液壓彈射實驗機的製作方法

2023-05-27 07:59:16

專利名稱：液壓彈射實驗機的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於安全氣囊開發及轉向系統設計的必要試驗—頭形物衝擊試驗及半身假人衝擊試驗所用的實驗機，特別涉及一種用於評估安全氣囊對乘員保護效果及轉向系統對人體傷害的液壓彈射實驗機。
背景技術：
目前用於測試安全氣囊對乘員保護效果及轉向系統對人體傷害的設備主要有三種類型1、氣動型—採用幾個氮氣瓶作為動力源，彈射速度為6.8m/s，其主要缺點是控制比較困難，試件彈射速度慢，速度重複性不好；2、機械傳動型—由25KW變頻電機、牽引鋼絲繩、滑輪組、導軌支架、導軌、滑車等構成，彈射速度為6.8m/s，其主要缺點是佔用空間大，整體長度尺寸大於10m，電機功率得不到充分利用，彈射速度沒有提高；3、液壓與機械傳動聯合型—由液壓缸拉動彈簧，再由彈簧發射試件而成，彈射速度為7.5m/s，其缺點是結構繁瑣，彈射速度雖然有所提高，但總體上還是較低。
此外，上述三種類型的用於測試安全氣囊對乘員保護效果及轉向系統對人體傷害的設備都只有一種實驗功能，前兩種只能做半身假人實驗，後一種只能做頭形物實驗。

發明內容
本發明的目的是要解決現有技術存在的上述問題，提供一種既能做半身假人實驗、又能做頭形物實驗，且操作簡單、速度重複性好，結構緊湊、彈射速度快的液壓彈射實驗機。
本發明是這樣實現的它是由彈射系統總成、方向盤支架總成、信號採集單元和控制單元16構成，所述的彈射系統總成是由底座19和支架4，分別安裝在支架4上的液壓系統1、導軌架6和放置在導軌架6上的滑車總成5構成，所述的液壓系統1包括液壓缸112、油箱101、電動機102和液壓泵103，其特殊之處是在液壓缸112的兩端分別連通有單向閥113和117，兩個單向閥113和117之間通過管路連通，在兩個單向閥113和117之間的管路上設有蓄能器115，在蓄能115進口端並聯有壓力繼電器或壓力傳感器116，所述的液壓缸112右端的單向閥113為液控單向閥，液壓泵103的輸出端分別並聯有電磁閥4、電磁閥9和電磁閥8，所述的電磁閥8的出口端分別與液壓缸112的兩端及油箱101連通，電磁閥9的出口端分別與單向閥113和油箱101連通，在電磁閥9與單向閥113連通的管路上設有單向閥111。
上述的液壓彈射實驗機，所述的單向閥113和單向閥117均為插裝閥，以便於實現高速衝擊。
上述的液壓彈射實驗機，所述的液壓系統1通過連接板3和螺栓2與支架4連接，在連接板3上對應螺栓2處設有條形孔301，在支架4上對應連接板3下方設有調整螺杆21，以便於調整液壓系統1的垂直高度。
上述的液壓彈射實驗機，所述的方向盤支架總成是由底座15、固定在底座15上的方向盤夾具架13以及固定在方向盤夾具架13上的方向盤夾具座11構成。
上述的液壓彈射實驗機，在方向盤夾具座11上對應支撐方向盤處設有弧形長條孔1101，以調整方向盤的傾斜角度。
本發明的優點是結構緊湊、操作簡單，由於在液壓缸的兩端分別連通單向閥，在兩個單向閥之間設有蓄能器，這樣便形成了一個差動連接迴路，因此可實現高速衝擊，確保試件彈射速度快，速度重複性好，既能做半身假人實驗，也能做頭形物實驗。


圖1是本發明的結構示意圖；圖2是圖1的A向視圖；圖3是圖1的B向視圖；圖4是本發明的液壓系統原理圖；圖5是本發明的電路方框圖；圖6是本發明的滑車總成的結構示意圖；
圖中1-液壓系統，101-油箱，102-電動機，103-液壓泵，104-電磁閥，105-溢流閥，106-壓力表開關，107-壓力表，108-電磁閥，109-電磁閥，110-截止閥，111-單向閥，112-液壓缸，113-單向閥，114-電磁閥，115-蓄能器，116-壓力繼電器或壓力傳感器，117-單向閥，118-壓力繼電器或壓力傳感器，2-螺栓，3-連接板，301-條形孔，4-支架，5-滑車總成，501-加強板，502-圓柱銷，503-腳輪，504-橫梁板，505-靠板，506-限位螺杆，507-連接套，6-導軌架，7-吸能管，8-吸能管座，9-光電開關支架，10-光電開關，11-方向盤夾具座，1101-弧形長條孔，12-方向盤，13-方向盤夾具支架，14-螺栓，15-底座，16-控制單元，17-螺栓，18-螺栓，19-底座，20-地腳螺栓，21-調整螺杆，22-螺孔板，23-支撐件，24-支撐軸，25-工控機，26-錄像單元，27-點火裝置，28-顯示器，29-電阻應變儀，30-傳感器。
