脱弹力测试设备的制作方法

本实用新型涉及礼花弹技术领域，特别涉及一种脱弹力测试设备。

背景技术：

礼花弹属于烟花的一种，发射到空中后，爆发出各种光色、花型图案或其他效果的产品。大型演出一般都是使用礼花弹和一些地面礼花以及小烟花，但是最主要的渲染场景的是礼花弹。

礼花弹包括弹筒和弹头，弹筒也可以称为弹壳；大型的礼花弹弹筒大多由硬质材料或金属制成，将弹头装入弹筒的空腔中，引爆火药，通过火药推力将弹头投射到空中爆炸。

其中弹筒和弹头的密封配合对礼花弹的弹头脱弹力影响较大，如果弹头脱弹力过小，则弹头和弹筒之间容易产生间隙，在发射弹头的时候推力气压容易发生泄漏，使弹头的发射高度不够，在运输的过程中，弹头在弹筒中也容易发生抖动，产生安全隐患，如果弹头脱弹力过大，火药推力会过多地用于克服脱弹力，也会使弹头的发射高度不够，如果卡在弹筒内，要么不能发射，要么容易炸膛。

现有技术中还没有一种脱弹力测试设备，用于测量弹头从弹筒中脱出的脱弹力，方便测试人员判断弹筒与弹头的密封配合性能，为了保证测试过程的安全，通常采用假弹来代替真礼花弹头作测试试验。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本实用新型的目的是提供一种礼花弹的脱弹力测试设备，用于测量弹头从弹筒中脱出的脱弹力，提供脱弹力检测数据给测试人员，方便测试人员判断弹筒与弹头的密封配合性能是否合格。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种脱弹力测试设备，其关键在于：包括床体，床体设置有工作台，在工作台上设有脱弹力检测机构；

所述脱弹力检测机构包括脱弹驱动装置，脱弹驱动装置经曲柄连杆机构连接有水平滑块，水平滑块沿水平方向滑动设置在工作台上，水平滑块的前端经测力装置可拆卸连接有假弹头，假弹头的前方设置有固定住弹筒的夹具，假弹头与夹具上的弹筒相对，脱弹驱动装置经曲柄连杆机构推动水平滑块前后滑动，水平滑块向前滑动时将假弹头装入弹筒，水平滑块向后滑动时将假弹头拔出弹筒，测力装置检测假弹头拔出时的脱弹力。

通过上述的结构设置，床体和工作台用于固定住脱弹力检测机构和夹具，方便测试人员通过测试设备测试弹头从弹筒中脱出的脱弹力，提供脱弹力检测数据给测试人员，方便测试人员判断弹筒与弹头的密封配合性能。

为了测试过程的安全，采用假弹头替代真弹头，假弹头和真弹头尺寸形状相同，如果真弹头是球形，假弹头也制成球形，如果真弹头是圆柱状，假弹头也制成圆柱状，为了方便测试拉力，假弹头朝向弹筒出弹口的一侧设置有拉杆，拉杆与测力装置可采用螺栓等可拆卸连接，磨损之后方便更换。

脱弹驱动装置或者是电机或者手轮，电机通过齿轮减速机构驱动曲柄连杆机构的曲柄转动，手轮可以通过齿轮减速机构驱动曲柄连杆机构的曲柄转动。

水平滑块的前端设置有测力装置，测力装置可以是指针式推拉力计，用户可以通过指针式推拉力计直接观察假弹头的脱弹力；测力装置还可以是电阻应变式力传感器，电阻应变式力传感器检测假弹头的脱弹力后输出拉力信号，通过外接PLC可编程控制器连接显示器即可显示脱弹力。电阻应变式力传感器为S型拉压力传感器。

假弹头正对夹具上的弹筒开口，假弹头面对弹筒开口一侧一般设置为球形或设置有倒角，方便插入弹筒开口。

水平滑块向前滑动时将假弹头装入弹筒，水平滑块向后滑动时将假弹头拔出弹筒，测力装置检测假弹头拔出时的脱弹力，即拔出时的最大拉力。

所述夹具包括相对设置的下V型块和上V型块，下V型块安装在工作台上，上V型块沿上下方向滑动安装在床体的立柱上；下V型块和上V型块之间形成容纳弹筒的容纳空间，上V型块向下滑动时将弹筒压紧在下V型块上；

