專利名稱：一種包裝件跌落實驗機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種通過自由下落對包裝物體進行垂直沖擊實驗的檢測設備，尤其涉及一種包裝件跌落實驗機。
背景技術：
為滿足國家相關標準的要求，需要對包裝件進行跌落實驗，以評定包裝件在受到垂直沖擊時的耐沖擊強度及包裝件對產品的保護能力，確保產品的安全性。最初的跌落實驗是通過人工將包裝件抬至一定高度，然后同時松手，使包裝件下落，再檢查其破損情況。這種檢測方式勞動強度大、效率低，并且實驗的精確性不高。
隨著技術的發展，人們發明了跌落實驗機，它是通過提升裝置將翻板沿立柱管升到規定的高度，將包裝件放置到翻板上，然后開動控制機構，使翻板翻轉，包裝件向下跌落至沖擊板上。現有的跌落實驗機普遍存在以下不足1、無論是采用單扇翻板還是雙扇翻板，在翻轉時都不能瞬時快速完成，這樣放置在翻板上的包裝件首先沿翻板滑落一定行程，然后才進入跌落狀態，其初始運動狀態不是自由落體，這與跌落實驗國家標準的相關規定不相符合，以至于實驗的精確性不理想。
2、沒有提升保護機構，在控制提升裝置使翻板等部件沿立柱管上下移動時，操作人員得時刻保持注意力集中，否則翻板等部件容易超出規定的行程，與實驗機的頂部或底部發生撞擊，造成部件損傷，影響整個實驗機的使用壽命。
3、整個設備結構復雜，價格昂貴，難以被用戶接受。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于提供一種包裝件跌落實驗機，以保障包裝件的初始運動狀態為自由落體。
本發明的技術方案如下一種包裝件跌落實驗機，包括底板、沖擊板、立柱管、橫梁、翻板和提升裝置，其中兩根立柱管平行設置，其底端與底板固定連接，橫梁安裝在兩立柱管上，在提升裝置的作用下，橫梁能沿立柱管上下移動，其關鍵在于在所述橫梁上安裝有兩個氣缸，兩氣缸的活塞桿位于同一直線上，并以相反的方向向外側伸出，活塞桿的外端通過曲柄與翻板軸連接，該翻板軸垂直于氣缸的活塞桿，且翻板軸上固定有翻板；所述兩氣缸內腔的前端通過第一氣管與三位四通換向閥其中的一個出口相通，兩氣缸內腔的后端通過第二氣管與三位四通換向閥的另一個出口相通，在第二氣管上裝有單向快放閥，所述三位四通換向閥其中的一個進口通過第三氣管與高壓氣源相接，其另一個進口通過第四氣管串聯手動氣閥后也與高壓氣源連接；所述提升裝置包括電機、傳動軸、傳動鏈輪、主動鏈輪、提升鏈條、從動軸和從動鏈輪，其中傳動軸通過軸承座支承于底板上，從動軸通過軸承座支承在立柱管的上端，所述電機固定在底板上，其輸出軸上安裝的電機鏈輪通過鏈條與傳動鏈輪連接，該傳動鏈輪套裝在傳動軸的軸身上，在傳動軸的兩端安裝主動鏈輪，該主動鏈輪通過提升鏈條與從動軸上對應的從動鏈輪連接，所述提升鏈條從橫梁中穿過，并通過線夾將橫梁卡緊在提升鏈條上。
采用以上技術方案，初始時，高壓氣源通過第三氣管、換向閥、第二氣管及單向快放閥與氣缸內腔的后端相通，高壓氣推動氣缸內的活塞，使活塞向前運動，活塞桿向外伸出，曲柄將活塞桿的直線運動轉化為翻板軸的逆時針轉動，使兩翻板處于水平狀態，兩翻板之間具有間距，此時可將待檢測的包裝件放置到兩翻板之間，由翻板的邊緣支撐，然后啟動手動氣閥，使換向閥改變高壓氣的通路，高壓氣經換向閥、第一氣管與氣缸內腔的前端相通，高壓氣推動氣缸內的活塞，使活塞向后運動，氣缸內的高壓氣由單向快放閥快速排出到大氣中，從而加快活塞向后運動的速度，使活塞桿快速回縮，活塞桿通過曲柄帶動翻板軸高速順時針旋轉90度，將翻板向下翻轉，包裝件突然失去支撐，以自由落體向下跌落，從而與跌落實驗國家標準的相關規定相符合，達到精確實驗的目的。提升裝置傳動平穩，在電機的控制下，橫梁隨提升鏈條上下移動，以滿足在不同高度進行跌落實驗的需要。
