一种扶手载荷试验装置的制作方法

本发明涉及载荷试验技术领域，特别是涉及一种扶手载荷试验装置。

背景技术：

目前，列车是重要的交通工具，其配套安装的扶手根据不同型号的列车或者是不同使用的人群，而各有不同，同一列车内部安装的扶手也会分为很多不同尺寸的扶手。同理，和扶手配套使用的底部安装件也会有不同的固定方式，因此，也会相应有不同型号或不同尺寸的底部安装件。

正是由于扶手以及底部连接部位的多样性，给扶手的静载荷试验带来了较高的试验成本以及增加了试验进行的难度。扶手静载荷试验具体为：检测扶手及其底部连接部位由于紧急停车等特殊情况引起的非常态下，承受人体施加在扶手上的水平作用力所带来的一定的力矩后，是否会发生永久变形或损坏现象。

目前，现有的扶手载荷试验装置，都是针对单一型号规格的扶手以及底部连接部件进行静载荷试验，不仅操作起来繁琐，而且无法满足多个型号规格的扶手及其底部连接部件的静载荷试验需求，每多一种型号的扶手及其底部连接部件，就需要用户再购买一套对应的扶手载荷试验装置，因此显著增加了对扶手的静载荷试验成本，占用了大量的试验空间，给试验操作人员带来很大的不便。

因此，目前迫切需要开发出一种扶手载荷试验装置，其可以简单、可靠地对不同试验条件、不同型号规格的扶手及其底部连接部件进行静载荷试验，试验操作方便、快捷，显著降低对扶手的静载荷试验成本，节约宝贵的试验空间。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种扶手载荷试验装置，其可以简单、可靠地对不同试验条件、不同型号规格的扶手及其底部连接部件进行静载荷试验，试验操作方便、快捷，显著降低对扶手的静载荷试验成本，节约宝贵的试验空间，有利于广泛的生产应用，具有重大的生产实践意义。

为此，本发明提供了一种扶手载荷试验装置，包括可调节高度的梁结构，所述梁结构中垂直固定设置有扶手，所述扶手的顶部固定连接所述梁结构，所述扶手的底部固定连接有扶手底部连接件，所述扶手底部连接件固定连接所述梁结构；

所述梁结构中固定设置有一个测试支撑杆，所述测试支撑杆位于所述扶手的正左方；

所述测试支撑杆的左侧上端固定连接有一个第一载荷测试元件，所述第一载荷测试元件的右端与所述扶手的左侧壁相接触，所述扶手的右边在与所述第一载荷测试元件相对应的位置设置有加载块，所述加载块的左端与所述扶手的右侧壁相接触，所述第二载荷测试元件的右端与与一个动力获取部件的动力输出轴相连接，所述动力获取部件固定设置在所述梁结构上。

其中，所述梁结构包括底板、左支架、右支架、顶梁和地板，所述底板的顶部左右两端垂直固定设置有所述左支架和右支架，所述左支架的顶部和右支架的顶部固定连接有水平分布的所述顶梁；

所述底板的正上方固定设置有所述地板，所述地板的顶部中心位置设置有所述扶手，所述扶手的顶部与所述顶梁的底面固定连接，所述地板的底部与所述扶手相对应的位置设置有所述扶手底部连接件，所述扶手底部连接件与所述扶手的底面固定连接。

