专利名称：一种包装件跌落实验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过自由下落对包装物体进行垂直冲击实验的检测设备，尤其涉及一种包装件跌落实验机。
背景技术：
为满足国家相关标准的要求，需要对包装件进行跌落实验，以评定包装件在受到垂直冲击时的耐冲击强度及包装件对产品的保护能力，确保产品的安全性。最初的跌落实验是通过人工将包装件抬至一定高度，然后同时松手，使包装件下落，再检查其破损情况。这种检测方式劳动强度大、效率低，并且实验的精确性不高。
随着技术的发展，人们发明了跌落实验机，它是通过提升装置将翻板沿立柱管升到规定的高度，将包装件放置到翻板上，然后开动控制机构，使翻板翻转，包装件向下跌落至冲击板上。现有的跌落实验机普遍存在以下不足1、无论是采用单扇翻板还是双扇翻板，在翻转时都不能瞬时快速完成，这样放置在翻板上的包装件首先沿翻板滑落一定行程，然后才进入跌落状态，其初始运动状态不是自由落体，这与跌落实验国家标准的相关规定不相符合，以至于实验的精确性不理想。
2、没有提升保护机构，在控制提升装置使翻板等部件沿立柱管上下移动时，操作人员得时刻保持注意力集中，否则翻板等部件容易超出规定的行程，与实验机的顶部或底部发生撞击，造成部件损伤，影响整个实验机的使用寿命。
3、整个设备结构复杂，价格昂贵，难以被用户接受。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种包装件跌落实验机，以保障包装件的初始运动状态为自由落体。
本发明的技术方案如下一种包装件跌落实验机，包括底板、冲击板、立柱管、横梁、翻板和提升装置，其中两根立柱管平行设置，其底端与底板固定连接，横梁安装在两立柱管上，在提升装置的作用下，横梁能沿立柱管上下移动，其关键在于在所述横梁上安装有两个气缸，两气缸的活塞杆位于同一直线上，并以相反的方向向外侧伸出，活塞杆的外端通过曲柄与翻板轴连接，该翻板轴垂直于气缸的活塞杆，且翻板轴上固定有翻板；所述两气缸内腔的前端通过第一气管与三位四通换向阀其中的一个出口相通，两气缸内腔的后端通过第二气管与三位四通换向阀的另一个出口相通，在第二气管上装有单向快放阀，所述三位四通换向阀其中的一个进口通过第三气管与高压气源相接，其另一个进口通过第四气管串联手动气阀后也与高压气源连接；所述提升装置包括电机、传动轴、传动链轮、主动链轮、提升链条、从动轴和从动链轮，其中传动轴通过轴承座支承于底板上，从动轴通过轴承座支承在立柱管的上端，所述电机固定在底板上，其输出轴上安装的电机链轮通过链条与传动链轮连接，该传动链轮套装在传动轴的轴身上，在传动轴的两端安装主动链轮，该主动链轮通过提升链条与从动轴上对应的从动链轮连接，所述提升链条从横梁中穿过，并通过线夹将横梁卡紧在提升链条上。
采用以上技术方案，初始时，高压气源通过第三气管、换向阀、第二气管及单向快放阀与气缸内腔的后端相通，高压气推动气缸内的活塞，使活塞向前运动，活塞杆向外伸出，曲柄将活塞杆的直线运动转化为翻板轴的逆时针转动，使两翻板处于水平状态，两翻板之间具有间距，此时可将待检测的包装件放置到两翻板之间，由翻板的边缘支撑，然后启动手动气阀，使换向阀改变高压气的通路，高压气经换向阀、第一气管与气缸内腔的前端相通，高压气推动气缸内的活塞，使活塞向后运动，气缸内的高压气由单向快放阀快速排出到大气中，从而加快活塞向后运动的速度，使活塞杆快速回缩，活塞杆通过曲柄带动翻板轴高速顺时针旋转90度，将翻板向下翻转，包装件突然失去支撑，以自由落体向下跌落，从而与跌落实验国家标准的相关规定相符合，达到精确实验的目的。提升装置传动平稳，在电机的控制下，横梁随提升链条上下移动，以满足在不同高度进行跌落实验的需要。