作為優選，上述氣缸的活塞桿與曲柄的上端鉸接，曲柄的下端套裝在翻板軸上，并通過平鍵與翻板軸連接；所述翻板的外端套裝在翻板軸上，并與翻板軸焊接固定。由于曲柄轉臂長遠小于翻板寬，在活塞運行速度相同的情況下，翻板邊緣的線速度遠大于活塞推動的速度，更縮短了被測件與翻板的分離時間，使被測件邊和角的跌落在空中不發生位移，保持被測件放置的初始狀態，從而滿足了面、角、邊多種位置的跌落試驗的需要。
在上述兩塊翻板的內端均安裝有加寬桿，以適應檢測不同規格包裝件的需要。
在上述立柱管的外側設有標高座，該標高座上具有標示高度的標高尺，所述橫梁上對應地設置有標高指示針。標高指示針隨橫梁移動，并指向標高尺上對應的高度數值，準確反映出跌落實驗的高度。
在上述標高座的上端裝有上接近開關，標高座的下端裝有下接近開關。當橫梁上行到上接近開關處時，在上接近開關的作用下，電機只能反轉，橫梁只能下行；同理，橫梁下行到下接近開關處時，在下接近開關的作用下，電機只能正轉，橫梁只能上行。這樣橫梁的行程受限，有效避免了橫梁超出規定的行程而與實驗機頂部或底部的其它部件發生撞擊，增強了提升裝置運行的安全性。
在上述其中一根立柱管的上部裝有上斷火限位開關，該上斷火限位開關位于上接近開關的上方，所述底板上安裝有下斷火限位開關，該下斷火限位開關位于橫梁的正下方。這樣當上、下接近開關失效時，橫梁運行到上斷火限位開關位置并碰撞上斷火限位開關，其常閉開關斷開，電機停止轉動；橫梁運行到下斷火限位開關位置并碰撞下斷火限位開關，其常閉開關斷開，電機停止轉動，從而進一步增強了提升裝置運行的安全性。
本發明的有益效果是1、在單向快放閥的作用下，翻板的翻轉運動能瞬時快速完成，保證了包裝件的初始運動狀態為自由落體，從而與跌落實驗國家標準的相關規定相符合，保障了實驗的精確性。
2、提升裝置以及整個實驗機的結構簡單、操作方便，其成本遠低于現有技術的同類產品，更容易被用戶接受。
3、橫梁的上下行程范圍受保護，避免了因誤操作等情況下出現的橫梁與實驗機頂部或底部的其它部件發生撞擊，增強了整機工作的安全性，并大大延長了整機的使用壽命。
圖1為本發明的主視圖。
圖2為圖1的左視圖。
圖3為圖1的A-A剖視放大圖。
圖4為本發明的氣路控制圖。
圖5為本發明的電路原理圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本發明由機體、翻轉控制機構、提升裝置、保護標高機構、氣路控制機構和電路控制機構等幾大部分構成，其中機體具有底板1、立柱管3、橫梁4和外殼33，兩根立柱管3平行設置并相對于底板1垂直，立柱管3的底端通過立柱套3a與底板1固定連接，其頂端裝有頂板34。外殼33以半圍的形式將立柱管3圍住并固定在底板1上，在底板1的旁邊平鋪有沖擊板2，沖擊板2的兩側具有防止包裝件跌落后向外翻滾的護欄2a。在立柱管3的后方具有平衡管35，平衡管35的上端固定在頂板34上，其下端由底板1支撐，平衡管35與兩根立柱管3之間呈等腰三角形分布，起穩定支撐的作用。所述橫梁4為通管結構，在橫梁4上開有兩個與兩立柱管3相適應的安裝孔，橫梁4通過該安裝孔套裝在兩立柱管3上，由提升裝置固定，并且在提升裝置的作用下，橫梁4能沿立柱管3上下移動。
