专利名称：一种用于撞击实验的可调速弹射装置的制作方法
技术领域：
本发明属于强度动态测试、碰撞仿真实验及相关技术领域。
2.
背景技术：
工业测试中，有很多像冲击强度动态测试试验的平台，它们都需要高速的弹射装 置，比如汽车座椅头枕强度测试平台，撞击中心的折算质量为6. 8kg，测试冲击速度要达到 7m/s。对于普通的弹射装置很难满足测试的加速度、速度等各方面要求。目前，世界上也仅 有少数几个发达国家和地区能够研发出这样的设备，国内尚无自主研制和产权的相关试验 设备。 国外研制的类似的装置一般采用液压伺服，噪声大、效率低、污染严重，而且造价 昂贵。本发明针对市场的需要，抛弃了国外产品的一些固有的缺点，采用气动控制技术，发 明了撞击实验的高速弹射装置，可用于各种连续或单次的冲击试验。
3.
发明内容为了克服市场上一些冲击测试设备面临的噪声大、效率低、污染严重和造价昂贵 等诸多缺陷，本发明提供了一种撞击实验的高速弹射装置，用于解决冲击强度测试中面对 的诸多问题。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 该弹射装置采用气动控制技术，工作介质是空气，来源方便，取之不尽，用之不竭， 使用后直接排入大气而无污染，不需要设置专门的回收装置；空气的粘度很小，流动时压力 损失较小，节能，高效；动作迅速，反应快，调节方便，维护简单，系统有故障时，容易排除； 同时又具有工作环境适应性好和成本低等优点，较好的解决了液压伺服带来的诸多问题。 为了解决气压传动中控制精度低且难以把握的问题，该装置采用恒压控制，利用 智能压力传感器精确控制储气罐中气压，同时在弹射气缸上面开有一些调节、排气和缓冲 孔，当活塞杆越过排气孔后即接近自由运动状态，进而稳定弹射速度。 该弹射装置具有如下特点 ①控制回路压力可调，弹射回路闭环恒压控制，控制精度高。②气缸行程小(< 600mm)，速度(0 10m/s)可调。速度控制精度高(< 4% )
且平稳。在进气口处安装有速度微调阀，可对速度精确控制调节。 ③采用电磁阀控制，方便实现电气控制，易于控制自动化。 ④利用弹射气缸和回收气缸双缸控制。 ⑤弹射气缸的回收采用磁引力控制，使弹射气缸和回收气缸之间的连接和分离更 加灵活。 本发明的优点在于 ①结构紧凑，在性能上，工作压力易控且稳定，运动加速度大，速度可调，控制精度 高且禾急定。 ②利用磁弓|力进行弹射气缸的回收控制。[0016] ③方便电气结合控制，易于实现控制自动化。 4.有益效果 5.本发明可应用于冲击试验台及其相类似的要求高速弹射设备平台上面。此可调 速弹射器的弹射特征是撞击弹射部分由储气罐、控制阀组和撞击弹射气缸顺序连接组成； 撞击回收部分通过安装在撞击头上的强磁铁和装在回收气缸活塞杆端部的连接套筒进行 连接结构简单紧凑，撞击头上连接有高精度位移传感器，进行撞击头实时位移测量，为后续 数据处理反馈精确数据，而且储气罐进气管路上装有流量调节阀和高精智能压力传感器， 进行储气罐进气流量和弹射压力的控，同时撞击弹射气缸上面开有数个排气孔稳定撞击速 度、调节平衡气缸摩擦阻力和调节撞击缓冲，弹射气缸进气口处装有流量调节阀，进行弹射 速度的微调控制；回收气缸进出气口处均装有调速阀，进行回收气缸的伸出和縮回的速度 控制撞击头上装有强磁铁，两侧装有导轨防止撞击时撞击头的旋转，弹射气缸撞击头侧装 有轴承减小弹射时的摩擦阻力，弹射气缸通过四根长螺杆将弹射气缸支座紧固；回收气缸 安装在弹射气缸支座上面，回收气缸活塞杆端部装有连接撞击头磁铁的套筒，安装方便可 靠，无污染且易于维护。
6.以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的实物图。
图2是本实用新型的气控原理图。 图3是本实用新型的电路原理图。 图4是本实用新型的弹射气缸图。 图5是本实用新型的撞击头及连接部分实物图。 图6是本实用新型的磁铁和连接套筒工程图。 图中1.气源，2.气动三联件，3.电磁阀，4.调速阀，5.气控阀组，6.连接装置，
7. 回收气缸，8.弹射气缸，9.储气罐。
