专利名称：安全带卷收器耐久性试验设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及安全带，尤其涉及安全带卷收器耐久性试验设备。
背景技术：
安全带卷收器耐久性试验设备是一台检测汽车用安全带卷收器耐久性的机电一 体化装置。安全带作为目前国家机动车辆产品强制性检验产品，其卷收器的耐久性试验是 一项重要的性能测试环节。依据中华人民共和国国家标准GB14166-2003《机动车成年乘员 用安全带和约束系统》中的条款5. 6. 1. 1 “卷收器耐久性”的要求规定织带应以每分钟不 多于30次的速度进行规定次数的拉出回卷试验，对于紧急锁止式卷收器，每5次循环应使 卷收器锁止一次，锁止次数在种不同拉出长度上应相同，即拉出缠绕在卷收器上织带长度 的90%，80%，75%，70%和65%。该试验共进行45000次拉出和卷收过程。一般常见的安全带耐久性试验设备应包括导向机构、动力机构、传动机构和控制 系统等。导向机构、动力机构与传动机构安装在工作台上，控制系统和人机界面安装在控制 柜中，工作台与控制柜电连接。然而，一般常见的安全带耐久性试验设备的运动机构是利 用步进电机驱动，只能进行速度参数的单一调整，对试验过程的控制相对简单；导向机构利 用机械硬性连接，对安全带试验样品的织带部件容易造成导致影响试验结果的不确定性损 伤；传动机构采用无杆气缸或者齿形带连接，机械效率损耗过高，并且构造相对复杂。因此， 不能够准确的对安全带卷收器耐久性的程度做出理想的判断，甚至一些设备本身都会出现 机械失效、电气控制不良等影响。
实用新型内容为了解决上述的技术问题，提供了安全带卷收器耐久性试验设备，其目的在于，实 现安全带卷收器耐久性试验设备高效、智能化、结构简单美观和对过程控制的严谨精确。本实用新型提供了安全带卷收器耐久性试验设备，包括机架，所述机架两侧各设 置有一个可独立工作的工位，所述工位设置有伺服电机及与伺服电机相连的负载机构；卷 收器安装支架设置在与主板相连的直线导轨和直线气缸上，所述伺服电机与卷收器安装支 架之间设置有缓冲机构，所述缓冲机构之间设置有滑轮组；所述伺服电机连接有控制机构。控制机构设置有触摸屏和可编程控制器，以及伺服驱动器和电磁阀。所述机架包括台架和设置在台架上的加固梁与支撑梁，机架下装有减震垫；所述 支撑梁设置有卡具，卡具与横轴相连，所述横轴可在卡具中进行单轴向360度调节。所述工位还设置有工位主板，工位主板与横轴之间设置有转盘机构，所述转盘机 构与横轴相连，所述转盘机构在横轴上可进行单轴向360度调节。所述转盘机构还设置有转动轴，所述转动轴通过纵销与横轴相连，所述转动轴可 在横轴上进行单轴向360度调节。所述伺服电机与负载机构之间设置有联轴器。所述卷收器安装支架与传动机构相连，所述传动机构包括设置在工位主板右侧的直线导轨，所述直线导轨与卷收器安装支架之间设置有直线气缸。所述伺服电机与负载机构之间还设置有工位副板，所述工位副板设置有缓冲机 构，所述缓冲机构包括缓冲气缸和滑轮组以及缓冲气缸和滑轮组之间的弹簧；安全带织带 从卷收器内拉伸出，穿过滑轮组连接到负载机构上。所述工位副板两侧还设置有光电开关；缓冲气缸运动带动滑轮组运动，滑轮组运 动可遮挡上侧光电开关；所述伺服电机转动带动负载机构转动，所述负载机构可遮挡下侧 光电开关。该安全带卷收器耐久性试验设备还包括动力机构；所述动力机构包括伺服电机、 气泵、直线气缸、缓冲气缸、三位五通电磁阀、第一调压阀、第二调压阀、流速阀、排气阀以及 空气过滤器；所述三位五通电磁阀出口和直线气缸的进气口与流速阀相通，直线气缸的出 口与排气阀相通，所述第一调压阀和缓冲气缸进气口相通，所述缓冲气缸出气口与大气接 通，所述第二调压阀和三位五通电磁阀进气口相通，所述气泵出气口经空气过滤器与第一 调压阀和第二调压阀相通，所述三位五通电磁阀与控制机构连接。