專利名稱：高速鋼球沖擊測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測試裝置，尤其是涉及對防護(hù)面罩或防護(hù)眼鏡抗沖擊性能測試的
高速鋼球沖擊測試裝置。
背景技術(shù)：
防護(hù)眼鏡是一種起特殊作用的眼鏡，使用的場合不同需求的眼鏡也不同。如醫(yī)院用的手術(shù)眼鏡，電焊的時候用的焊接眼鏡，激光雕刻中的激光防護(hù)眼鏡，等等。防護(hù)眼鏡作用主要是防護(hù)眼睛和面部免受紫外線、紅外線和微波等電磁波的輻射，粉塵、煙塵、金屬和砂石碎屑以及化學(xué)溶液濺射的損傷。所以防護(hù)面罩、防護(hù)眼鏡或其他玻璃制品，是通過常需進(jìn)行沖擊測試?，F(xiàn)有技術(shù)中有采用吊掛鋼球或墜落鋼球進(jìn)行沖擊試驗，其鋼球沖擊速度難以精確調(diào)整和精確測量。如果要實現(xiàn)高速沖擊試驗，以上方法更難以實現(xiàn)。防護(hù)面罩或防護(hù)眼鏡抗沖擊性能測試中，必須要有一個測試裝置供測試人員在規(guī)定條件下完成規(guī)定的測試以進(jìn)行抗沖擊性能測試。所以設(shè)計一個能實現(xiàn)以上功能的測試裝置很有必要。現(xiàn)有的測試裝置結(jié)構(gòu)簡單、鋼球發(fā)射速度不可控制、測試條件單一、測試過程不便于監(jiān)測。隨著儀器的多功能性及柔性化，同時考慮到人性化，以上的這些矛盾也越來越明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對防護(hù)眼鏡抗沖擊性能測試的需要，提供一種結(jié)構(gòu)性良好的、可精確調(diào)整測試沖擊速度，同時可精確測量鋼球沖擊速度的高速鋼球沖擊測試裝置。本發(fā)明采用電磁發(fā)射原理，可實現(xiàn)高速鋼球沖擊速度。本發(fā)明采用光纖傳感器，可實現(xiàn)精確測量鋼球沖擊速度。本發(fā)明采用密閉沖擊室，可實現(xiàn)方便觀測測試過程和簡單鋼球收取。本發(fā)明也可作為普通的試驗裝置。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案 —種高速高鋼球沖擊測試裝置，包括有一個電磁驅(qū)動裝置驅(qū)動一個鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)，所述鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)伸入所述鋼球發(fā)射管內(nèi)擊發(fā)所述鋼球；所述鋼球發(fā)射管前端有放入所述鋼球的小鋼管，后端接通所述試驗倉，而且后段管壁上插置兩個保持軸向設(shè)定距離的光纖傳感器；所述試驗倉的內(nèi)腔底部安置一個電控調(diào)位試樣平臺；所述電器控制箱由電連接所述電器驅(qū)動裝置。 上述鋼球發(fā)射管的前段為內(nèi)徑與所述鋼球滑配的鋼管，有一條軸向槽與所述鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)上端滑配；鋼球發(fā)射管的后斷為聚酯材料制成的與前段同內(nèi)徑的圓管，所述兩個光纖傳感器分別要裝在該圓管的兩端部。 上述鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)是一根擊桿，其上端部穿過所述鋼球發(fā)射裝管前段的軸向槽，擊桿伸入鋼球發(fā)射管內(nèi)腔形成一個有凹陷的擊發(fā)頭，該凹陷與鋼球匹配，所述擊桿的下端連接一個立方形電樞。 上述電磁驅(qū)動裝置是一個與鋼球發(fā)射管平行設(shè)置的內(nèi)方外圓的筒體，該筒體上有一個軸向槽與所述鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)的下端滑配，筒 內(nèi)腔前后兩垂直壁上分別裝有兩個平行銅導(dǎo)軌與所述鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)下端的電樞滑配；所述筒體為絕緣材料體。 上述試驗倉是一個密閉倉，在其金屬殼體的內(nèi)壁上粘附一層吸收沖擊材料層，正 面?zhèn)}壁上有一個防彈玻璃觀察窗，內(nèi)底面上設(shè)置所述電控調(diào)位試樣平臺，側(cè)面裝有可開的 門。 上述電控調(diào)位試樣平臺的結(jié)構(gòu)是在兩個絲桿座上安裝一根絲桿和一根與該絲桿 平行的光桿、一個平臺上有螺孔與所述絲桿旋配，還有穿孔與所述光桿滑配，該螺桿的一端 連接一個伺服電機(jī)；所述平臺上平行安裝另一絲桿和另一光桿， 一個驅(qū)動螺母上有螺孔和 穿孔分別與該另一絲桿和另一光桿旋配和滑配；所述另一絲桿的一端連接另一個伺服電 機(jī)；所述驅(qū)動螺母上固定連接一個試樣夾緊座。 