专利名称：液压弹射实验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于安全气囊开发及转向系统设计的必要试验—头形物冲击试验及半身假人冲击试验所用的实验机，特别涉及一种用于评估安全气囊对乘员保护效果及转向系统对人体伤害的液压弹射实验机。
背景技术：
目前用于测试安全气囊对乘员保护效果及转向系统对人体伤害的设备主要有三种类型1、气动型—采用几个氮气瓶作为动力源，弹射速度为6.8m/s，其主要缺点是控制比较困难，试件弹射速度慢，速度重复性不好；2、机械传动型—由25KW变频电机、牵引钢丝绳、滑轮组、导轨支架、导轨、滑车等构成，弹射速度为6.8m/s，其主要缺点是占用空间大，整体长度尺寸大于10m，电机功率得不到充分利用，弹射速度没有提高；3、液压与机械传动联合型—由液压缸拉动弹簧，再由弹簧发射试件而成，弹射速度为7.5m/s，其缺点是结构繁琐，弹射速度虽然有所提高，但总体上还是较低。
此外，上述三种类型的用于测试安全气囊对乘员保护效果及转向系统对人体伤害的设备都只有一种实验功能，前两种只能做半身假人实验，后一种只能做头形物实验。
发明内容
本发明的目的是要解决现有技术存在的上述问题，提供一种既能做半身假人实验、又能做头形物实验，且操作简单、速度重复性好，结构紧凑、弹射速度快的液压弹射实验机。
本发明是这样实现的它是由弹射系统总成、方向盘支架总成、信号采集单元和控制单元16构成，所述的弹射系统总成是由底座19和支架4，分别安装在支架4上的液压系统1、导轨架6和放置在导轨架6上的滑车总成5构成，所述的液压系统1包括液压缸112、油箱101、电动机102和液压泵103，其特殊之处是在液压缸112的两端分别连通有单向阀113和117，两个单向阀113和117之间通过管路连通，在两个单向阀113和117之间的管路上设有蓄能器115，在蓄能115进口端并联有压力继电器或压力传感器116，所述的液压缸112右端的单向阀113为液控单向阀，液压泵103的输出端分别并联有电磁阀4、电磁阀9和电磁阀8，所述的电磁阀8的出口端分别与液压缸112的两端及油箱101连通，电磁阀9的出口端分别与单向阀113和油箱101连通，在电磁阀9与单向阀113连通的管路上设有单向阀111。
上述的液压弹射实验机，所述的单向阀113和单向阀117均为插装阀，以便于实现高速冲击。
上述的液压弹射实验机，所述的液压系统1通过连接板3和螺栓2与支架4连接，在连接板3上对应螺栓2处设有条形孔301，在支架4上对应连接板3下方设有调整螺杆21，以便于调整液压系统1的垂直高度。
上述的液压弹射实验机，所述的方向盘支架总成是由底座15、固定在底座15上的方向盘夹具架13以及固定在方向盘夹具架13上的方向盘夹具座11构成。
上述的液压弹射实验机，在方向盘夹具座11上对应支撑方向盘处设有弧形长条孔1101，以调整方向盘的倾斜角度。
本发明的优点是结构紧凑、操作简单，由于在液压缸的两端分别连通单向阀，在两个单向阀之间设有蓄能器，这样便形成了一个差动连接回路，因此可实现高速冲击，确保试件弹射速度快，速度重复性好，既能做半身假人实验，也能做头形物实验。
图1是本发明的结构示意图；图2是图1的A向视图；图3是图1的B向视图；图4是本发明的液压系统原理图；图5是本发明的电路方框图；图6是本发明的滑车总成的结构示意图；
图中1-液压系统，101-油箱，102-电动机，103-液压泵，104-电磁阀，105-溢流阀，106-压力表开关，107-压力表，108-电磁阀，109-电磁阀，110-截止阀，111-单向阀，112-液压缸，113-单向阀，114-电磁阀，115-蓄能器，116-压力继电器或压力传感器，117-单向阀，118-压力继电器或压力传感器，2-螺栓，3-连接板，301-条形孔，4-支架，5-滑车总成，501-加强板，502-圆柱销，503-脚轮，504-横梁板，505-靠板，506-限位螺杆，507-连接套，6-导轨架，7-吸能管，8-吸能管座，9-光电开关支架，10-光电开关，11-方向盘夹具座，1101-弧形长条孔，12-方向盘，13-方向盘夹具支架，14-螺栓，15-底座，16-控制单元，17-螺栓，18-螺栓，19-底座，20-地脚螺栓，21-调整螺杆，22-螺孔板，23-支撑件，24-支撑轴，25-工控机，26-录像单元，27-点火装置，28-显示器，29-电阻应变仪，30-传感器。
