CN209446251U - 一种多点撞击的实验设备 - Google Patents

Abstract

一种多点撞击的实验设备，包括基座、机架、撞击组件和被撞击板，所述机架设置在基座顶板上，所述被撞击板设置在基座底部，所述撞击组件包括齿轮齿条机构、安装卡条、撞击板和撞击头，齿轮齿条机构中的齿轮安装在所述机架上，并由机架上的驱动机构驱动旋转，齿轮齿条机构中的齿条通过安装卡条与所述撞击板固定连接，所述撞击板上设有横向滑槽，横向滑杆的端部与横向滑槽构成移动副，横向滑杆上沿其长度方向设置纵向滑槽，所述撞击头滑动设置在纵向滑槽内。该设备能够实现整个撞击平面上任意位置、任意速度的多点撞击，具有结构简单、运动准确性高、实验数据精度高的优点。

Description

一种多点撞击的实验设备

技术领域

本实用新型涉及航空航天的多点撞击监测技术领域，具体来说是一种用于多点撞击的实验设备。

背景技术

万里高空的飞行器，地球轨道上运行的航天器容易受到外部物体的撞击，导致飞行器和航天器的损伤，失效，甚至引起其他更为严重的后果。各向同性材料（比如铝板）或复合材料都用于广泛应用于航空航天结构的材料。航空航天结构在受到撞击后会产生不同程度的损伤，因此，这对航空航天结构的安全性能和完整性能造成一定的威胁。

多点撞击的研究是研究撞击监测的关键问题。为更好的解决多点撞击监测问题，对多点撞击设备的研究就非常的重要。因此进行多点撞击实验设备的结构设计，用来研究结构在受到不同撞击的损伤分析是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服已有技术的不足之处，提供一种简单方便易操作且实验数据准确的多点撞击实验设备。该设备能够实现整个撞击平面上任意位置、任意速度和多点撞击的功能，该设备结构简单，无需复杂的传感和控制系统，同时运动准确性高，实验数据精度高。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种多点撞击的实验设备，包括基座、机架、撞击组件和被撞击板，所述机架设置在基座顶板上，所述被撞击板设置在基座底部，所述撞击组件包括齿轮齿条机构、安装卡条、撞击板和撞击头，齿轮齿条机构中的齿轮安装在所述机架上，并由机架上的驱动机构驱动旋转，齿轮齿条机构中的齿条通过安装卡条与所述撞击板固定连接，所述撞击板上设有横向滑槽，横向滑杆的端部与横向滑槽构成移动副，横向滑杆上沿其长度方向设置纵向滑槽，所述撞击头滑动设置在纵向滑槽内。

所述横向滑槽和纵向滑槽都设有刻度，用以确定所述撞击头在平面内的位置。

所述撞击头包括头端、壳体和弹簧，弹簧安装在壳体内，并与头端相连，壳体滑动设置在所述的纵向滑槽内。

所述撞击头还包括测力传感器，测力传感器夹在头端和弹簧之间，测力传感器和控制器信号连接，测力传感器测得的力值显示在控制器的显示屏上。

所述基座为框架结构，具有四根立杆，立杆上具有一条截面为弧形的竖直导轨，所述撞击板的四角具有与所述竖直导轨相配合的滑块。

所述撞击板上设有一对缺口，横向滑杆通过该缺口安装在横向滑槽上或从横向滑槽上取下。

所述驱动机构包括主动带轮、被动带轮和皮带，主动带轮和被动带轮均设置在所述机架上，且被动带轮和所述齿轮齿条机构中的齿轮同轴设置并同步转动。

所述的顶板、撞击板和被撞击板平行设置。

所述的安装卡条具有U型安装槽，所述齿条固定在U型安装槽内。

本实用新型与现有技术相比，有益效果是：

本实用新型利用主动带轮、从动带轮、皮带、齿轮、齿条、安装卡条、撞击板、横向滑槽、纵向滑槽和被撞击板等综合实现整个撞击板平面上任意位置、任意速度、多点撞击的功能，根据撞击头在横向滑槽和纵向滑槽的滑移实现任意位置的撞击；根据撞击板运动速度的改变实现任意速度的撞击；根据横向滑槽任意安装横向滑杆与纵向滑槽任意安装撞击头实现多点撞击。该设备操作简易，使用范围广；该设备结构简单，无需复杂的传感和控制系统；该设备运动准确性高，实验数据精度高；该设备制造和维护成本低，适用于多点撞击实验。

