一种自举式冲击强度测试装置及其测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自举式冲击强度测试装置及其测试方法，包括下落架、设于下落架内的模拟头、设于模拟头上的加速度传感器、设于下落架下端的光控开关、设于模拟头上并与光控开关同侧的隔板，下落架包括用以模拟头垂直下落的导轨，还包括连于下落架顶部的电磁吸盘机构、设于下落架导轨一侧的导轨光尺、用以对电磁吸盘机构供电的供电机构以及测试主机。本发明专利技术能够使得模拟头自动到达设置的距离地面高度，精确的测量加速度数据和计算头部伤害评判值，并精确计算对应每次冲击的高度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量垂直冲击物对地面材料造成的冲击强度的测试装置，更具体的说，尤其涉及一种自举式冲击强度测试装置及其测试方法。
技术介绍
在现有的冲击强度测试装置中，如专利号200510111195.8中的一维冲击强度测试装置，用于测试一模拟头在离地面某一高度时，垂直下落对地面造成的冲击强度，如图1所示，其主体主要包括：下落架1、设于下落架1内的模拟头2、设于模拟头2上的加速度传感器13、设于下落架1下端的光控开关15、设于模拟头2上并与光控开关15同侧的隔板16以及测试主机20，测试主机的结构如图2所示，包括信号放大器21、滤波器22、模数转换器23、微处理器24、计时器25、非易失性存储器26以及传感器电源27，所述信号放大器21、滤波器22和模数转换器23依次连接在所述加速度传感器13和所述微处理器24之间，用以对微处理器24提供加速度数字信号；所述计时器25与所述微处理器24连接，用于测量模拟头2撞击地面前所述隔板16经过光控开关15所用的时间；所述微处理器24检测所述光控开关15的输入信号，并控制所述计时器25的计时，以及控制所述模数转换器23采样加速度数据；微处理器24还计算模拟头2下落高度、加速度峰值和头部伤害评判值并保存；所述非易失性存储器26与所述微处理器24连接，用以保存数据；所述传感器电源27与所述加速度传感器13连接，以对其供电。在进行测试时，净重达到十斤的模拟头都是由实验室人员手工提拉到某一高度，然后松手，让模拟头沿下落架内的导轨自然垂直下落，当需测试的高度超过实验室人员的身高时，还需借助长杆将模拟头顶到下落架导轨的这一高度上，使提升模拟头的过程变得十分的困难，对实验室人员的人身安全也存在着风险。另外，采用人工提升模拟头的高度重复性也影响了冲击强度的测试精度。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种自举式冲击强度测试装置及其测试方法，能够使得模拟头自动到达设置的距离地面高度，精确的测量加速度数据和计算头部伤害评判值，并精确计算对应每次冲击的高度。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一方面，一种自举式冲击强度测试装置，包括下落架、设于下落架内的模拟头、设于模拟头上的加速度传感器、设于下落架下端的光控开关、设于模拟头上并与光控开关同侧的隔板，下落架包括用以模拟头垂直下落的导轨，还包括连于下落架顶部的电磁吸盘机构、设于下落架导轨一侧的导轨光尺、用以对电磁吸盘机构供电的供电机构以及测试主机；所述电磁吸盘机构包括电磁铁吸盘、电机和传动机构，电机连于下落架的顶部，并通过传动机构与电磁铁吸盘的上端相连，电磁铁吸盘设于模拟头上方，电磁铁吸盘上还设有一高度光控开关；所述导轨光尺包括数个由上自下均匀间隔的排孔；所述测试主机包括包括信号放大器、滤波器、模数转换器、微处理器、计时器、非易失性存储器、传感器电源、电机控制器以及电磁铁吸盘控制器，信号放大器、滤波器和模数转换器依次连接在加速度传感器和微处理器之间，用以对微处理器提供加速度数字信号；计时器与微处理器连接，用于测量模拟头撞击地面前模拟头上的隔板经过下落架上的光控开关所用的时间；微处理器检测光控开关的输入信号，并控制计时器的计时，以及控制模数转换器采样加速度数据；微处理器还计算模拟头下落高度、加速度峰值和头部伤害评判值并保存；非易失性存储器与微处理器连接，用以保存数据；传感器电源与加速度传感器连接，以对其供电；电机控制器与微处理器连接，用以控制电机的转动；电磁铁吸盘控制器与微处理器连接，用以控制电磁铁吸盘吸合或释放模拟头。