CN117007423A - 一种防护装备柔软程度测量仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防护装备柔软程度测量仪，包括主体框架、加载运动装置、力传感器、位移传感器、测试压头、支撑平台、输出设备以及电气控制系统；所述支撑平台用于放置被测样品；所述测试压头连接于加载运动装置，所述加载运动装置可驱动测试压头上下移动；位移传感器用于测试压头的位移，所述力传感器用于测量测试压头所受的压力；所述输出设备、加载运动装置、力传感器和位移传感器均与电气控制系统通讯连接。本发明通用性强，操作简单，安全可靠，可测量多种材质的防护装备柔软程度，且测量结果可靠，精度高，可为防护装备舒适性提供技术支撑。
Description
技术领域
本发明涉及测量设备技术领域，具体涉及一种防护装备柔软程度测量仪。
背景技术
在公共安全领域中，现有的防刺服、防弹衣等防护装备存在重、厚、硬以及穿着舒适性差等问题。现行公共安全行业标准中无柔软程度表征舒适性的技术指标，领域内缺乏合适的可以测量防护装备柔软程度的测试设备。目前，有采用球形压头与圆形孔配合模拟软质防弹衣受到子弹打击后，子弹向前运动一定距离停止，防弹衣发生变形的测试受力情况的设备。而防刺服由于要达到重量轻、结构薄、柔性舒适，多采用金属与非金属材料复合结构，在弯腰、转身等战术动作下，防刺服需要跟随身体发生弯曲变形以适应各种动作，因此测量防刺服穿着时的柔软程度，以有效引领防护装备技术革新，推动防护装备提质升级，是十分必要的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种防护装备柔软程度测量仪。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种防护装备柔软程度测量仪，包括主体框架、加载运动装置、力传感器、位移传感器、测试压头、支撑平台、输出设备以及电气控制系统；
所述支撑平台用于放置被测样品；所述测试压头连接于加载运动装置，所述加载运动装置可驱动测试压头上下移动；位移传感器用于测试压头的位移，所述力传感器用于测量测试压头所受的压力；所述输出设备、加载运动装置、力传感器和位移传感器均与电气控制系统通讯连接。
进一步地，加载运动装置包括至少两根滚珠丝杠、运动横梁、至少两个随动同步带轮、传动同步带轮、同步传动带、加载伺服减速电机和上横梁；两个随动同步带轮相对设置，所述传动同步带轮和两个随动同步带轮呈三角形排列，所述同步传动带呈T型，其三端分别绕设于传动同步带轮和两个随动同步带轮；所述加载伺服减速电机的输出轴和所述传动同步带轮同轴固定；滚珠丝杠的下端和一个随动同步带轮同轴固定，上端和上横梁可轴向转动地连接；所述滚珠丝杠和所述运动横梁作丝杠螺母配合；所述位移传感器位于所述滚珠丝杠的上端；所述测试压头固定连接于所述运动横梁，并与力传感器连接；所述加载伺服减速电机与电气控制系统通讯连接。
进一步地，所述支撑平台包括调节支架和支撑平板；所述调节支架包括相对设置的两个支撑架，所述两个支撑架之间的间距可通过在支撑平板上移动进行调节。
进一步地，所述测试压头居中位于两个支撑架之间的中部上方。
进一步地，所述测试压头呈长条板状，其长度不低于300mm，其底端呈圆角，该圆角半径为5mm。
更进一步地，两个支撑架之间的间距的可调节范围为100mm至200mm，单个支撑架的长度不小于500mm，宽度不小于200mm，高度为50mm-100mm。
本发明还提供一种上述防护装备柔软程度测量仪的工作方法，具体过程为：
S1、开机，设备预热至稳定状态；
S2、将被测样品居中放置在支撑平台上，贴身面向上，被测样品上下方向的中位线与测试压头作用线保持一致；
S3、预先在电气控制系统中设置测试压头预紧速度和预紧力，开始测试前，通过电气控制系统启动加载运动装置，加载运动装置驱动测试压头按照预紧速度下移，使测试压头接触被测样品的对称的中位线；力传感器测得测试压头与被测样品接触所受的压力并传输至电气控制系统，测试压头所受压力达到预紧力时，电气控制系统控制加载运动装置停止；
