一种安全帽下颏带强度测试仪的制作方法

本发明涉及工程检测领域，特别涉及一种安全帽下颏带强度测试仪。

背景技术：

安全帽生产厂家生产出来成品安全帽后，要对安全帽的参数进行各项检测，其中有下颏带强度测试和耐穿刺性能测试两项，市场上很多仪器厂家用2台仪器来检测这两项参数，很少有能同时检测两项参数的仪器，且普遍存在操作复杂，拆装不方便等现象。

目前，公告号为cn205679384u的中国实用新型专利公开了一种安全帽下颏带强度侧向刚性测试仪，包括电器控制箱，电器控制箱上设有测试平台，测试平台上固定有立柱，立柱顶部固定有横梁，横梁前端顶部固定有头模支撑柱，头模支撑柱上固定有头模，电器控制箱内设有升降机构，升降机构穿出测试平台，并固定有传感器，还包括下颏带夹具和侧向刚性夹具，侧向刚性夹具包括分别固定在横梁前端底部的上平板和固定在传感器上方的下平板，下颏带夹具包括可拆卸固定在下平板上方的固定座，固定座上设有两根固定轴。

上述技术方案能同时实现下颏带强度和侧向刚性两项功能测试，但存在以下缺陷：该测试仪不能测试安全帽的耐穿刺性能，为此，亟需一种安全帽下颏带强度测试仪，该安全帽下颏带强度测试仪既能测试安全帽的下颏带强度，又能测试安全帽的耐穿刺性能。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种安全帽下颏带强度测试仪，该安全帽下颏带强度测试仪既能测试安全帽的下颏带强度，又能测试安全帽的耐穿刺性能。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种安全帽下颏带强度测试仪，包括电器控制箱、固定于电器控制箱上的测试平台、固定于测试平台上的立柱、固定于立柱顶部的安装架、设置于所述安装架上的头模以及设置于电器控制箱内的升降机构，所述升降机构穿出所述测试平台并固定有传感器模块，所述传感器模块上固定有用于测试安全帽下颏带强度的下颏带夹具；所述安装架上设有固定柱，所述固定柱一端与所述头模固定，另一端与所述安装架转动连接；所述立柱上设有用于驱动所述固定柱转动的转换装置；所述立柱上还设有与立柱滑动安装的夹紧座以及驱动所述夹紧座升降的夹紧装置；所述夹紧座上表面开设有与安全帽外部弧形表面配合的定位槽，且所述夹紧座底面开设有贯穿夹紧座的穿刺孔；所述传感器模块上固定有冲击座，所述冲击座顶部固定有与所述定位槽水平对齐的穿刺锥。

通过采用上述技术方案，当检测安全帽下颏带时，检测人员将安全帽套设在头模上并将安全帽下颏带与下颏带夹具绕紧，然后驱动机构启动，带动下颏带夹具下移，使得下颏带绷紧，直至下颏带断裂，利用传感器模块检测下颏带断裂过程中下颏带夹具上极限应力即可计算出安全帽下颏带的强度参数；而当检测安全帽耐穿刺性能时，转换装置驱动了固定柱转动，直至固定柱固定头模的一端竖直朝下，然后夹紧装置驱动夹紧座上移，直至安全帽于夹紧座与头模之间夹紧，此时驱动机构驱动传感器模块、冲击座以及固定于冲击座上的穿刺锥上移，直至穿刺锥穿过穿刺孔并冲击安全帽外壁，通过传感器模块即可检测到穿刺过程中的应力参数，进而计算出安全帽的耐穿刺性能参数，故而该安全帽下颏带强度测试仪在传统安全帽下颏带强度测试仪的基础上改进，既能测试安全帽的下颏带强度，又能测试安全帽的耐穿刺性能，检测功能丰富。

