专利名称：冲击装置和安全帽冲击测试设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冲击装置和一种具有该冲击装置的安全帽冲击测试设备。
背景技术：
当工人在工作区域工作时，工人必须佩戴安全帽，以保护工人的头部不会受到掉落物体的冲击。安全帽必须具有足够的硬度，以承受物体冲击安全帽时所产生的冲击，从而保护工人的头部。因此，在制造完安全帽之后，应测试安全帽是否具有预定的硬度。当安全帽冲击测试机测试安全帽时，安全帽冲击测试机必须满足与物体下落并冲击工人在工作区域佩戴的安全帽的实际条件类似的条件。然而，现有的安全帽冲击测试机以如下方式测试安全帽安全帽冲击测试机将安全帽从预定的高度降落至地板，以对安全帽产生一预定冲击并检查安全帽是否毁坏。因此，现有的安全帽冲击测试机并不满足物体下落并冲击工人在工作区域佩戴的安全帽的实际条件。所以，即使安全帽通过了测试，当物体冲击安全帽时，在工作区域佩戴安全帽的工人也会受到伤害。KR 20-0430499公开了用于测试安全帽的现有冲击测试机的一个实例。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种冲击装置和一种具有该冲击装置的安全帽冲击测试设备，以提高包括安全帽等的测试对象的冲击测试的可靠性。根据本发明的一个方面，提供了一种冲击装置，包括自由下落组件，具有由多个通孔组成的震动吸收部，该自由下落组件沿着一导轨自由下落；直接冲击测试对象的冲击冲头，该冲击冲头以在预定范围中上下移动的方式插入在自由下落组件中；以及防止冲击冲头在冲击测试对象之后所述冲击冲头再次冲击测试对象的保持件。根据本发明的另一方面，提供了一种冲击装置，包括具有震动吸收部的自由下落组件，该自由下落组件沿着一导轨自由下落；直接冲击测试对象的冲击冲头，冲击冲头以在预定范围中上下移动的方式插入于自由下落组件中；以及防止冲击冲头在冲击测试对象之后所述冲击冲头再次冲击测试对象的保持件，其中，自由下落组件包括具有震动吸收部的自由下落本体，该自由下落本体与导轨可滑动地接合；具有冲头插入孔的冲头支架，冲击冲头插入该冲头插入孔中，该冲头支架与自由下落本体的一侧可分离地接合；以及分别设置于自由下落本体的两侧的滚轮组件。根据本发明的一个方面，提供了一种安全帽冲击测试设备，包括底座；具有导轨的导架，该导架安装在底座上；与导轨可移动地接合以沿着导轨移动的移动件；使得移动件向上或向下移动的驱动单元；测试对象安装于其上的测试对象支撑单元，该测试对象支撑单元设置于底座上并靠近导架；具有震动吸收部的冲击装置，该冲击装置沿着导轨自由下落，冲击安装于测试对象支撑单元上的测试对象，并防止冲击装置在冲击测试对象之后所述冲击装置再次冲击测试对象；决定冲击装置停止位置的位置固定缓冲器；与移动件接合的可连接/可分离单元，冲击件与其可分离地接合；感测冲击装置冲击测试对象时所产生的冲量的传感单元。从本发明的结合附图的以下详细描述中，本发明的以上和其它的目的、特征、方面和优点将变得更显而易见。
被包括进来以提供对本发明的进一步理解、包含在本说明书中并组成本说明书一部分的附图，示出了本发明的实施方式并和说明书一起用来解释本发明的原理。附图中图1是根据本发明的冲击装置和具有该冲击装置的安全帽冲击测试设备的一个实施方式的透视图；图2是组成安全帽冲击测试设备的自由下落组件的分解透视图；图3是组成安全帽冲击测试设备的滚轮(roller)组件的侧视图；图4是组成安全帽冲击测试设备的保持件的分解透视图；图5是组成安全帽冲击测试设备的保持件的侧视图；图6是组成安全帽冲击测试设备的可连接/可分离单元的前视图。
