专利名称：电动钉枪性能试验台的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械工程领域，特别涉及一种电动钉枪性能试验台。
背景技术：
目前，电动钉枪在装修中应用得十分广泛，对电动钉枪动力性能的研究却没有受
到足够的重视，有些研究也仅仅是从电动钉枪的工作原理出发进行一些分析和改进，缺乏
一套对电动钉枪的分析和改进后性能评价的指标。国内对电动工具的试验技术做了一些初
步探索性的研究，范围比较广，没有具体到实际中电动工具的哪种类型产品的研究。毕竟在
电动工具产品中，不同电动工具产品的性能研究在研究方法上有很大的差别。
电动钉枪以其体积小和质量轻成为家庭装修的常用工具。在我国，针对大型工程
或者统一规划装修工程所使用的大部分钉枪是功率较大的气动钉枪。目前，气动钉枪在中
国的市场份额相对电动钉枪要大，但是在欧美国家，人们比较重视个人装修，电动钉枪在家
庭中十分普及。中国是生产电动钉枪的大国，而生产的电动钉枪主要对外出口，而在当前钉
枪品种繁多的国外市场上，本国产品能否具有足够大的竞争力，很大程度取决于产品的使
用性能。仅仅凭借着一纸说明书很难说明产品的性能。
发明内容
本发明要解决目前缺乏一套对电动钉枪的分析和改进后性能评价的指标的问题，
提供了一种能够为气动钉枪制定一套性能评价指标的电动钉枪性能试验台。 本发明的技术方案 电动钉枪性能试验台，其特征在于包括机架、翻转机构、钉枪装夹机构、驱动机构 和加载机构，所述机架上安装有第一电机； 所述翻转机构安装在机架上，包括主轴，所述主轴通过机架上的第一电机驱动其 旋转，所述主轴左端固定连接一工作平台，所述工作平台上设有上、中、下钢架，所述上钢架 上安装有钉枪装夹机构； 所述钉枪装夹机构包括第一丝杆，所述第一丝杆可上下运动的安装在上钢架上， 所述第一丝杆下端连接有滑块，所述第一丝杆与滑块之间设有第一压縮弹簧，所述滑块下 装夹有电动钉枪；所述电动钉枪左边设有触发其开关的驱动机构； 所述驱动机构连接在中钢架左侧上，包括杠杆，所述杠杆右端放置于电动钉枪开 关的下端，所述杠杆可旋转的连接在支座上，所述支座固定在左钢架上，所述杠杆与左钢架 之间设有一复位弹簧，所述杠杆左端上连接一推杆，所述推杆上连接有铁芯，所述铁芯外设 有错位的电磁铁； 所述加载机构是对原电动钉枪植入阻力进行模拟，包括第二丝杆，所述第二丝杆 固定安装在下钢架上，所述第二丝杆下端连接有驱动其旋转的第二电机，所述第二丝杆上 部分螺纹连接有可沿其上下运动的螺母，所述螺母上连接固定有钢管，所述钢管与第二丝 杆同轴且其上端高出所述第二丝杆上端，所述钢管上端连接一加载力的测量装置，所述测量装置上套有一凸台形套筒，所述钢管与套筒可移动地连接在导杆上，所述导杆固定在中 钢架与下钢架之间，所述导杆在与套筒的连接部位上设有第二压縮弹簧，所述第二压縮弹 簧上设有移动板，所述移动板上连接有第三压縮弹簧，所述第三压縮弹簧外套有一移动块， 所述移动块设于电动钉枪的下方连接在中钢架上。 进一步，所述第一电机通过方板连接在机架上，所述第一电机与主轴之间设有减
速用的蜗轮蜗杆副，第一 电机与蜗杆连接，所述蜗杆上啮合有蜗轮，所述蜗轮连接主轴。 进一步，所述第二电机与第二丝杆之间通过啮合的大小齿轮减速，所述第二电机
与小齿轮连接，所述小齿轮啮合一大齿轮，大齿轮连接第二丝杆。 进一步，所述第一丝杆通过上、下螺母安装在上钢架上。 进一步，所述测量装置是传感器。 或者，所述测量装置是弹簧压縮标定读数装置。 所述钉枪装夹机构，实现对电动钉枪进行装夹。第一丝杆绕着上螺母向下运动，在 第一丝杆向下运动的同时，会带动上钢架下方的下螺母一起向下移动，从而使得下螺母压 縮第一压縮弹簧，在第一压縮弹簧压縮的同时，第一压縮弹簧能够对滑块产生作用力，从而 使得这个力作用于电动钉枪，把电动钉枪夹紧。同时这个夹紧力也可以通过调节第一丝杆 的行程长短来实现。 所述驱动机构，实现对电动钉枪的开关触发。在电磁铁充电时，会吸引铁芯向下运