本实用新型采用圆形鼓式机构以伺服电机带动正转和反转状态实现安全带卷收 器中织带的拉出和卷收，鼓式机构包括内部腔体和表面镂空式顶盖，安装卷收器织带顶端 零件简易、便捷。伺服电机输出轴与联轴器连接，联轴器带动圆形盘鼓式机构负载，效率损 耗降低，功率输出直接平稳。伺服电机包括编码器，提高输出转速和位移以及转矩精度，减 少安全带织带拉出长度的误差。传动机构采用双直线导轨，与直线气缸连接，带动卷收器安装支架移动产生符合 试验要求的加速度，有效降低摩擦阻力系数，传动性能良好，并且占用空间小，可靠强度高， 方便调节加速度输出值。本实用新型还设计新颖的缓冲机构，在动力机构和传动机构高速度运转时，卷收 器发生锁止，转移织带上突然增加的应力，减少非实验设计环节带来的过载冲击，导向机构 与缓冲机构一体轻量化设计，缩短卷收器一端与负载一端之间距离，减少多余机构带来的 影响，提高判断卷收器锁止状态响应灵敏度，简化试验设备结构，节约设备制造成本。控制系统中加入判断锁止状态的光电开关和反馈伺服电机实际输出负载运行状 态的光电开关，进一步增加控制系统准确性，减少非系统内部因素干扰。
图1是本实用新型安全带卷收器耐久性试验设备的正视示意图；图2是图1所示安全带卷收器耐久性试验设备的侧视示意图；图3是图1所示安全带卷收器耐久性试验设备动力机构气路连接方式图；图4是图1所示安全带卷收器耐久性试验设备加速度直线气缸传动机构的示意 图。
具体实施方式
请参阅图1至图4所示，本实用新型较佳实施例的一种卷收器耐久性试验设备，包 括机架，所述机架两侧各设置有一个可独立工作的工位，所述工位设置有伺服电机19，及与 伺服电机19相连的负载机构10 ；卷收器安装支架4设置在与主板6相连的直线导轨23和直线气缸22上，所述伺服电机19与卷收器安装支架4之间设置有缓冲机构，所述缓冲机构 之间设置有滑轮组14 ；所述伺服电机19连接有控制机构(未图示)，控制机构设置有触摸 屏和PLC可编程控制器，以及伺服驱动器和电磁阀；其中所述机架包括台架1和设置在台架 1上的加固梁2与支撑梁3，机架下装有减震垫，使机架更加稳固，减少工作振动；所述支撑 梁3设置有卡具，卡具与横轴8相连，所述横轴8可在卡具中进行单轴向360度调节；所述 工位还设置有工位主板6，工位主板6与横轴8之间设置有转盘机构18，所述转盘机构18 与横轴8相连，所述转盘机构在横轴8上可进行单轴向360度调节；所述转盘机构还设置有 转动轴17，所述转动轴17通过纵销与横轴相连，所述转动轴可在横轴8上进行单轴向360 度调节；另，所述伺服电机19与负载机构10之间设置有联轴器24，由于设置有伺服电机19 和控制机构，能准确的控制卷收器拉伸时的速度和位移。其中，所述卷收器安装支架4与传动机构相连，所述传动机构包括设置在工位主 板右侧的直线导轨23，所述直线导轨23与卷收器安装支架4之间设置有直线气缸22，由于 直线气缸22与控制机构相连，可以准确控制直线气缸22的加速度值和启动与停止位置和 时间，控制机构发出信号，直线气缸22带动直线导轨23运动，直线导轨23带动卷收器安装 支架4运动，从而提高试验设备精度。所述伺服电机19与负载机构10之间还设置有工位副板12，所述工位副板设置有 缓冲机构，所述缓冲机构包括缓冲气缸7和滑轮组12以及它们之间的弹簧，安全带从卷收 器内拉伸出，穿过滑轮组12连接到负载机构10上，其多余部件可以塞入负载机构内，节省 大量试验空间，改善样品适应性。