上述電器控制箱通過導(dǎo)線連接電磁驅(qū)動裝置，其電路結(jié)構(gòu)是三相電源經(jīng)一個開 關(guān)接入一個過載保護(hù)器和一個com電源電路，過載保護(hù)器輸出一路經(jīng)一個調(diào)節(jié)器和一個電 流表連接到所述電磁驅(qū)動裝置中的一根平行導(dǎo)軌，過載保護(hù)器輸出另一路經(jīng)一個繼電器的 線圈連接到電磁驅(qū)動裝置中的另一根平行導(dǎo)軌；所述com電源電路輸出一路經(jīng)另一個開關(guān) 和繼電器的觸點開關(guān)后，再經(jīng)兩個并聯(lián)的小型定位激光燈后連接com電源電路。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點本 裝置具有簡單、可靠的優(yōu)點；本裝置具有可精確測量鋼球沖擊速度的優(yōu)點；本裝置具有簡 單適應(yīng)多種不同規(guī)格產(chǎn)品的優(yōu)點；本裝置具有可精確調(diào)節(jié)鋼球沖擊速度的優(yōu)點。本裝置具 有可直觀性強(qiáng)的優(yōu)點，測試時可直接從觀察窗觀察測試的過程。既可作為防護(hù)眼鏡抗沖擊 測試裝置，也可作為普通的測試裝置。


圖1為測試裝置圖
圖2為A-A截面圖
圖3為測試裝置電路圖
具體實施例方式
本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例是參見圖1。本高速鋼球沖擊測試裝置包括鋼球7有 一個電磁驅(qū)動裝置3驅(qū)動一個鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)6，所述鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)6伸入所述鋼球發(fā)射管5 內(nèi)擊發(fā)所述鋼球7 ;所述鋼球發(fā)射管5前端有放入所述鋼球7的小鋼管4，后端接通所述試 驗倉11，而且后段管壁上插置兩個保持軸向設(shè)定距離的光纖傳感器9、10 ;所述試驗倉ll的 內(nèi)腔底部安置一個電控調(diào)位試樣平臺；所述電器控制箱1由電連接所述電器驅(qū)動裝置3。
電器控制箱1參見圖3，電器控制箱1通過導(dǎo)線2連接電磁驅(qū)動裝置3)其電路結(jié) 構(gòu)是220V交流電源經(jīng)一個開關(guān)31連接一個過載保護(hù)器32和一個com電源電路38，過載 保護(hù)器32輸出連接調(diào)節(jié)器33，調(diào)節(jié)器33連接電流表34，電流表34連接平行導(dǎo)軌中的一根 29，另一根平行導(dǎo)軌30連接繼電器35。 com電源電路38 —路5V直流輸出經(jīng)一個開關(guān)37 和繼電器35的一對觸頭連接兩個小型定位激光燈36。 鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)6上部安裝于鋼球發(fā)射管內(nèi)。鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)6由耐高溫絕緣材料制 成，前端有一圓弧凹陷，用于與鋼球7圓弧面配合。鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)6下部連接電磁驅(qū)動裝置 3。
電磁驅(qū)動驅(qū)動裝置3外部由圓柱管狀的絕緣材料27組成，上方開有滑動槽。絕緣 材料內(nèi)安裝有垂直的兩個銅的平行銅導(dǎo)軌29、30，平行銅導(dǎo)軌29、30中間安裝有電樞28，電 樞28的材料是鋁合金，電樞28與鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)6相連接。 鋼球發(fā)射管5前段為金屬管狀結(jié)構(gòu)。鋼球發(fā)射管5內(nèi)部中空，一端為入口端，一端 為出口端，下部開有可供滑動的槽。在靠近入口端處連接一個內(nèi)徑與鋼球7滑配的垂直進(jìn) 球小鋼管4，鋼球發(fā)射管5后段為聚酯材料相同內(nèi)徑的管8，在聚酯材料管8兩端部內(nèi)壁上 各裝有一個光纖傳感器9、10。 試驗倉11外殼為金屬矩形結(jié)構(gòu)，四面安裝有防彈玻璃觀察窗13，箱體內(nèi)部裝有吸 收沖擊材料層12。