一种跑步机负荷综合试验机及试验方法与流程

本发明涉及跑步机试验领域，尤其涉及一种跑步机负荷综合试验机及试验方法。

背景技术：

跑步机是人们健身常用的器材。运动时，跑步机的跑步带随着电机的转动而向后运动，人在跑步带上向前跑东，将在地上跑步时人向前运动而地不动的情形转变成人不向前运动而跑步带向后运动的情形，将相对运动的双方的运动状态进行对换，这样跑步就可以在很小的地方即可进行，不需要很大的场地才能进行运动，在家里都可以，而且跑步速度可以进行调节，方便了人们的生活。

目前，还没有专门对跑步机的综合性能进行检测的装置，跑步机的综合性能通常只能是根据工人的经验判断，或者经目视检测，容易发生漏检事故，致使存在质量问题的跑步机出厂，给消费者带来安全隐患。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于，提供一种跑步机负荷综合试验机，包括：试验平台及试验控制装置；试验平台上设有龙门架一，龙门架一设有两个竖直梁，一水平梁和一升降梁；两个竖直梁的底部分别与试验平台连接，水平梁分别与两个竖直梁的顶部连接；两个竖直梁上分别设有丝杠，升降梁的两端分别设有与齿轮，升降梁上设有压力试验装置，试验平台上设有驱动丝杠运行的电机，升降梁两端的齿轮分别与丝杠相适配，丝杠在电机的驱动下旋转，使升降梁沿着竖直梁的丝杠升降运动；

压力试验装置包括：装夹机构，液压缸，压力臂，压板及压力传感器；

装夹机构与升降梁夹持连接，液压缸安装在装夹机构上，压力臂连接液压缸，压板连接压力臂，压力传感器设置在压力臂上，压力传感器用于感应压力试验的压力值并传输给试验控制装置；

试验控制装置包括：升降控制器、液压缸控制器、压力设置模块、压力传感接收模块、时间设置模块、微控制器、操作面板、储存器；

升降控制器与电机连接，用于控制电机的启停及正反转；

液压缸控制器与液压缸连接，用于控制液压缸运行；

压力设置模块用于使用户通过操作面板设置试验压力预设值，并将设置的试验压力预设值传输至微控制器；

压力传感接收模块用于接收压力传感器感应的压力值，并将接收的试验压力值传输至微控制器；

时间设置模块用于使用户通过操作面板设置压力试验的时长，并将设置的试验时长传输至微控制器；

微控制器用于计量压力试验的时长，当压力试验的时长达到预设的时长时，向液压缸控制器发出控制信号，使液压缸控制器控制液压缸停止下压；以及用于根据压力设置模块设置的试验压力预设值，向液压缸控制器发出控制信号，使液压缸控制器控制液压缸对跑步机的跑道进行下压。

优选地，还包括：拉力试验带、拉力传感器；

拉力传感器设置在压力臂上，替换压力传感器；

试验平台上设有两根平行设置的水平滑道，底部与水平滑道滑动连接的竖向梁，竖向梁上设有升降导槽，竖向梁之间设有横置梁；横置梁的两端与竖向梁的升降导槽相适配，使横置梁沿着升降导槽升降运动；水平滑道的一端与龙门架一竖直梁的底端相顶持；横置梁上设有定滑轮；