具体实施例方式如图所示，该液压弹射实验机是由弹射系统总成、方向盘支架总成、信号采集单元和控制单元16构成。所述的弹射系统总成是由底座19和通过螺栓18固定在底座19上的支架4，分别安装在支架4两侧的液压系统1和导轨架6，放置在导轨架6上的滑车总成5以及固定在导轨架6前端的吸能管座8构成，所述的导轨架6为两个且通过螺栓17对称固定在支架4前侧。所述的滑车总成5是由横梁板504，分别固定在横梁板504两端的脚轮503和限位螺杆506，设在横梁板504中部的连接套507和靠板505，通过螺纹连接在靠板505前端的圆柱销502以及焊接在靠板505与连接套507之间的加强板501构成，在吸能管座8上套装有吸能管7。在支架4的后侧通过螺栓2固定有连接板3，在连接板3上对应螺栓2处设有条形孔301，液压系统1通过螺栓固定在连接板3上，在支架4上对应连接板3中部下方焊接有螺孔板22，在螺孔板22上设有调整螺杆21。所述的液压系统1包括通过螺栓支撑在连接板3上的液压缸112、油箱101、电动机102和液压泵103，在液压缸112的两端上方分别连通有单向阀113和117，所述的单向阀113和单向阀117均为插装阀，两个单向阀113和117之间通过管路连通，在两个单向阀113和117之间的管路上设有蓄能器115，在蓄能器115进口端并联有压力继电器或压力传感器116，所述的液压缸112右端的单向阀113上设有二位三通电磁阀114，单向阀113和二位三通电磁阀114构成液控单向阀。在液压泵103的输出端分别并联有二位二通电磁阀104、二位三通电磁阀109、二位四通电磁阀108以及压力表107和溢流阀105，所述的电磁阀104的出口端与油箱101连通，电磁阀108的出口端分别与液压缸112的两端及油箱101连通，电磁阀109的出口端分别与液控单向阀113和油箱101连通，在电磁阀109与液控单向阀113连通的管路上设有截止阀110和单向阀111，在电磁阀108与液压缸112左端连通的管路上设有压力继电器或压力传感器118，在压力表107入口处设有压力表开关106，以上部件构成液压系统1。所述的方向盘支架总成是由底座15，通过螺栓18固定在底座15上的方向盘夹具架13以及通过螺栓14固定在方向盘夹具架13上的方向盘夹具座11构成。在方向盘夹具架13对应螺栓14处设有条形孔，以便调整方向盘夹具座11的垂直高度。在方向盘夹具座11上固定试验所用的方向盘12，方向盘12的下端铰接在方向盘夹具座11的前端，在方向盘夹具座11的后部贯穿固定有支撑轴24，在支撑轴24的中部套装有支撑件23，方向盘12的上部支撑在支撑件23上，在方向盘夹具座11上对应贯穿支撑轴24处设有弧形长条孔1101，以调整方向盘12的倾斜角度。所述的信号采集单元是由通过螺栓对称固定在底座15后端两侧的光电开关支架9以及对称设在光电开关支架9上的两对光电开关10构成。所述的控制单元16是由工控机25、显示器28和电阻应变仪29构成，工控机25的输入口与光电开关10连接，工控机25的输出口分别与录像单元26和液压系统中的电磁阀104、电磁阀108、电磁阀109、电磁阀114、压力继电器或压力传感器116和118连接。
实验时，将该液压弹射实验机用地脚螺栓20固定到地脚座上，把实验所用的试件—头形物或半身假人插装在靠板505前端的圆柱销502上，在试件内设置传感器30，在方向盘12上固定实验所用的气囊，传感器30通过电阻应变仪29与工控机25的输入口连接，工控机25的输出口与设在气囊内的点火装置27连接。