CN208999229U - 一种羽毛球拍中管、整体抗扭及扭转强度试验机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种羽毛球拍中管、整体抗扭及扭转强度试验机，包括机柜，所述机柜的顶面安装有机箱和滑轨组件，所述机箱内设置有电机，所述电机的一端与能伸出机箱外的驱动转轴连接，所述电机的另一端安设有角度编码器，所述驱动转轴上设有扭力传感器，所述驱动转轴的伸出端安装用于夹持羽毛球拍手柄的扭转夹具，在所述滑轨组件上设有可沿其移动的滑板，所述滑板上安装用于夹持羽毛球拍拍框头部的气缸夹具。本实用新型的优点是操作方便、简单，数据测试精确，不仅可以通过调节不同扭力值来观察球拍的整体及中管抗扭情况，还可以检测球拍整体及中管能承受的最大扭力，为控制球拍抗扭性能、得到一致性好的球拍和科学评定球拍质量，起到重要的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种羽毛球拍中管、整体抗扭及扭转强度试验机，属于体育器材检测技术领域。
背景技术
羽毛球拍在击打过程中,球拍整体及中管都会产生扭矩,由此带给使用者不同的抗扭手感。所以，为了得到抗扭一致性好的球拍，球拍开发人员致力于研究能够有效测定球拍中管及整体抗扭性能的检测设备。
在QB/T 2770-2006（2014）标准中球拍整体的扭转强度测试方法一般为先固定羽毛球拍的拍框头部，然后在木柄尾部采用扭力扳手施加扭力，最后得到的扭转强度只要大于规定值，球拍无破坏现象,则符合标准要求。在这种测试方式下,当扭矩达到规定值后，就可以不再测量，方法比较简单但操作费力。因此，随后有开发者设计出使用固定砝码施力的方式来提供扭力，从而得到球拍整体或中管的扭转角度。但这种测试方法只能得到固定的扭力值下的扭转角度，无法通过改变力矩大小观察球拍的抗扭性能。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种能够采集不同扭力值下扭转角度的羽毛球拍中管、整体抗扭及扭转强度试验机。
本实用新型解决其技术问题的技术方案如下：
一种羽毛球拍中管、整体抗扭及扭转强度试验机，包括机柜，在所述机柜的顶面安装有机箱和滑轨组件，所述机箱内设置有电机，所述电机的一端与能伸出机箱外的驱动转轴连接，所述电机的另一端安设有角度编码器，所述驱动转轴上设有扭力传感器，所述驱动转轴的伸出端安装用于夹持羽毛球拍手柄的扭转夹具，在所述滑轨组件上设有可沿其移动的滑板，所述滑板上安装用于夹持羽毛球拍拍框头部的气缸夹具。
本实用新型的试验机采用扭力传感器和角度编码器，并通过程控器调节扭力大小，从而可以采集到不同扭力值下的扭转角度。试验时，使用专用的扭转球拍手柄的夹具固定住球拍木柄尾部,再对球拍实施中管抗扭和整体抗扭性能测试。
本实用新型进一步完善的技术方案如下：
优选地，所述驱动转轴的伸出端包括上、下端面以及左、右侧面，所述上、下端面均为平面，连接上、下端面的左、右侧面均为弧面，并且在所述驱动转轴的伸出端制有外侧设有开口的径向通孔，所述径向通孔中设置有扭转夹具，所述扭转夹具的开口与径向通孔的开口相对应。
优选地，所述扭转夹具包括设置在径向通孔中的扭转夹具上夹体和扭转夹具下夹体，所述扭转夹具上夹体与扭转夹具下夹体相对布置，在所述扭转夹具上夹体、扭转夹具下夹体的接触面上分别制有与球拍手柄相配合的凹槽，所述扭转夹具下夹体安装在固定底板上，所述固定底板安装在驱动转轴伸出端的下端面，所述扭转夹具上夹体通过丝杆与松紧手轮连接并且所述扭转夹具上夹体可沿径向通孔的内壁上下移动，所述松紧手轮设置在驱动转轴伸出端的上端面。
优选地，所述气缸夹具包括气缸、气缸夹具上夹体和气缸夹具下夹体，所述气缸夹具上夹体与气缸夹具下夹体之间通过滑杆活动连接，所述气缸的驱动轴与气缸夹具上夹体固定连接，所述气缸与安装在机箱内的程控器连接。
这样，气缸夹具上夹体可在气缸带动下沿滑杆上下移动，以实现拍框部位的夹紧与放开，进而实现扭转测试时羽毛球拍拍框部位的夹紧限定，防止拍框部位移动影响测试结果。
优选地，所述气缸夹具下夹体通过固定座安装在滑板上，所述气缸夹具上夹体套在滑杆上且可沿滑杆上下滑动，所述滑杆的顶端与固定板固定连接，底端与气缸夹具下夹体固定连接，所述气缸安装在固定板的顶部，在所述固定板的内侧设有支座，所述支座设有红外发射灯，所述红外发射灯竖直朝下布置。
