專利名稱：碰撞試驗臺閉路液動提升裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及力學環境試驗設備，具體涉及一種碰撞試驗臺上的閉路液動提升裝置。
背景技術：
碰撞試驗臺是一種按國家標準GB2423對航空航天、儀器儀表、汽車、家電等行業的產品進行運輸模擬的跌落式沖擊設備。它的工作原理是緊固著試驗樣品的工作臺靠提升裝置抬起至規定高度，然后釋放，試驗樣品隨工作臺自由下落，與緩沖器碰撞而產生碰撞脈沖。
現市場上碰撞試驗臺大多是機械凸輪提升式，即其提升裝置是由凸輪頂桿機構和電機構成，即如圖1所示，在工作臺下連接頂桿，頂桿底端與凸輪配合，凸輪由電機帶動旋轉，凸輪旋轉一周，完成工作臺的抬起和釋放。這種提升裝置結構較簡單，但是它的缺陷是提升行程固定、不可調，這樣碰撞臺適用范圍就過窄，生產廠家一般要按不同提升行程的需求，更換緩沖器的厚薄來實現。為了提升行程可調，在上述凸輪機構基礎上，人們會想到用專利號為85103400的可變行程凸輪機構替代上述普通凸輪，如圖2所示，這樣提升行程就可調了，但是調節范圍仍較窄，并且，可變行程凸輪的結構過于復雜、體積龐大、可靠性也差，特別是凸輪的受力情況隨凸輪行程的調節而變化，凸輪的關節軸易磨損，壽命短。
另外，市場上還有氣壓(或液壓)式碰撞試驗臺，它們是以一套氣壓驅動系統(或液壓驅動系統)作為提升裝置的，即采用壓縮氣體(或液體)通過氣缸(或液壓缸)提升工作臺面，提升到規定高度后，氣路(或液壓管路)換向，使工作臺面下落碰撞。雖該種提升裝置可調提升行程，但是其動作響應速度較慢，碰撞重復頻率較低，并且氣壓系統(或液壓系統)中包括氣缸(或液壓缸)、泵、電磁閥及控制電路，結構復雜，體積龐大。
因此如何設計一種既可調提升行程，又動作響應快、結構簡單、體積小的碰撞試驗臺的提升裝置便成了各生產廠商關心的課題。
發明內容
本發明目的是將凸輪機構與液壓結構相結合，提供一種既可調提升行程，又動作響應快、結構簡單、體積小的碰撞試驗臺的閉路液動提升裝置。
為達到上述目的，本發明采用的技術方案是一種碰撞試驗臺閉路液動提升裝置，由一套液動工作系統或兩套及兩套以上液動工作系統同步工作構成，每套液動工作系統中包括至少三個液壓缸，所有各液壓缸的工作腔相互連通；所述各液壓缸分為三類第一類為提升缸，所述提升缸在提升方向上設置，并由提升缸體和設在提升缸體中的提升活塞組成，提升活塞的活塞桿伸出與工作臺連接；第二類為脈動驅動缸，由脈動缸體和設在脈動缸體中的脈動活塞組成，脈動活塞的活塞桿伸出與對應設置的凸輪機構配合；第三類為行程調節缸，由行程調節缸體和設在行程調節缸體中的調節活塞組成，調節活塞與一位移調整機構連接。
上述技術方案中的有關內容解釋如下1、上述方案中，所述“兩套及兩套以上液動工作系統同步工作”，其中同步工作，是指這多套液動工作系統的動作需同步，具體可采取以下方案a、各液動工作系統共用一套凸輪機構；b、各液動工作系統由其各自的凸輪機構分別驅動，而這些凸輪機構是安裝在一同步軸上，由同一電機驅動的。
2、為了增大工作臺提升力和提升平穩度，可在工作臺上作用多點提升力，這多點提升力可由多套液動工作系統中的提升缸提供，或由一套液動工作系統中的多個提升缸提供，因此，上述方案中可以由一套液動工作系統組成，也可以由多套液動工作系統組成，而各套液動工作系統中可以只有一個提升缸，也可以設有多個提升缸，當然，各套液動工作系統中的脈動驅動缸和行程調節缸也可以是一個或多個。較佳兩方案如下a、本裝置由兩套及兩套以上液動工作系統組成，每套液動工作系統中包括三個液壓缸，各套液動工作系統中提升缸的提升活塞的活塞桿布置在工作臺下。