具体实施例方式参考附图，现在描述根据本发明的冲击装置和具有该冲击装置的安全帽冲击测试设备的实施方式。图1是根据本发明的冲击装置和具有该冲击装置的安全帽冲击测试设备的一个实施方式的透视图。如图1所示，根据本发明的一个实例的安全帽冲击测试设备包括底座100、导架 200、移动件400、驱动单元500、测试对象支撑单元600、冲击装置700、位置固定缓冲器800、 可连接/可分离单元900、传感单元。底座100具有恒定的厚度和预定的面积。底座100可形成为在底座100的俯视图中为方形的形状。导架200具有预定的长度，并且可形成为在导架200的横截面视图中为“I”的形状。导架200以导架200的纵向方向为竖直方向的方式安装在底座100上。导轨300与导架200的侧面接合。导轨300在长度上比导架200短。导轨300和导架200定位成彼此平行。上板210设置于导架200的上端。下板220设置在导架200的下端和底座100之间。移动件400与导轨300可移动地接合。使得移动件400上下移动的驱动单元500 与导架200接合。移动件400包括被构造为“ I= ”形状的本体部分410和从本体部分410的中间的侧面延伸的轨道插入部分420。导轨300可滑动地插入在轨道插入部分420中。在本体部分410的中间形成有第一通孔411，以竖直地定向。可连接/可分离单元900插入在第一通孔411中。在本体部分410的一个端部形成有第二通孔412，以竖直地定向，在本体部分410的另一端部形成有第三通孔413，以竖直地定向。螺母N接合在第三通孔413中。驱动单元500包括定位在导架200的一侧的导杆510、安装在导架200的另一侧的下端的电机520、以及与电机520的轴接合的滚珠螺杆组件530。导杆510和导架200定位成彼此平行。而且，导杆510和滚珠螺杆组件530定位成彼此平行。导杆510插入穿过移动件400的第二通孔412。轴承BB可固定地插入在第二通孔 412中，并且导杆510和轴承BB接合。滚珠螺杆组件530与螺母N接合，该螺母和第三通孔413接合。电机520使得滚珠螺杆组件530旋转。与滚珠螺杆组件530接合的移动件400通过滚珠螺杆组件530的旋转而沿着导轨300上下移动。当移动件400向上或向下移动时， 导杆510引导移动件400。测试对象支撑单元600安装在底座100上，该底座定位在导架200附近。测试对象安装在测试对象支撑单元600上。测试对象可以是安全帽等。测试对象支撑单元600包括安装在底座100上的支柱610和定位在支柱610上的支撑件620。在测试对象是安全帽的情况中，支撑件620构造为人的头部的形状。在支柱610 和支撑件620之间设置有重量感测装置630。重量感测装置630可包括测力传感器。冲击装置700沿着导轨300自由下落，冲击安装于测试对象支撑单元600上的测试对象，并防止冲击装置700在冲击测试对象之后所述冲击装置700再次冲击测试对象。冲击装置700具有震动吸收部711。冲击装置700的一个实施方式包括沿着导轨300自由下落的自由下落组件FA、 直接冲击测试对象的冲击冲头740、以及防止冲击冲头740在冲击测试对象之后所述冲击冲头740再次冲击测试对象的保持件750。如图1和图2所示，自由下落组件FA包括具有震动吸收部711的自由下落本体 710，该自由下落本体与导轨300可滑动地接合；具有冲头插入孔721的冲头支架720，冲击冲头740插入于该冲头插入孔中，该冲头支架与自由下落本体710的一侧可分离地接合；以及分别设置于自由下落本体710的两侧的滚轮组件730。自由下落本体710具有轨道插入槽716，导轨300插入于该轨道插入槽中；连接孔712，冲头支架720接合于该连接孔中；以及安装部713，滚轮组件730相应地接合在所述安装部处。轨道插入槽716形成在自由下落本体710的前侧。连接孔712形成在自由下落本体710的后面。安装部713分别形成在自由下落本体710的两侧。震动吸收部711由形成于自由下落本体710的侧面的多个通孔组成。以圆柱形状构造的接触突起714设置于自由下落本体710的上面。安装部713构造为从自由下落本体710的一侧突出的“C”形状。在安装部713 的前部形成有螺栓或固定螺钉拧入其中的螺纹孔715。冲头支架720包括插入于连接孔712中的轴部722以及设置于轴部722的一端处的支架部723。