附图说明

图1是本实用新型的立体外观图；

图2是本实用新型的结构爆炸图；

图3是本实用新型去除基座后的仰视图；

图4是本实用新型中撞击头的剖视图；

图中标记：1－基座，101－顶板，102－立杆，2－机架， 3－主动带轮，4－从动带轮，5－皮带，6－齿轮，7－齿条，8－安装卡条，9－撞击板，901－滑块，902－缺口，10－横向滑槽，11－横向滑杆，12－纵向滑槽，13－撞击头，1301－头端，1302－壳体，1303－弹簧，1304－测力传感器，14－被撞击板。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体的实施方式对本实用新型的技术方案以及工作原理作进一步的说明。

如图所示，一种多点撞击的实验设备，包括基座1、机架2、顶板201、主动带轮3、从动带轮4、皮带5、撞击组件和被撞击板14。所述基座1为框架结构，具有四根立杆102，所述顶板101固接在基座1的四根立杆102顶端；所述机架2固接在顶板101的上表面；所述主动带轮3与从动带轮4固定于机架2内，所述皮带5连接主动带轮3与从动带轮4传动；所述的被撞击板14则安装在基座1的底部，被撞击板14和顶板101平行设置；

所述撞击组件包括齿轮6、齿条7、安装卡条8、撞击板9、横向滑槽10、纵向滑槽12和撞击头13；所述齿轮6与从动带轮4同轴线设置，并同步转动；所述齿条7与齿轮6啮合，并在齿轮6转动下，齿条7上下移动，且齿条7嵌套在所述安装卡条8上，使得安装卡条8随齿条7上下运动；所述顶板101上设有供安装卡条8上下运动的开口；所述撞击板9固接在安装卡条8的底端，所述撞击板9上设有一对横向滑槽10，所述横向滑杆11设置在横向滑槽10中，并在横向滑槽10内形成移动副；所述横向滑杆11内沿其长度方向开设有纵向滑槽12；所述撞击头13设置在纵向滑槽12内，并在纵向滑槽12内形成移动副；所述撞击头13具有头端1301、壳体1302和弹簧1303，头端1301的上端设置在壳体1302内，且顶在壳体1302内的弹簧1303底端，头端1301的下端为膨大的凸面，撞击头13在撞击被撞击板14时，撞击头13的头端1301向上压缩弹簧1303，在弹簧1303和头端1301之间设有测力传感器1304，对弹簧1303受到的力进行测量，并将测量结果显示在控制机构的显示器上，所述的测力传感器1304采用蚌埠传感器系统工程有限公司生产的型号为JHBM-MD2的微型测力传感器。

作为优选，撞击板9上的横向滑槽10和每根横向滑杆11上纵向滑槽12都有相应的刻度，可以根据尺寸要求在撞击板9平面上任意位置固定撞击头13和改变撞击头13的数量。

作为优选，根据实验需要，撞击头13有多个规格，例如直径为10毫米、20毫米或30毫米等。

作为优选，所述基座1的四根立杆102的内侧均具有一条截面为弧形的竖直导轨，所述撞击板9的四角具有与所述竖直导轨相配合的滑块901。

作为优选，所述撞击板9上设有一对缺口902，横向滑杆11通过该缺口902安装在横向滑槽10上或从横向滑槽10上取下，便于对横向滑杆11数量进行增减调整。

本实用新型的工作原理及过程如下：

确定实验所需要的撞击位置，根据横向滑槽10上的相应刻度确定横向滑杆11在横向滑槽10上的位置，然后确定撞击头13的位置，根据横向滑杆11上相应的刻度，调节撞击头13在横向滑杆11的位置。这样通过调节撞击头13在横向滑杆11上的位置和横向滑杆11在横向滑槽10的位置，这样就可以确定撞击头13在整个撞击平面上的精确位置，然后根据撞击实验要求的撞击数量的不同可以在横向滑杆11上安装任意多个撞击头13，根据撞击位置的不同，可以在横向滑槽10上安装任意多个横向滑杆11。这就实现了在整个撞击平面上任意多点和任意位置的多点撞击实验。