本发明进一步设置为，所述转换装置包括固定于所述立柱上的保护箱体、转动连接于所述保护箱体内的蜗杆、固定于保护箱体内并驱动所述蜗杆转动的伺服电机、转动连接于保护箱体内的转换轴以及套设于所述转换轴上并与之固定的蜗轮，所述蜗轮与所述蜗杆啮合；所述固定柱远离所述头模的一端设置于所述安装架内，所述转换轴一端依次穿过所述立柱、所述安装架以及所述固定柱，且所述转换轴与所述安装架转动连接并与所述固定柱固定。

通过采用上述技术方案，当检测人员需要检测安全帽耐穿刺性能时，伺服电机工作，其输出轴转动，带动蜗杆转动，从而带动了蜗轮以及转换轴转动，进而驱动了固定柱固定头模的一端绕转换轴的轴线转动，使得头模转动至朝下的方位，该转换装置的设置，由蜗轮以及蜗杆的组合实现固定柱的传动，具有自锁性能，从而防止了固定柱转动后的移动。

本发明进一步设置为，所述夹紧装置包括开设于所述立柱上的滑动槽、嵌设于所述滑动槽内并与滑动槽内壁滑动连接的滑动块、与所述滑动块远离所述夹紧座的侧壁固定的驱动块、固定于所述立柱上的连接块、竖直设置于所述连接块上的驱动丝杆以及固定于所述驱动丝杆下端的转动块，所述滑动块远离所述驱动块的侧壁与所述夹紧座靠近所述立柱的侧壁固定，所述驱动丝杆下端穿过所述连接块并与之转动连接，所述驱动丝杆上端穿过所述驱动块上表面并与驱动块螺纹连接，且所述转动块设置于所述连接块下侧。

通过采用上述技术方案，当固定柱固定头模的一端竖直朝下时，安全帽套设于头模上，此时，检测人员转动转动块，带动了驱动丝杆转动，驱动了驱动块、滑动块以及夹紧座上移，直至夹紧座上的定位槽与安全帽的弧形外壁贴合并相抵，从而使得安全帽于夹紧座以及头模之间夹紧，而该安全帽在被夹紧时内外两侧的弧形表面均被夹紧，从而使得安全帽稳固。

本发明进一步设置为，所述安装架上设有上固定部，所述上固定部包括固定于所述安装架顶部上的上锁定块、开设于所述上锁定块靠近所述固定柱的侧壁上的第一锁定槽、固定于所述固定柱上的第一分力块以及设置于所述上锁定块上的第一锁定螺栓，所述第一分力块设置于所述第一锁定槽内；所述第一锁定螺栓端部穿过所述上锁定块并穿入第一分力块内，且所述第一锁定螺栓与第一分力块螺纹连接。

通过采用上述技术方案，当第一锁定螺栓旋紧时，第一分力块于第一锁定槽内锁定，使得固定柱相对于上锁定块以及安装架锁定，防止固定柱在进行安全帽下颏带强度测试时转动，提高了安全性。

本发明进一步设置为，所述第一锁定槽内固定有第一应力块，所述第一应力块靠近所述第一锁定槽外的侧壁朝上倾斜；所述第一分力块靠近所述第一锁定槽内的侧壁朝下倾斜并与所述第一应力块的倾斜表面相抵。

通过采用上述技术方案，当第一锁定螺栓旋紧时，第一分力块的倾斜表面与第一应力块的倾斜表面抵紧，而当检测人员进行安全帽下颏带强度测试时，头模受到向下的作用力，使得固定柱受到向下的作用力，此时，由于第一应力块的倾斜面朝上设置，使得第一应力块对第一分力块以及固定柱具有一个向上的作用力，从而抵消了固定柱上的一部分作用力，提高了固定柱的承载性能。

本发明进一步设置为，所述安装架上还设有下固定部，所述下固定部包括固定于所述安装架底部的下锁定块、开设于所述下锁定块靠近所述固定柱的表面上的第二锁定槽、固定于所述固定柱上远离所述第一分力块一侧的第二分力块以及设置于所述下锁定块上的第二锁定螺栓，所述第二锁定螺栓端部穿过所述下锁定块并延伸至所述第二锁定槽内，且所述第二分力块与所述第二锁定螺栓螺纹配合。