动，铁芯向下运动时带动推杆向下运动，而推杆又会推动杠杆绕着支座旋转，在杠杆旋转时
候会拨动电动钉枪的开关，当电磁铁断电时候，杠杆通过复位弹簧实现复位。 所述加载机构对原电动钉枪植入阻力进行模拟。加载机构有两个作用，第一个作
用是在不加载压縮第二压縮弹簧的时候，通过上方电动钉枪发射模拟钉的推力实现第二
压縮弹簧的压縮，第二压縮弹簧压縮力会作用于测量装置上从而直接测量出电动钉枪的击
打力。另外一个作用是在进行加载时，能够压縮第二压縮弹簧，这个加载的压縮力就是所
谓的加载力也可以通过测量装置测出来，从而可以知道所模拟的阻力大小。当压縮加载时，
这个力是与电动钉枪击打力方向相反的，可以模拟植入阻力，根据作用力与反作用力原理，
加载力越大，电动钉枪越难实现对第二压縮弹簧的再度压縮，因为电动钉枪的击打力首先
必须克服消除刚才的加载力才能往下继续压縮第二压縮弹簧。模拟阻力的目的主要是为了
通过试验来检测电动钉枪的克服阻力的能力大小，如果在所模拟阻力比较大的情况下，电
动钉枪的击打力仍能使得第二压縮弹簧再度压縮，那说明，这把电动钉枪的克服阻力的能
力大。加载力时由第二电机启动，带动小齿轮运转，小齿轮与大齿轮啮合进行减速，当动力
传递至大齿轮之后，大齿轮转动带动第二丝杆旋转运动。第二丝杆转动，推动螺母向上做直
线运动，而螺母带动与之相接的钢管沿着导杆向上运动，钢管向上运动的同时能够带动测
量装置一起运动。这时候测量装置会顶与之接触的套筒，使得套筒进一步压縮第二压縮弹
簧，第二压縮弹簧的压力通过测量装置可以测量出来，从而可以把电动钉枪模拟阻力测量出来。 不加载力时电动钉枪的开关被杠杆触发后，产生瞬时大推力推动移动块向下移 动，移动块与外面滚珠形成滚动摩擦副，通过滚动摩擦形成上下的直线移动。移动块同时压 縮第三压縮弹簧。接下来，第三压縮弹簧把推力传递至移动板，使得移动板沿着导杆移动并 压縮第二压縮弹簧，此时的力可以通过测量装置测量出来。
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所述翻转机构被安装在机架上。通过第一电机启动工作时，第一电机旋转带动蜗 杆旋转，蜗杆与蜗轮啮合进行减速。蜗轮旋转时，带动主轴旋转，主轴在旋转的同时，会带动 整个工作平台旋转，从而实现不同位置对电动钉枪的性能试验。 整个试验台的工作过程首先把电动钉枪通过钉枪装夹机构装夹好；接下来，控 制加载机构进行加载，加载的目的是模拟出电动钉枪的植入阻力，这个加载的模拟阻力可 以用测量装置测出；再接着，控制驱动机构使得它触发电动钉枪的开关(触发的频率可以 用控制来实现)，从而产生击打力作用于第二压縮弹簧上，再通过测量装置可以测量出此时 的击打力，如果新测量出的力值与原加载的力值相比没有变化，说明预设的加载模拟阻力 大于或者等于电动钉枪的极限击打阻力，这时候可以采用二分法设置加载的模拟阻力，如 果新测量出的力值与原加载的力值相比有变化，说明预设的加载模拟阻力小于电动钉枪的 极限击打阻力，同样可以采用二分法设置加载的模拟阻力，通过二分法设置加载的模拟阻 力能够逼近寻找到电动钉枪的极限击打力。寻找到电动钉枪的极限击打力之后，可以作为 电动钉枪的工作性能评价指标。 电动钉枪的极限击打力寻找到之后，可以以这个极限击打力为标准进行耐久性试 验。开始先安装好电动钉枪，接着使用翻转机构来旋转整个工作平台，从而得到不同的位 置来进行试验，每个不同的位置进行多次的电动钉枪触发击打试验。不断地进行电动钉枪 的触发击打，直到电动钉枪失效为止，可以统计出电动钉枪在失效前的触发次数。触发次数 的多少能够反映出电动钉枪的耐久特性。试验时，不对加载机构进行加载，直接击打测量出 击打力，由于该试验建立在工作性能试验已经完成的基础上，可以把每次的击打力与原工 作性能试验测出的极限击打力进行比较，如果大于或者等于原工作性能试验中的极限击打 力，说明这次击打能够实现电动钉枪发射的钉子对材料的完全植入，否则，不能完全植入。 把统计出的完全植入的次数除以总的触发次数可以得到一个值作为极限植入率，这个完全 植入率从一定程度能够反映出电动钉枪工作性能的稳定性。 本发明的有益效果结构设计合理，充分利用空间实现所要用到的功能，实现了对 电动钉枪的性能测试；实施机电控制，对环境不会造成影响。