S4、开始测试时，电气控制系统再次控制加载运动装置启动，从而驱动测试压头下移对被测样品加载压力，力传感器测得测试压头的加载压力值以及位移传感器测得运动横梁的位移值，测得的加载压力值和位移值传输至电气控制系统，电气控制系统将其传输至输出设备中存储并显示；
S5、测试完成后，电气控制系统启动加载运动装置，测试压头上升并归回到零点位置。
本发明的有益效果在于：本发明通用性强，操作简单，安全可靠，可测量多种材质的防护装备柔软程度，且测量结果可靠，精度高，可为防护装备舒适性提供技术支撑。
附图说明
图1为本发明实施例中防护装备柔软程度测量仪的整体结构示意图；
图2为本发明实施例中加载运动装置的具体结构示意图；
图3为本发明实施例中测试压头、被测样品和支撑平台的具体结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
实施例1
本实施例提供一种防护装备柔软程度测量仪，如图1-3所示，包括主体框架1、加载运动装置2、力传感器3、位移传感器4、测试压头5、支撑平台7、输出设备13以及电气控制系统；
所述支撑平台7用于放置被测样品6；加载运动装置2包括至少两根滚珠丝杠21、运动横梁22、至少两个随动同步带轮23、传动同步带轮24、同步传动带25、加载伺服减速电机26和上横梁27；两个随动同步带轮23相对设置，所述传动同步带轮24和两个随动同步带轮23呈三角形排列，所述同步传动带25呈T型，其三端分别绕设于传动同步带轮24和两个随动同步带轮23；所述加载伺服减速电机26的输出轴和所述传动同步带轮24同轴固定；滚珠丝杠21的下端和一个随动同步带轮23同轴固定，上端和上横梁27可轴向转动地连接；所述滚珠丝杠21和所述运动横梁22作丝杠螺母配合；所述位移传感器4位于所述滚珠丝杠21的上端，用于测试压头5的位移；所述测试压头5固定连接于所述运动横梁22，并与力传感器3连接，所述力传感器3用于测量测试压头5所受的压力；所述输出设备13、加载伺服减速电机26、力传感器3和位移传感器4均与电气控制系统通讯连接。
需要说明的是，位移传感器4为磁栅尺位移传感器、光栅尺位移传感器或球栅尺位移传感器。
在本实施例中，所述支撑平台7包括调节支架10和支撑平板11；所述调节支架10包括相对设置的两个支撑架12，所述两个支撑架12之间的间距可通过在支撑平板11上移动进行调节。
更进一步地，所述测试压头5居中位于两个支撑架12之间的中部上方。
在本实施例中，所述测试压头5呈长条板状，其长度不低于300mm，其底端呈圆角，该圆角半径为5mm。
在本实施例中，两个支撑架12之间的间距的可调节范围为100mm至200mm，单个支撑架12的长度不小于500mm，宽度不小于200mm，高度为50mm-100mm。
在本实施例中，所述运动横梁22的运动速度可调范围为1mm/min-500mm/min。
在本实施例中，还配置有急停开关8和电源指示9连接于电气控制系统，起到紧急停机和指示电源的作用。
实施例2
本实施例提供一种实施例1所述防护装备柔软程度测量仪的工作方法，具体过程为：
S1、开机，设备预热至稳定状态；
S2、将被测样品6居中放置在支撑平台上，贴身面向上，被测样品上下方向的中位线与测试压头5作用线保持一致；
S3、预先在电气控制系统中设置测试压头预紧速度和预紧力，开始测试前，通过电气控制系统启动加载运动装置2，加载伺服减速电机26驱动传动同步带轮24转动，传动同步带轮24通过同步传动带25带动两个随动同步带轮23转动，两个随动同步带轮23分别带动所连接的滚珠丝杠21转动，从而带动运动横梁22连同测试压头5按照预紧速度下移，使测试压头5接触被测样品的对称的中位线；力传感器测得测试压头5与被测样品6接触所受的压力并传输至电气控制系统，测试压头5所受压力达到预紧力时，电气控制系统控制加载运动装置2停止；
S4、开始测试时，电气控制系统再次控制加载运动装置2启动，从而驱动测试压头5下移对被测样品6加载压力，力传感器测得测试压头5的加载压力值以及位移传感器测得运动横梁22的位移值，测得的加载压力值和位移值传输至电气控制系统，电气控制系统将其传输至输出设备13中存储并显示。