其中，所述扶手的顶部外壁套有一个中空的顶部约束件，所述顶部约束件位于所述扶手的顶部与所述顶梁的底面之间。

其中，所述地板的底部四周通过四个间隔分布的连接杆与所述底板的顶部固定连接在一起。

其中，所述左支架和右支架分别包括上下分布的上臂和下臂，所述上臂的下部与所述下臂的上部相固定连接，所述上臂的下部与所述下臂的上部具有可调节连接位置的区域。

其中，所述地板的顶部左端固定设置有所述测试支撑杆；

所述动力获取部件固定设置在所述右支架的左侧壁上。

其中，所述加载块朝向所述扶手的左侧壁具有凹槽，所述凹槽的形状、大小与所述扶手右侧的形状、大小相对应匹配。

其中，所述第一载荷测试元件用于获取所述扶手左侧壁的形变量以及所受到的载荷力数值，所述第二载荷测试元件用于获取所述扶手右侧壁的形变量以及所受到的载荷力数值；

所述第一载荷测试元件和第二载荷测试元件同时与一个数据采集模块通过信号线相连接，所述数据采集模块用于获取所述第一载荷测试元件所输出的所述扶手左侧壁和的形变量以及所受到的载荷力数值，以及获取第二载荷测试元件所输出的所述扶手右侧壁的形变量以及所受到的载荷力数值。

其中，所述动力获取部件为气缸；

所述动力模块包括空气压缩机、电磁阀、储气罐和电控调压阀；

所述空气压缩机与所述储气罐相连通，所述空气压缩机与所述气缸相连接；

所述空气压缩机与所述储气罐之间设置有电磁阀，所述电磁阀用于控制所述空气压缩机及所述动力获取部件所输出载荷的输出时间；

所述电控调压阀与所述储气罐相连通，所述电控调压阀用于调节所述储气罐所输出的气压大小。

其中，还包括一个调节控制模块，所述调节控制模块分别与所述动力模块中的电控调压阀、电磁阀相连接，用于通过向所述电控调压阀发出控制信号，调节所述电控调压阀，从而调节所述储气罐所输出的气压大小所输出的载荷的大小，以及通过向电磁阀发出控制信号，控制所述空气压缩机所输出载荷的输出时间，最终控制所述动力模块输出载荷的大小和输出载荷的时间。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提出了一种扶手载荷试验装置，其可以简单、可靠地对不同试验条件、不同型号规格的扶手及其底部连接部件进行静载荷试验，试验操作方便、快捷，显著降低对扶手的静载荷试验成本，节约宝贵的试验空间，有利于广泛的生产应用，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明提供的一种扶手载荷试验装置在模拟实车安装状态下，进行静载荷试验的立体结构示意图；

图2为本发明提供的一种扶手载荷试验装置在模拟实车安装状态下，进行静载荷试验的主视图；

图中，1为梁结构，2为顶部约束件，3为扶手，4为动力获取部件，5为加载块，6为扶手底部连接件，7为地板，70为连接杆，81为第一载荷测试元件，82为第二载荷测试元件，11为底板，12为左支架，13为右支架，14为顶梁，20为测试支撑杆，121为上臂，122为下臂。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1、图2，本发明提供的一种扶手载荷试验装置，主要用于检测轨道交通含义的扶手及其底部连接部位由于紧急停车等特殊情况引起的非常态下，承受人体施加在扶手上的水平作用力所带来的一定的力矩后，是否会发生永久变形或损坏现象，本发明提供的扶手载荷装置可以对不同试验条件、不同型号规格的扶手及其底部连接部件进行静载荷试验，检测扶手及其底部连接部位的静强度是否满足设计要求，适用于载荷力为集中载荷的静载荷试验，其通过低成本的开环系统的组合代替高成本的闭环系统。

该扶手载荷试验装置包括可调节高度的梁结构1，所述梁结构1为中空的框架结构，所述梁结构1中垂直固定设置有扶手3，所述扶手3的顶部固定连接所述梁结构1，所述扶手3的底部固定连接有扶手底部连接件6，所述扶手底部连接件6固定连接所述梁结构1。

具体实现上，所述梁结构1包括底板11、左支架12、右支架13、顶梁14和地板7，所述底板11的顶部左右两端垂直固定设置有所述左支架12和右支架13，所述左支架12的顶部和右支架13的顶部固定连接有水平分布的所述顶梁14；所述梁结构1为采用高强度的材料制成。

