10)的表面，所述复位组件(16)的表面安装于第一安装块(15)的表面，所述控制器(17)安装于移动轨(10)的内部，所述电动挡板(18)安装于控制器(17)的表面，所述第一安装箱(19)安装于第一安装块(15)相对内侧的表面，所述防护网(20)的一端与第一安装块(15)固定连接，且防护网(20)的另一端与电动挡板(18)固定连接，所述近红外感应器(21)固定安装于第一安装箱(19)一侧的表面，所述第二压力传感器(22)安装于移动轨(10)一侧的表面，所述第二安装架(24)安装于横向调节组件(23)的表面，所述第一电动气缸(25)安装于第二安装架(24)的表面，所述第三压力传感器(26)安装于第一电动气缸(25)输出端的表面，所述第三安装架(27)设置于横向调节组件(23)的一侧，所述安装轴(28)固定连接于第三安装架(27)相对内侧的表面，所述第一伺服电机(29)安装于安装轴(28)的表面，所述束线环(30)固定连接于第一伺服电机(29)输出轴的表面，且束线环(30)的一端转动连接于另一侧所述第三安装架(27)的表面，所述连接绳(31)的一端固定连接于束线环(30)的表面，所述锁紧环(32)固定连接于连接绳(31)另一端的表面，所述锁紧环(32)的表面安装有垂直校对仪(40)，一侧所述第三安装架(27)的表面安装有第五伺服电机(41)，且垂直校对仪(40)的输出轴与安装轴(28)固定连接，另一侧所述第三安装架(27)的表面安装有限位组件(42)。

2.根据权利要求1所述的一种落摆锤冲击试验系统，其特征在于，所述触摸显示屏(34)安装于控制面板(33)的表面，所述第一控制钮(35)安装于控制面板(33)的表面，所述第二控制钮(36)安装于控制面板(33)的表面，所述控制摇把(37)安装于控制面板(33)的表面，所述扶手(38)安装于控制面板(33)两侧的表面，所述指示灯(39)设置为多个，且多个所述指示灯(39)安装于控制面板(33)的表面。

3.根据权利要求1所述的一种落摆锤冲击试验系统，其特征在于，所述第一高度调节组件(2)包括第四安装架(201)、第二伺服电机(202)、第一螺纹杆(203)、第一移动块(204)和传动皮带(205)，所述第四安装架(201)安装于底板(1)的表面，所述第二伺服电机(202)安装于第四安装架(201)的表面，且第二伺服电机(202)的输出轴延伸至第四安装架(201)的内部，所述第一螺纹杆(203)转动连接于第四安装架(201)两侧内壁的表面，所述第一移动块(204)安装于第一螺纹杆(203)的表面，且第一安装架(5)与第一移动块(204)固定连接，所述传动皮带(205)设置为两个，且两个所述传动皮带(205)用于第二伺服电机(202)分别与两侧所述第一螺纹杆(203)进行传动。

4.根据权利要求1所述的一种落摆锤冲击试验系统，其特征在于，所述下料组件(6)包括第五安装架(601)、第二电动气缸(602)、齿板(603)、第一连接板(604)、传动齿轮(605)、半齿盘(606)、下料板(607)和放料槽(608)，所述第五安装架(601)安装于第一安装架(5)的表面，所述第二电动气缸(602)安装于第五安装架(601)的表面，所述齿板(603)安装于第二电动气缸(602)伸长端的表面，所述第一连接板(604)安装于第五安装架(601)且位于齿板(603)两侧的表面，所述传动齿轮(605)转动连接于第一连接板(604)一端的表面，且第一连接板(604)与传动齿轮(605)啮合，所述半齿盘(606)转动连接于第五安装架(601)两侧的表面，且半齿盘(606)与传动齿轮(605)啮合，所述下料板(607)固定连接于半齿盘(606)的表面，所述放料槽(608)开设于下料板(607)的表面。

5.根据权利要求1所述的一种落摆锤冲击试验系统，其特征在于，所述减震组件(9)包括第一安装板(901)、缓冲弹簧杆(902)、移动轴(903)、第二连接板(904)和减震板(905)，所述缓冲弹簧杆(902)安装于第一安装板(901)内壁的两侧，所述移动轴(903)安装于缓冲弹簧杆(902)伸长端的表面，且移动轴(903)滑动连接于第一安装板(901)的表面，所述第二连接板(904)的一端转动连接于移动轴(903)的表面，所述减震板(905)设置于第二连接板(904)另一端的表面，且第二连接板(904)转动连接于减震板(905)的底部。

6.根据权利要求1所述的一种落摆锤冲击试验系统，其特征在于，所述第二高度调节组件(11)包括第二安装板(1101)、第三安装板(1102)、折叠架(1103)、第四伺服电机(1104)、第二螺纹杆(1105)和螺纹环(1106)，所述第二安装板(1101)安装于移动轨(10)的顶部，所述第三安装板(1102)安装于放物斗(13)的底部，所述折叠架(1103)设置于第二安装板(1101)和第三安装板(1102)的内侧，所述第四伺服电机(1104)安装于折叠架(1103)一侧的表面，所述螺纹环(1106)安装于折叠架(1103)另一侧的表面，所述第二螺纹杆(1105)固定连接于第四伺服电机(1104)输出轴的表面，且第二螺纹杆(1105)与螺纹环(1106)的内环螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种落摆锤冲击试验系统，其特征在于，所述复位组件(16)包括第一复位筒(1601)、第二复位筒(1602)、复位弹簧(1603)和复位板(1604)，所述第一复位筒(1601)安装于第一安装块(15)的表面，所述第二复位筒(1602)滑动连接于第一复位筒(1601)的内壁，所述复位弹簧(1603)设置于第二复位筒(1602)的内部，所述复位弹簧(1603)的一端与第一复位筒(1601)内壁的表面，且复位弹簧(1603)的另一端与第二复位筒(1602)的内壁固定连接，所述复位板(1604)固定连接于复位弹簧(1603)的表面。