具体地，输出设备可以将接收到的加载压力值和位移值生成压力随位移变化曲线，并得出和记录最大位移时的加载压力值，取被测样品的压力平均值为报出值。
S5、测试完成后，电气控制系统启动加载运动装置2，测试压头上升并归回到零点位置。
遇到紧急情况时，按急停开关，测量仪会立刻停止工作，待情况解除后，重新开机测试。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种防护装备柔软程度测量仪，其特征在于，包括主体框架(1)、加载运动装置(2)、力传感器(3)、位移传感器(4)、测试压头(5)、支撑平台(7)、输出设备(13)以及电气控制系统；
所述支撑平台(7)用于放置被测样品(6)；所述测试压头(5)连接于加载运动装置(2)，所述加载运动装置(2)可驱动测试压头(5)上下移动；位移传感器(4)用于测试压头(5)的位移，所述力传感器(3)用于测量测试压头(5)所受的压力；所述输出设备(13)、加载运动装置(2)、力传感器(3)和位移传感器(4)均与电气控制系统通讯连接。
2.根据权利要求1所述的防护装备柔软程度测量仪，其特征在于，加载运动装置(2)包括至少两根滚珠丝杠(21)、运动横梁(22)、至少两个随动同步带轮(23)、传动同步带轮(24)、同步传动带(25)、加载伺服减速电机(26)和上横梁(27)；两个随动同步带轮(23)相对设置，所述传动同步带轮(24)和两个随动同步带轮(23)呈三角形排列，所述同步传动带(25)呈T型，其三端分别绕设于传动同步带轮(24)和两个随动同步带轮(23)；所述加载伺服减速电机(26)的输出轴和所述传动同步带轮(24)同轴固定；滚珠丝杠(21)的下端和一个随动同步带轮(23)同轴固定，上端和上横梁(27)可轴向转动地连接；所述滚珠丝杠(21)和所述运动横梁(22)作丝杠螺母配合；所述位移传感器(4)位于所述滚珠丝杠(21)的上端；所述测试压头(5)固定连接于所述运动横梁(22)，并与力传感器(3)连接；所述加载伺服减速电机(26)与电气控制系统通讯连接。
3.根据权利要求1所述的防护装备柔软程度测量仪，其特征在于，所述支撑平台(7)包括调节支架(10)和支撑平板(11)；所述调节支架(10)包括相对设置的两个支撑架(12)，所述两个支撑架(12)之间的间距可通过在支撑平板(11)上移动进行调节。
4.根据权利要求3所述的防护装备柔软程度测量仪，其特征在于，所述测试压头(5)居中位于两个支撑架(12)之间的中部上方。
5.根据权利要求1所述的防护装备柔软程度测量仪，其特征在于，所述测试压头(5)呈长条板状，其长度不低于300mm，其底端呈圆角，该圆角半径为5mm。
6.根据权利要求3所述的防护装备柔软程度测量仪，其特征在于，两个支撑架(12)之间的间距的可调节范围为100mm至200mm，单个支撑架(12)的长度不小于500mm，宽度不小于200mm，高度为50mm-100mm。
7.一种权利要求1-6任一所述防护装备柔软程度测量仪的工作方法，其特征在于，具体过程为：
S1、开机，测量仪预热至稳定状态；
S2、将被测样品(6)居中放置在支撑平台上，贴身面向上，被测样品上下方向的中位线与测试压头(5)作用线保持一致；
S3、预先在电气控制系统中设置测试压头预紧速度和预紧力，开始测试前，通过电气控制系统启动加载运动装置(2)，加载运动装置(2)驱动测试压头(5)按照预紧速度下移，使测试压头(5)接触被测样品的对称的中位线；力传感器测得测试压头(5)与被测样品(6)接触所受的压力并传输至电气控制系统，测试压头(5)所受压力达到预紧力时，电气控制系统控制加载运动装置(2)停止；
S4、开始测试时，电气控制系统再次控制加载运动装置(2)启动，从而驱动测试压头(5)下移对被测样品(6)加载压力，力传感器测得测试压头(5)的加载压力值以及位移传感器测得运动横梁(22)的位移值，测得的加载压力值和位移值传输至电气控制系统，电气控制系统将其传输至输出设备(13)中存储并显示；
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