所述底板11的正上方固定设置有所述地板7，所述地板7的顶部中心位置设置有所述扶手3，所述扶手3的顶部与所述顶梁14的底面固定连接，所述地板7的底部与所述扶手3相对应的位置设置有所述扶手底部连接件6，所述扶手底部连接件6与所述扶手3的底面固定连接(例如通过螺纹连接方式)。

具体实现上，所述扶手3的顶部外壁套有一个中空的顶部约束件2，所述顶部约束件2位于所述扶手3的顶部与所述顶梁14的底面之间，从而对所述扶手3的顶部进行约束，保证对扶手3顶部的固定效果。例如，所述顶部约束件2可以为一个中空的套筒。

具体实现上，所述地板7的底部四周通过四个间隔分布的连接杆70与所述底板11的顶部固定连接在一起。

为了让所述左支架12和右支架13的高度可以调节，即使得梁结构1的高度可调节，所述左支架12和右支架13的形状、结构相同，所述左支架12和右支架13分别包括上下分布的上臂121和下臂122，所述上臂121的下部与所述下臂122的上部相固定连接，所述上臂121的下部与所述下臂122的上部所连接的位置可以调整，即所述上臂121的下部与所述下臂122的上部具有可调节连接位置的区域。

具体实现上，所述上臂121的底部与所述下臂122的顶部可以通过插接、卡接、螺纹连接等多种方式进行固定连接。可以通过调节所述上臂121的下部与所述下臂122的上部连接的位置(例如调节上臂121插入下臂122的深度，或者控制外部螺杆贯穿所述下臂122后插在所述121下部的具体连接位置高低)，从而实现对所述左支架12和右支架13的高度的调节，即实现梁结构1的高度调节。

在本发明中，所述地板7的顶部左端固定设置有一个测试支撑杆20，所述测试支撑杆20位于所述扶手3的正左方。

所述测试支撑杆20的左侧上端固定连接有一个第一载荷测试元件81，所述第一载荷测试元件81的右端与所述扶手3的左侧壁相接触，所述扶手3的右边在与所述第一载荷测试元件81相对应的位置设置有加载块5，所述加载块5的左端与所述扶手3的右侧壁相接触，所述加载块5的右端与一个第二载荷测试元件82的左端相连接，所述第二载荷测试元件82的右端与与一个动力获取部件4的动力输出轴(如气缸的活塞杆)相连接，所述动力获取部件4固定设置在所述右支架13的左侧壁上。

具体实现上，所述加载块5朝向所述扶手3的左侧壁具有弧形的凹槽，所述凹槽的形状、大小与所述扶手3右侧的形状、大小相对应匹配。

在本发明中，所述第一载荷测试元件81用于获取所述扶手3左侧壁的形变量以及所受到的载荷力数值，所述第二载荷测试元件82用于获取所述扶手3右侧壁的形变量以及所受到的载荷力数值；

所述第一载荷测试元件81和第二载荷测试元件82同时与一个数据采集模块通过信号线相连接，所述数据采集模块用于在静载荷试验过程中，获取所述第一载荷测试元件81和第二载荷测试元件82所输出的载荷试验数据(所述扶手3左侧壁、右侧壁的形变量以及所受到的载荷力数值)，从而本发明可以让试验操作人员方便、快捷地对需要试验的扶手的静载荷进行试验，获知所述扶手及其底部连接件是否可以满足设计上对载荷力的承受要求以及对形变量的承受要求。

在本发明中，具体实现上，所述第一载荷测试元件81可以为任意一种精度高的位移传感器，例如可以为航天701所生产的型号为WYDC-10D的位移传感器。

在本发明中，具体实现上，所述和第二载荷测试元件82可以为任意一种可以精确测量载荷的力传感器，例如可以为航天701所生产的型号为BK2B的力传感器。

在本发明中，具体实现上，所述数据采集模块可以任意一种可以有效采集所述第一载荷测试元件81和第二载荷测试元件82所输出的数据的数据采集装置，例如可以为江苏泰斯特电子设备制造有限公司生产的型号为TST-5912的动态信号测试分析系统。