所述上V型块连接有夹紧驱动机构。

其中立柱沿竖直方向设置，与工作台垂直。

测试人员将弹筒放置在下V型块的V形槽口上，与上V型块的V形槽口相对，通过夹紧驱动机构驱动上V型块向下运动，即可将弹筒压紧在下V型块上；反之，则驱动上V型块向上运动，释放弹筒，夹具的夹紧力大于脱弹力，使假弹头拔出时弹筒保持不动。

夹紧驱动机构可以是电机，电机通过丝杆或曲轴连杆机构驱动上V型块上下运动，夹紧驱动机构还可以是手轮和丝杆螺母机构，用手转动手轮，手轮通过丝杆螺母机构驱动上V型块上下运动。

所述夹紧驱动机构包括固定在立柱上的第一步进电机，立柱上还转动设置有曲轴，第一步进电机通过第一齿轮减速机构驱动曲轴转动，曲轴上套有连杆，在立柱上沿着上下方向还滑动设置有垂直滑块，曲轴通过连杆驱动垂直滑块上下滑动，上V型块安装在垂直滑块的下端；所述第一步进电机连接有控制电路。

通过上述的结构设置，控制电路控制第一步进电机驱动曲轴转动，经连杆驱动垂直滑块上下滑动，垂直滑块向下滑动时，上V型块夹紧弹筒，滑块向上滑动时，上V型块释放弹筒，在测试量较大时比较实用。

所述上V型块的上端设置有滑杆，垂直滑块的下端设置有与滑杆相配合的导套，滑杆的上端滑动穿设在导套内，滑杆套有压紧弹簧，压紧弹簧的下端与上V型块的上端固连，压紧弹簧的上端与导套的下端固连。

通过上述的结构设置，上V型块由于压紧弹簧的作用，其对弹筒的力是逐渐增加的，而不是刚性接触，有利于减小上V型块与弹筒的冲击力，因此可以防止上V型块与弹筒刚性接触而在弹筒上产生压痕。

所述脱弹驱动装置为第二步进电机，第二步进电机经第二齿轮减速机构驱动曲柄连杆机构的曲柄转动，曲柄连杆机构的连杆驱动水平滑块前后滑动；第二步进电机也与控制电路相连。

第二步进电机和第二齿轮减速机构安装在床体上。

通过上述结构设置，控制电路控制第二步进电机转动，第二步进电机经第二齿轮减速机构驱动曲柄连杆机构的曲柄转动，可以减轻测试人员的劳动量，在测试量较大时比较实用。

所述控制电路包括PLC可编程控制器，所述PLC可编程控制器经第一步进电机驱动器连接第一步进电机控制其转动，所述PLC可编程控制器经第二步进电机驱动器连接第二步进电机控制其转动；所述PLC可编程控制器还连接有启动按钮和停止按钮；

所述测力装置为电阻应变式力传感器，电阻应变式力传感器的信号经放大器放大后，再经A/D转换模块与PLC可编程控制器连接；

所述PLC可编程控制器还连接有液晶显示器。电阻应变式力传感器为S型拉压力传感器。

通过上述的电路结构设置，PLC可编程控制器可以通过第一步进电机控制上V型块上下滑动夹紧或释放弹筒，通过第二步进电机控制假弹头插入或拔出弹筒。

通过电阻应变式力传感器检测力信号数据传递给PLC可编程控制器，PLC可编程控制器获取拉力信号数据，通过液晶显示器显示。测试人员通过液晶显示器观察并记录下拉力信号数据。

显著效果:本实用新型提供了一种礼花弹的脱弹力测试设备，用于测量弹头从弹筒中脱出的脱弹力，提供脱弹力检测数据给测试人员，方便测试人员判断弹筒与弹头的密封配合性能是否合格。