在支架部723的中间形成有冲头插入孔721，冲击冲头740可滑动地插入该冲头插入孔中，以竖直地定向。轴部722的一个端部固定地插入连接孔712中。滚轮组件730包括连接托架731、与连接托架731接合的滚轮轴732、与滚轮轴732 接合的滚轮733、在滚轮733和滚轮轴732之间接合的轴承734。在连接托架731的一侧形成有具有预定宽度和长度的滑动孔H1，并且在连接托架731的另一侧形成有滚轮轴732插入于其中的轴插入孔H2。如图3所示，与轴承734和滚轮733接合的滚轮轴732插入在连接托架731的轴插入孔H2中。与轴承734、滚轮733和滚轮轴732接合的连接托架731插入在自由下落本体710的安装部713中。连接托架731的一部分插入安装部713中，滑动孔Hl定位在该安装部处。第一螺栓Bl穿过滑动孔H1，并拧入自由下落本体710的侧面中。与自由下落本体710的两侧都接合的滚轮组件730的滚轮733与导架200或导轨 300接触。当自由下落本体711沿着导轨300自由下落时，滚轮733防止自由下落本体710 倾斜至一侧。在调节滚轮733的位置的情况中，在操作员使第一螺栓Bl松动之后，操作员使连接托架731向前或向后移动。在完成滚轮位置的调节之后，操作员使第一螺栓Bl拧紧，以固定连接托架731。在此之后，操作员将第二螺栓(或固定螺钉)B2拧入螺纹孔715中，以挤压安装部713的侧面。于是，即使连接托架731发生反复的震动，第二螺栓B2也可防止安装部713中的连接托架731松动。因此，第一螺栓Bl和第二螺栓B2将滚轮组件固定至预定位置，并防止滚轮组件 730松动。固定单元由第一螺栓Bl和第二螺栓B2组成。冲击冲头740包括具有恒定直径的轴部741、设置于轴部741的一端的冲击头部 742、以及设置于轴部741的另一端的止挡部743。冲击冲头740的轴部741的外径小于冲头插入孔721的内径，使得插入于冲头插入孔721中的冲击冲头740向上或向下移动。冲击冲头740的轴部741的长度大于冲头支架720的支架部723的长度。冲击头部742的一个实施方式形成为圆柱形状和从该圆柱形状的一端延伸的半圆形形状。冲击头部742可形成为各种形状。冲击头部742的形状取决于测试对象。在冲击冲头740中，轴部741的横截面面积小于冲击头部742的横截面面积，因此，在轴部741和冲击头部742之间形成一阶梯部。止挡部743形成为圆板形状。止挡部 743的横截面面积大于轴部741的横截面面积。插入于冲头支架720的冲头插入孔721中的冲击冲头740从止挡部的一个侧面向冲击头部742的一个侧面上下移动。因此，轴部741的长度决定了冲击冲头740的移动长度。如图4和图5所示，保持件750包括形成为具有预定厚度的板部752和设置于板部752的端部的铰链连接部，板部中设有锁定孔751，铰链连接部与自由下落组件FA可转动地接合。锁定孔751可位于板部752的中间。锁定孔751形成为从板部752的上面穿透至下面，该锁定孔是圆形的。锁定孔751的内面构造成凸面。锁定孔751的内径大于轴部741 的外径。铰链连接部的一个实例包括在板部752的端侧形成的具有恒定宽度的开口 753 ； 形成于板部752的侧面的端部的销插入孔756 ；以及插入于销插入孔756中的销754。在冲头支架720的支架部723的端部设置有突起724，并且在突起7 处形成有通孔725。支架部723的突起7M插入保持件750的开口中，并且销7M插入板部752的销插入孔756和突起724的通孔725中。冲击冲头740的轴部741插入保持件750的锁定孔 751 中。因此，当保持件750定位在由虚线A至虚线B形成的预定角度范围中时，插入于保持件750的锁定孔751中的冲击冲头740可向上或向下移动，其中，虚线A的一端和虚线B 的一端在销754的纵向中心线处交叉。预定角度是锐角。然而，当保持件750定位在预定角度范围之外时，冲击冲头740不能向上或向下移动，因为通过使锁定孔751的内面挤压轴部741而锁定了冲击冲头740的轴部741。