如圖1、圖2所示，翻轉控制機構由氣缸6、曲柄7、翻板軸8和翻板5等部件構成，其中兩個氣缸6通過安裝座36固定在橫梁4上，兩氣缸6的活塞桿6a位于同一直線上，并以相反的方向向外側伸出，活塞桿6a的外端與曲枘7的上端鉸接，曲柄7的下端套裝在翻板軸8上，并通過平鍵與翻板軸8連接，翻板軸8垂直于氣缸6的活塞桿6a，在曲柄7的作用下，活塞桿6a的伸縮直線運動被轉化成翻板軸8的轉動。兩塊翻板5的外端分別套裝在對應的翻板軸8上，并與翻板軸8焊接固定，當處于支撐包裝件的狀態時，兩翻板5位于同一水平面內，且兩翻板5之間具有間距。在兩塊翻板5的內端均安裝有加寬桿5a，以適應檢測不同規格包裝件的需要。翻板5與曲柄7之間的翻板軸8上套裝有軸套37，該軸套37固定在橫梁4上。
如圖1、圖2和圖3所示，提升裝置包括電機17、傳動軸18、傳動鏈輪19、主動鏈輪20、提升鏈條21、從動軸22和從動鏈輪23等部件，其中從動軸22和傳動軸18一上一下平行設置，傳動軸18通過軸承座38支承于底板1上，從動軸22通過軸承座39支承在立柱管3上端的頂板34上。電機17選用自帶減速機的擺線針輪電機，并固定在底板1上，其輸出軸上安裝有電機鏈輪24，該電機鏈輪24通過鏈條與傳動鏈輪19連接，傳動鏈輪19套裝在傳動軸18的軸身上，在傳動軸18的兩端安裝主動鏈輪20，該主動鏈輪20通過提升鏈條21與從動軸22上對應的從動鏈輪23連接，所述提升鏈條21從橫梁4中穿過，并通過線夾25將橫梁4卡緊在提升鏈條21上，使橫梁4能隨提升鏈條21一起運動。
如圖1、圖2所示，保護標高機構具有標高座26，該標高座26位于外殼33的外側，在標高座26上具有標示高度的標高尺27，所述橫梁4上對應地設置有標高指示針28。在所述標高座26的上端通過開關座安裝有上接近開關29，標高座26的下端裝有下接近開關30。在靠近標高座26的立柱管3的上部裝有上斷火限位開關31，該上斷火限位開關31位于上接近開關29的上方，所述底板1上安裝有下斷火限位開關32，該下斷火限位開關32位于橫梁4的正下方。
如圖4所示，本發明的氣路控制機構是這樣連接的所述兩氣缸6內腔的前端通過第一氣管9匯合后與三位四通換向閥10其中的一個出口相通，兩氣缸6內腔的后端通過第二氣管11匯合后與三位四通換向閥10的另一個出口相通，在第二氣管11上裝有單向快放閥12；所述三位四通換向閥10其中的一個進口通過第三氣管13與高壓氣源15相接，其另一個進口通過第四氣管14串聯手動氣閥16后與第三氣管13匯合，也與高壓氣源15連接。三位四通換向閥10、單向快放閥12及手動氣閥16均為市面上有售的產品，其結構在此不作贅述。
如圖5所示，電路控制機構由強電控制機構、弱電控制機構和電機電路組成，其中電機電路包括電機17，該電機17的三個輸入端X’、Y’、Z’分別連接三根電源線X、Y、Z，且所述電機17的三個輸入端X’、Y’、Z’上都跨接有過流保護器JR的熱敏線圈，該過流保護器JR的常閉觸頭位于所述強電控制機構中。
所述過流保護器JR的常閉觸頭一端經急停開關TAQF后與所述電源線Z連接，另一端與電源零線N組成220V交流電源，該220V交流電之間跨接有二路互鎖電路，其中第一路由上升按鈕QA、下降繼電器JC2的常閉開關、上限繼電器JX1的常閉開關和上升繼電器JC1的線圈串連組成，其中，上升按鈕QA還并聯有上升繼電器JC1的常開開關JC1-1；第二路由下降按鈕XA、上升繼電器JC1的常閉開關、下限繼電器JX2的常閉開關和下降繼電器JC2的線圈串連組成，其中，下降按鈕XA還并聯有下降繼電器JC2的常開開關JC2-1；所述220V交流電源還連接有12VDC穩壓電源為弱電控制機構供電。