外殼的一面開有一圓形孔，用來連接鋼球發(fā)射管。密閉試驗倉側(cè)面安裝 有可開關(guān)門。 電控調(diào)位試樣平臺通過螺栓安裝于密閉試驗倉的底部。其結(jié)構(gòu)是在兩個絲桿座 17、25上安裝一根絲桿19和一根與該絲桿19平行的光桿20、一個平臺22上有螺孔與所述 絲桿19旋配，還有穿孔與所述光桿20滑配，該螺桿19的一端連接一個伺服電機(jī)18 ;所述 平臺22上平行安裝另一絲桿23和另一光桿24， 一個驅(qū)動螺母15上有螺孔和穿孔分別與該 另一絲桿23和另一光桿24旋配和滑配；所述另一絲桿23的一端連接另一個伺服電機(jī)；所 述驅(qū)動螺母15上固定連接一個試樣夾緊座14。 參見圖3，電器控制箱1通過導(dǎo)線2連接電磁驅(qū)動裝置3，其電路結(jié)構(gòu)是三相電源 經(jīng)一個開關(guān)31接入一個過載保護(hù)器32和一個com電源電路38，過載保護(hù)器輸出一路經(jīng)一 個調(diào)節(jié)器33和一個電流表34連接到所述電磁驅(qū)動裝置3中的一根平行導(dǎo)軌29，過載保護(hù) 器32輸出另一路經(jīng)一個繼電器35的線圈連接到電磁驅(qū)動裝置3中的另一根平行導(dǎo)軌30 ; 所述com電源電路38輸出一路經(jīng)另一個開關(guān)37和繼電器35的觸點開關(guān)后，再經(jīng)兩個并聯(lián) 的小型定位激光燈36后連接com電源電路38。 本發(fā)明裝置的原理如下參見圖2，測試時，只需要將試驗用的鋼球7通過鋼球入 口 4放入鋼球發(fā)射管5，按下電器控制箱1的電源開關(guān)20后，接通電路，電流通過過載保護(hù) 器32后，依次經(jīng)過調(diào)節(jié)器33和電流表29后，通過導(dǎo)線連接到鋼球發(fā)射管5。繼電器35接 通，同時可從電流表29上觀察到電流值，可通過調(diào)節(jié)器33調(diào)節(jié)電流大小。電流通過平行導(dǎo) 軌中的一根29，然后依次經(jīng)過電樞28，另一根平行導(dǎo)軌30后，兩根平行導(dǎo)軌29、30間產(chǎn)生 磁場，這個磁場與流經(jīng)電樞28的電流相互作用，產(chǎn)生電磁力鋼球發(fā)射管5中產(chǎn)生磁場，磁力 推動電樞28、連接電樞28的鋼球發(fā)射裝置6和鋼球7加速運動，最終產(chǎn)生約為130m/s的高 速度。當(dāng)鋼球7通過光纖傳感器9、10后可計算得出鋼球通過的精確速度。同時密閉試驗 倉11上的觀察窗13可便于試驗人員觀察內(nèi)部的測試情況，密閉倉內(nèi)的吸收沖擊材料12可 以減少鋼球撞擊產(chǎn)生的影響。底部的位置調(diào)節(jié)裝置可通過伺服機(jī)構(gòu)控制，調(diào)節(jié)試驗時的位 置，可以調(diào)整試驗時的撞擊位置，也可對不同位置進(jìn)行試驗。
權(quán)利要求
一種高速鋼球沖擊測試裝置，包括鋼球(7)、鋼球發(fā)射管(5)、試驗倉(11)和電器控制箱(1)，其特征在于a.有一個電磁驅(qū)動裝置(3)驅(qū)動一個鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)(6)，所述鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)(6)伸入所述鋼球發(fā)射管(5)內(nèi)擊發(fā)所述鋼球(7)；b.2)、所述鋼球發(fā)射管(5)前端有放入所述鋼球(7)的小鋼管(4)，后端接通所述試驗倉(11)，而且后段管壁上插置兩個保持軸向設(shè)定距離的光纖傳感器(9、10)；c.所述試驗倉(11)的內(nèi)腔底部安置一個電控調(diào)位試樣平臺；d.所述電器控制箱(1)由電連接所述電器驅(qū)動裝置(3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高速鋼球沖擊測試裝置，其特征在于所述鋼球發(fā)射管(5)的 前段為內(nèi)徑與所述鋼球(7)滑配的鋼管，有一條軸向槽與所述鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)(6)上端滑配； 鋼球發(fā)射管(5)的后斷為聚酯材料制成的與前段同內(nèi)徑的圓管(8)，所述兩個光纖傳感器 (9、 10)分別要裝在該圓管(8)的兩端部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速鋼球沖擊測試裝置，其特征在于所述鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)(6) 