作为优选，上述气缸的活塞杆与曲柄的上端铰接，曲柄的下端套装在翻板轴上，并通过平键与翻板轴连接；所述翻板的外端套装在翻板轴上，并与翻板轴焊接固定。由于曲柄转臂长远小于翻板宽，在活塞运行速度相同的情况下，翻板边缘的线速度远大于活塞推动的速度，更缩短了被测件与翻板的分离时间，使被测件边和角的跌落在空中不发生位移，保持被测件放置的初始状态，从而满足了面、角、边多种位置的跌落试验的需要。
在上述两块翻板的内端均安装有加宽杆，以适应检测不同规格包装件的需要。
在上述立柱管的外侧设有标高座，该标高座上具有标示高度的标高尺，所述横梁上对应地设置有标高指示针。标高指示针随横梁移动，并指向标高尺上对应的高度数值，准确反映出跌落实验的高度。
在上述标高座的上端装有上接近开关，标高座的下端装有下接近开关。当横梁上行到上接近开关处时，在上接近开关的作用下，电机只能反转，横梁只能下行；同理，横梁下行到下接近开关处时，在下接近开关的作用下，电机只能正转，横梁只能上行。这样横梁的行程受限，有效避免了横梁超出规定的行程而与实验机顶部或底部的其它部件发生撞击，增强了提升装置运行的安全性。
在上述其中一根立柱管的上部装有上断火限位开关，该上断火限位开关位于上接近开关的上方，所述底板上安装有下断火限位开关，该下断火限位开关位于横梁的正下方。这样当上、下接近开关失效时，横梁运行到上断火限位开关位置并碰撞上断火限位开关，其常闭开关断开，电机停止转动；横梁运行到下断火限位开关位置并碰撞下断火限位开关，其常闭开关断开，电机停止转动，从而进一步增强了提升装置运行的安全性。
本发明的有益效果是1、在单向快放阀的作用下，翻板的翻转运动能瞬时快速完成，保证了包装件的初始运动状态为自由落体，从而与跌落实验国家标准的相关规定相符合，保障了实验的精确性。
2、提升装置以及整个实验机的结构简单、操作方便，其成本远低于现有技术的同类产品，更容易被用户接受。
3、横梁的上下行程范围受保护，避免了因误操作等情况下出现的横梁与实验机顶部或底部的其它部件发生撞击，增强了整机工作的安全性，并大大延长了整机的使用寿命。
图1为本发明的主视图。
图2为图1的左视图。
图3为图1的A-A剖视放大图。
图4为本发明的气路控制图。
图5为本发明的电路原理图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明由机体、翻转控制机构、提升装置、保护标高机构、气路控制机构和电路控制机构等几大部分构成，其中机体具有底板1、立柱管3、横梁4和外壳33，两根立柱管3平行设置并相对于底板1垂直，立柱管3的底端通过立柱套3a与底板1固定连接，其顶端装有顶板34。外壳33以半围的形式将立柱管3围住并固定在底板1上，在底板1的旁边平铺有冲击板2，冲击板2的两侧具有防止包装件跌落后向外翻滚的护栏2a。在立柱管3的后方具有平衡管35，平衡管35的上端固定在顶板34上，其下端由底板1支撑，平衡管35与两根立柱管3之间呈等腰三角形分布，起稳定支撑的作用。所述横梁4为通管结构，在横梁4上开有两个与两立柱管3相适应的安装孔，横梁4通过该安装孔套装在两立柱管3上，由提升装置固定，并且在提升装置的作用下，横梁4能沿立柱管3上下移动。
