专利名称：一种动态强度测试仪及其夹具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及动态强度测试仪及其夹具，主要是针对欧洲玩具标
准中EN71-1、国家玩具安全标准GB6675-2003 、国际玩具安全标准 IS08124有轮乘骑玩具的动态强度测试的要求，同时可以完成GB14749 -2006儿童学步车动态稳定性测试要求和新制国家标准滑板车、扭钮 车等玩具安全标准中动态强度的测试要求。
背景技术：
给在玩具使用中可能用作座位或站立的表面施加合适的负荷，并用 带子将负荷固定。为防止负荷对玩具造成不适当的损坏，在座位表面必 须用垫子与负荷隔开，但如果负荷明显不会损坏玩具，也可以不用垫子。 平稳地加速，驱动玩具以2m/s ± 0. 2m/s的稳定速度垂直撞击50mm± 2mm 高的非弹性台阶三次。撞击之后马上将负荷吊起以防止负荷倒下对玩具
造成不相干的损坏。
如果玩具预定供多于一个儿童同时^f吏用，则同时测试每个座位或站 立位置。对滚轴溜冰鞋进行测试时，要用两个滚轴溜水鞋，并用适当的 桥将它们连接以支撑负荷。测试时应用 一个适当的桥连接两个溜冰鞋， 将负荷固定在此桥上。
实用新型内容
一种动态强度测试仪，其由电机控制装置和刚架结构组成；其中刚 架结构包括非弹性台阶、内导轨、外导轨，内导轨有内辅助夹具，外导 轨有外辅助夹具。
所述电机控制装置包括牵引电机、平移电机、齿轮、传送带、减速 箱、触屏控制面板、电源开关、柔性绳、滑轮和齿条组成；柔性绳经过 滑轮再绕到减速箱的转轴上，牵引电机转轴通过传送带连接减速箱；牵 引电机和减速箱固定在同一个平板上，底部是齿轮齿条结构，齿条下部 有一平移电机和齿轮，齿轮与齿条相互啮合。在拉绳绕减速箱转轴转动 的同时，下部的电机带动齿轮齿条运动，连接减速箱和电机的平板往垂 直于拉绳线速度的方向运动。使得拉绳呈螺旋形旋绕。这样设计的目的 是为了保证拉绳线速度均匀从而使测试可以在匀速下平稳地运行。触屏 控制面板上，可以设置测试速度，自动绘制减速箱转轴的扭力变化图， 记录传感器的状态及触发时间点。令测试操作简便，数据记录清晰，结 果准确。
所述滑轮连有调高转轮。
所述牵引电机和平移电机为正反转伺服电机。由伺服电机提供稳定 的转速，确保玩具可以平稳加速并达到所要求的测试速度。
所述内导轨和外导轨两端通过固定螺栓活性固定于与其垂直方向 的导槽内。
所述刚架结构还包括吊环、吊环导轨、吊环緩冲弹簧、钢丝和负荷， 吊环位于吊环导轨内，吊环緩冲弹簧位于吊环导轨末端，钢丝连接吊环 和负荷。测试仪中的刚架结构设计使玩具必须垂直于50mm的非弹性台 阶面做直线运动。刚架上部的吊环，吊环用钢丝连接着负荷，使玩具按 要求撞击后不会因负荷的倒下而造成不相干的损伤。所述刚架结构固定位置装有两组时间传感器，时间传感器与触屏控 制面板线性连接。利用时间触发的传感器，可计算测试速度。
所述非弹性台阶近端装有控制传感器，控制传感器与牵引电机开关连接。
一种动态强度测试仪的夹具，其由垂直轮、水平轮、底板、夹板、 固定螺栓、固定螺母、垂直轮架组成，垂直轮成左右两边对称分布，垂
直轮底部的切线和水平轮上端的切线成90度角。 一般的滑板车直接用
导轨辅助夹具夹持并施力运动即可，对于特殊的玩具如滚轴溜冰鞋等， 可用该专设的夹具确保其能平稳的沿轨道做直线运动。
图1为本实用新型实施例示意图2为本实用新型实施例刚架结构俯一见图3为本实用新型实施例夹具分解图4为本实用新型实施例电机控制部分示意图
具体实施方式
以下通过实施例来描述本实用新型，应该指出的是，所列举的实 施例不应理解对实用新型的限制。
玩具动态强度测试仪包括三部分电机控制、刚架结构。其中电机 控制和刚架结构为该仪器的核心部分。测试的基本方法如图l所示。
电机控制部分由牵引电机9、平移电机45、齿|仑44、传送带l、减 速箱2、触屏控制面板ll、电源开关13、急停按钮l2、电线4、时间传 感器6、控制传感器5、调高转轮14、滑轮15和齿条3组成。拉动被测