接通工控机25、显示器28、电阻应变仪29，进入工控机25的采集程序，调整零漂，设定灵敏度，实验压力，延时时间，启动液压系统1，首先对蓄能器115充液电磁阀109通电，由液压泵103打出的液压油依次通过电磁阀109、截止阀110、单向阀111和液控单向阀113向蓄能器115充液，充液压力达到系统设定的压力值时，压力继电器或压力传感器116发信，电磁阀109断电，电磁阀104断电，蓄能停止，液压泵103通过电磁阀104卸荷；然后实现冲击电磁阀114通电，单向阀113成为液控单向阀，蓄能器115、单向阀113和117以及液压缸112形成一个差动连接回路，蓄能器115释放液压能，通过液控单向阀113进入到液压缸112的无杆腔，从而推动活塞实现高速冲击；当活塞杆冲击至前终端，光电开关10发信，电磁阀108通电导通，液压缸112的无杆腔通过电磁阀108卸荷，活塞杆慢速退回至后终端，随之压力升高，压力继电器或压力传感器118发信，电磁阀108和电磁阀104断电，液压泵103卸荷，至此液压系统1完成了一次高度冲击。在液压系统1完成高速冲击的过程中，高速伸出的液压缸112的活塞杆推动载有头形物或半身假人的滑车总成5前进，活塞杆在行程终端自动缩回，滑车总成5在惯性作用下继续前冲，撞击吸能管7后，滑车总成5停止前进，头形物或半身假人继续惯性冲击，直至撞击实验用的气囊。在冲击过程中，通过光电开关10对试件进行测速，将采集的信号传给工控机25，工控机25输出点火信号给点火装置27；同时，通过传感器30采集加速度信号，经电阻应变仪29输入工控机25，取得加速度信号，工控机25分析处理后，通过显示器28显示结果，打印输出。
权利要求
1.一种液压弹射实验机，它是由弹射系统总成、方向盘支架总成、信号采集单元和控制单元(16)构成，所述的弹射系统总成是由底座(19)和支架(4)，分别安装在支架(4)上的液压系统(1)、导轨架(6)和放置在导轨架(6)上的滑车总成(5)构成，所述的液压系统(1)包括液压缸(112)、油箱(101)、电动机(102)和液压泵(103)，其特征是在液压缸(112)的两端分别连通有单向阀(113)和(117)，两个单向阀(113)和(117)之间通过管路连通，在两个单向阀(113)和(117)之间的管路上设有蓄能器(115)，在蓄能器(115)进口端并联有压力继电器或压力传感器(116)，所述的液压缸(112)右端的单向阀(113)为液控单向阀，液压泵(103)的输出端分别并联有电磁阀(4)、电磁阀(9)和电磁阀(8)，所述的电磁阀(8)的出口端分别与液压缸(112)的两端及油箱(101)连通，电磁阀(9)的出口端分别与单向阀(113)和油箱(101)连通，在电磁阀(9)与单向阀(113)连通的管路上设有单向阀(111)。
2.根据权利要求1所述的液压弹射实验机，其特征是所述的单向阀(113)和单向阀(117)均为插装阀。
3.根据权利要求1所述的液压弹射实验机，其特征是所述的液压系统(1)通过连接板(3)和螺栓(2)与支架(4)连接，在连接板(3)上对应螺栓(2)处设有条形孔(301)，在支架(4)上对应连接板(3)下方设有调整螺杆(21)。
4.根据权利要求1所述的液压弹射实验机，其特征是所述的方向盘支架总成是由底座(15)、固定在底座(15)上的方向盘夹具架(13)以及固定在方向盘夹具架(13)上的方向盘夹具座(11)构成。
5.根据权利要求4所述的液压弹射实验机，其特征是在方向盘夹具座(11)上对应支撑方向盘处设有弧形长条孔(1101)。
全文摘要
一种液压弹射实验机，它是由弹射系统总成、方向盘支架总成、信号采集单元和控制单元构成，所述的弹射系统总成是由底座和支架，安装在支架上的液压系统、导轨架和放置在导轨架上的滑车总成构成，液压系统包括液压缸、油箱、电动机和液压泵，其特殊之处是在液压缸的两端分别连通有单向阀，两个单向阀之间通过管路连通，在两个单向阀之间的管路上设有蓄能器，在蓄能器进口端并联有压力继电器或压力传感器，所述的液压缸右端的单向阀为液控单向阀，液压泵的输出端分别并联有电磁阀。优点是结构紧凑、操作简单，可实现高速冲击，确保试件弹射速度快，速度重复性好，既能做半身假人实验，也能做头形物实验。
文档编号G01P3/00GK101029901SQ200710010100
公开日2007年9月5日 申请日期2007年1月15日 优先权日2007年1月15日
发明者杨忠伟, 王明家, 裴定勇 申请人:锦州锦恒汽车安全系统有限公司