所述12VDC穩壓電源為所述上、下接近開關29、30供電，所述上接近開關29的信號輸出端串上限繼電器JX1的觸發線圈接地，下接近開關30的信號輸出端串下限繼電器JX2的觸發線圈接地。
所述上升繼電器JC1、下降繼電器JC2和上、下接近開關29、30都設置有通斷開關控制所述電機17與電源連線的通斷，其中所述X-X’連線上串有上升繼電器JC1的常開開關JC1-3和上斷火限位開關31的常閉開關，所述Y-Y’連線上串有上升繼電器JC1的常開開關JC1-4，所述Z-Z’連線上串有上升繼電器JC1的常開開關JC1-5和上斷火限位開關31的常閉開關，所述X-Z’連線上串有下降繼電器JC2的常開開關JC2-3和下斷火限位開關32的常閉開關，所述Y-Y’連線上串有下降繼電器JC2的常開開關JC2-4，所述Z-X’連線上串有下降繼電器JC2的常開開關JC2-5和下斷火限位開關32的常閉開關。
本發明是這樣進行跌落實驗的初始時，高壓氣源15通過第三氣管13、換向閥10、第二氣管11及單向快放閥12與氣缸6內腔的后端相通，高壓氣推動氣缸內的活塞，使活塞向前運動，活塞桿6a向外伸出，曲柄7將活塞桿6a的直線運動轉化為翻板軸8的逆時針轉動，使兩翻板5處于水平狀態，兩翻板5之間具有間距，此時可將待檢測的包裝件40(圖1、圖2中雙點劃線所示)放置到兩翻板5之間，由翻板5的邊緣支撐，然后啟動手動氣閥16，使換向閥10改變高壓氣的通路，高壓氣經換向閥10、第一氣管9與氣缸6內腔的前端相通，高壓氣推動氣缸內的活塞，使活塞向后運動，氣缸內的高壓氣由單向快放閥12快速排出到大氣中，從而加快活塞向后運動的速度，使活塞桿6a快速回縮，活塞桿6a通過曲柄7帶動翻板軸8高速順時針旋轉90度，將翻板5向下翻轉(如圖1中虛線所示)，包裝件40突然失去支撐，以自由落體向下跌落，從而與跌落實驗國家標準的相關規定相符合，達到精確實驗的目的。
本發明是這樣實現橫梁4升降的控制電機17正轉，安裝在電機17輸出軸上的電機鏈輪24通過鏈條帶動傳動鏈輪19及主動鏈輪20旋轉，主動鏈輪20通過提升鏈條21帶動從動鏈輪23轉動，提升鏈條21在向上移動的同時，帶動橫梁4向上運動(如圖2中虛線所示)，即可滿足不同高度跌落實驗的需要。橫梁4的向下運動與以上過程相反，通過控制電機17反轉來實現。
本發明是這樣實現提升裝置的限位及保護的當橫梁4運行到上接近開關29后，上限繼電器JX1觸發，所述第一路互鎖電路斷開，第二路互鎖電路接通，同時控制電機17的X’、Y’、Z’分別與電源線Z、X、Y連接，確保電機17在電源通電后只能反轉、橫梁4只能下行。
當橫梁4運行到下接近開關30后，下限繼電器JX2觸發，所述第二路互鎖電路斷開，第一路互鎖電路接通，同時控制電機17的X’、Y’、Z’分別與電源線X、Y、Z連接，確保電機17在電源通電后只能正轉、橫梁4只能上行。
當電機電路出現故障后，電機電流過大，線路發熱，過流保護器JR工作，過流保護器JR的常閉觸頭斷開，強電控制機構、弱電控制機構和電機電路全部掉電，停止工作。
當上、下接近開關29、30失效時，橫梁4運行到行程的上極限位置，碰撞上斷火限位開關31，其常閉開關斷開，電機17掉電；橫梁4運行到行程的下極限位置，碰撞下斷火限位開關32，其常閉開關斷開，電機17掉電。
權利要求