如图1、图2所示，翻转控制机构由气缸6、曲柄7、翻板轴8和翻板5等部件构成，其中两个气缸6通过安装座36固定在横梁4上，两气缸6的活塞杆6a位于同一直线上，并以相反的方向向外侧伸出，活塞杆6a的外端与曲枘7的上端铰接，曲柄7的下端套装在翻板轴8上，并通过平键与翻板轴8连接，翻板轴8垂直于气缸6的活塞杆6a，在曲柄7的作用下，活塞杆6a的伸缩直线运动被转化成翻板轴8的转动。两块翻板5的外端分别套装在对应的翻板轴8上，并与翻板轴8焊接固定，当处于支撑包装件的状态时，两翻板5位于同一水平面内，且两翻板5之间具有间距。在两块翻板5的内端均安装有加宽杆5a，以适应检测不同规格包装件的需要。翻板5与曲柄7之间的翻板轴8上套装有轴套37，该轴套37固定在横梁4上。
如图1、图2和图3所示，提升装置包括电机17、传动轴18、传动链轮19、主动链轮20、提升链条21、从动轴22和从动链轮23等部件，其中从动轴22和传动轴18一上一下平行设置，传动轴18通过轴承座38支承于底板1上，从动轴22通过轴承座39支承在立柱管3上端的顶板34上。电机17选用自带减速机的摆线针轮电机，并固定在底板1上，其输出轴上安装有电机链轮24，该电机链轮24通过链条与传动链轮19连接，传动链轮19套装在传动轴18的轴身上，在传动轴18的两端安装主动链轮20，该主动链轮20通过提升链条21与从动轴22上对应的从动链轮23连接，所述提升链条21从横梁4中穿过，并通过线夹25将横梁4卡紧在提升链条21上，使横梁4能随提升链条21一起运动。
如图1、图2所示，保护标高机构具有标高座26，该标高座26位于外壳33的外侧，在标高座26上具有标示高度的标高尺27，所述横梁4上对应地设置有标高指示针28。在所述标高座26的上端通过开关座安装有上接近开关29，标高座26的下端装有下接近开关30。在靠近标高座26的立柱管3的上部装有上断火限位开关31，该上断火限位开关31位于上接近开关29的上方，所述底板1上安装有下断火限位开关32，该下断火限位开关32位于横梁4的正下方。
如图4所示，本发明的气路控制机构是这样连接的所述两气缸6内腔的前端通过第一气管9汇合后与三位四通换向阀10其中的一个出口相通，两气缸6内腔的后端通过第二气管11汇合后与三位四通换向阀10的另一个出口相通，在第二气管11上装有单向快放阀12；所述三位四通换向阀10其中的一个进口通过第三气管13与高压气源15相接，其另一个进口通过第四气管14串联手动气阀16后与第三气管13汇合，也与高压气源15连接。三位四通换向阀10、单向快放阀12及手动气阀16均为市面上有售的产品，其结构在此不作赘述。
如图5所示，电路控制机构由强电控制机构、弱电控制机构和电机电路组成，其中电机电路包括电机17，该电机17的三个输入端X’、Y’、Z’分别连接三根电源线X、Y、Z，且所述电机17的三个输入端X’、Y’、Z’上都跨接有过流保护器JR的热敏线圈，该过流保护器JR的常闭触头位于所述强电控制机构中。
所述过流保护器JR的常闭触头一端经急停开关TAQF后与所述电源线Z连接，另一端与电源零线N组成220V交流电源，该220V交流电之间跨接有二路互锁电路，其中第一路由上升按钮QA、下降继电器JC2的常闭开关、上限继电器JX1的常闭开关和上升继电器JC1的线圈串连组成，其中，上升按钮QA还并联有上升继电器JC1的常开开关JC1-1；第二路由下降按钮XA、上升继电器JC1的常闭开关、下限继电器JX2的常闭开关和下降继电器JC2的线圈串连组成，其中，下降按钮XA还并联有下降继电器JC2的常开开关JC2-1；所述220V交流电源还连接有12VDC稳压电源为弱电控制机构供电。