缓冲气缸7与控制机构相连，控制机构发出信号，可以准 确控制缓冲气缸输出缓冲力值，所述工位副板12还设置有光电开关(未图示)，缓冲气缸运 动带动滑轮组运动，滑轮组运动可以遮挡上侧光电开关；所述伺服电机19转动，带动负载 机构10转动，所述负载机构10可以遮挡下侧光电开关。上述安全带耐久性试验设备，还包括判断锁止状态的光电开关，所述滑轮组经过 所述缓冲气缸运动可以进行一定行程的位移遮挡所述光电开关，产生通、断电控制信号与 所述控制机构通信，以及设置有控制反馈的与负载机构相连的光电开关，可与所述控制机 构通信，所诉控制机构设置有继电器、PLC可编程控制器、伺服电机驱动器和彩色触摸屏，进 行负载机构的运动状态以及试验数据的相关判定。上述安全带耐久性试验设备，还包括动力机构，所述动力机构包括伺服电机、气泵 和直线气缸、缓冲气缸、三位五通电磁阀、调压阀51和调压阀52，流速阀和排气阀以及空气 过滤器。所述三位五通电磁阀出口 32和直线气缸的进气口与流速阀相通，出口 34与排气 阀相通，所述调压阀51和缓冲气缸进气口相通，所述缓冲气缸出气口与大气接通，所述调 压阀52和三位五通电磁阀进气口 31相通，所述气泵出气口经空气过滤器与调压阀51和调 压阀52相通，所述三位五通电磁阀与控制机构连接。所述动力机构还包括消音器41和消 音器42，消音器41与三位五通电磁阀排气口 35相通，消音器42与三位五通电磁阀排气口 33相通。具体工作步骤为首先，伺服电机19通电，接受来自控制机构信号，产生旋转，带动联轴器24转动， 通过联轴器24转动，带动负载机构10转动；安全带织带13的前端固定在负载机构10内 部，所述安全带织带13缠绕在负载机构上，如图1所示，安全带卷收器安装在卷收器安装支架4上。伺服电机19工作，按照控制机构中通过触摸屏设定好的实际试验参数，由PLC可 编程控制器处理后，传送到伺服驱动器中对伺服电机19进行速度和位移控制，当达到试验 要求的锁止状态发生时刻时，与卷收器安装支架4相连的直线气缸23接受到来自控制机构 发送的推出信号，带动直线导轨22做直线加速运动，直线导轨22带动卷收器安装支架4做 直线加速运动，达到卷收器锁止加速度，安装在卷收器安装支架4上的卷收器锁止；卷收器 锁止之后，伺服电机19继续转动，安全带织带13被继续带动做缠绕运动，则安全带织带13 行产生向负载机构一侧的拉力，相对于缓冲机构下方，当拉力值达到一定数值时候，缓冲气 缸7被动向下运动，带动滑轮组12向下运动，当滑轮组12遮挡上侧光电开关时，伺服电机 19停止工作，经过一段延时后，伺服电机19开始反转；此时判断卷收器锁止有效，当伺服电 机19反转到达最初开始位置时刻，负载机构10遮挡下侧光电开关，伺服电机19停止工作， 经过一段延时后，进行下一次循环，每一次循环正常拉伸4次，锁止1次。在试验过程中，利用伺服电机19，可以准确地控制启动和停止速度的线性施加，解 决了多数设备在对于敏感型安全带织带拉伸产生的误锁状态的影响。在控制机构中的触摸 屏上可以任意设定锁止时刻，锁止位置，试验次数，监控伺服驱动器输出脉冲数，卷收器一 旦发生非正常状态下的锁止，控制机构还可以发出声光警报，提醒工作人员，在此之前，还 可以人为设定误锁次数，每次误锁发生，设备控制机构发出修复试验信号，重新返回到原起 始位置进行工作，当满足误锁次数后再发出警报。本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本实用新型的精神和范围的条件 下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本实用新型的范围并不仅限于以上的说 明，而是由权利要求书的范围来确定的。