6试物18的柔性绳8经过滑轮15再绕到减速箱2的转轴43上(如图1 )。 滑轮15可根据玩具的不同高度通过旋转调高转轮手柄39调节高度(如 图4)。测试时，被测试物18的施力点和滑轮的切点应调节成水平状态 (如图1 )。电机转轴40通过传送带1连接减速箱2,从而使快速运转 的牵引电机9有效降速并根据不同功率的选择调整测试时的速度。牵引 电机9和减速2箱固定在同一个平板上，底部是齿轮齿条结构，齿条3 下部有一平移电机45和齿轮44，齿轮44与齿条3相互啮合(如图1 )。 在减速箱转轴43绕线的同时，连接减速箱2和牵引电机9的平板往垂 直于线速度的方向运动(如图4 )，使得柔性绳8呈螺旋形旋绕(如图4 )。 这样设计可以使绕线的线速度均勾相等，从而使被测试物18得以保证 拥有平稳的速度。牵引电机9为伺服电机，可以实现正反转功能，正转 的时候通过收紧柔性绳8拉动玩具撞击台阶面，反转的时候通过放松柔 性绳8令玩具复位，使玩具的动态强度测试可以反复进行。
触屏控制面板11可精确设置测试转速、计算力矩大小、绘制力矩 变化图、显示传感器5-6状态、记录时间参数。牵引电机9上有两个电 线接口 41-42，每个接口分别分出3条电线4，对应连接两边的传感器 5-6(如图1,图4)。在测试物经过某个传感器时，触屏控制面板ll上 会有对应的图标显示，并记录下经过时的时间和减速箱转轴43即时的 力矩大小。在测试过程中如果发生意外的情况，可按急停按钮12立即 终止测试(如图1 )。
刚架结构包括吊环19、吊环导轨20、吊环緩冲弹簧16、固定螺栓 23、辅助夹具29、 50mm士2mm高的非弹性台阶24、传感器^L置架25。 辅助夹具29的位置通过固定螺栓23调节。松开固定螺栓23,可以调节 内辅助夹具29的两钢轨相对或相反方向移动。这样，就可以才艮据玩具 前轮的宽度调节内辅助夹具29之间的距离，使玩具前轮准确地卡在两 钢轨之间，确保被测试物18可在垂直于非弹性台阶24的方向上平稳地做直线运动。根据被测玩具的大小可以调节外辅助夹具28之间的距离， 松开固定螺栓23和地脚螺栓26调节外辅助夹具28两钢轨之间的距离， 确保被测玩具后轮在固定的轨道内运动。6个传感器分别安置在传感放 置架25的两边。控制传感器5安置在靠近弹性台阶面24的地方(如图 2),当被测试物18经过控制传感器5的传感器时，电机会立即停止转 动4吏力矩变为O，让;故测试物以无外力的状态下自由撞击非弹性台阶24。 两对时间传感器6对称分布并相隔一4殳距离，在被测试物18经过两对 时间传感器6的时间将被记录。我们可以根据时间和距离用v=s/t的公 式算出速度的大小。在测试前应用非测试物预测试，以校准牵引电机9 的线速度，待调整到2m/s的速度时用所设定的速度进行测试。
刚架上部的中间有一条吊环导轨20，吊环导轨20上有一活动吊环 19及固定了一弹簧16。弹簧16在非弹性台阶24的正上方处(如图1 )。 测试时用钢丝17穿过吊环19连接在测试物上的负荷21,静止时钢丝 17的长度不能因为太短而对负荷21产生拉力，影响负荷21对被测试物 18的压力，不能太长以致玩具撞击非弹性台阶24后吊环19还没有撞击 弹簧16。钢丝17的最适宜长度为吊环19在负荷21的正上方位置时恰 好垂直。测试中吊环19将随被测试物18的移动而移动，直到被测试物 18撞击台阶面24时吊环19撞在弹簧16上停下并拉住负荷21使其不会 倒下而造成不相干的损害，也防止了负荷21飞出而造成测试人员的人 身伤害。利用弹簧16阻挡吊环19的运动可以有效的减緩吊环19对仪 器的刚性沖击，对负荷21可以达到有效的减震作用，迅速降低了负荷 21的速度以避免由于惯性作用而产生的危害。
测试仪中的外设夹具是用于夹持一些辅助夹具所不易夹持或不能 夹持的玩具的。它由6个转轮、l个底板34、 l块夹板35、 2条固定螺 栓31、 2个固定螺母32、两个轮架33组成(如图3)。 6个转轮成左右 两边对称分布，4个在底部以水平方向;^欠置，2个分别在两侧固定在2个轮架33上以垂直方向放置。垂直轮37底部的切线和水平轮38上端 的切线成90度角，分别接触到钢轨上上表面和内表面。使用时，用玩 具底板置于夹具的底板34和夹板35之间。用螺栓31和螺母32固定好 位置后把连同玩具的夹具置于辅助夹具上，让辅助夹具夹紧外设的夹 具，然后进行正常的测试程序(如图1)。