b、本裝置由一套液動工作系統組成，該液動工作系統中包括四個至四個以上液壓缸，其中，一個為脈動驅動缸，一個為行程調節缸，余下均為提升缸，各提升缸中提升活塞的活塞桿布置在工作臺下。
3、上述方案中，所述“每套液動工作系統中包括至少三個液壓缸，所有各液壓缸的工作腔相互連通”，具體可以采用至少三個液壓缸通過管路連通，也可以采用一連通組合缸體，其上分至少三個液壓缸部分。采用后者的話，各液壓缸部分之間的連通容腔大，從而阻尼小，液動效果更佳。
4、上述方案中，所述“凸輪機構”為現有技術，即現有提升裝置中的凸輪機構，它一般由凸輪和帶減速裝置的電機傳動連接構成，凸輪的外輪廓工作面形狀也是現有技術，可以完成提升和迅速釋放兩動作。最佳是將活塞桿的頂端作為頂桿端，其上設有滾輪，以它通過滾輪直接與凸輪上的工作面配合。
5、上述方案中，為了脈動活塞在動作后可以迅速釋放復位，動作快速，可在脈動活塞上作用復位彈簧，復位彈簧的作用力方向是沿脈動活塞軸向向缸體外作用，迫使脈動活塞上頂桿端抵靠凸輪機構中凸輪的工作面。
6、上述方案中，為了提升活塞的運動行程精確可控，就得防止各連通工作腔中出現真空段，具體可采取以下方案將調節活塞與位移調整機構通過一補償彈簧連接，補償彈簧迫使調節活塞緊壓工作腔內的液壓油，以此構成浮動補償式調節活塞，這樣當工作腔內一出現真空時，調節活塞會因補償彈簧作用迅速動作擠壓工作腔，排除真空。
7、上述方案中，所述位移調整機構可以采用現有各種方式，可以手動或電機驅動，具體可采用以下較佳方案所述位移調整機構包括絲桿螺母機構和電機，所述行程調節缸外端上固定有端蓋，端蓋上開設有螺紋孔，該螺紋孔中配合穿設絲桿，絲桿的內端與與彈簧架連接，并通過補償彈簧與調節活塞連接；絲桿的外端與電機或手動機構連接。此方案簡單，調節精度又高，位置可自鎖，推薦采用。
8、上述方案中，提升活塞的活塞桿與工作臺底面間的連接關系可以是抵靠，也可以是固定連接，最佳是鉸接連接，使兩者的中心可以稍有偏差。
9、一般來說，工作臺還需另設導向機構導向，可在上述方案中加設以下結構所述工作臺通過導向套滑動套設在提升缸體的外端上，提升缸體的外缸壁作為導向面，工作臺通過導向套與導向面滑動配合導向。這樣就將工作臺的導向結構與本提升裝置結合了起來，裝配對中更方便。
本發明工作原理是參見附圖3所示，工作時，凸輪13由電機帶動旋轉，其工作面抵壓脈動活塞3活塞桿9的頂部頂桿端15，從而驅動脈動活塞3向下運動，將液壓油壓入提升缸1工作腔中，頂起提升活塞2，提升活塞2向上運動經其活塞桿7端部將工作臺8抬起。當凸輪13上的A點與頂桿端15接觸時，工作臺8被提升至最高位，接著，頂桿端15落入凸輪13上的釋放凹位B中，脈動驅動缸10中脈動活塞3在復位彈簧12作用下迅速上抬復位，提升缸1中的提升活塞2所受的頂壓力迅速撤消，工作臺8因重力作用迅速自由下落，碰撞固定在碰撞臺上的緩沖器，產生碰撞脈沖。
當需調節提升行程時，就通過位移調整機構6上調或下調行程調節缸11中的調節活塞5的限位位置，調節活塞5的限位位置提高時工作臺8有效行程下降，反之工作臺8有效行程增加。
由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點和效果
1、由于本發明特殊的結構，可以調節提升行程范圍，并且可調行程范圍較大，使碰撞臺適用范圍和負載覆蓋面大大增寬，現一臺碰撞臺可替代原一系列普通凸輪提升式碰撞臺。
2、本發明結構簡單、工作可靠。
3、本發明動作響應速度快，比現有技術提高了1/3，重復碰撞頻率可達到120次/分。
附圖1為現有技術普通凸輪式提升機構；附圖2為現有技術可變行程凸輪式提升機構；附圖3為實施例一的結構示意簡圖；附圖4為實施例一的具體結構示意圖；附圖5為實施例二的結構示意簡圖。