附图说明

图1为本实用新型的结构图；

图2为图1的左视图；

图3为控制电路的模块结构图；

图4为控制电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-图4所示，一种脱弹力测试设备，包括床体1，床体1设置有工作台11，该工作台11水平设置，图1中的工作台11为了夹具3和脱弹力检测机构2安装方便，将工作台11分为了两部分，在工作台11上设有脱弹力检测机构2；

所述脱弹力检测机构2包括脱弹驱动装置21，脱弹驱动装置21经曲柄连杆机构22连接有水平滑块23，水平滑块23沿水平方向滑动设置在工作台11上，水平滑块23的前端经测力装置24可拆卸连接有假弹头25，假弹头25的前方设置有固定住弹筒的夹具3，假弹头25与夹具3上的弹筒相对，脱弹驱动装置21经曲柄连杆机构22推动水平滑块23前后滑动，水平滑块23向前滑动时将假弹头25装入弹筒，水平滑块23向后滑动时将假弹头25拔出弹筒，测力装置24检测假弹头25拔出时的脱弹力。

图1中的序26即为弹筒。

通过上述的结构设置，床体1和工作台11用于固定住脱弹力检测机构2和夹具3，方便测试人员通过测试设备测试弹头从弹筒中脱出的脱弹力，供脱弹力检测数据给测试人员，方便测试人员判断弹筒与弹头的密封配合性能。

为了测试过程的安全，采用假弹头25替代真弹头，假弹头25和真弹头25尺寸形状相同，如果真弹头是球形，假弹头也制成球形，如果真弹头是圆柱状，假弹头25也制成圆柱状，为了方便测试拉力，假弹头25朝向弹筒出弹口的一侧设置有拉杆，拉杆与测力装置24可采用螺栓等可拆卸连接，磨损之后方便更换。

脱弹驱动装置21或者是电机或者手轮，电机通过齿轮减速机构驱动曲柄连杆机构22的曲柄转动，手轮可以通过齿轮减速机构驱动曲柄连杆机构22的曲柄转动。电机、手轮、齿轮减速机构均安装在床体1上。

在工作台11上沿水平方向设置有水平滑轨231，水平滑块23滑动设置在水平滑轨231上。

水平滑块23的前端设置有测力装置24，测力装置24可以是指针式推拉力计，用户可以通过指针式推拉力计直接观察假弹头25的脱弹力；测力装置24还可以是电阻应变式力传感器，电阻应变式力传感器检测假弹头25的脱弹力后输出拉力信号，通过外接PLC可编程控制器连接显示器即可显示脱弹力。

假弹头25正对夹具3上的弹筒开口，假弹头25面对弹筒开口一侧一般设置为球形或设置有倒角，方便插入弹筒开口。

水平滑块23向前滑动时将假弹头25装入弹筒，水平滑块23向后滑动时将假弹头25拔出弹筒，测力装置24检测假弹头25拔出时的脱弹力，即拔出时的最大拉力。

所述夹具3包括相对设置的下V型块31和上V型块32，下V型块31安装在工作台11上，上V型块32沿上下方向滑动安装在床体1的立柱13上；下V型块31和上V型块32之间形成容纳弹筒的容纳空间，上V型块32向下滑动时将弹筒压紧在下V型块31上；

所述上V型块32连接有夹紧驱动机构4。

其中立柱13沿竖直方向设置，与工作台11垂直。所述床体1大致为“C”型。

除了上述结构的夹具3外，夹具3也可以采用虎钳，由于虎钳只能手动操作，在大数量弹筒测试时，效率较低。

其中下V型块31远离假弹头25的一侧还设置有挡块311，当用户从链板输送机5右侧将弹筒放入下V型块31中时，挡块311可用于弹筒的定位。

测试人员将弹筒放置在下V型块31的V形槽口上，与上V型块32的V形槽口相对，通过夹紧驱动机构4驱动上V型块32向下运动，即可将弹筒压紧在下V型块31上；反之，则驱动上V型块32向上运动，释放弹筒，夹具3的夹紧力大于脱弹力，使假弹头25拔出时弹筒保持不动。

