一種運動場地鋪地材料測試儀及其測試方法
2023-06-13 17:35:36 2
專利名稱：一種運動場地鋪地材料測試儀及其測試方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測儀器，更具體地說，是一種用於運動場地鋪地材料的測試儀及其檢測震動吸收率和垂直變形的方法。
背景技術：
當運動場地承受動載時，反映非常複雜。接觸面或部件在力的作用下產生變形，吸收衝擊並反彈。場地表面吸收衝擊的能力就成為此場地表面的一個重要指標。目前歐洲標準E牛14808-2005:運動場地表面衝擊吸收率測試方法對該項指標的測試方法做了規 定。然而，EN 14808-2005標準中設備源自德國一所大學的設計。因為設計之初只是考慮了單一地面，單一場合，並不能適應目前越來越多樣化的運動場地表面的測試要求。設計之初，就地取材，造成一些零部件後來無法替代，使得該方法無法大規模使用，更是很難在國內推廣。另外，震動吸收率測試方法和垂直變形量測試方法目前還是分開測試，且使用的儀器也不同。浪費資源，使測試複雜化。衝擊頭(重物、上蓋板和底板等)及重量不可替換，兼容性及擴展性差。又，壓力傳感器與計算機接口不方便，不能連續的記錄實驗數據。
發明內容
由於現有技術存在的上述問題，本發明提出一種運動場地鋪地材料測試儀及其測試方法，其可有效地解決上述問題。為了實現上述目的，本發明採用了以下技術方案
一種運動場地鋪地材料測試儀，其由一重物支持部和一測試部組成，重物支持部由兩根平行垂直設立的導柱分別對應固定於兩根導向管一端組成，導向管的另一端由支腳支持，導向管間設有一間距；導柱外設有外框，外框上具有刻度，且該導柱上設有水平尺，該水平尺上通過固定件連接一電子磁鐵，該電子磁鐵吸住或釋放一重物；於導向管間的間距中間設有測試部，該測試部包括一底板，其上設有一具有USB接口的力量傳感器，該力量傳感器上設有一彈簧，並於該彈簧上設有一上蓋板。其中，彈簧直徑為(69±1)毫米，在0. 1-7. 5千牛範圍內的彈性係數為2000. 60牛
/毫米。其中，重物形狀不唯一。其中，導向管為金屬製得。其中，上蓋板為圓形剛性蓋板，且上表面凸起；底板為圓形鋼板，且為凸面。其中，支腳可上下調節，距離中心650毫米。本發明還提出一種使用上述運動場地鋪地材料測試儀對運動場地鋪地材料震動吸收率的測試方法，其包括以下步驟
①、將運動場地鋪地材料測試儀置於水泥地表面；②、將重物的底面距離上蓋板的上面設置為(55±0.25)毫米，釋放自由落下；
③、記錄力的峰值；
④、重複上述操作10次，記錄後十次，取其平均值為Fr;
⑤、將運動場地鋪地材料測試儀置於樣品表面，距離邊沿至少20釐米；將重物底面距離上蓋板上面設置為(55±0. 25)毫米，釋放自由落下；
⑥、記錄力的峰值，5秒內將重物移除；
⑦、60秒內重複步驟⑥、⑦兩次，記錄後兩次，取其平均值為Ft；
⑧、計算結果R= (l_Ft/Fr)*100
本發明又提出一種使用上述運動場地鋪地材料測試儀對運動場地鋪地材料垂直變形的測試方法，其包括以下步驟
①、將運動場地鋪地材料測試儀置於樣品表面，距離其邊緣至少20釐米；
②、將重物底面距離上蓋板上面設置為(120±0.25)毫米，釋放自由落下；
③、記錄力的峰值及最大變形量，5秒內將重物重新置於上述位置；
④、60秒內重複步驟②、③兩次，記錄後兩次值，並計算平均值為峰值Fmax和最大變形量 fmax ；
⑤、計算結果D= (1500/Fmax) *fmax
由於採用以上技術方案，本發明的運動場地鋪地材料測試儀具有以下優點
1、可同時準確的測定震動吸收率、垂直變形等特性，為科研及人體工學提供依據；
2、測試更加簡單，操作方便，便於調節水平、重物高度等，節省測試時間；
3、可與電腦連接，實現數據的連續採集，對於樣品的特性分析起到不可或缺的作用；