然后确定相应的撞击速度，调节主动带轮3的速度，从而实现撞击速度达到实验所需要的撞击速度。电机通电带动主动带轮3旋转，使撞击板9下落，完成撞击实验，观察测力传感器1304相关数据。然后电机反转，使撞击板9回到初始位置，完成多点撞击实验。

本实用新型装置综合实现整个撞击板平面上任意位置和任意速度的多点撞击，根据横向滑槽10和纵向滑槽12的滑移实现任意位置的撞击；根据撞击板9运动速度的改变实现任意速度的撞击；根据横向滑槽10任意安装横向滑杆11与纵向滑槽12任意安装撞击头13实现多点撞击。该设备操作简易，使用范围广；该设备结构简单，无需复杂的传感和控制系统；该设备运动准确性高，实验数据精度高；该设备制造和维护成本低，适用于多点撞击实验。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述个实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种多点撞击的实验设备，其特征在于：包括基座（1）、机架（2）、撞击组件和被撞击板（14），所述机架（2）设置在基座（1）的顶板（101）上，所述被撞击板（14）设置在基座（1）底部，所述撞击组件包括齿轮齿条机构、撞击板（9）和撞击头（13），齿轮齿条机构中的齿轮（6）安装在所述机架（2）上，并由机架（2）上的驱动机构驱动旋转，齿轮齿条机构中的齿条（7）通过安装卡条（8）与所述撞击板（9）固定连接，所述撞击板（9）、所述被撞击板（14）以及所述顶板（101）平行，所述撞击板（9）上设置安装横向滑杆（11）的横向滑槽（10），横向滑杆（11）的端部与横向滑槽（10）构成移动副，横向滑杆（11）上沿其长度方向设置纵向滑槽（12），所述撞击头（13）滑动设置在纵向滑槽（12）内。

2.根据权利要求1所述的一种多点撞击的实验设备，其特征在于：所述横向滑槽（10）和纵向滑槽（12）都设有刻度，用以确定所述撞击头（13）在平面内的位置。

3.根据权利要求1所述的一种多点撞击的实验设备，其特征在于：所述撞击头（13）包括头端（1301）、壳体（1302）和弹簧（1303），弹簧（1303）安装在壳体（1302）内，并与头端（1301）相连，壳体（1302）滑动设置在所述的纵向滑槽（12）内。

4.根据权利要求3所述的一种多点撞击的实验设备，其特征在于：所述撞击头（13）还包括测力传感器（1304），测力传感器（1304）夹在头端（1301）和弹簧（1303）之间，测力传感器（1304）和控制器信号连接，将测得的力值显示在控制器的显示屏上。

5.根据权利要求1所述的一种多点撞击的实验设备，其特征在于：所述基座（1）为框架结构，具有四根立杆（102），立杆（102）上具有一条截面为弧形的竖直导轨，所述撞击板（9）的四角具有与所述竖直导轨相配合的滑块（901）。

6.根据权利要求1所述的一种多点撞击的实验设备，其特征在于：所述撞击板（9）上设有一对缺口（902），横向滑杆（11）通过该缺口（902）安装在横向滑槽（10）上或从横向滑槽（10）上取下。

7.根据权利要求1所述的一种多点撞击的实验设备，其特征在于：所述驱动机构包括主动带轮（3）、被动带轮（4）和皮带（5），主动带轮（3）和被动带轮（4）均设置在所述机架（2）上，且被动带轮（4）和所述齿轮齿条机构中的齿轮（6）同轴设置并同步转动。

8.根据权利要求1所述的一种多点撞击的实验设备，其特征在于：所述的顶板（101）、撞击板（9）和被撞击板（14）平行设置。

9.根据权利要求1所述的一种多点撞击的实验设备，其特征在于：所述的安装卡条（8）具有U型安装槽，所述齿条（7）固定在U型安装槽内。