所述12VDC稳压电源为所述上、下接近开关29、30供电，所述上接近开关29的信号输出端串上限继电器JX1的触发线圈接地，下接近开关30的信号输出端串下限继电器JX2的触发线圈接地。
所述上升继电器JC1、下降继电器JC2和上、下接近开关29、30都设置有通断开关控制所述电机17与电源连线的通断，其中所述X-X’连线上串有上升继电器JC1的常开开关JC1-3和上断火限位开关31的常闭开关，所述Y-Y’连线上串有上升继电器JC1的常开开关JC1-4，所述Z-Z’连线上串有上升继电器JC1的常开开关JC1-5和上断火限位开关31的常闭开关，所述X-Z’连线上串有下降继电器JC2的常开开关JC2-3和下断火限位开关32的常闭开关，所述Y-Y’连线上串有下降继电器JC2的常开开关JC2-4，所述Z-X’连线上串有下降继电器JC2的常开开关JC2-5和下断火限位开关32的常闭开关。
本发明是这样进行跌落实验的初始时，高压气源15通过第三气管13、换向阀10、第二气管11及单向快放阀12与气缸6内腔的后端相通，高压气推动气缸内的活塞，使活塞向前运动，活塞杆6a向外伸出，曲柄7将活塞杆6a的直线运动转化为翻板轴8的逆时针转动，使两翻板5处于水平状态，两翻板5之间具有间距，此时可将待检测的包装件40(图1、图2中双点划线所示)放置到两翻板5之间，由翻板5的边缘支撑，然后启动手动气阀16，使换向阀10改变高压气的通路，高压气经换向阀10、第一气管9与气缸6内腔的前端相通，高压气推动气缸内的活塞，使活塞向后运动，气缸内的高压气由单向快放阀12快速排出到大气中，从而加快活塞向后运动的速度，使活塞杆6a快速回缩，活塞杆6a通过曲柄7带动翻板轴8高速顺时针旋转90度，将翻板5向下翻转(如图1中虚线所示)，包装件40突然失去支撑，以自由落体向下跌落，从而与跌落实验国家标准的相关规定相符合，达到精确实验的目的。
本发明是这样实现横梁4升降的控制电机17正转，安装在电机17输出轴上的电机链轮24通过链条带动传动链轮19及主动链轮20旋转，主动链轮20通过提升链条21带动从动链轮23转动，提升链条21在向上移动的同时，带动横梁4向上运动(如图2中虚线所示)，即可满足不同高度跌落实验的需要。横梁4的向下运动与以上过程相反，通过控制电机17反转来实现。
本发明是这样实现提升装置的限位及保护的当横梁4运行到上接近开关29后，上限继电器JX1触发，所述第一路互锁电路断开，第二路互锁电路接通，同时控制电机17的X’、Y’、Z’分别与电源线Z、X、Y连接，确保电机17在电源通电后只能反转、横梁4只能下行。
当横梁4运行到下接近开关30后，下限继电器JX2触发，所述第二路互锁电路断开，第一路互锁电路接通，同时控制电机17的X’、Y’、Z’分别与电源线X、Y、Z连接，确保电机17在电源通电后只能正转、横梁4只能上行。
当电机电路出现故障后，电机电流过大，线路发热，过流保护器JR工作，过流保护器JR的常闭触头断开，强电控制机构、弱电控制机构和电机电路全部掉电，停止工作。
当上、下接近开关29、30失效时，横梁4运行到行程的上极限位置，碰撞上断火限位开关31，其常闭开关断开，电机17掉电；横梁4运行到行程的下极限位置，碰撞下断火限位开关32，其常闭开关断开，电机17掉电。
权利要求