图1是本发明的整体剖视图； 图2是本发明钉枪装夹机构的剖视图； 图3是本发明驱动机构的剖视图； 图4是本发明加载机构的剖视图； 图5是本发明在电动钉枪开关触发之后模拟钉压縮测量机构的剖视图； 图6是本发明翻转机构的剖视图。
具体实施方式
实施例一 参照图1-6，电动钉枪性能试验台，包括机架1、翻转机构2、钉枪装夹机构3、驱动 机构4和加载机构5，所述机架1上安装有第一电机36 ; 所述翻转机构2安装在机架1上，包括主轴39，所述主轴39通过机架1上的第一电机36驱动其旋转，所述主轴39左端固定连接一工作平台，所述工作平台上设有上钢架8、 中钢架34、下钢架30，所述上钢架8上安装有钉枪装夹机构3 ; 所述钉枪装夹机构3包括第一丝杆6，所述第一丝杆6可上下运动的安装在上钢架 8上，所述第一丝杆6下端连接有滑块10，所述第一丝杆6与滑块10之间设有第一压縮弹 簧9，所述滑块10下装夹有电动钉枪11 ;所述电动钉枪11左边设有触发其开关的驱动机构 4 ; 所述驱动机构4连接在中钢架34左侧上，包括杠杆12，所述杠杆12右端放置于 电动钉枪11开关的下端，所述杠杆12可旋转的连接在支座14上，所述支座14固定在左钢 架13上，所述杠杆12与左钢架13之间设有一复位弹簧18，所述杠杆12左端上连接一推杆 17，所述推杆17上连接有铁芯16，所述铁芯16外设有错位的电磁铁15 ;
所述加载机构5是对原电动钉枪植入阻力进行模拟，包括第二丝杆22，所述第二 丝杆22固定安装在下钢架30上，所述第二丝杆22下端连接有驱动其旋转的第二电机19， 所述第二丝杆22上部分螺纹连接有可沿其上下运动的螺母24，所述螺母24上连接固定有 钢管26，所述钢管26与第二丝杆22同轴且其上端高出所述第二丝杆22上端，所述钢管26 上端连接一加载力的测量装置27，所述测量装置27上套有一凸台形套筒28，所述钢管26 与套筒28可移动地连接在导杆25上，所述导杆25固定在中钢架34与下钢架30之间，所 述导杆25在与套筒28的连接部位上设有第二压縮弹簧29，所述第二压縮弹簧29上设有移 动板33，所述移动板33上连接有第三压縮弹簧32，所述第三压縮弹簧32外套有一移动块 31，所述移动块31设于电动钉枪11的下方连接在中钢架34上。 所述第一电机36通过方板35连接在机架1上，所述第一电机36与主轴39之间 设有减速用的蜗轮蜗杆副，第一 电机36与蜗杆37连接，所述蜗杆37上啮合有蜗轮38，所述 蜗轮38连接主轴39。 所述第二电机19与第二丝杆22之间通过啮合的大小齿轮减速，所述第二电机19 与小齿轮20连接，所述小齿轮20啮合一大齿轮21，大齿轮21连接第二丝杆22。
所述第一丝杆6通过上螺母7、下螺母23安装在上钢架8上。
所述测量装置27是传感器。 所述钉枪装夹机构3，实现对电动钉枪11进行装夹。第一丝杆6绕着上螺母7向 下运动，在第一丝杆6向下运动的同时，会带动上钢架8下方的下螺母23 —起向下移动，从 而使得下螺母23压縮第一压縮弹簧9，在第一压縮弹簧9压縮的同时，第一压縮弹簧9能够 对滑块10产生作用力，从而使得这个力作用于电动钉枪ll，把电动钉枪夹紧。同时这个夹 紧力也可以通过调节第一丝杆6的行程长短来实现。 所述驱动机构4，实现对电动钉枪11的开关触发。在电磁铁15充电时，会吸引铁 芯16向下运动，铁芯16向下运动时带动推杆17向下运动，而推杆17又会推动杠杆12绕 着支座14旋转，在杠杆12旋转时候会拨动电动钉枪11的开关，当电磁铁15断电时候，杠 杆12通过复位弹簧18实现复位。 所述加载机构5对原电动钉枪植入阻力进行模拟。