通过采用上述技术方案，当固定柱转动至其固定头模的一端竖直朝下时，其上的第二分力块进入第二锁定槽内，此时，第二锁定螺栓旋紧，使得第二分力块与下锁定块锁定，从而使得固定柱相对于安装架锁定，防止固定柱在进行安全帽耐穿刺测试时转动，提高了安全性。

本发明进一步设置为，所述第二锁定槽内固定有第二应力块，所述第二应力块靠近所述第二锁定槽外的表面朝下倾斜；所述第二分力块靠近所述第二锁定槽内的表面朝上倾斜并与所述第二应力块的倾斜表面相抵。

通过采用上述技术方案，当第二锁定螺栓旋紧时，第二分力块的倾斜表面与第二应力块的倾斜表面抵紧，而当检测人员进行安全帽耐穿刺测试时，头模受到向上的冲击作用力，使得固定柱受到向上的作用力，此时，由于第二应力块的倾斜面朝下设置，使得第二应力块对第二分力块以及固定柱具有一个向下的抵接作用，从而抵消了固定柱上的一部分作用力，提高了固定柱的承载性能。

本发明进一步设置为，所述冲击座上表面开设有用于通过安全帽下颏带的过带孔。

通过采用上述技术方案，过带孔的设置，方便了检测人员进行安全帽下颏带强度测试时安全帽下颏带与下颏带夹具的绕紧。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.当检测安全帽下颏带时，检测人员将安全帽套设在头模上并将安全帽下颏带与下颏带夹具绕紧，然后驱动机构启动，带动下颏带夹具下移，使得下颏带绷紧，直至下颏带断裂，利用传感器模块检测下颏带断裂过程中下颏带夹具上极限应力即可计算出安全帽下颏带的强度参数；而当检测安全帽耐穿刺性能时，转换装置驱动了固定柱转动，直至固定柱固定头模的一端竖直朝下，然后夹紧装置驱动夹紧座上移，直至安全帽于夹紧座与头模之间夹紧，此时驱动机构驱动传感器模块、冲击座以及固定于冲击座上的穿刺锥上移，直至穿刺锥穿过穿刺孔并冲击安全帽外壁，通过传感器模块即可检测到穿刺过程中的应力参数，进而计算出安全帽的耐穿刺性能参数，故而该安全帽下颏带强度测试仪在传统安全帽下颏带强度测试仪的基础上改进，既能测试安全帽的下颏带强度，又能测试安全帽的耐穿刺性能，检测功能丰富；

2.当第一锁定螺栓旋紧时，第一分力块的倾斜表面与第一应力块的倾斜表面抵紧，而当检测人员进行安全帽下颏带强度测试时，头模受到向下的作用力，使得固定柱受到向下的作用力，此时，由于第一应力块的倾斜面朝上设置，使得第一应力块对第一分力块以及固定柱具有一个向上的作用力，从而抵消了固定柱上的一部分作用力，提高了固定柱的承载性能；

3.当第二锁定螺栓旋紧时，第二分力块的倾斜表面与第二应力块的倾斜表面抵紧，而当检测人员进行安全帽耐穿刺测试时，头模受到向上的冲击作用力，使得固定柱受到向上的作用力，此时，由于第二应力块的倾斜面朝下设置，使得第二应力块对第二分力块以及固定柱具有一个向下的抵接作用，从而抵消了固定柱上的一部分作用力，提高了固定柱的承载性能。