8.根据权利要求1所述的一种落摆锤冲击试验系统，其特征在于，所述横向调节组件(23)包括第二安装箱(2301)、第三螺纹杆(2302)、第三伺服电机(2303)、第二移动板(2304)和限位柱(2305)，所述第二安装箱(2301)设置于第三安装架(27)的一侧，所述第三螺纹杆(2302)转动连接于第二安装箱(2301)内壁的表面，所述第三伺服电机(2303)安装于第二安装箱(2301)的表面，且第三伺服电机(2303)的输出轴与第三螺纹杆(2302)固定连接，所述第二移动板(2304)螺纹连接于第三螺纹杆(2302)的表面，所述第二安装架(24)安装于第二移动板(2304)的表面，所述限位柱(2305)安装于第二安装箱(2301)的内侧并位于第三伺服电机(2303)的两侧，且第二移动板(2304)滑动连接于限位柱(2305)的表面。

9.根据权利要求1所述的一种落摆锤冲击试验系统，其特征在于，所述限位组件(42)包括第四安装板(4201)、限位齿轮(4202)、限位块(4203)、第三电动气缸(4204)、限位板(4205)、限位柱(4206)、限位滑槽(4207)和弹性限位绳(4208)，所述第四安装板(4201)安装于第三安装架(27)的表面，所述限位齿轮(4202)转动连接于第四安装板(4201)的内部，且限位齿轮(4202)与束线环(30)固定连接，所述限位块(4203)滑动连接于第四安装板(4201)的内部，所述第三电动气缸(4204)安装于第四安装板(4201)的表面，且第三电动气缸(4204)的伸长端与限位块(4203)固定连接，所述限位板(4205)设置为多个，且多个所述限位板(4205)滑动连接于限位块(4203)的内壁，所述限位柱(4206)安装于限位块(4203)的内部，所述限位滑槽(4207)开设于限位板(4205)的表面，且限位柱(4206)滑动连接于限位滑槽(4207)的表面，所述弹性限位绳(4208)设置为多个，且多个所述弹性限位绳(4208)安装于限位块(4203)的表面。

10.根据权利要求1所述的一种落摆锤冲击试验的方法，其特征在于具体如下实施步骤，

第一落锤冲击系统冲击加载方法：

S1，打开计算机数字控制系统和数据采集系统，调试设备并使设备处于正常待机状态；

S2，将制定试件放置于下料组件(6)上，并通过下料组件(6)进行固定；

S3，计算机数字控制系统通过第一高度调节组件(2)将制定试件移动至指定高度H；

S4，点击数据采集系统控制使第一压力传感器(3)进行数据采集；

S5，随后通过计算机数字控制系统启动第二电动气缸(602)使放料槽(608)松开制定试件，此时制定试件下落在缓震盒(4)表面的非牛顿流体内，

S6、此时非牛顿流体将受到的压力吸收并将压力传输给第一压力传感器(3)，冲击的参数，保存数据留待分析，并将数值传输给控制面板(33)进行存储，同时触摸显示屏(34)可以对数值进行观察。

第二落锤冲击系统冲击加载方法：

S1，打开计算机数字控制系统和数据采集系统，调试设备并使设备处于正常待机状态；

S2，将测试球(8)放置于放物斗(13)上，并固定好位置；

S3，计算机数字控制系统通过启动移动轨(10)将测试球(8)提升至指定高度H；

S4，点击数据采集系统进行数据采集；

S5，随后松开测试球(8)此时测试球(8)在重力加速度的作用下下落并进行移动，此时测试球(8)在移动轨(10)表面的槽内进行移动，随后测试球(8)撞击第二压力传感器(22)，此时第二压力传感器(22)便会对冲击的参数，保存数据留待分析；

S6，当测试球(8)第一次穿过一侧近红外感应器(21)时，一侧控制器(17)会将电动挡板(18)收缩，此时电动挡板(18)带动防护网(20)伸长，当测试球(8)撞击第二压力传感器(22)返回经过另一侧近红外感应器(21)时，另一侧控制器(17)会将电动挡板(18)收缩，此时电动挡板(18)带动防护网(20)伸长，此时在两侧防护网(20)的作用下对测试球(8)进行限位。

摆锤冲击系统冲击加载方法：

S1，打开计算机数字控制系统和数据采集系统，调试设备并使设备处于正常待机状态；

S2，将通过第一伺服电机(29)调节连接绳(31)的长度，并使锁紧环(32)处于悬浮状态，随后通过横向调节组件(23)将第二安装架(24)移动至与连接绳(31)相适应的位置，随后使用者使限位组件(42)停止对束线环(30)限位，随后通过第五伺服电机(41)将锁紧环(32)并将其移动至指定高度，此时使用者可以通过垂直校对仪(40)的指示，将制定试件位于锁紧环(32)的上方；

S3，随后松开制定试件，此时制定试件在重力的作用下与锁紧环(32)接触，使其在重力的作用下移动并对第三压力传感器(26)进行撞击；

S4，撞击完成后第三压力传感器(26)会将撞击产生的作用力进行采集。

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