优选地，在所述气缸夹具上夹体、气缸夹具下夹体的接触面上分别设有长方形的气缸夹具夹芯。
上述结构中气缸夹具夹芯的材质为塑料，该气缸夹具夹芯可与拍框部位相接触，采用塑料材质的夹芯能够防止拍框部位磨损。
优选地，所述滑轨组件包括横向布置的第一滑轨和第二滑轨，所述第一滑轨与第二滑轨之间设置有可横向移动的滑板。
采用滑轨组件与滑板配合使用，能够实现气缸夹具横向移动，调整气缸夹具的位置。
优选地，在所述机箱的一侧面板上设有触摸屏和控制开关，所述触摸屏、控制开关与安装在机箱内的程控器连接；所述角度编码器、扭力传感器均与程控器的信号采集端连接，所述程控器的控制输出端与电机连接。
优选地，所述机箱内安装打印机，并且在所述机箱的侧面板上设有打印机面板，所述打印机与程控器连接。
优选地，在所述机柜的底部四角设有支撑腿，所述机柜的中部设有隔板，所述隔板将机柜内部空间划分为电器柜和储物柜。
本实用新型的优点是操作方便、简单，数据测试精确，不仅可以通过调节不同扭力值来观察球拍的整体及中管抗扭情况，还可以检测球拍整体及中管能承受的最大扭力，为控制球拍抗扭性能、得到一致性好的球拍和科学评定球拍质量，起到重要的作用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型中扭转夹具的结构示意图。
图3为本实用新型中气缸夹具的结构示意图。
图4为本实用新型中机箱内部结构示意图。
图5为本实用新型中驱动转轴、扭转夹具与羽毛球拍的装配示意图。
图6为本实用新型中扭转夹具与羽毛球拍的装配示意图。
图7为本实用新型中扭转夹具内部结构示意图。
图8为本实用新型中丝杆与上夹体的连接关系示意图。
图9为本实用新型中扭转夹具的分解示意图。
图中： 1.机柜，2.机箱，3.电机，4.驱动转轴，5.扭转夹具，6.滑板，7.气缸夹具，8.触摸屏，9.控制开关，10.打印机面板，11.支撑腿，12.第一滑轨，13.第二滑轨，14.角度编码器，15.扭力传感器，101.电器柜，102.储物柜，501.松紧手柄，502.扭转夹具上夹体，503.扭转夹具下夹体，504.固定底板，505.螺纹座，506.丝杆，5011.外壳体，5012.内壳体，5013.螺栓，701.气缸，702.气缸夹具上夹体，703.气缸夹具下夹体，704.滑杆，705.固定座，706.固定板，707.气缸夹具夹芯，708.支座。
具体实施方式
下面参照附图并结合实施例对本实用新型作进一步详细描述。但是本实用新型不限于所给出的例子。
实施例1
如图1所示，一种羽毛球拍中管、整体抗扭及扭转强度试验机，包括机柜1，在机柜1的顶面安装有机箱2和滑轨组件，机箱2内设置有电机3，电机3的一端与能伸出机箱2外的驱动转轴4连接，电机3的另一端安设有角度编码器14，驱动转轴4上设有扭力传感器15（见图4），驱动转轴4的伸出端安装用于夹持羽毛球拍手柄尾部的扭转夹具5，在滑轨组件上设有可沿其移动的滑板6，滑板6上安装用于夹持羽毛球拍拍框头部的气缸夹具7。在机箱2的一侧面板上设有触摸屏8和控制开关9，触摸屏8、控制开关9均与安装在机箱2内的程控器连接；角度编码器14、扭力传感器15均与程控器的信号采集端连接，程控器的控制输出端与电机3连接。另外，在机箱2内安装打印机，并且在机箱2的一侧面板上设有打印机面板10，打印机与程控器连接。滑轨组件包括横向布置的第一滑轨12和第二滑轨13，第一滑轨12与第二滑轨13之间设置有可横向移动的滑板6。在机柜1的底部四角设有支撑腿11，机柜1的中部设有隔板，隔板将机柜1内部空间划分为电器柜101和储物柜102。
如图2以及图5至图9所示，驱动转轴4的伸出端包括上、下端面以及左、右侧面，上、下端面均为平面，连接上、下端面的左、右侧面均为弧面，并且在驱动转轴4的伸出端制有外侧设有开口的径向通孔，径向通孔中设置有扭转夹具5，扭转夹具5的开口与径向通孔的开口相对应。扭转夹具5包括设置在径向通孔中的扭转夹具上夹体502和扭转夹具下夹体503，扭转夹具上夹体502与扭转夹具下夹体503相对布置，扭转夹具上夹体502、扭转夹具下夹体503的长度大于径向通孔的直径，在扭转夹具上夹体502、扭转夹具下夹体503的接触面上分别制有与球拍手柄相配合的凹槽，扭转夹具下夹体503安装在固定底板504上，固定底板504安装在驱动转轴4伸出端的下端面，扭转夹具上夹体502通过丝杆506与松紧手轮501连接并且松紧手轮501通过丝杆506能够带动扭转夹具上夹体502沿着径向通孔的内壁上下移动，松紧手轮501设置在驱动转轴4伸出端的上端面。松紧手轮501包括外壳体5011和内壳体5012，内壳体5012设置在外壳体5011内并且内壳体5012与外壳体5011之间通过螺栓5013固定连接。在驱动转轴4伸出端的上端面两侧分别设有螺纹座505，松紧手轮501的外壳体5011套在螺纹座505上，内壳体5012套在丝杆506上。