1.一種包裝件跌落實驗機，包括底板(1)、沖擊板(2)、立柱管(3)、橫梁(4)、翻板(5)和提升裝置，其中兩根立柱管(3)平行設置，其底端與底板(1)固定連接，橫梁(4)安裝在兩立柱管(3)上，在提升裝置的作用下，橫梁(4)能沿立柱管(3)上下移動，其特征在于A、在所述橫梁(4)上安裝有兩個氣缸(6)，兩氣缸(6)的活塞桿(6a)位于同一直線上，并以相反的方向向外側伸出，活塞桿(6a)的外端通過曲柄(7)與翻板軸(8)連接，該翻板軸(8)垂直于氣缸(6)的活塞桿(6a)，且翻板軸(8)上固定有翻板(5)；B、所述兩氣缸(6)內腔的前端通過第一氣管(9)與三位四通換向閥(10)其中的一個出口相通，兩氣缸(6)內腔的后端通過第二氣管(11)與三位四通換向閥(10)的另一個出口相通，在第二氣管(11)上裝有單向快放閥(12)，所述三位四通換向閥(10)其中的一個進口通過第三氣管(13)與高壓氣源(15)相接，其另一個進口通過第四氣管(14)串聯手動氣閥(16)后也與高壓氣源(15)連接。C、所述提升裝置包括電機(17)、傳動軸(18)、傳動鏈輪(19)、主動鏈輪(20)、提升鏈條(21)、從動軸(22)和從動鏈輪(23)，其中傳動軸(18)通過軸承座支承于底板(1)上，從動軸(22)通過軸承座支承在立柱管(3)的上端，所述電機(17)固定在底板(1)上，其輸出軸上安裝的電機鏈輪(24)通過鏈條與傳動鏈輪(19)連接，該傳動鏈輪(19)套裝在傳動軸(18)的軸身上，在傳動軸(18)的兩端安裝主動鏈輪(20)，該主動鏈輪(20)通過提升鏈條(21)與從動軸(22)上對應的從動鏈輪(23)連接，所述提升鏈條(21)從橫梁(4)中穿過，并通過線夾(25)將橫梁(4)卡緊在提升鏈條(21)上。
2.根據權利要求1所述的一種包裝件跌落實驗機，其特征在于所述氣缸(6)的活塞桿(6a)與曲柄(7)的上端鉸接，曲柄(7)的下端套裝在翻板軸(8)上，并通過平鍵與翻板軸(8)連接；所述翻板(5)的外端套裝在翻板軸(8)上，并與翻板軸(8)焊接固定。
3.根據權利要求1或2所述的一種包裝件跌落實驗機，其特征在于在所述兩塊翻板(5)的內端均安裝有加寬桿(5a)。
4.根據權利要求1所述的一種包裝件跌落實驗機，其特征在于在所述立柱管(3)的外側設有標高座(26)，該標高座(26)上具有標示高度的標高尺(27)，所述橫梁(4)上對應地設置有標高指示針(28)。
5.根據權利要求4所述的一種包裝件跌落實驗機，其特征在于在所述標高座(26)的上端裝有上接近開關(29)，標高座(26)的下端裝有下接近開關(30)。
6.根據權利要求5所述的一種包裝件跌落實驗機，其特征在于在其中一根立柱管(3)的上部裝有上斷火限位開關(31)，該上斷火限位開關(31)位于上接近開關(29)的上方，所述底板(1)上安裝有下斷火限位開關(32)，該下斷火限位開關(32)位于橫梁(4)的正下方。
全文摘要
本發明公開了一種包裝件跌落實驗機，在橫梁上安裝有兩個氣缸，兩氣缸的活塞桿位于同一直線上，并以相反的方向向外側伸出，活塞桿的外端通過曲柄與翻板軸連接，該翻板軸垂直于氣缸的活塞桿，且翻板軸上固定有翻板；所述兩氣缸內腔的前端通過第一氣管與三位四通換向閥其中的一個出口相通，兩氣缸內腔的后端通過第二氣管與換向閥的另一個出口相通，在第二氣管上裝行單向快放閥，所述換向閥其中的一個進口通過第三氣管與高壓氣源相接，其另一個進口通過第四氣管串聯手動氣閥后也與高壓氣源連接。本發明能保證了包裝件的初始運動狀態為自由落體，從而與跌落實驗國家標準的相關規定相符合，保障了跌落實驗的精確性。
文檔編號G01N3/30GK1975368SQ20061009532
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月22日 優先權日2006年12月22日
發明者蔣龍, 楊勇, 陳緒貴, 祝子健 申請人:重慶信威通信技術有限責任公司