当保持件750处于水平位置时，保持件750的上面将与冲头支架720的支架部723的下面接触。由于上述部件，冲击冲头740在冲击安装于测试对象支撑单元600上的测试对象之后所述冲击冲头740不会再次冲击测试对象。也就是说，冲击冲头740的止挡部743与冲头支架720的支架部723的上面接触， 并且，在自由下落组件FA自由下落之前，由于保持件750的重量，保持件750倾斜，从而保持件750的锁定孔751的内面仅与冲击冲头740的轴部741的外面接触。当自由下落组件FA自由下落时，具有自由下落组件FA的冲击冲头740自由下落， 并且，冲击冲头740冲击安装于测试对象支撑单元600上的测试对象。在冲击冲头740冲击测试对象之后，冲击冲头740从测试对象回弹，并且，具有保持件750的冲击冲头740的冲击头部742的上面撞击冲头支架720的支架部723的下面。在此之后，保持件750向下倾斜，此时，冲击冲头740稍微向下移动。冲击冲头740不能再向下移动，因为通过使锁定孔751的内面挤压轴部741而锁定了冲击冲头740的轴部741。冲击装置700在重量上是左右对称的，参考线是导轨300的竖直中心线。位置固定缓冲器800使得冲击装置700停止。当冲击装置700自由下落时，冲击装置700的冲击冲头740冲击安装于测试对象支撑单元600上的测试对象，并且，冲击装置700的自由下落本体710冲击位置固定缓冲器800。位置固定缓冲器800吸收冲击装置 700的冲击。冲击装置700停止在位置固定缓冲器800上。位置固定缓冲器800的位置可调节。位置固定缓冲器800包括与导架200接合的缓冲器支架810，该缓冲器支架的位置可向上或向下调节；插入至缓冲器支架810的缓冲器轴820 ；以及如同弹力一样支撑缓冲器轴820的弹簧830。冲击装置700沿着导轨300自由下落，并且，冲击装置700的自由下落本体710的下面冲击位置固定缓冲器800的缓冲器轴820的上面。在自由下落本体710冲击缓冲器轴 820之后，自由下落本体710通过回弹力而冲击缓冲器轴820几次，并且，由弹簧830支撑的缓冲器轴820由于冲击而上下移动，由此吸收自由下落本体710的冲击。最终，自由下落本体710停止在缓冲器轴820的上面上。如图1和图6所示，可连接/可分离单元900连接或分离冲击装置700。可连接/ 可分离单元900安装在移动件400处。可连接/可分离单元900包括可移动地插入于移动件400中的电磁体910、支撑于移动件400的上面上并与电磁体910接合的挡块920、感测挡块920向上还是向下移动的传感器930。当挡块920与传感器930接触时，向电磁体910供应电流。电磁体910可形成为圆柱形状。电磁体910插入于移动件400的第一通孔411中。挡块920包括圆板部分921和从圆板部分921的一侧延伸的连接部分922，其一端连接至电磁体910的上面。圆板部分921的外径大于第一通孔411的内径。当圆板部分921的下面与移动件400的上面接触时，电磁体910的下部从移动件400的下面伸出。可连接/可分离单元900的传感器930可以是限位传感器(limit sensor)。传感器930安装在移动件400的本体部分410的上面上。当挡块920的圆板部分 921与移动件400的本体部分410的上面接触时，传感器930位于圆板部分921的上方。当自由下落组件FA向上移动时，自由下落本体710的接触突起714与电磁体910 的下面接触，并向上推动电磁体910。挡块920通过电磁体910的移动而向上移动，并且，挡块920的圆板部分921与传感器930接触。传感器930通过挡块920的接触而向电源(未示出)发送信号，并且，电源向电磁体910供应电流。通过电流的供应，自由下落本体710 的接触突起714连接于电磁体910的下面。当电源停止供应电流时，接触突起714与电磁体910分离，并且，自由下落组件FA 沿着导轨300自由下落。当冲击冲头740冲击测试对象时，传感单元测量作用于测试对象的冲量 (impulse)。