附图说明

图1是实施例的整体结构示意图；

图2是头模的内部结构示意图；

图3是转换装置的结构示意图；

图4是立柱的水平截面示意图；

图5是上固定部的结构示意图；

图6是下固定部的结构示意图。

图中：1、电器控制箱；11、测试平台；2、立柱；21、安装架；22、上固定部；221、上锁定块；222、第一锁定槽；223、第一分力块；224、第一锁定螺栓；225、第一应力块；23、下固定部；231、下锁定块；232、第二锁定槽；233、第二分力块；234、第二锁定螺栓；235、第二应力块；3、升降机构；4、传感器模块；41、冲击座；42、穿刺锥；43、过带孔；5、下颏带夹具；51、固定座；52、固定轴；6、固定柱；7、头模；71、加固柱；72、加固块；8、转换装置；81、保护箱体；82、蜗杆；83、伺服电机；84、转换轴；85、蜗轮；9、夹紧装置；91、夹紧座；911、定位槽；912、穿刺孔；92、滑动槽；93、滑动块；94、驱动块；95、连接块；96、驱动丝杆；97、转动块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种安全帽下颏带强度测试仪，包括电器控制箱1、测试平台11、立柱2、安装架21、升降机构3、传感器模块4、下颏带夹具5、固定柱6、头模7、转换装置8、夹紧座91以及夹紧装置9。电器控制箱1为箱状结构，其顶部与测试平台11固定，且测试平台11的上表面水平。立柱2为横断面呈矩形的柱状结构，其设置于测试平台11远离检测人员站位的一侧，立柱2竖直设置，且立柱2的下端与测试平台11上表面固定。安装架21为u形块状结构，其设置于立柱2顶部并与立柱2靠近测试平台11中部的侧壁固定，且安装架21的两端均朝向立柱2一侧。升降机构3为现有的升降驱动模块，由气缸组成，升降机构3设置于电器控制箱1内，其活塞杆穿过电器控制箱1并穿出测试平台11上表面。传感器模块4为现有技术中的力传感器组成，其固定于升降机构3的活塞杆端部上，用于测试升降机构3活塞杆端部上的应力参数。下颏带夹具5包括固定座51以及固定轴52，固定座51为矩形块状，其固定于传感器模块4上，且固定座51的上表面水平设置。固定轴52为圆轴状，其轴线水平，且固定轴52一端与固定座51靠近检测人员站位的侧壁固定，另一端朝向检测人员站位的方向。此外，固定轴52设有两根，两根固定轴52沿固定座51连接固定座51的侧壁水平排列。传感器模块4上设有冲击座41以及穿刺锥42，冲击座41为矩形板状结构，其水平设置于固定座51上侧，且冲击座41底面与固定座51上表面固定。冲击座41上表面开设有过带孔43，过带孔43的开口呈矩形，其共设有两处，用于通过穿过冲击座41的下颏带。穿刺锥42为圆柱状结构，其轴线与头模7的球心重合，且穿刺锥42的上端为锥状。穿刺锥42由45#钢制成，其锥角60°，且其锥尖半径0.5mm。此外，穿刺锥42的最大直径为28mm，总长为40mm，其硬度为hrc45。

如图2所示，固定柱6为圆柱体结构，其竖直设置于安装架21上，且固定柱6下端设置于安装架21的两侧内侧壁之间。头模7为半球体空心结构，其开口朝向固定柱6，且头模7内设有加固柱71以及加固块72。加固块72为半球体结构，其圆形表面与固定柱6上端固定，且加固块72的球心与头模7的球心重合。加固柱71为圆柱体结构，且轴线穿过加固块72的球心，且加固柱71一端与头模7内壁固定，另一端与加固块72的弧形表面固定，此外，加固柱71设有多根，多根加固柱71呈分散状分布于头模7内。