采用上述动态强度测试仪进行玩具动态强度测试的方法如下 根据玩具特点把被测玩具用夹具夹紧并放置在离传感器6有一定距 离的运行轨道的位置上(即辅助夹具)，在座位表面或站立表面加上与 年龄组相符的负荷21,若负荷21对玩具18会造成不适当的损坏，在测 试位置上必须用垫子与负荷21隔开。负荷21用钢丝17与吊环19连接， 被测试物18前端用柔性绳8系好，绕过控制台上的滑轮15再绕到减速 箱2上的转轴43上。调节滑轮高度使滑轮上端的切点与系玩具的固定 点高度一致。打开控制面板的电源13,设置(SET)测试速度，选择电 机正转(CW),启动(START)后让玩具自由撞击在50mm± 2mm高的非弹 性台阶24上，然后让牵引电机9反转(CCW)放线，把玩具放回起点位 置并再进行两次测试， 一共进行三次测试。(进行测试前先用夹具夹持 非测试物，在触屏控制面板11上设定速度后做预测试，通过测量时间 传感器6之间的距离和被测试物18经过传感器6的时间，计算出实际 速度以校准触屏控制面板ll中设置的速度，待调整到实际速度2m/s的 速度时记下所设定.的速度，用设定的该速度再进行正常测试。测试结束 后可查看触屏控制面板11上所记录的扭力值和绘制的扭力变化图，进 一步分析测试过程中有无不当的操作而对结果产生不必要的误差。
由此可见此动态强度测试仪可以完全达到欧洲玩具标准中EN7l-l 、 国家玩具安全标准GB6675-2003、国际玩具安全标准IS08124有轮乘骑 玩具的动态强度测试的要求，通过数控操作系统能便利的调节测试速 度，直接得出测试过程各参数的状态，大大提高了测试的效率和结果的准确性。
显然，上迷内容只是为了说明本实用新型的特点，而并非对本实用 术领域做出的变化应属于本实用新型的保护范畴。
权利要求1、一种动态强度测试仪，其特征在于其由电机控制装置和刚架结构组成；其中刚架结构包括非弹性台阶、内导轨、外导轨，内导轨有内辅助夹具，外导轨有外辅助夹具。
2、 根据权利要求1所述的一种动态强度测试仪，其特征还在于 所述电机控制装置包括牵引电机、平移电机、齿轮、传送带、减速箱、 触屏控制面板、电源开关、柔性绳、滑轮和齿条组成；柔性绳经过滑轮 再绕到减速箱的转轴上，牵引电机转轴通过传送带连接减速箱；牵引电 机和减速箱固定在同一个平板上，底部是齿轮齿条结构，齿条下部有一 平移电机和齿轮，齿轮与齿条相互啮合。
3、 根据权利要求2所述的一种动态强度测试仪，其特征还在于 所述滑轮连有调高转轮。
4、 根据权利要求2所述的一种动态强度测试仪，其特征还在于 所述牵引电机和平移电机为正反转伺服电机。
5、 根据权利要求1所述的一种动态强度测试仪，其特征还在于 所述内导轨和外导轨两端通过固定螺栓活性固定于与其垂直方向的导 槽内。
6、 根据权利要求1所述的一种动态强度测试仪，其特征还在于 所述刚架结构还包括吊环、吊环导轨、吊环緩冲弹簧、钢丝和负荷，吊 环位于吊环导轨内，吊环緩冲弹簧位于吊环导轨末端，钢丝连接吊环和 负荷。
7、 根据权利要求1所述的一种动态强度测试仪，其特征还在于所述刚架结构固定位置装有两组时间传感器，时间传感器与触屏控制面 板线性连接。
8、 根据权利要求1所述的一种动态强度测试仪，其特征还在于 所述非弹性台阶近端装有控制传感器，控制传感器与牵引电机开关连接。
9、 一种动态强度测试仪的夹具，其特征在于其由垂直轮、水平 轮、底板、夹板、固定螺栓、固定螺母、垂直轮架组成，垂直轮成左右 两边对称分布，垂直轮底部的切线和水平轮上端的切线成90度角。
专利摘要动态强度测试仪主要包括电机控制装置、刚架结构。对于特殊的玩具可用专设的夹具使其确保能平稳地在钢轨上直线运动。电机和减速箱固定在同一个平板上，平板底部是齿条结构，齿条下部有一电机和齿轮，齿轮与齿条相互啮合。在拉绳绕减速箱转轴转动的同时，下部的电机带动齿轮齿条运动，在减速箱转轴绕线的同时，连接减速箱和电机的平板往垂直于线速度的方向运动使得线呈螺旋形绕，确保玩具可以平稳加速并达到所要求的测试速度。电机的控制采用数字控制方式，提高测试效率，使操作便利，结果精确。
文档编号G01N3/00GK201307079SQ20082021400
公开日2009年9月9日 申请日期2008年11月28日 优先权日2008年11月28日
发明者尹丽娟, 张学军, 勤 徐, 徐晓光, 蔡志群 申请人:深圳出入境检验检疫局玩具检测技术中心