权利要求安全带卷收器耐久性试验设备，包括机架，其特征在于，所述机架两侧各设置有一个可独立工作的工位，所述工位设置有伺服电机及与伺服电机相连的负载机构；卷收器安装支架设置在与主板相连的直线导轨和直线气缸上，所述伺服电机与卷收器安装支架之间设置有缓冲机构，所述缓冲机构之间设置有滑轮组；所述伺服电机连接有控制机构。
2.如权利要求1所述的安全带卷收器耐久性试验设备，其特征在于，控制机构设置有 触摸屏和可编程控制器，以及伺服驱动器和电磁阀。
3.如权利要求1所述的安全带卷收器耐久性试验设备，其特征在于，所述机架包括台 架和设置在台架上的加固梁与支撑梁，机架下装有减震垫；所述支撑梁设置有卡具，卡具与 横轴相连，所述横轴可在卡具中进行单轴向360度调节。
4.如权利要求1所述的安全带卷收器耐久性试验设备，其特征在于，所述工位还设置 有工位主板，工位主板与横轴之间设置有转盘机构，所述转盘机构与横轴相连，所述转盘机 构在横轴上可进行单轴向360度调节。
5.如权利要求4所述的安全带卷收器耐久性试验设备，其特征在于，所述转盘机构还 设置有转动轴，所述转动轴通过纵销与横轴相连，所述转动轴可在横轴上进行单轴向360 度调节。
6.如权利要求5所述的安全带卷收器耐久性试验设备，其特征在于，所述伺服电机与 负载机构之间设置有联轴器。
7.如权利要求1所述的安全带卷收器耐久性试验设备，其特征在于，所述卷收器安装 支架与传动机构相连，所述传动机构包括设置在工位主板右侧的直线导轨，所述直线导轨 与卷收器安装支架之间设置有直线气缸。
8.如权利要求1所述的安全带卷收器耐久性试验设备，其特征在于，所述伺服电机与 负载机构之间还设置有工位副板，所述工位副板设置有缓冲机构，所述缓冲机构包括缓冲 气缸和滑轮组以及缓冲气缸和滑轮组之间的弹簧；安全带织带从卷收器内拉伸出，穿过滑 轮组连接到负载机构上。
9.如权利要求8所述的安全带卷收器耐久性试验设备，其特征在于，所述工位副板两 侧还设置有光电开关；缓冲气缸运动带动滑轮组运动，滑轮组运动可遮挡上侧光电开关； 所述伺服电机转动带动负载机构转动，所述负载机构可遮挡下侧光电开关。
10.如权利要求1所述的安全带卷收器耐久性试验设备，其特征在于，该安全带卷收器 耐久性试验设备还包括动力机构；所述动力机构包括伺服电机、气泵、直线气缸、缓冲气缸、 三位五通电磁阀、第一调压阀、第二调压阀、流速阀、排气阀以及空气过滤器；所述三位五通 电磁阀出口和直线气缸的进气口与流速阀相通，直线气缸的出口与排气阀相通，所述第一 调压阀和缓冲气缸进气口相通，所述缓冲气缸出气口与大气接通，所述第二调压阀和三位 五通电磁阀进气口相通，所述气泵出气口经空气过滤器与第一调压阀和第二调压阀相通， 所述三位五通电磁阀与控制机构连接。
专利摘要本实用新型涉及安全带卷收器耐久性试验设备，包括机架，所述机架两侧各设置有一个可独立工作的工位，所述工位设置有伺服电机及与伺服电机相连的负载机构；卷收器安装支架设置在与主板相连的直线导轨和直线气缸上，所述伺服电机与卷收器安装支架之间设置有缓冲机构，所述缓冲机构之间设置有滑轮组；所述伺服电机连接有控制机构。本实用新型采用圆形鼓式机构以伺服电机带动正转和反转状态实现安全带卷收器中织带的拉出和卷收，鼓式机构包括内部腔体和表面镂空式顶盖，安装卷收器织带顶端零件简易、便捷。伺服电机输出轴与联轴器连接，联轴器带动圆形鼓式机构负载，效率损耗降低，功率输出直接平稳。
文档编号G01M99/00GK201637597SQ201020168639
公开日2010年11月17日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者刘超, 巩金龙, 苏琼, 贾京生 申请人:北京中汽寰宇机动车检验中心有限公司