以上附圖中1、提升缸；2、提升活塞；3、脈動活塞；4、凸輪機構；5、調節活塞；6、位移調整機構；7、活塞桿；8、工作臺；9、活塞桿；10、脈動驅動缸；11、行程調節缸；12、復位彈簧；13、凸輪；14、補償彈簧；15、頂桿端；16、滾輪；17、端蓋；18、絲桿；19、傳動輪；20、導向面；21、導向套；22、連桿；23、彈簧架。
具體實施例方式
下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述實施例一參見附圖3和附圖4所示，一種碰撞試驗臺閉路液動提升裝置，由一套液動工作系統組成，該液動工作系統中設有三個液壓缸，這三個液壓缸的工作腔相連通，這三個液壓缸分別為提升缸1、脈動驅動缸10和行程調節缸11；提升缸1上下垂直設置在工作臺8下方，它由提升缸體和設在提升缸體中的提升活塞2組成，提升活塞2的活塞桿7向上伸出與工作臺8底面上向下延伸出的連桿22的端部鉸接；脈動驅動缸10也上下設置，它由脈動缸體和設在脈動缸體中的脈動活塞3組成，脈動活塞3的活塞桿9向上伸出與對應設置的凸輪機構4配合；行程調節缸11由行程調節缸體和設在行程調節缸體中的調節活塞5組成，調節活塞5通過補償彈簧14及彈簧架23與一位移調整機構6連接。
參見附圖4所示，本實施例具體采用的是一連通組合缸體，它的左側段為提升缸1部分，中間段為行程調節缸11部分，右側段為脈動驅動缸10部分，這三缸工作腔通過底部的橫向段連通。脈動驅動缸10的截面積大于提升缸1的截面積，這樣脈動活塞3運動一段行程，該行程反映到提升活塞2上就被放大了，用較小的凸輪13控制行程即可產生較大的提升活塞2的提升行程量。
參見附圖4所示，凸輪機構4由凸輪13和電機傳動連接構成，脈動活塞桿9頂端作為頂桿端15，其上設有滾輪16，它通過滾輪16與凸輪13上的工作面配合傳動。在脈動驅動缸10中，脈動活塞3底部設有復位彈簧12，該復位彈簧12為壓簧，它向上作用在脈動活塞3上，其作用力方向是沿脈動活塞3軸向缸體1的端部向外作用，迫使脈動活塞3的端部抵靠凸輪13的工作面。
參見附圖4所示，所述位移調整機構6具體包括絲桿螺母機構和電機，行程調節缸11的外端上設有一端蓋17，端蓋17上開設有螺紋孔，該螺紋孔中配合穿設絲桿18，絲桿18的內端與彈簧架23連接，絲桿18的外端與一傳動輪19連接，通過傳動輪19與電機或手動機構連接(圖中未畫出)。
參見附圖4所示，所述提升缸1外端的外缸壁作為導向面20，工作臺8通過導向套21滑動套設在提升缸1的外端上，工作臺8通過導向套21與導向面20滑動導向配合，以此構成工作臺8的導向機構。
實施例二參見附圖5所示，一種碰撞試驗臺閉路液動提升裝置，與實施例一的不同點在于該液動提升裝置由一套液動工作系統組成，該套液動工作系統中設有四個連通的液壓缸，其中，兩個為提升缸1，一個為脈動驅動缸10，最后一個為行程調節缸11；兩個提升缸1容積大小一致，它們左右對稱布置在工作臺8下，兩提升缸1中的提升活塞2的活塞桿7均向上伸出與工作臺8支撐連接。工作時，凸輪轉動，脈動驅動缸10中的脈動活塞3下移動作，推動液壓油進入兩提升缸1工作腔中，兩提升活塞2同步上抬平穩地頂起工作臺8。其它同實施例一，這里不再贅述。
實施例三一種碰撞試驗臺閉路液動提升裝置，與實施例一的不同點在于該液動提升裝置由兩套液動工作系統組成，兩液動工作系統的構造相同，具體構造如實施例一所述，大小容積也都相等；兩液動工作系統中的提升缸1左右對稱布置在工作臺8下方，兩提升缸1中的提升活塞2的活塞桿7均向上伸出與工作臺8支撐連接；兩液動工作系統中的凸輪機構4中的凸輪13由同一電機通過同步軸帶動，從而使兩液動工作系統同步動作。其它同實施例一，這里不再贅述。