如图1、3所示，转换装置8包括保护箱体81、蜗杆82、伺服电机83、转换轴84以及蜗轮85，保护箱体81为长方体内部中空结构，其设置于立柱2远离测试平台11的一侧，保护箱体81靠近立柱2的侧壁开设开口并与立柱2远离测试平台11中部的侧壁固定，且保护箱体81设置于立柱2顶部。蜗杆82竖直设置于保护箱体81内，其上端与保护箱体81的内顶面转动连接。伺服电机83设置于保护箱体81内并与保护箱体81内底面固定，且伺服电机83的输出轴朝上设置并与蜗杆82下端同轴固定。转换轴84为圆轴状，其轴线水平，且转换轴84一端与保护箱体81远离立柱2的内侧壁转动连接，另一端依次穿过立柱2远离安装架21的侧壁、安装架21靠近立柱2的一侧内侧壁以及固定轴52下端侧壁并与安装架21远离立柱2的一侧内侧壁转动连接，且转换轴84与固定柱6固定。蜗轮85设置于保护箱体81内，蜗轮85套设于转换轴84上并与之固定，且蜗轮85与蜗杆82啮合，当伺服电机83转动时，蜗杆82转动，带动蜗轮85以及转换轴84转动，使得固定柱6固定头模7的一端由竖直朝上转动至竖直朝下，从而使得头模7的位置以及朝向改变。

如图1、图3所示，夹紧座91为矩形板状，其水平设置于立柱2靠近测试平台11中部的一侧，夹紧座91的上表面开设有定位槽911，定位槽911的弧形槽状，且定位槽911的开口呈圆形。夹紧座91底面开设有穿刺孔912，穿刺孔912的开口呈圆形，穿刺孔912贯穿夹紧座91，且穿刺孔912的轴线与穿刺锥42的轴线重合。夹紧装置9包括滑动槽92、滑动块93、驱动块94、连接块95、驱动丝杆96以及转动块97。滑动槽92开设于立柱2靠近夹紧座91的侧壁上，其长度方向竖直，且滑动槽92的横断面如附图4所示。滑动块93为块状结构，其水平截面与滑动槽92的横断面形状一致，滑动块93设置于滑动槽92内并与之内侧壁滑动连接，且滑动块93两端分别穿出立柱2。驱动块94为矩形块状，其固定于滑动块93远离夹紧座91的一端侧壁上，且滑动块93另一端与夹紧座91靠近立柱2的侧壁固定。连接块95为矩形块状，其设置于立柱2远离夹紧座91的一侧并与立柱2固定，且连接块95设置于立柱2底部。驱动丝杆96竖直设置于立柱2远离夹紧座91的一侧，且驱动丝杆96下端竖直穿过连接块95底面并与连接块95转动连接，驱动丝杆96上端穿过驱动块94上表面并与驱动块94螺纹连接。转动块97为圆形块状，其轴线与驱动丝杆96的轴线重合额，且转动块97固定于驱动丝杆96下端，当使用者转动转动块97时，驱动丝杆96转动，带动驱动块94以及滑动块93竖直移动，从而驱动了夹紧座91的升降。

当检测人员进行安全帽下颏带强度测试时，固定柱6固定头模7的一端竖直朝上设置，使得头模7设置于安装架21上侧，此时，安全帽的下颏带延伸至固定座51位置并绕过两根固定轴52，且安全帽下颏带与固定轴52抵紧，然后升降机构3的活塞杆下移，带动固定座51以及固定轴52下移，拉紧了安全帽下颏带，直至安全帽下颏带断裂，在此过程中，传感器模块4记录了固定座51上的应力参数，从而计算出安全带下颏带的强度参数。

当检测人员进行安全帽的耐穿刺测试时，伺服电机83工作，带动蜗杆82以及蜗轮85转动，使得转换轴84转动，从而带动了固定柱6转动，直至固定柱6固定头模7的一端竖直朝下，然后检测人员将安全帽套在头模7上并转动转动块97，使得夹紧座91上移，直至夹紧座91的定位槽911内壁与安全帽的弧形外壁贴合并抵紧，从而夹紧了安全帽，然后升降机构3的活塞杆上移，带动冲击座41以及穿刺锥42上移，从而使得穿刺锥42穿过夹紧座91的穿刺孔912并冲击了安全帽外壁，传感器模块4记录了穿刺锥42上的应力参数，从而计算出安全帽的耐穿刺性能参数。