传感单元包括测量冲击装置700的速度的速度传感器SA和SB、设置于驱动单元 500的电机520中的位置传感器(未示出)、设置于支柱610上的测力传感器630、以及感测安装于测试对象支撑单元600的支撑件620上的测试对象的位置的对象位置传感器440。在移动件400处设置有传感器支撑件430。当冲击冲头740的止挡部743的下面与冲头支架720的支架部723的上面接触时，对象位置传感器440感测止挡部743的位置。 冲击装置700连接至可连接/可分离单元900，并且，其上安装有可连接/可分离单元900 的移动件400向下移动，直到冲击冲头740的冲击头部742撞击(或接触)安装于测试对象支撑单元600上的测试对象为止。当冲击头部742撞击测试对象时，冲击冲头740稍微向上移动，此时，对象位置传感器440感测冲击冲头740的止挡部743的移动，由此测量测试对象的位置。现在描述安全帽冲击测试设备的一个实施方式的操作。将测试对象安装在测试对象支撑单元600的支撑件620上。在下文中，将测试对象限定为安全帽。将冲击装置700连接在安装于移动件400的可连接/可分离单元900处。 冲击冲头740的止挡部743与冲头支架720的支架部723的上面接触。驱动单元500使得移动件400向下移动，直到冲击冲头740的冲击头部742撞击安装于测试对象支撑单元600上的安全帽为止。当冲击冲头740的冲击头部742撞击安全帽时，由对象位置传感器440测量安全帽的位置。驱动单元500使得移动件400向上移动至预定位置(高度)。通过移动件400的移动，冲击装置向上移动至预定位置。将冲击装置700与可连接/可分离单元900分离。也就是说，电源停止向电磁体 910供应电流。冲击装置700沿着导轨300自由下落。当冲击装置自由下落时，冲击冲头 740的冲击头部742冲击安全帽。在冲击冲头740冲击安全帽之后，冲击冲头740沿着冲头支架720的冲头插入孔721回弹。当冲击冲头由于冲击冲头740的重量而再次向下移动时，冲击冲头740停止向下移动，因为保持件750锁定了冲击冲头740。然后，自由下落组件 FA冲击位置固定缓冲器800。
自由下落本体710通过回弹力和冲击装置700的重量而冲击缓冲器轴820几次。 最终，自由下落本体710停止在缓冲器轴820的上面上。当自由下落组件FA停止在位置固定缓冲器800上时，由保持件750锁定的冲击冲头740的冲击头部742远离安装于支撑件620上的安全帽。而且，当自由下落组件FA停止在位置固定缓冲器800上时，如果冲击冲头740的止挡部743的下面与冲头支架720的支架部723的上面接触，那么冲击冲头740的冲击头部742将位于安全帽的上面的下方。本发明可在与物体撞击工人在工作区域所佩戴的安全帽的实际条件类似的条件下进行测试，因为冲击冲头740在将安全帽安装于测试对象支撑单元600上之后自由下落并冲击安全帽。因此，本发明提高了安全帽测试的可靠性。而且，本发明可进行安全帽的冲击阻力的精确测量，因为冲击冲头740在冲击安全帽之后所述冲击冲头740不会再次冲击安全帽。而且，冲击冲头740冲击安全帽时所产生的冲击和震动不会传递至导轨300和其它部件，因为冲击和震动被设置于自由下落组件 FA的自由下落本体710处的震动吸收部吸收。因此，本发明可进行安全帽的冲击阻力的更精确测量。由于在不背离本发明的实质或本质特性的前提下本发明可能体现为各种形式，所以还应理解，上述实施方式不限于以上描述的任何细节，除非另外说明，而是应在如在所附权利要求中限定的实质和范围内宽泛地进行解释，因此，所附权利要求旨在包含落在权利要求的边界和范围内或这些边界和范围的等同物内的所有改变和修改。
权利要求
1.一种冲击装置，包括自由下落组件，具有由多个通孔组成的震动吸收部，所述自由下落组件沿着一导轨自由下落；冲击冲头，直接冲击一测试对象，所述冲击冲头以在预定范围中上下移动的方式插入在所述自由下落组件中；以及保持件，其防止所述冲击冲头在冲击测试对象之后所述冲击冲头再次冲击测试对象。
