基于童车测试的多功能冲击试验机的研制

　　0　序言

　　随着中国加入WTO,中国检验检疫对出口产品的品质检测监控越来越重要,根据贸易协定,中国出口的产品必须按出口地的检验标准来检测。童车一直以来是我国出口的大户,在童车品质检测项目中,冲击项目的检测对产品的品质控制起到关键的作用。这些标准涉及到GB/T4857,GB 14748,GB 14749,EN 14746和FM 833等[1-3],童车检测的项目涉及领域也较广,包括儿童三轮车、儿童学步车、儿童推车等冲击项目。国内对产品的检测设备品种繁多,一个标准配备一台设备,设备名目繁多,不但造成了资源的严重浪费,而且占地面积大,效率低。测试项目与标准的符合程度上还有一定的距离。图1为婴儿车的冲击试验机。只能做婴儿车的冲击试验,并且每次复位均需人工完成,测试项目单一,劳动力低下。本着对产品测试的综合化,标准化要求出发,对测试设备进行整合,利用先进的模块化设计思想,提升设备的利用率,提高检测精度是一项关键而有意义的工作。在此基础上,对童车相关冲击测试项目进行分析,通过整理分类,采用模块化的设计思想,利用现代控制技术,研制出一台综合冲击试验机,在此设备上,不仅能完成儿童三轮车、儿童学步车等的2m /s的冲击试验,还完成推车的制动力试验,推车的1 m冲击试验,测试项目还可以涵盖包装物的冲击试验。

　　1　综合冲击试验机的总体设计

　　根据相关标准,综合冲击试验机,要完成儿童三轮车、儿童学步车等的2m /s的冲击试验,同时要完成推车在10度斜面上的1m冲击试验,推车制动力试验及包装物的撞击试验。本设计采用斜面提升方式,利用能量转换原理进行设计。总体如图1所示:系统由提升机构、提升小车、传动机构基座、复位机构、撞击小车等组成。

　　该设计的主要模块为提升小车与冲击小车。由于传动链条与提升小车连接,提升机构在电机的传动下,通过传动链条使得提升小车上升到规定的高度。提升小车上装载机械手,工作时,机械手抓住冲击小车,提升小车在提升过程中带动冲击小车提升到规定的高度。然后机械手突然释放,冲击小车沿轨道运动,根据能量转换原理,势能转化为动能,实现规定速度的冲击。当要实现第二次冲击时,提升小车下降到规定位置,同时复位机构对冲击小车进行复位,然后机械手抓住冲击小车,开始提升,进行第二次循环。在冲击小车上安装角度调整装置,通过角度调整机构调整角度,实现推车在不同角度下的制动力测试。在基座的导轨上,安装有挡块装置,通过在导轨上安放测试板,实现推车在10°斜面上的1m冲击试验。

　　2　关键部件结构设计

　　a)提升小车机械设计:提升小车底部安装4个运动轮, 4个导向轮,运动轮接触底部导轨,使得小车能沿底部导轨运动,导向轮靠在侧导轨上,主要防止小车在导轨上运动时产生侧向移动。提升小车的底部与传动链条相连接,电机带动传动链条运动,将动力传递给运动小车。在提升小车上,安装有机械手,可以对冲击小车进行夹持。机械手的结构如图2所示,该机构仅靠一个小型气缸2驱动连杆机构实现。当提升小车拖动冲击小车时,机械手1处于夹紧状态[图2(a)]时,连杆机构处于自锁的临界位置,当到达冲击高度时,机械手张开[图2(b)],释放冲击小车。机械手灵活可靠,不会出现卡滞。也避免了采用电磁铁而产生的磁化现象。