是一根擊桿，其上端部穿過所述鋼球發(fā)射裝管(5)前段的軸向槽，擊桿伸入鋼球發(fā)射管(6) 內(nèi)腔形成一個有凹陷的擊發(fā)頭，該凹陷與鋼球(7)匹配，所述擊桿的下端連接一個立方形 電樞(28)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速鋼球沖擊測試裝置，其特征在于所述電磁驅(qū)動裝置(3) 是一個與鋼球發(fā)射管(5)平行設(shè)置的內(nèi)方外圓的筒體(27)，該筒體(27)上有一個軸向槽與 所述鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)(6)的下端滑配，筒體(7)內(nèi)腔前后兩垂直壁上分別裝有兩個平行銅導(dǎo) 軌(29、30)與所述鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)(6)下端的電樞(28)滑配；所述筒體(27)為絕緣材料體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速鋼球沖擊測試裝置，其特征在于所述試驗倉是一個密閉 倉，在其金屬殼體的內(nèi)壁上粘附一層吸收沖擊材料層(12)，正面?zhèn)}壁上有一個防彈玻璃觀 察窗(13)，內(nèi)底面上設(shè)置所述電控調(diào)位試樣平臺，側(cè)面裝有可開的門。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速鋼球沖擊測試裝置，其特征在于所述電控調(diào)位試樣平臺 的結(jié)構(gòu)是在兩個絲桿座(17、25)上安裝一根絲桿(19)和一根與該絲桿(19)平行的光桿 (20)、一個平臺(22)上有螺孔與所述絲桿(19)旋配，還有穿孔與所述光桿(20)滑配，該螺 桿(19)的一端連接一個伺服電機(jī)(18);所述平臺(22)上平行安裝另一絲桿(23)和另一 光桿(24)，一個驅(qū)動螺母(15)上有螺孔和穿孔分別與該另一絲桿(23)和另一光桿(24)旋 配和滑配；所述另一絲桿(23)的一端連接另一個伺服電機(jī)；所述驅(qū)動螺母(15)上固定連 接一個試樣夾緊座(14)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高速鋼球沖擊測試裝置，其特征在于所述電器控制箱(1)通 過導(dǎo)線(2)連接電磁驅(qū)動裝置(3)，其電路結(jié)構(gòu)是三相電源經(jīng)一個開關(guān)(31)接入一個過 載保護(hù)器(32)和一個com電源電路(38)，過載保護(hù)器輸出一路經(jīng)一個調(diào)節(jié)器(33)和一個 電流表(34)連接到所述電磁驅(qū)動裝置(3)中的一根平行導(dǎo)軌(29)，過載保護(hù)器(32)輸出 另一路經(jīng)一個繼電器(35)的線圈連接到電磁驅(qū)動裝置(3)中的另一根平行導(dǎo)軌(30);所 述com電源電路(38)輸出一路經(jīng)另一個開關(guān)(37)和繼電器(35)的觸點開關(guān)后，再經(jīng)兩個 并聯(lián)的小型定位激光燈(36)后連接com電源電路(38)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高速鋼球沖擊測試裝置。它包括鋼球、鋼球發(fā)射管、試驗倉和電器控制箱，有一個電磁驅(qū)動裝置驅(qū)動一個鋼球發(fā)射機(jī)構(gòu)擊發(fā)鋼球；鋼球發(fā)射管后段管壁上裝有兩光纖傳感器，后端接通試驗倉；試驗倉內(nèi)底安置一個電控調(diào)位試樣平臺；電器控制箱電連接電磁驅(qū)動裝置。本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)美觀，操作簡便；采用電磁驅(qū)動，能精確控制鋼球沖擊速度，采用光纖傳感器能精確測量鋼球沖擊速度，采用位置調(diào)節(jié)裝置，可方便調(diào)節(jié)鋼球沖擊位置。本發(fā)明體積小，具有環(huán)保、可簡單調(diào)節(jié)的優(yōu)點。
文檔編號G01N3/30GK101694446SQ200910197140
公開日2010年4月14日 申請日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者尹丹, 於騫, 李毅, 洪躍, 金士良, 陳吉 申請人:上海大學(xué);