2.一种冲击装置，包括自由下落组件，具有震动吸收部，所述自由下落组件沿着一导轨自由下落； 冲击冲头，直接冲击一测试对象，所述冲击冲头以在预定范围中上下移动的方式插入在所述自由下落组件中；以及保持件，其防止所述冲击冲头在冲击测试对象之后所述冲击冲头再次冲击测试对象， 其中，所述自由下落组件包括自由下落本体，具有所述震动吸收部，所述自由下落本体与所述导轨可滑动地接合； 冲头支架，具有所述冲击冲头插入于其中的冲头插入孔，所述冲头支架与所述自由下落本体的一侧可分离地接合；以及滚轮组件，分别设置于所述自由下落本体的两侧。
3.根据权利要求2所述的冲击装置，其中，所述自由下落组件进一步包括固定所述滚轮组件的位置的固定单元。
4.根据权利要求1或2所述的冲击装置，其中，所述保持件包括形成为具有预定厚度的板部，所述板部中设有一锁定孔；以及设置于所述板部的一端的铰链连接部，所述铰链连接部以所述铰链连接部转动的方式与所述自由下落组件接合。
5.根据权利要求1或2所述的冲击装置，其中，所述锁定孔的内面构造成凸面。
6.一种安全帽冲击测试设备，包括 底座；导架，具有导轨，所述导架安装在所述底座上；移动件，所述移动件与所述导轨可移动地接合，以沿着所述导轨移动；驱动单元，所述驱动单元使得所述移动件向上或向下移动；测试对象支撑单元，其上安装有测试对象，所述测试对象支撑单元设置于所述底座上并靠近所述导架；冲击装置，具有震动吸收部，所述冲击装置沿着所述导轨自由下落，冲击安装于所述测试对象支撑单元上的测试对象，并防止所述冲击装置在冲击测试对象后所述冲击装置再次冲击测试对象；位置固定缓冲器，其决定所述冲击装置停止的位置；可连接/可分离单元，与所述移动件接合，所述冲击件与其可分离地接合；传感单元，其感测所述冲击装置冲击测试对象时所产生的冲量。
7.根据权利要求6所述的安全帽冲击测试设备，其中，所述冲击装置在重量上是左右对称的，参考线是所述导轨的竖直中心线。
8.根据权利要求6所述的安全帽冲击测试设备，其中，所述冲击装置包括自由下落组件，具有震动吸收部，所述自由下落组件与所述可连接/可分离单元连接/分离，当所述自由下落组件与所述可连接/可分离单元分离时，所述自由下落组件沿着所述导轨自由下落；冲击冲头，直接冲击测试对象，所述冲击冲头以在预定范围中上下移动的方式插入在所述自由下落组件中；以及保持件，其防止所述冲击冲头在冲击测试对象后所述冲击冲头再次冲击测试对象。
9.根据权利要求6所述的安全帽冲击测试设备，其中，所述位置固定缓冲器包括与所述导架接合的缓冲器支架、可移动地插入于所述缓冲器支架中的缓冲器轴、以及如同弹力一样支撑所述缓冲器轴的弹簧。
10.根据权利要求6所述的安全帽冲击测试设备，其中，所述可连接/可分离单元包括电磁体，可移动地插入于所述移动件中； 挡块，支撑于所述移动件的上面上并与所述电磁体接合；以及传感器，感测所述挡块是否与所述传感器接触，并且，当所述挡块与所述传感器接触时，所述传感器向电源发送信号以对所述电磁体供应电流。
全文摘要
提供一种冲击装置和安全帽冲击测试设备。冲击装置包括具有震动吸收部的自由下落组件，沿着导轨自由下落；直接冲击测试对象的冲击冲头，该冲击冲头以上下移动的方式插入在自由下落组件中；以及防止冲头在冲击测试对象后再次冲击测试对象的保持件。安全帽冲击测试设备包括底座；具有导轨的导架，导架安装在底座上；与导轨可移动地接合以沿着导轨移动的移动件；使移动件上下移动的驱动单元；安装有测试对象的测试对象支撑单元，设置于底座上；具有震动吸收部的冲击装置；决定冲击装置停止位置的位置固定缓冲器；与移动件接合的可连接/可分离单元；感测冲击装置冲击测试对象时所产生的冲量的传感单元。本发明提高了测试对象的冲击测试的可靠性。
文档编号G01M7/08GK102252817SQ20111009990
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者刘光镐 申请人:刘光镐