加载机构5有两个作用，第一 个作用是在不加载压縮第二压縮弹簧29的时候，通过上方电动钉枪发射模拟钉的推力实 现第二压縮弹簧29的压縮，第二压縮弹簧29压縮力会作用于测量装置27上从而直接测量 出电动钉枪ll的击打力。另外一个作用是在进行加载时，能够压縮第二压縮弹簧29，这个加载的压縮力就是所谓的加载力也可以通过测量装置27测出来，从而可以知道所模拟 的阻力大小。当压縮加载时，这个力是与电动钉枪击11打力方向相反的，可以模拟植入阻 力，根据作用力与反作用力原理，加载力越大，电动钉枪11越难实现对第二压縮弹簧29的 再度压縮，因为电动钉枪11的击打力首先必须克服消除刚才的加载力才能往下继续压縮 第二压縮弹簧29。模拟阻力的目的主要是为了通过试验来检测电动钉枪的克服阻力的能力 大小，如果在所模拟阻力比较大的情况下，电动钉枪的击打力仍能使得第二压縮弹簧20再 度压縮，那说明，这把电动钉枪ll的克服阻力的能力大。加载力时由第二电机19启动，带 动小齿轮20运转，小齿轮20与大齿轮21啮合进行减速，当动力传递至大齿轮221之后，大 齿轮21转动带动第二丝杆22旋转运动。第二丝杆22转动，推动螺母24向上做直线运动， 而螺母24带动与之相接的钢管26沿着导杆25向上运动，钢管26向上运动的同时能够带 动测量装置27 —起运动。这时候测量装置27会顶与之接触的套筒28，使得套筒28进一步 压縮第二压縮弹簧29，第二压縮弹簧29的压力通过测量装置27可以测量出来，从而可以把 电动钉枪11模拟阻力测量出来。 不加载力时电动钉枪11的开关被杠杆12触发后，产生瞬时大推力推动移动块31 向下移动，移动块31与外面滚珠形成滚动摩擦副，通过滚动摩擦形成上下的直线移动。移 动块31同时压縮第三压縮弹簧32。接下来，第三压縮弹簧32把推力传递至移动板33，使 得移动板33沿着导杆25移动并压縮第二压縮弹簧29，此时的力可以通过测量装置27测量 出来。 所述翻转机构2被安装在机架1上。通过第一电机36启动工作时，第一电机36 旋转带动蜗杆37旋转，蜗杆37与蜗轮38啮合进行减速。蜗轮38旋转时，带动主轴39旋 转，主轴39在旋转的同时，会带动整个工作平台旋转，从而实现不同位置对电动钉枪11的 性能试验。 整个试验台的工作过程首先把电动钉枪11通过钉枪装夹机构3装夹好；接下 来，控制加载机构5进行加载，加载的目的是模拟出电动钉枪11的植入阻力，这个加载的模 拟阻力可以用测量装置27测出；再接着，控制驱动机构4使得它触发电动钉枪11的开关 (触发的频率可以用控制来实现)，从而产生击打力作用于第二压縮弹簧29上，再通过测量 装置27可以测量出此时的击打力，如果新测量出的力值与原加载的力值相比没有变化，说 明预设的加载模拟阻力大于或者等于电动钉枪11的极限击打阻力，这时候可以采用二分 法设置加载的模拟阻力，如果新测量出的力值与原加载的力值相比有变化，说明预设的加 载模拟阻力小于电动钉枪11的极限击打阻力，同样可以采用二分法设置加载的模拟阻力， 通过二分法设置加载的模拟阻力能够逼近寻找到电动钉枪11的极限击打力。寻找到电动 钉枪11的极限击打力之后，可以作为电动钉枪11的工作性能评价指标。
电动钉枪11的极限击打力寻找到之后，可以以这个极限击打力为标准进行耐久 性试验。开始先安装好电动钉枪11，接着使用翻转机构2来旋转整个工作平台，从而得到不 同的位置来进行试验，每个不同的位置进行多次的电动钉枪11触发击打试验。不断地进行 电动钉枪11的触发击打，直到电动钉枪11失效为止，可以统计出电动钉枪11在失效前的 触发次数。触发次数的多少能够反映出电动钉枪ll的耐久特性。试验时，不对加载机构进 行加载，直接击打测量出击打力，由于该试验建立在工作性能试验已经完成的基础上，可以 把每次的击打力与原工作性能试验测出的极限击打力进行比较，如果大于或者等于原工作性能试验中的极限击打力，说明这次击打能够实现电动钉枪11发射的钉子对材料的完全 植入，否则，不能完全植入。把统计出的完全植入的次数除以总的触发次数可以得到一个值 作为极限植入率，这个完全植入率从一定程度能够反映出电动钉枪11工作性能的稳定性。