7.具体实施方式在图1中，气源1经三联件2分成两路，一路与电磁阀3(c)和3(a)相连，另外一 路经电磁阀3(b)与储气罐9相连。储气罐9、气控阀组5和弹射气缸8顺序串联连接。弹 射气缸工作压力来源于经过两次调压后的储气罐气压，气压控制通过智能压力传感器控制 电磁阀动作来稳定储气罐的压力。弹射气缸通过一个两位五通电磁阀控制两个三通大流量 气控阀动作，弹射速度可通过控制压力传感器进行控制，在进气口处安装有速度微调阀可 对速度进行精确调节控制。弹射气缸在缸体上开有通气孔，当活塞杆经过固定位置后就开 始接近自由运动，进而稳定弹射气缸运行速度。回收气缸通过一个两位五通电磁阀控制进 行相应动作，其气压直接来自于经过空气过滤器组合后的工作压力，可控速度范围较大，其 速度控制是通过安装在进出气口位置处的两个调速截流阀进行控制。弹射气缸和回收气缸 的结合是通过安装在撞击头背平面的吸铁石和回收气缸活塞杆顶端处的吸附铁块之间的 相互作用。 在图2所示实施例中，当通压后，压縮空气经由气动三联件2分成两路，一路为控制回路供压，另外一路经由一个电磁阀3(b)和智能压力传感器组成的稳压模块后进入储 气罐9中，当储气罐9中压力达到压力传感器设定值后，传感器输出高电平使电磁阀动作。 此时，储气罐中压力稳定在传感器设定的压力，储气罐9储存着巨大的能量。 控制回路中，常态时，两个电磁阀3(a， b)均处于失电状态弹射回路处于断开状 态，回收气缸7处于收縮状态。当弹射回路电磁阀3(c)收到弹射控制命令时处于得电状态， 弹射回路接通，储气罐中储存的巨大能量瞬时爆发使弹射气缸8高速弹射出去，然后使弹 射回路电磁阀3(c)复位。接着根据需要，向回收控制电磁阀3(a)发送控制命令，回收气缸 7即伸开，当活塞杆铁套筒和撞击头上磁铁之间磁引力将两者连接起来后，使回收控制电磁 阀复位，接着回收气缸就会拉着撞击头返回初始位置。 在图4所示实施例中，弹射气缸上面开有一些排气孔，一方面起到稳定弹射速度 和调节撞击缓冲的作用；另一方面也可以在活塞杆和气缸摩擦阻力过大的时候，通过调节 排气孔来平衡空气压力与摩擦阻力。
具体实施方式
为气缸前端排气孔(1)用来调节气缸 缓冲效果；排气孔(2) (3)用来调节活塞杆尾端推力用以平衡活塞杆和气缸之间的摩擦阻 力；排气孔(4)用来稳定弹射速度。 8.使用方法 测试之前，首先检查设备管路连线有无损坏漏气，如有损坏更换相应管路，然后为 设备通电，设定传感器压力，接着气动气源，通过调节气动三联件使控制回路气压稳定在 0. 45 0. 55MPa之间，然后即可进行测试实验。调试中，可根据需要调节调速阀，使弹射气 缸和回收气缸以比较理想的速度运行。实验完毕，清理现场，注意保护弹射设备。
权利要求根据权利要求所述的撞击实验可调速弹射装置，其特征是撞击弹射部分由储气罐、控制阀组和撞击弹射气缸顺序连接组成。
2. 根据权利要求所述的撞击实验可调速弹射装置，其特征是撞击回收部分通过安装 在撞击头上的强磁铁和装在回收气缸活塞杆端部的连接套筒进行连接。
3. 根据权利要求所述的撞击实验可调速弹射装置，其特征是撞击头上连接有高精度 位移传感器，进行撞击头实时位移测量，为后续数据处理反馈精确数据。
4. 根据权利要求所述的撞击实验可调速弹射装置，其特征是储气罐进气管路上装有 流量调节阀和高精智能压力传感器，进行储气罐进气流量和弹射压力的控制。
5. 根据权利要求所述的撞击实验可调速弹射装置，其特征是撞击弹射气缸上面开有 数个排气孔稳定撞击速度、调节平衡气缸摩擦阻力和调节撞击缓冲。
6. 根据权利要求所述的撞击实验可调速弹射装置，其特征是弹射气缸进气口处装有 流量调节阀，进行弹射速度的微调控制。
7. 根据权利要求所述的撞击实验可调速弹射装置，其特征是回收气缸进出气口处均 装有调速阀，进行回收气缸的伸出和縮回的速度控制。
8. 根据权利要求所述的撞击实验可调速弹射装置，其特征是撞击头上装有强磁铁， 两侧装有导轨防止撞击时撞击头的旋转。
9. 根据权利要求所述的撞击实验可调速弹射装置，其特征是弹射气缸撞击头侧装有 轴承减小弹射时的摩擦阻力，弹射气缸通过四根长螺杆将弹射气缸支座紧固；回收气缸安 装在弹射气缸支座上面，回收气缸活塞杆端部装有连接撞击头磁铁的套筒。
专利摘要本实用新型涉及一种用于撞击实验的高速弹射装置(见附图)，属于强度动态测试、碰撞仿真实验及相关技术领域。该装置主要有高速弹射驱动和弹射回收驱动两部分组成。高速弹射驱动部分是由储气罐(1)、控制阀组(2)和弹射气缸(3)顺序串联而成；弹射回收驱动部分是由控制阀(5)和回收气缸(4)组成。弹射气缸回收是通过磁引力进行方便灵活连接。本实用新型发明操作简易，结构简单紧凑，仿真度较高，具有较好的测试调节性能。
文档编号G01N3/307GK201497683SQ20082018400
公开日2010年6月2日 申请日期2008年12月31日 优先权日2008年12月31日
发明者宋启盛, 李怀珍, 李昌取, 林森, 林砺宗, 邢东仕 申请人:华东理工大学