在本发明中，所述动力获取部件4与一个相匹配的动力模块相连接，所述动力模块用于为所述动力获取部件4提供动能，而所述动力获取部件4用于获取所述动力模块提供的载荷，并通过加载块5稳定、可控地传递到扶手3上面。因此，在该动力模块的驱动下，动力获取部件4所连接的加载块5可以对作为试验件的扶手3施加点或者面的载荷。

需要说明的是，对于本发明，通过更换具有不同尺寸、不同凹槽形状的的加载块5，可以对不同直径尺寸的扶手进行静载荷试验。

需要说明的是，具体实现上，所述动力模块可以为任意一种能够提供动力的动力模块，例如可以包括液压源或者气源。当所述动力模块9包括液压源时，所述动力获取部件4可以为液压作动器。

在本发明中，所述动力模块9可以包括空气压缩机、电磁阀、储气罐和电控调压阀；

其中，所述空气压缩机与所述储气罐相连通，所述空气压缩机与作为所述动力获取部件4的气缸相连接，所述空气压缩机可以提供压缩的空气来驱动动力获取部件4(如气缸)；

所述空气压缩机与所述储气罐之间设置有电磁阀，所述电磁阀用于控制所述空气压缩机及所述动力获取部件4所输出载荷的输出时间；

所述电控调压阀与所述储气罐相连通，以用于调节所述储气罐(作为气源)所输出的气压大小。

在本发明中，本发明提供的扶手载荷试验装置还包括一个调节控制模块，所述动力模块与所述调节控制模块通过信号线相连接，所述调节控制模块用于根据用户依据试验所需要的载荷，而输入的控制指令，控制所述动力模块输出的载荷大小和输出时间。

具体实现上，所述调节控制模块与所述动力模块中的电控调压阀相连接，用于通过向所述电控调压阀发出控制信号，调节所述电控调压阀，从而调节所述储气罐(作为气源)所输出的气压大小和动力获取部件4所输出的载荷的大小，即最终控制所述动力模块输出载荷的大小。

具体实现上，所述调节控制模块与所述动力模块中的电磁阀相连接，用于通过向电磁阀发出控制信号，控制所述空气压缩机及所述动力获取部件4所输出载荷的输出时间，即最终控制所述动力模块输出载荷的时间。

在本发明中，具体实现上，所述调节控制模块可以为中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU，也可以为一台计算机。

对于本发明，根据试验需要的载荷力，试验操作人员可以通过更换不同参数的动力获取部件4，或者通过所述调节控制模块来改变所述动力模块的载荷输出方式(包括载荷的输出大小和输出时间等)，可以完成不同载荷力要求的静载荷试验，因此，本发明调节方便、直观，便于普通非技术人员了解、掌握和操作。

对于本发明，由于动力模块的输出上限限制以及动力获取部件的参数上限限制，本发明优选为适用于小型的载荷力要求的静载荷试验。

基于以上技术方案可知，对于本发明提供的扶手载荷试验装置，与现有技术相比较，其具有以下的优点：

1、本发明是适用于轨道交通行业扶手及其底部连接件的静载荷试验装置，具有结构简单、可调节适应性强、开环控制操作方便和试验成本低的特点；

2、本发明可以使用压缩空气作为动力源，试验过程环保、安全、降低试验成本并且操作简单；

3、本发明对扶手进行固定的机构采用了可调节长度的梁结构，大大提高试验装置的适应性，可以满足不同尺寸扶手的静载荷试验需求。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种扶手载荷试验装置，其可以简单、可靠地对不同试验条件、不同型号规格的扶手及其底部连接部件进行静载荷试验，试验操作方便、快捷，显著降低对扶手的静载荷试验成本，节约宝贵的试验空间，有利于广泛的生产应用，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。