4、精度更高，下落高度精度可達到0.I毫米，數據更可信、更準確；
5、便於推廣，選用標準件零件，複製性、製作性好。6、兼容性，擴展性強，為方便技術更新，新產品應用，新測試方法的發明，該測試儀器具有重物，高度，衝擊頭可替換，可調節的特性，便於升級。7、同時一機多用，可測試震動吸收率，垂直變形等，節省成本，便於攜帶，可以做現場測試。採用該儀器後，國內的運動場地表面震動吸收率，垂直變形等項目將可與國際接軌，有利於打破貿易壁壘，獲得國外買家認可。
圖I本發明的運動場地鋪地材料測試儀的結構示意圖。圖中1，導柱；2,電子磁鐵；3,重物；4，上蓋板；5,彈簧；6，導向管；7，力量傳感器；8，底板；9，支腳；10，水平尺；11，固定件。
具體實施例方式下面根據附圖和具體實施例對本發明作進一步說明
結合圖I所示，一種運動場地鋪地材料測試儀，其由一重物支持部和一測試部組成，重物支持部由兩根平行垂直設立的導柱I分別對應固定於兩根導向管6 —端組成，導柱I使重物3能垂直落下，導向管6的另一端由支腳9支持，導向管6間設有一間距；導柱I外設有外框，外框上具有刻度，該刻度精確到0. I毫米，便於調節位置。且該導柱I上設有水平尺10，該水平尺10上通過固定件11連接一電子磁鐵2，該電子磁鐵2吸住或釋放一重物3 ;於導向管6間的間距中間設有測試部，該測試部包括一底板8，其上設有一具有USB接口的力量傳感器7以實現數據的連續性獲取，該力量傳感器7上設有一彈簧5，並於該彈簧5上設有一上蓋板4。其中，彈簧5直徑為(69±1)毫米，在0. 1-7. 5千牛範圍內的彈性係數為2000. 60牛/毫米。此條件下的彈簧5可使本發明的運動場地鋪地材料測試儀達到標準，且由於彈簧5標件複製性好、易於製作，便於大規模的生產和推廣。其中，重物形狀不唯一，可以根據具體測試進行替換。導向管為金屬製得，避免導柱I傾斜。其中，上蓋板為圓形剛性蓋板，且上表面凸起；底板為圓形鋼板，且為凸面。凸面的設計使得在衝擊時保證力量擊打在正中央，如果兩個平面相撞，很難保證是正對相撞，會造成能量損失或撞擊偏斜，使數據不準確。其中，支腳可上下調節，為了保持整體的穩定性，支腳9距離整個儀器的中心，即彈簧5的中心需要足夠的距離，最佳距離為650毫米。本發明的運動場地鋪地材料測試儀對運動場地鋪地材料震動吸收率的測試方法，其包括以下步驟
①、將運動場地鋪地材料測試儀置於水泥地表面，調節使其平衡；
②、將重物的底面距離上蓋板的上面設置為(55±0.25)毫米，釋放自由落下；
③、記錄力的峰值；
④、重複上述操作10次，記錄後十次，取其平均值為Fr;
⑤、將運動場地鋪地材料測試儀置於樣品表面，距離邊沿至少20釐米；將重物底面距離上蓋板上面設置為(55±0. 25)毫米，釋放自由落下；
⑥、記錄力的峰值，5秒內將重物移除；
⑦、60秒內重複步驟⑥、⑦兩次，記錄後兩次，取其平均值為Ft；
⑧、計算結果R= (l_Ft/Fr)*100
本發明的運動場地鋪地材料測試儀還可用於測試運動場地鋪地材料的垂直變形，其方法步驟如下
①、將運動場地鋪地材料測試儀置於樣品表面，距離其邊緣至少20釐米，調節使其平
衡； ②、將重物底面距離上蓋板上面設置為(120±0.25)毫米，釋放自由落下；
③、記錄力的峰值及最大變形量，5秒內將重物重新置於上述位置；
④、60秒內重複步驟②、③兩次，記錄後兩次值並計算平均值為峰值Fmax和最大變形量 fmax ；
⑤、計算結果D= (1500/Fmax) *fmax。
其中，由於邊緣距離地面間隙及材料本身的邊沿特性，距離邊沿太近會導致測試數據偏大，故距離測試樣品邊緣至少20釐米。
但是，上述的具體實施方式
只是示例性的，是為了更好的使本領域技術人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括範圍的限制；只要是根據本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的 範圍。