所述的供电机构为蓄电池。所述的电机为步进电机。所述的传动机构包括转盘和钢丝绳，转盘固定于步进电机上，转盘通过钢丝绳与电磁铁吸盘的上端相连。所述的排孔间隔为10mm。所述的高度光控开关设于导轨光尺的同侧边。另一方面，一种自举式冲击强度测试装置的测试方法，包括以下步骤：S1.操控测试主机控制电机作逆时针转动，使传动机构带动电磁铁吸盘沿下落架的导轨下落，直至电磁铁吸盘接触到模拟头；S2.测试主机控制电磁铁吸盘产生磁力，使电磁铁吸盘吸合模拟头，同时在测试主机上设置模拟头所需上升的高度；S3.测试主机再控制电机作顺时针转动，使电磁铁吸盘与模拟头一并沿下落架的导轨上升，同时也使电磁铁吸盘上的高度光控开关沿下落架的导轨光尺上升；S4.根据设置的测试高度，将模拟头上升到相应的高度后停止；S5.然后测试主机控制电磁铁吸盘释放模拟头，使模拟头沿下落架的导轨垂直下落，并冲击放置在地面上的测试材料；S6.最后，测试主机计算模拟头下落高度、加速度峰值和头部伤害评判值，并保持相关数据。所述的S3中的导轨光尺包括数个排孔，且每个排孔之间间隔10mm。所述的S1中的传动机构包括转盘和钢丝绳，转盘固定于电机上，转盘通过钢丝绳与电磁铁吸盘的上端相连。本专利技术通过电磁吸盘机构使得模拟头能够自动提升，替代了原来由人工提升模拟头的过程，使得整个装置的测试精度提高、重复性改善、操作也方便，同时也提高了测试工作中的安全性。附图说明图1是原有技术的结构示意图；图2是原有技术中测试主机的控制原理结构示意图；图3是本专利技术的结构示意图；图4是本专利技术中测试主机的控制原理结构示意图；图5是本专利技术的测试流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。请结合图3和图4所示，本专利技术所提供的一种自举式冲击强度测试装置，包括下落架3、设于下落架内3的模拟头4、设于模拟头4上的加速度传感器14、设于下落架3下端的光控开关17、设于模拟头4上并与光控开关17同侧的隔板18，下落架3包括用以模拟头4垂直下落的导轨5，还包括连于下落架3顶部的电磁吸盘机构6、设于下落架3导轨5一侧的导轨光尺7、用以对电磁吸盘机构6供电的供电机构8以及测试主机9；较佳的，所述电磁吸盘机构6包括电磁铁吸盘601、电机602和传动机构603，电机602连于下落架3的顶部，并通过传动机构603与电磁铁吸盘601的上端相连，电磁铁吸盘601设于模拟头4上方，电磁铁吸盘601上还设有一高度光控开关10；较佳的，所述导轨光尺7包括数个由上自下均匀间隔的排孔701，每个排孔701之间的间隔为10mm。所述测试主机9包括包括信号放大器91、滤波器92、模数转换器93、微处理器94、计时器95、非易失性存储器96、传感器电源97、电机控制器98以及电磁铁吸盘控制器99，信号放大器91、滤波器92和模数转换器93依次连接在加速度传感器14和微处理器94之间，用于将加速度传感器14测量的信号放大并滤波后传输给微处理单元94采样。