1.一种包装件跌落实验机，包括底板(1)、冲击板(2)、立柱管(3)、横梁(4)、翻板(5)和提升装置，其中两根立柱管(3)平行设置，其底端与底板(1)固定连接，横梁(4)安装在两立柱管(3)上，在提升装置的作用下，横梁(4)能沿立柱管(3)上下移动，其特征在于A、在所述横梁(4)上安装有两个气缸(6)，两气缸(6)的活塞杆(6a)位于同一直线上，并以相反的方向向外侧伸出，活塞杆(6a)的外端通过曲柄(7)与翻板轴(8)连接，该翻板轴(8)垂直于气缸(6)的活塞杆(6a)，且翻板轴(8)上固定有翻板(5)；B、所述两气缸(6)内腔的前端通过第一气管(9)与三位四通换向阀(10)其中的一个出口相通，两气缸(6)内腔的后端通过第二气管(11)与三位四通换向阀(10)的另一个出口相通，在第二气管(11)上装有单向快放阀(12)，所述三位四通换向阀(10)其中的一个进口通过第三气管(13)与高压气源(15)相接，其另一个进口通过第四气管(14)串联手动气阀(16)后也与高压气源(15)连接。C、所述提升装置包括电机(17)、传动轴(18)、传动链轮(19)、主动链轮(20)、提升链条(21)、从动轴(22)和从动链轮(23)，其中传动轴(18)通过轴承座支承于底板(1)上，从动轴(22)通过轴承座支承在立柱管(3)的上端，所述电机(17)固定在底板(1)上，其输出轴上安装的电机链轮(24)通过链条与传动链轮(19)连接，该传动链轮(19)套装在传动轴(18)的轴身上，在传动轴(18)的两端安装主动链轮(20)，该主动链轮(20)通过提升链条(21)与从动轴(22)上对应的从动链轮(23)连接，所述提升链条(21)从横梁(4)中穿过，并通过线夹(25)将横梁(4)卡紧在提升链条(21)上。
2.根据权利要求1所述的一种包装件跌落实验机，其特征在于所述气缸(6)的活塞杆(6a)与曲柄(7)的上端铰接，曲柄(7)的下端套装在翻板轴(8)上，并通过平键与翻板轴(8)连接；所述翻板(5)的外端套装在翻板轴(8)上，并与翻板轴(8)焊接固定。
3.根据权利要求1或2所述的一种包装件跌落实验机，其特征在于在所述两块翻板(5)的内端均安装有加宽杆(5a)。
4.根据权利要求1所述的一种包装件跌落实验机，其特征在于在所述立柱管(3)的外侧设有标高座(26)，该标高座(26)上具有标示高度的标高尺(27)，所述横梁(4)上对应地设置有标高指示针(28)。
5.根据权利要求4所述的一种包装件跌落实验机，其特征在于在所述标高座(26)的上端装有上接近开关(29)，标高座(26)的下端装有下接近开关(30)。
6.根据权利要求5所述的一种包装件跌落实验机，其特征在于在其中一根立柱管(3)的上部装有上断火限位开关(31)，该上断火限位开关(31)位于上接近开关(29)的上方，所述底板(1)上安装有下断火限位开关(32)，该下断火限位开关(32)位于横梁(4)的正下方。
全文摘要
本发明公开了一种包装件跌落实验机，在横梁上安装有两个气缸，两气缸的活塞杆位于同一直线上，并以相反的方向向外侧伸出，活塞杆的外端通过曲柄与翻板轴连接，该翻板轴垂直于气缸的活塞杆，且翻板轴上固定有翻板；所述两气缸内腔的前端通过第一气管与三位四通换向阀其中的一个出口相通，两气缸内腔的后端通过第二气管与换向阀的另一个出口相通，在第二气管上装行单向快放阀，所述换向阀其中的一个进口通过第三气管与高压气源相接，其另一个进口通过第四气管串联手动气阀后也与高压气源连接。本发明能保证了包装件的初始运动状态为自由落体，从而与跌落实验国家标准的相关规定相符合，保障了跌落实验的精确性。
文档编号G01N3/30GK1975368SQ20061009532
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年12月22日
发明者蒋龙, 杨勇, 陈绪贵, 祝子健 申请人:重庆信威通信技术有限责任公司