如图1、图5所示，安装架21上设有上固定部22以及下固定部23。上固定部22包括上锁定块221、第一锁定槽222、第一分力块223以及第一锁定螺栓224。结合图3所示，上锁定块221为矩形块状结构，其与安装架21上表面固定，且其设置于固定柱6远离安装架21两端端部的一侧。第一锁定槽222开设于上锁定块221靠近固定柱6的侧壁上，其开口呈矩形，且其内固定有第一应力块225。第一应力块225为直角三角形块状结构，其与第一锁定槽222的内底面以及内侧壁固定，使得第一应力块225靠近固定柱6的表面朝上倾斜。第一分力块223为竖直截面呈直角梯形的块状结构，当固定柱6固定头模7的一端竖直朝上设置时，第一分力块223固定于固定柱6靠近上锁定块221的一侧，使得第一分力块223的倾斜表面位于第一锁定槽222内，此外，第一分力块223的倾斜表面朝下倾斜并与第一应力块225的倾斜表面相抵。第一锁定螺栓224的轴线水平，其端部依次穿过上锁定块221、第一应力块225并穿入至第一分力块223的倾斜表面内，且第一锁定螺栓224与第一分力块223螺纹连接。当检测人员进行安全帽下颏带强度测试时，固定柱6竖直，且头模7设置于安装架21上侧，此时，检测人员旋紧第一锁定螺栓224，使得第一应力块225与第一分力块223的倾斜面抵紧，从而有效防止了固定柱6在检测时的转动，且在检测时，头模7受到安全帽朝下的作用力，使得固定柱6也受到向下的作用，此时，由于第一应力块225的倾斜面朝上设置，通过第一分力块223抵消了固定柱6上的部分作用，从而增强了固定柱6的承载能力。

如图1、图6所示，下固定部23包括下锁定块231、第二锁定槽232、第二分力块233以及第二锁定螺栓234。结合图3所示，下锁定块231为矩形块状结构，其与安装架21底面固定，且其设置于固定柱6远离安装架21两端端部的一侧。第二锁定槽232开设于下锁定块231靠近固定柱6的侧壁上，其开口呈矩形，且其内固定有第二应力块235。第二应力块235为直角三角形块状结构，其与第二锁定槽232的内顶面以及内侧壁固定，使得第二应力块235靠近固定柱6的表面朝下倾斜。第二分力块233为竖直截面呈直角梯形的块状结构，当固定柱6固定头模7的一端竖直朝下设置时，第二分力块233固定于固定柱6靠近下锁定块231的一侧，使得第二分力块233的倾斜表面位于第二锁定槽232内，此外，第二分力块233的倾斜表面朝上倾斜并与第二应力块235的倾斜表面相抵。第二锁定螺栓234的轴线水平，其端部依次穿过下锁定块231、第二应力块235并穿入至第二分力块233的倾斜表面内，且第二锁定螺栓234与第二分力块233螺纹连接。当检测人员进行安全帽的耐穿刺测试时，固定柱6竖直设置，且头模7设置于安装架21下侧，此时，第二分力块233位于第二锁定槽232内，然后检测人员旋紧第二锁定螺栓234，使得第二应力块235的倾斜表面与第二分力块233的倾斜表面相抵，而在检测安全帽的耐穿刺性能时，穿刺锥42冲击安全帽，使得头模7受到向上的冲击，此时由于第二应力块235的倾斜面朝下设置，抵消了一部分固定柱6上的冲击，提高了固定柱6的承载性能。

由上述可知，本安全帽下颏带强度测试仪既能测试安全帽的下颏带强度，又能测试安全帽的耐穿刺性能，检测功能丰富，且上固定部22与下固定部23的设置，提高了用于转换头模7的固定柱6的承载性能，安全性较高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。