上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種碰撞試驗臺閉路液動提升裝置，其特征在于由一套液動工作系統或兩套及兩套以上液動工作系統同步工作構成，每套液動工作系統中包括至少三個液壓缸，所有各液壓缸的工作腔相互連通；所述各液壓缸分為三類第一類為提升缸[1]，所述提升缸[1]在提升方向上設置，并由提升缸體和設在提升缸體中的提升活塞[2]組成，提升活塞[2]的活塞桿[7]伸出與工作臺[8]連接；第二類為脈動驅動缸[10]，由脈動缸體和設在脈動缸體中的脈動活塞[3]組成，脈動活塞[3]的活塞桿[9]伸出與對應設置的凸輪機構[4]配合；第三類為行程調節缸[11]，由行程調節缸體和設在行程調節缸體中的調節活塞[5]組成，調節活塞[5]與一位移調整機構[6]連接。
2.根據權利要求1所述的碰撞試驗臺閉路液動提升裝置，其特征在于所述脈動活塞[3]上作用有復位彈簧[12]，復位彈簧[12]的作用力方向是沿脈動活塞[3]軸向向缸體[1]外作用，迫使脈動活塞[3]端部抵靠凸輪機構[4]中凸輪[13]的工作面。
3.根據權利要求1所述的碰撞試驗臺閉路液動提升裝置，其特征在于所述調節活塞[5]與位移調整機構[6]通過一補償彈簧[14]連接，補償彈簧[14]的彈力迫使調節活塞[5]緊壓工作腔中的液壓油，以此構成浮動補償式調節活塞。
4.根據權利要求1所述的碰撞試驗臺閉路液動提升裝置，其特征在于本裝置由兩套及兩套以上液動工作系統組成，每套液動工作系統中包括三個液壓缸，各套液動工作系統中提升缸[1]的提升活塞[2]的活塞桿[7]布置在工作臺[8]下。
5.根據權利要求1所述的碰撞試驗臺閉路液動提升裝置，其特征在于本裝置由一套液動工作系統組成，該液動工作系統中包括四個至四個以上液壓缸，其中，一個為脈動驅動缸[10]，一個為行程調節缸[11]，余下均為提升缸[1]，各提升缸[1]中提升活塞[2]的活塞桿[7]布置在工作臺[8]下。
6.根據權利要求1所述的碰撞試驗臺閉路液動提升裝置，其特征在于所述凸輪機構[4]由凸輪[13]和電機傳動連接構成，脈動活塞桿[9]頂端作為頂桿端[15]，其上設有滾輪[16]，它通過滾輪[16]與凸輪[13]上的工作面配合傳動。
7.根據權利要求1所述的碰撞試驗臺閉路液動提升裝置，其特征在于所述位移調整機構[6]包括絲桿螺母機構和電機，所述行程調節缸[11]外端上固定有端蓋[17]，端蓋[17]上開設有螺紋孔，該螺紋孔中配合穿設絲桿[18]，絲桿[18]的內端與調節活塞[5]連接，絲桿[18]的外端與電機或手動機構連接。
8.根據權利要求1所述的碰撞試驗臺閉路液動提升裝置，其特征在于所述工作臺[8]通過導向套[21]滑動套設在提升缸體的外端上，提升缸體的外缸壁作為導向面[20]，工作臺[8]通過導向套[21]與導向面[20]滑動配合導向。
全文摘要
一種碰撞試驗臺閉路液動提升裝置，其特征在于由一套液動工作系統或兩套及兩套以上液動工作系統同步工作構成，每套液動工作系統中至少包括三個液壓缸；所述各液壓缸分為三類第一類為提升缸[1]，所述提升缸[1]由提升缸體和設在提升缸體中的提升活塞[2]組成，提升活塞[2]的活塞桿[7]伸出與工作臺[8]連接；第二類為脈動驅動缸[10]，由脈動缸體和設在脈動缸體中的脈動活塞[3]組成，脈動活塞[3]的活塞桿[9]伸出與對應設置的凸輪機構[4]配合；第三類為行程調節缸[11]，由行程調節缸體和設在行程調節缸體中的調節活塞[5]組成，調節活塞[5]與一位移調整機構[6]連接。本發明可調提升行程，并具有動作響應快、結構簡單、體積小等優點。
文檔編號B66F3/25GK1904575SQ20061008804
公開日2007年1月31日 申請日期2006年6月16日 優先權日2006年6月16日
發明者吳國雄, 袁傳大 申請人:蘇州東菱振動試驗儀器有限公司