如图3所示，气缸夹具7包括气缸701、气缸夹具上夹体702和气缸夹具下夹体703，气缸夹具上夹体702与气缸夹具下夹体703之间通过两根滑杆704活动连接。在气缸夹具上夹体702、气缸夹具下夹体703的接触面上分别设有长方形的气缸夹具夹芯707。气缸夹具下夹体703通过固定座705安装在滑板6上，气缸夹具上夹体702套在滑杆704上且可沿滑杆704上下滑动，滑杆704的顶端与固定板706固定连接，底端与气缸夹具下夹体703固定连接，气缸701安装在固定板706的顶部，气缸701的驱动轴穿过固定板706后与气缸夹具上夹体702固定连接，气缸701与安装在机箱2内的程控器连接。另在固定板706的内侧设有支座708，支座708上设有红外发射灯，该红外发射灯竖直朝下布置，发射竖直朝下的红外线，用于定位球拍的位置，以检测球拍在气缸夹具7上是否摆在中心位置，防止球拍摆偏，进而影响测量结果的准确性。
采用本实施例的试验机进行羽毛球拍整体抗扭及扭转强度测试，方法如下：
1.定扭力、扭转速率条件下抗扭测试
按照规定固定球拍：采用扭转夹具5固定球拍木柄尾部后，将气缸夹具7调整到拍框顶部位置，采用气缸701调节气缸夹具上夹体702加紧球拍。
测试时，先通过触摸屏8在程控器中设定扭力值和扭转速度，设定扭力值为5N.M。试验机启动顺时针测试（即电机3带动驱动转轴4顺时针转动），扭力值从0开始匀速上升至设定扭力值后，试验机保持在设定扭力值上，扭力传感器15实时采集扭力值，同时角度编码器14采集扭转角度，并在触摸屏8中显示球拍整体的扭转角度（精度达到0.01度）。顺时针测试结束后，试验机复位。启动逆时针测试（即电机3带动驱动转轴4逆时针转动），扭力值从0开始匀速上升至设定扭力值，试验机保持在设定扭力值上，扭力传感器15实时采集扭力值，同时角度编码器14采集扭转角度，并在触摸屏8中显示球拍整体的扭转角度。因此，得到设定扭力值下不同球拍的整体扭转角度。
2.定速率条件下扭转强度测试
按规定要求固定球拍：扭转夹具5固定球拍木柄尾部，气缸夹具7夹持拍框顶部。
测试时，设定扭转速度值，启动顺时针测试，扭力值从0开始匀速上升，当拍框扭断时，记录此时扭力值和扭转角度，即为最大扭力值和最大扭转角度。
采用本实施例的试验机进行羽毛球拍中管抗扭及扭转强度测试，方法如下：
1.定扭力、扭转速率条件下抗扭测试
按规定要求固定球拍：扭转夹具5固定球拍木柄尾部，气缸夹具7夹持球拍三通位置（即拍框T头附近）。
测试时，设定扭力值和扭转速度，设定扭力值为5N.M。试验机启动顺时针测试，扭力值从0开始匀速上升至设定扭力值后，试验机保持在设定扭力值上，扭力传感器15实时采集扭力值，同时角度编码器14采集扭转角度，并在触摸屏8中显示球拍整体的扭转角度。顺时针测试结束后，试验机复位。启动逆时针测试，扭力值从0开始匀速上升至设定扭力值，试验机保持在设定扭力值上，扭力传感器15实时采集扭力值，同时角度编码器14采集扭转角度，并在触摸屏8中显示球拍整体的扭转角度。因此，得到设定扭力值下不同球拍的中管扭转角度。
2.定速率条件下扭转强度测试
按规定要求固定球拍：扭转夹具5固定球拍木柄尾部，气缸夹具7夹持球拍三通位置（即拍框T头附近）。
测试时，设定扭转速度值，启动顺时针测试，扭力值从0开始匀速上升，当拍框扭断时，记录此时扭力值和扭转角度，即为最大扭力值和最大扭转角度。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种羽毛球拍中管、整体抗扭及扭转强度试验机，其特征在于：包括机柜，在所述机柜的顶面安装有机箱和滑轨组件，所述机箱内设置有电机，所述电机的一端与能伸出机箱外的驱动转轴连接，所述电机的另一端安设有角度编码器，所述驱动转轴上设有扭力传感器，所述驱动转轴的伸出端安装用于夹持羽毛球拍手柄的扭转夹具，在所述滑轨组件上设有可沿其移动的滑板，所述滑板上安装用于夹持羽毛球拍拍框头部的气缸夹具。