具體實施例方式如圖所示，該液壓彈射實驗機是由彈射系統總成、方向盤支架總成、信號採集單元和控制單元16構成。所述的彈射系統總成是由底座19和通過螺栓18固定在底座19上的支架4，分別安裝在支架4兩側的液壓系統1和導軌架6，放置在導軌架6上的滑車總成5以及固定在導軌架6前端的吸能管座8構成，所述的導軌架6為兩個且通過螺栓17對稱固定在支架4前側。所述的滑車總成5是由橫梁板504，分別固定在橫梁板504兩端的腳輪503和限位螺杆506，設在橫梁板504中部的連接套507和靠板505，通過螺紋連接在靠板505前端的圓柱銷502以及焊接在靠板505與連接套507之間的加強板501構成，在吸能管座8上套裝有吸能管7。在支架4的後側通過螺栓2固定有連接板3，在連接板3上對應螺栓2處設有條形孔301，液壓系統1通過螺栓固定在連接板3上，在支架4上對應連接板3中部下方焊接有螺孔板22，在螺孔板22上設有調整螺杆21。所述的液壓系統1包括通過螺栓支撐在連接板3上的液壓缸112、油箱101、電動機102和液壓泵103，在液壓缸112的兩端上方分別連通有單向閥113和117，所述的單向閥113和單向閥117均為插裝閥，兩個單向閥113和117之間通過管路連通，在兩個單向閥113和117之間的管路上設有蓄能器115，在蓄能器115進口端並聯有壓力繼電器或壓力傳感器116，所述的液壓缸112右端的單向閥113上設有二位三通電磁閥114，單向閥113和二位三通電磁閥114構成液控單向閥。在液壓泵103的輸出端分別並聯有二位二通電磁閥104、二位三通電磁閥109、二位四通電磁閥108以及壓力表107和溢流閥105，所述的電磁閥104的出口端與油箱101連通，電磁閥108的出口端分別與液壓缸112的兩端及油箱101連通，電磁閥109的出口端分別與液控單向閥113和油箱101連通，在電磁閥109與液控單向閥113連通的管路上設有截止閥110和單向閥111，在電磁閥108與液壓缸112左端連通的管路上設有壓力繼電器或壓力傳感器118，在壓力表107入口處設有壓力表開關106，以上部件構成液壓系統1。所述的方向盤支架總成是由底座15，通過螺栓18固定在底座15上的方向盤夾具架13以及通過螺栓14固定在方向盤夾具架13上的方向盤夾具座11構成。在方向盤夾具架13對應螺栓14處設有條形孔，以便調整方向盤夾具座11的垂直高度。在方向盤夾具座11上固定試驗所用的方向盤12，方向盤12的下端鉸接在方向盤夾具座11的前端，在方向盤夾具座11的後部貫穿固定有支撐軸24，在支撐軸24的中部套裝有支撐件23，方向盤12的上部支撐在支撐件23上，在方向盤夾具座11上對應貫穿支撐軸24處設有弧形長條孔1101，以調整方向盤12的傾斜角度。所述的信號採集單元是由通過螺栓對稱固定在底座15後端兩側的光電開關支架9以及對稱設在光電開關支架9上的兩對光電開關10構成。所述的控制單元16是由工控機25、顯示器28和電阻應變儀29構成，工控機25的輸入口與光電開關10連接，工控機25的輸出口分別與錄像單元26和液壓系統中的電磁閥104、電磁閥108、電磁閥109、電磁閥114、壓力繼電器或壓力傳感器116和118連接。
實驗時，將該液壓彈射實驗機用地腳螺栓20固定到地腳座上，把實驗所用的試件—頭形物或半身假人插裝在靠板505前端的圓柱銷502上，在試件內設置傳感器30，在方向盤12上固定實驗所用的氣囊，傳感器30通過電阻應變儀29與工控機25的輸入口連接，工控機25的輸出口與設在氣囊內的點火裝置27連接。