计时器95与微处理器94连接，用于测量模拟头4撞击地面前模拟头4上的隔板18经过下落架3上的光控开关17所用的时间；微处理器94检测光控开关17的输入信号，并控制计时器95的计时，以及控制模数转换器93采样加速度数据；微处理器94还计算模拟头4下落高度、加速度峰值和头部伤害评判值(HIC)，并作保存；非易失性存储器96与微处理器94连接，用以保存数据；传感器电源97与加速度传感器94连接，以对其供电；电机控制器98与微处理器94连接，用以控制电机602的顺时针或逆时针的转动，带动电磁铁吸盘601的上升或下降；电磁铁吸盘控制器99与微处理器94连接，用以控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自举式冲击强度测试装置，包括下落架、设于下落架内的模拟头、设于模拟头上的加速度传感器、设于下落架下端的光控开关、设于模拟头上并与光控开关同侧的隔板，下落架包括用以模拟头垂直下落的导轨，其特征在于，还包括连于下落架顶部的电磁吸盘机构、设于下落架导轨一侧的导轨光尺、用以对电磁吸盘机构供电的供电机构以及测试主机；所述电磁吸盘机构包括电磁铁吸盘、电机和传动机构，电机连于下落架的顶部，并通过传动机构与电磁铁吸盘的上端相连，电磁铁吸盘设于模拟头上方，电磁铁吸盘上还设有一高度光控开关；所述导轨光尺包括数个由上自下均匀间隔的排孔；所述测试主机包括信号放大器、滤波器、模数转换器、微处理器、计时器、非易失性存储器、传感器电源、电机控制器以及电磁铁吸盘控制器，信号放大器、滤波器和模数转换器依次连接在加速度传感器和微处理器之间，用以对微处理器提供加速度数字信号；计时器与微处理器连接，用于测量模拟头撞击地面前模拟头上的隔板经过下落架上的光控开关所用的时间；微处理器检测光控开关的输入信号，并控制计时器的计时，以及控制模数转换器采样加速度数据；微处理器还计算模拟头下落高度、加速度峰值和头部伤害评判值并保存；非易失性存储器与微处理器连接，用以保存数据；传感器电源与加速度传感器连接，以对其供电；电机控制器与微处理器连接，用以控制电机的转动；电磁铁吸盘控制器与微处理器连接，用以控制电磁铁吸盘吸合或释放模拟头。...

【技术特征摘要】
1.一种自举式冲击强度测试装置，包括下落架、设于下落架内的模拟头、设于模拟头上的加速度传感器、设于下落架下端的光控开关、设于模拟头上并与光控开关同侧的隔板，下落架包括用以模拟头垂直下落的导轨，其特征在于，还包括连于下落架顶部的电磁吸盘机构、设于下落架导轨一侧的导轨光尺、用以对电磁吸盘机构供电的供电机构以及测试主机；所述电磁吸盘机构包括电磁铁吸盘、电机和传动机构，电机连于下落架的顶部，并通过传动机构与电磁铁吸盘的上端相连，电磁铁吸盘设于模拟头上方，电磁铁吸盘上还设有一高度光控开关；所述导轨光尺包括数个由上自下均匀间隔的排孔；所述测试主机包括信号放大器、滤波器、模数转换器、微处理器、计时器、非易失性存储器、传感器电源、电机控制器以及电磁铁吸盘控制器，信号放大器、滤波器和模数转换器依次连接在加速度传感器和微处理器之间，用以对微处理器提供加速度数字信号；计时器与微处理器连接，用于测量模拟头撞击地面前模拟头上的隔板经过下落架上的光控开关所用的时间；微处理器检测光控开关的输入信号，并控制计时器的计时，以及控制模数转换器采样加速度数据；微处理器还计算模拟头下落高度、加速度峰值和头部伤害评判值并保存；非易失性存储器与微处理器连接，用以保存数据；传感器电源与加速度传感器连接，以对其供电；电机控制器与微处理器连接，用以控制电机的转动；电磁铁吸盘控制器与微处理器连接，用以控制电磁铁吸盘吸合或释放模拟头。2.如权利要求1所述的一种自举式冲击强度测试装置，其特征在于，
\t所述的供电机构为蓄电池。3.如权利要求1所述的一种自举式冲击强度测试装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：史淑娟，陈毓琳，金凯，陈均章，
申请(专利权)人：上海浩顺科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31