实施例二 本实施例与实施例一不同之处在于所述测量装置27是弹簧压縮标定读数装置。 其余结构和功能都相同。 本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护 范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技 术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
权利要求
电动钉枪性能试验台，其特征在于包括机架、翻转机构、钉枪装夹机构、驱动机构和加载机构，所述机架上安装有第一电机；所述翻转机构安装在机架上，包括主轴，所述主轴通过机架上的第一电机驱动其旋转，所述主轴左端固定连接一工作平台，所述工作平台上设有上、中、下钢架，所述上钢架上安装有钉枪装夹机构；所述钉枪装夹机构包括第一丝杆，所述第一丝杆可上下运动的安装在上钢架上，所述第一丝杆下端连接有滑块，所述第一丝杆与滑块之间设有第一压缩弹簧，所述滑块下装夹有电动钉枪；所述电动钉枪左边设有触发其开关的驱动机构；所述驱动机构连接在中钢架左侧上，包括杠杆，所述杠杆右端放置于电动钉枪开关的下端，所述杠杆可旋转的连接在支座上，所述支座固定在左钢架上，所述杠杆与左钢架之间设有一复位弹簧，所述杠杆左端上连接一推杆，所述推杆上连接有铁芯，所述铁芯外设有错位的电磁铁；所述加载机构是对原电动钉枪植入阻力进行模拟，包括第二丝杆，所述第二丝杆固定安装在下钢架上，所述第二丝杆下端连接有驱动其旋转的第二电机，所述第二丝杆上部分螺纹连接有可沿其上下运动的螺母，所述螺母上连接固定有钢管，所述钢管与第二丝杆同轴且其上端高出所述第二丝杆上端，所述钢管上端连接一加载力的测量装置，所述测量装置上套有一凸台形套筒，所述钢管与套筒可移动地连接在导杆上，所述导杆固定在中钢架与下钢架之间，所述导杆在与套筒的连接部位上设有第二压缩弹簧，所述第二压缩弹簧上设有移动板，所述移动板上连接有第三压缩弹簧，所述第三压缩弹簧外套有一移动块，所述移动块设于电动钉枪的下方连接在中钢架上。
2. 根据权利要求1所述的电动钉枪性能试验台，其特征在于所述第一电机通过方板连接在机架上，所述第一电机与主轴之间设有减速用的蜗轮蜗杆副，第一电机与蜗杆连接，所述蜗杆上啮合有蜗轮，所述蜗轮连接主轴。
3. 根据权利要求1或2所述的电动钉枪性能试验台，其特征在于所述第二电机与第二丝杆之间通过啮合的大小齿轮减速，所述第二电机与小齿轮连接，所述小齿轮啮合一大齿轮，大齿轮连接第二丝杆。
4. 根据权利要求3所述的电动钉枪性能试验台，其特征在于所述第一丝杆通过上、下螺母安装在上钢架上。
5. 根据权利要求4所述的电动钉枪性能试验台，其特征在于所述测量装置是传感器。
6. 根据权利要求4所述的电动钉枪性能试验台，其特征在于所述测量装置是弹簧压縮标定读数装置。
全文摘要
电动钉枪性能试验台，包括机架、翻转机构、钉枪装夹机构、驱动机构和加载机构，所述机架上安装有第一电机；所述翻转机构安装在机架上，通过第一电机来实现翻转；所述翻转机构固定连接有一工作平台，所述工作平台上设有上、中、下钢架，所述上钢架上安装有钉枪装夹机构；所述驱动机构连接在中钢架左侧上，实现对电动钉枪的开关触发；所述加载机构固定安装在下钢架上，对原电动钉枪植入阻力进行模拟。本发明的有益效果结构设计合理，充分利用空间实现所要用到的功能，实现了对电动钉枪的性能测试；实施机电控制，对环境不会造成影响。
文档编号G01M99/00GK101726427SQ20091025135
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月25日 优先权日2009年11月25日
发明者丁红钢, 卢波, 翁泽宇, 高庚员, 黄德杰 申请人:浙江工业大学