夹紧驱动机构4可以是电机，电机通过丝杆或曲轴连杆机构驱动上V型块32上下运动，夹紧驱动机构4还可以是手轮和丝杆螺母机构，手轮通过丝杆螺母机构驱动上V型块32上下运动。

所述夹紧驱动机构4包括固定在立柱13上的第一步进电机41，立柱13上还转动设置有曲轴42，第一步进电机41通过第一齿轮减速机构43驱动曲轴42转动，曲轴42上套有连杆44，在立柱13上沿着上下方向还滑动设置有垂直滑块45，曲轴42通过连杆44驱动垂直滑块45上下滑动，上V型块32安装在垂直滑块45的下端；所述第一步进电机41连接有控制电路。

通过上述的结构设置，控制电路控制第一步进电机41驱动曲轴42转动，经连杆44驱动垂直滑块45上下滑动，垂直滑块45向下滑动时，上V型块32夹紧弹筒，滑块45向上滑动时，上V型块32释放弹筒，在测试量较大时比较实用。

在立柱13上沿上下方向设置有垂直滑轨452，垂直滑块45滑动设置在垂直滑轨452上。

所述上V型块32的上端设置有滑杆321，垂直滑块45的下端设置有与滑杆321相配合的导套451，滑杆321的上端滑动穿设在导套451内，滑杆321套有压紧弹簧322，压紧弹簧322的下端与上V型块32的上端固连，压紧弹簧322的上端与导套451的下端固连。

通过上述的结构设置，上V型块32由于压紧弹簧322的作用，其对弹筒的力是逐渐增加的，而不是刚性接触，有利于减小上V型块32与弹筒的冲击力，因此可以防止上V型块32与弹筒刚性接触而在弹筒上产生压痕。

所述脱弹驱动装置21为第二步进电机，第二步进电机经第二齿轮减速机构211驱动曲柄连杆机构22的曲柄转动，曲柄连杆机构22的连杆驱动水平滑块23前后滑动；第二步进电机也与控制电路相连。

通过上述结构设置，控制电路控制第二步进电机转动，第二步进电机经第二齿轮减速机构211驱动曲柄连杆机构22的曲柄转动，可以减轻测试人员的劳动量，在测试量较大时比较实用。

所述工作台11上还设置有链板输送机5，下V型块31经链板输送机5安装在工作台11上，链板输送机5的每一块链板51上均固设有下V型块31，链板输送机5设置有第三步进电机52，第三步进电机52驱动链板输送机5作步进运动；链板输送机5作步进运动时，使固定在链板51上的下V型块31逐个与上V型块32对应；

所述第三步进电机51也与控制电路相连。

链板输送机5为现有成熟技术，链板输送机5的链板51承载力较大，链板输送机5为椭圆形结构，通过链轮驱动相互铰接的链板51移动，当测试完一个弹筒后，第三步进电机52驱动链板输送机5作步进运动；这样测试人员可以在链板输送机5的一侧不断的加入弹筒，使链板51上的下V型块31逐个与上V型块32对应；然后通过夹紧驱动机构4夹紧弹筒，在链板输送机5的另一侧通过脱弹力检测机构2进行检测，能够对弹筒进行连续测试，测试完成后，释放弹筒，在链板输送机5另一侧设置有工件箱，链板输送机5将测试后的弹筒投入工件箱中，在测试量较大时比较实用。

如图3和图4所示，所述控制电路包括PLC可编程控制器6，所述PLC可编程控制器6经第一步进电机驱动器61连接第一步进电机41控制其转动，所述PLC可编程控制器6经第二步进电机驱动器62连接第二步进电机控制其转动；PLC可编程控制器6经第三步进电机驱动器63连接第三步进电机52控制其转动；所述PLC可编程控制器6还连接有启动按钮和停止按钮；