接通工控機25、顯示器28、電阻應變儀29，進入工控機25的採集程序，調整零漂，設定靈敏度，實驗壓力，延時時間，啟動液壓系統1，首先對蓄能器115充液電磁閥109通電，由液壓泵103打出的液壓油依次通過電磁閥109、截止閥110、單向閥111和液控單向閥113向蓄能器115充液，充液壓力達到系統設定的壓力值時，壓力繼電器或壓力傳感器116發信，電磁閥109斷電，電磁閥104斷電，蓄能停止，液壓泵103通過電磁閥104卸荷；然後實現衝擊電磁閥114通電，單向閥113成為液控單向閥，蓄能器115、單向閥113和117以及液壓缸112形成一個差動連接迴路，蓄能器115釋放液壓能，通過液控單向閥113進入到液壓缸112的無杆腔，從而推動活塞實現高速衝擊；當活塞杆衝擊至前終端，光電開關10發信，電磁閥108通電導通，液壓缸112的無杆腔通過電磁閥108卸荷，活塞杆慢速退回至後終端，隨之壓力升高，壓力繼電器或壓力傳感器118發信，電磁閥108和電磁閥104斷電，液壓泵103卸荷，至此液壓系統1完成了一次高度衝擊。在液壓系統1完成高速衝擊的過程中，高速伸出的液壓缸112的活塞杆推動載有頭形物或半身假人的滑車總成5前進，活塞杆在行程終端自動縮回，滑車總成5在慣性作用下繼續前衝，撞擊吸能管7後，滑車總成5停止前進，頭形物或半身假人繼續慣性衝擊，直至撞擊實驗用的氣囊。在衝擊過程中，通過光電開關10對試件進行測速，將採集的信號傳給工控機25，工控機25輸出點火信號給點火裝置27；同時，通過傳感器30採集加速度信號，經電阻應變儀29輸入工控機25，取得加速度信號，工控機25分析處理後，通過顯示器28顯示結果，列印輸出。
權利要求
1.一種液壓彈射實驗機，它是由彈射系統總成、方向盤支架總成、信號採集單元和控制單元(16)構成，所述的彈射系統總成是由底座(19)和支架(4)，分別安裝在支架(4)上的液壓系統(1)、導軌架(6)和放置在導軌架(6)上的滑車總成(5)構成，所述的液壓系統(1)包括液壓缸(112)、油箱(101)、電動機(102)和液壓泵(103)，其特徵是在液壓缸(112)的兩端分別連通有單向閥(113)和(117)，兩個單向閥(113)和(117)之間通過管路連通，在兩個單向閥(113)和(117)之間的管路上設有蓄能器(115)，在蓄能器(115)進口端並聯有壓力繼電器或壓力傳感器(116)，所述的液壓缸(112)右端的單向閥(113)為液控單向閥，液壓泵(103)的輸出端分別並聯有電磁閥(4)、電磁閥(9)和電磁閥(8)，所述的電磁閥(8)的出口端分別與液壓缸(112)的兩端及油箱(101)連通，電磁閥(9)的出口端分別與單向閥(113)和油箱(101)連通，在電磁閥(9)與單向閥(113)連通的管路上設有單向閥(111)。
2.根據權利要求1所述的液壓彈射實驗機，其特徵是所述的單向閥(113)和單向閥(117)均為插裝閥。
3.根據權利要求1所述的液壓彈射實驗機，其特徵是所述的液壓系統(1)通過連接板(3)和螺栓(2)與支架(4)連接，在連接板(3)上對應螺栓(2)處設有條形孔(301)，在支架(4)上對應連接板(3)下方設有調整螺杆(21)。
4.根據權利要求1所述的液壓彈射實驗機，其特徵是所述的方向盤支架總成是由底座(15)、固定在底座(15)上的方向盤夾具架(13)以及固定在方向盤夾具架(13)上的方向盤夾具座(11)構成。
5.根據權利要求4所述的液壓彈射實驗機，其特徵是在方向盤夾具座(11)上對應支撐方向盤處設有弧形長條孔(1101)。
全文摘要
一種液壓彈射實驗機，它是由彈射系統總成、方向盤支架總成、信號採集單元和控制單元構成，所述的彈射系統總成是由底座和支架，安裝在支架上的液壓系統、導軌架和放置在導軌架上的滑車總成構成，液壓系統包括液壓缸、油箱、電動機和液壓泵，其特殊之處是在液壓缸的兩端分別連通有單向閥，兩個單向閥之間通過管路連通，在兩個單向閥之間的管路上設有蓄能器，在蓄能器進口端並聯有壓力繼電器或壓力傳感器，所述的液壓缸右端的單向閥為液控單向閥，液壓泵的輸出端分別並聯有電磁閥。優點是結構緊湊、操作簡單，可實現高速衝擊，確保試件彈射速度快，速度重複性好，既能做半身假人實驗，也能做頭形物實驗。
文檔編號G01P3/00GK101029901SQ200710010100
公開日2007年9月5日 申請日期2007年1月15日 優先權日2007年1月15日
發明者楊忠偉, 王明家, 裴定勇 申請人:錦州錦恆汽車安全系統有限公司