2.根据权利要求1所述一种羽毛球拍中管、整体抗扭及扭转强度试验机，其特征在于：所述驱动转轴的伸出端包括上、下端面以及左、右侧面，所述上、下端面均为平面，连接上、下端面的左、右侧面均为弧面，并且在所述驱动转轴的伸出端制有外侧设有开口的径向通孔，所述径向通孔中设置有扭转夹具，所述扭转夹具的开口与径向通孔的开口相对应。
3.根据权利要求2所述一种羽毛球拍中管、整体抗扭及扭转强度试验机，其特征在于：所述扭转夹具包括设置在径向通孔中的扭转夹具上夹体和扭转夹具下夹体，所述扭转夹具上夹体与扭转夹具下夹体相对布置，在所述扭转夹具上夹体、扭转夹具下夹体的接触面上分别制有与球拍手柄相配合的凹槽，所述扭转夹具下夹体安装在固定底板上，所述固定底板安装在驱动转轴伸出端的下端面，所述扭转夹具上夹体通过丝杆与松紧手轮连接并且所述扭转夹具上夹体可沿径向通孔的内壁上下移动，所述松紧手轮设置在驱动转轴伸出端的上端面。
4.根据权利要求3所述一种羽毛球拍中管、整体抗扭及扭转强度试验机，其特征在于：所述气缸夹具包括气缸、气缸夹具上夹体和气缸夹具下夹体，所述气缸夹具上夹体与气缸夹具下夹体之间通过滑杆活动连接，所述气缸的驱动轴与气缸夹具上夹体固定连接，所述气缸与安装在机箱内的程控器连接。
5.根据权利要求4所述一种羽毛球拍中管、整体抗扭及扭转强度试验机，其特征在于：所述气缸夹具下夹体通过固定座安装在滑板上，所述气缸夹具上夹体套在滑杆上且可沿滑杆上下滑动，所述滑杆的顶端与固定板固定连接，所述气缸安装在固定板的顶部，在所述固定板的内侧设有支座，所述支座设有红外发射灯，所述红外发射灯竖直朝下布置。
6.根据权利要求5所述一种羽毛球拍中管、整体抗扭及扭转强度试验机，其特征在于：在所述气缸夹具上夹体、气缸夹具下夹体的接触面上分别设有长方形的气缸夹具夹芯。
7.根据权利要求6所述一种羽毛球拍中管、整体抗扭及扭转强度试验机，其特征在于：所述滑轨组件包括横向布置的第一滑轨和第二滑轨，所述第一滑轨与第二滑轨之间设置有可横向移动的滑板。
8.根据权利要求7所述一种羽毛球拍中管、整体抗扭及扭转强度试验机，其特征在于：在所述机箱的一侧面板上设有触摸屏和控制开关，所述触摸屏、控制开关与安装在机箱内的程控器连接；所述角度编码器、扭力传感器均与程控器的信号采集端连接，所述程控器的控制输出端与电机连接。
9.根据权利要求8所述一种羽毛球拍中管、整体抗扭及扭转强度试验机，其特征在于：所述机箱内安装打印机，并且在所述机箱的侧面板上设有打印机面板，所述打印机与程控器连接。
10.根据权利要求9所述一种羽毛球拍中管、整体抗扭及扭转强度试验机，其特征在于：在所述机柜的底部四角设有支撑腿，所述机柜的中部设有隔板，所述隔板将机柜内部空间划分为电器柜和储物柜。
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Cited By (2)
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| CN113281205A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-08-20 | 南京源威复合材料科技有限公司 | 一种羽毛球拍中管硬度自动测试机 |
| CN114252350A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-03-29 | 东华大学 | 一种取石网篮传递性能检测装置 |
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| CN113281205B (zh) * | 2021-04-01 | 2024-03-05 | 南京源威复合材料科技有限公司 | 一种羽毛球拍中管硬度自动测试机 |
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| CN114252350B (zh) * | 2021-11-19 | 2023-11-10 | 东华大学 | 一种取石网篮传递性能检测装置 |
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