所述测力装置24为电阻应变式力传感器，电阻应变式力传感器的信号经放大器64放大后，再经A/D转换模块与PLC可编程控制器6连接；

所述PLC可编程控制器5还连接有绿色指示灯、红色指示灯；即图中4中的L和H，PLC可编程控制器5还连接有液晶显示器。

如图4所示，其中PLC可编程控制器5采用PLC-224逻辑控制器，第一步进电机驱动器61即图中的QD1，采用SH20822M步进电机模块，第一步进电机41采用130BYG2503步进电机，第二步进电机驱动器62即图中的QD2，与第一步进电机驱动器61的结构相同，第二步进电机也采用130BYG2503步进电机；第三步进电机驱动器63即图中的QD3，第三步进电机52也采用130BYG2503步进电机，其中force sensor为电阻应变式力传感器；电阻应变式力传感器采用S型拉压力传感器，AM1芯片为放大器64，可以采用OP07运放。A/D转换模块采用EM231A/D转换器，图4中指示灯L为绿色指示灯，指示灯H为红色指示灯，图中的按钮TZ为停止按钮，按钮QD为启动按钮。DJ1、DJ2和DJ3分别为第一步进电机41、第二步进电机以及第三步进电机52。所述液晶显示器采用TD400C液晶显示器。图中的DCT为吸引衔铁74的电磁铁75。继电器J用于QD1和QD2共用高速脉冲切换。

通过上述的电路结构设置，PLC可编程控制器6可以通过第一步进电机41控制上V型块32上下滑动夹紧或释放弹筒，通过第二步进电机控制假弹头25插入或拔出弹筒，当测试完一个弹后，通过第三步进电机52控制链板输送机5步进运动逐个送料。

通过上述的电路结构设置，PLC可编程控制器6可以通过第一步进电机41控制上V型块32向下滑动夹紧弹筒，通过第二步进电机控制假弹头25插入弹筒，然后第二步进电机将假弹头25拔出弹筒，通过电阻应变式力传感器检测拉力信号数据，通过液晶显示器显示；再通过第一步进电机41控制上V型块32向上滑动释放弹筒；当测试完一个弹筒后，通过第三步进电机52控制链板输送机5步进运动将下一个弹筒送入测试工位。

通过电阻应变式力传感器检测力信号数据传递给PLC可编程控制器6，PLC可编程控制器6获取拉力信号数据进行显示，也可显示拉力信号数据中的最大拉力信号Fmax，通过液晶显示器显示；PLC可编程控制器6判断最大拉力信号Fmax是否大于最小阈值并且小于最大阈值，如果是则控制绿色指示灯点亮，否则控制红色指示灯点亮。

所述导套451上设置有标记机构7，所述标记机构7包括固定在导套451上的固定板71，固定板71设置有滑孔，滑孔中沿竖直方向滑动穿设有滑杆72，滑杆72的下端穿出滑孔后设置有笔头73，滑杆72的上端穿出滑孔后设置有衔铁74，滑杆72套有复位弹簧76，复位弹簧76的上端与衔铁74抵接，复位弹簧76的下端与固定板71抵接，在固定板71上还设置有电磁铁75，电磁铁75通电吸引衔铁74使滑杆72向下滑动，滑杆72下滑通过笔头73在弹筒上作下标记；所述PLC可编程控制器6控制电磁铁75通断电。

通过上述的结构设置，当PLC可编程控制器6判断最大拉力信号Fmax小于设定的最小阈值，或大于设定的最大阈值时，控制电磁铁75通电，电磁铁75通电后，吸引衔铁74使滑杆72向下滑动，滑杆72下滑通过笔头73在弹筒上作下标记；表示该弹筒不合格，延时控制电磁铁75断电，滑杆72在复位弹簧76拉力下向上滑动回复原位。笔头73由软质材料制成，可以粘上墨汁和颜料方便在弹筒上作下标记。

液晶显示器采用西门子TD400C显示采样的力值。

其中PLC可编程控制器6采用西门子PLC-224可编程控制器，也可以采用更高性能的PLC可编程控制器；其中第一步进电机41、第二步进电机、第三步进电机52也可以采用伺服电机，以提高运行位置的精确度。

最后，需要注意的是：以上列举的仅是本实用新型的具体实施例子，当然本领域的技术人员可以对本实用新型进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本实用新型的保护范围。