權利要求
1.一種運動場地鋪地材料測試儀，其特徵在於其由一重物支持部和ー測試部組成，所述重物支持部由兩根平行垂直設立的導柱分別對應固定於兩根導向管一端組成，所述導向管的另一端由支腳支持，所述導向管間設有一間距；所述導柱外設有外框，外框上具有刻度，且該導柱上設有水平尺，該水平尺上通過固定件連接ー電子磁鐵，該電子磁鐵吸住或釋放一重物；於所述導向管間的間距中間設有所述測試部，該測試部包括一底板，其上設有ー具有USB接ロ的力量傳感器，該力量傳感器上設有ー彈簧，並於該彈簧上設有ー上蓋板。
2.根據權利要求I所述的運動場地鋪地材料測試儀，其特徵在於所述彈簧直徑為(69±1)毫米，在O. 1-7. 5千牛範圍內的彈性係數為2000. 60牛/毫米。
3.根據權利要求I所述的運動場地鋪地材料測試儀，其特徵在於所述重物形狀不唯 一。
4.根據權利要求I所述的運動場地鋪地材料測試儀，其特徵在於所述上蓋板為圓形剛性蓋板，且上表面凸起；所述底板為圓形鋼板，且為凸面。
5.根據權利要求I所述的運動場地鋪地材料測試儀，其特徵在於所述導向管為金屬製得。
6.根據權利要求I所述的運動場地鋪地材料測試儀，其特徵在於所述所述支腳可上下調節，且距離所述彈簧中心為650毫米。
7.ー種使用權利要求I所述的運動場地鋪地材料測試儀對運動場地鋪地材料震動吸收率的測試方法，其特徵在於其包括以下步驟 將所述運動場地鋪地材料測試儀置於水泥地表面，調平； 將所述重物的底面距離所述上蓋板的上面設置為(55±0. 25)毫米，釋放自由落下； 記錄カ的峰值； 重複上述操作10次，記錄後十次，取其平均值為Fr; 將所述運動場地鋪地材料測試儀置於樣品表面，距離邊沿至少20釐米； 將所述重物底面距離所述上蓋板上面設置為(55 ± O. 25 )毫米，釋放自由落下； 記錄カ的峰值，5秒內將重物重新置於上述位置；(為了留下足夠時間使被測表面恢復) 60秒內重複步驟⑥、⑦兩次,記錄後兩次,取其平均值為Ft ； 計算結果 R= (1-Ft/Fr) *100。
8.ー種使用權利要求I所述的運動場地鋪地材料測試儀對運動場地鋪地材料垂直變形的測試方法，其特徵在於其包括以下步驟 ①、將所述運動場地鋪地材料測試儀置於樣品表面，距離其邊緣至少20釐米； ②、將所述重物底面距離所述上蓋板上面設置為(120±0.25)毫米，釋放自由落下； ③、記錄力的峰值及最大變形量，5秒內將所述重物重新置於上述位置； ④、60秒內重複步驟②、③兩次，記錄後兩次值，並計算平均值為峰值Fmax和最大變形星 fmax ； ⑤、計算結果D= (1500/Fmax) *fmax。
全文摘要
本發明公開一種運動場地鋪地材料測試儀，其由一重物支持部和一測試部組成，重物支持部由兩根平行垂直設立的導柱分別對應固定於兩根導向管一端組成，導向管的另一端由支腳支持，導向管間設有一間距；導柱外設有外框，外框上具有刻度，且該導柱上設有水平尺，該水平尺上通過固定件連接一電子磁鐵，該電子磁鐵吸住或釋放一重物；於導向管間的間距中間設有測試部，該測試部包括一底板，其上設有一具有USB接口的力量傳感器，該力量傳感器上設有一彈簧，並於該彈簧上設有一上蓋板。本發明可準確的測定震動吸收率、垂直變形等特性，為科研及人體工學提供依據；測試更加簡單方便，便於調節水平、重物高度等，節省時間；可與電腦連接，實現數據的連續採集。
文檔編號G01N3/40GK102706762SQ20121020295
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月19日 優先權日2012年6月19日
發明者劉國超, 錢俊 申請人:上海菲孚捷設備檢測技術服務有限公司