拉力试验带一端与压力臂连接，拉力试验带另一端绕过定滑轮，并与安置在试验平台上的跑步机的把手连接。

优选地，还包括：两根支撑梁；

两根支撑梁分别与竖直梁的顶部连接。

优选地，升降控制器包括：电机快速上升控制模块、电机快速下降控制模块、电机慢速上升控制模块、电机慢速下降控制模块；

操作面板上设有电机快速上升控制按键、电机快速下降控制按键、电机慢速上升控制按键、电机慢速下降控制按键。

优选地，操作面板设有显示屏，电源控制按钮，升降控制器控制按键，液压缸控制按键，压力设置操作按键，时间设置操作按键；

试验控制装置还包括：自动试验操作运行控制模块；

自动试验操作运行控制模块用于根据微控制器的控制指令及预设的试验压力值，试验时长，压板与压力检测位置预设高度值，自动控制执行试验操作过程。

优选地，升降控制器包括：滤波整流电路，控制开关，驱动电路，转速控制装置，转速获取模块；

滤波整流电路第一端接市电，滤波整流电路第二端接控制开关的执行输入端，控制开关的控制端接驱动电路，驱动电路接微控制器，控制开关的执行端输出端接转速控制装置，转速控制装置接转速获取模块，转速获取模块接电机；滤波整流电路用于将220V 的市电电压整流后变为脉动直流电，并在滤波电路的作用下减小脉动的直流电压中的交流成分，从而获得输出电压纹波系数低，且波形平滑的直流电，控制开关根据驱动电路的控制指令开启或关闭，控制开关开启后将直流电通过转速控制装置加至电机上；转速获取模块获取电机的转速，并通过信号处理电路反馈给微控制器；

驱动电路包括：驱动芯片，驱动芯片一号脚接电源及通过电容Cfz1和电容Cfz2接地，驱动芯片三号脚通过电阻Rfz2接控制开关，驱动芯片三号脚接地，驱动芯片五号脚通过电阻Rfz1接微控制器。

优选地，还包括：压杆和压鞋；

压杆一端连接压力臂，压杆另一端连接压鞋。

一种跑步机负荷综合试验方法，方法包括：跑步机静态载荷试验方法；

将跑步机放在试验平台的测试位置，将方形压板连接到压力臂上，通过控制电机及压力传感器位置，使压力传感器与跑步机跑道表面垂直，且压力传感器表面处于压力检测位置；压力检测位置为以跑道表面的后端计起，向跑道前端延伸至跑道表面全长度的66%处；

通过升降控制器设定电机升降速度60mm/min，自动升降速度3mm/min，压力值为预设值，试验保持时长为60s；通过手动操作，使压板移动至压力检测位置上部的预设高度；然后启动自动运行，待压力值达到预设压力值后，保持60s后，电机驱动水平梁回升，直至回到自动运行初始位置，试验后检查跑步机有无异常。

优选地，方法包括：脚踏平台试验方法；

将方形压板换为压杆并连接压鞋，压鞋放在跑步机脚踏平台防滑面中间部位，调节跑步机脚踏平台与压鞋成垂直状态；将压力值预设为压力脚踏平台压力值，启动自动运行，待压力值达到预设压力值后，保持300s后，电机驱动水平梁回升，直至回到自动运行初始位置，试验后检查跑步机有无异常。

优选地，方法包括：侧扶手或前把手方法；

调节压力臂，使压力臂处于水平状态，拉力传感器设置在压力臂上，替换压力传感器，拉力试验带一端与压力臂连接，拉力试验带另一端绕过定滑轮，并与安置在试验平台上的跑步机的侧扶手或前把手连接；设置拉伸力值，保持时间300s，试验后检查跑步机有无异常；

调节压力臂，使压力臂处于垂直状态，拉力传感器设置在压力臂上，替换压力传感器，拉力试验带一端与压力臂连接，拉力试验带另一端绕过定滑轮，并与安置在试验平台上的跑步机的侧扶手或前把手连接；设置拉伸力值，保持时间300s，试验后检查跑步机有无异常。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

跑步机负荷综合试验机可以对各种型号的跑步机施加拉力、压力。跑步机负荷综合试验机的框架结构坚固，稳定性好，并具有高的刚性。

跑步机负荷综合试验机可以对跑步机的静态载荷进行试验，可以对脚踏平台、侧扶手或前把手进行试验和测试。并且在测试过程中操作面板可以显示测试结果及测试数据信息。还能够实现显示试验的曲线，编辑实验报告，打印各种结果和曲线报告。

跑步机负荷综合试验机测试方便，可以实现对跑步机的态载荷进行试验，、脚踏平台、侧扶手或前把手精确检测，实现自动控制加载，保证跑步机出厂的质量，保证了使用者的人身安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为跑步机负荷综合试验机的主视图；

图2为跑步机负荷综合试验机的侧视图；

图3为跑步机负荷综合试验机设有压鞋的俯视图；

图4为试验控制装置的主视图；

图5为试验控制装置的侧视图；

图6为跑步机负荷综合试验机的示意图；

图7为升降控制器示意图；

图8为驱动电路电路图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

本实施例提供一种跑步机负荷综合试验机，如图1至6所示，包括：试验平台1及试验控制装置18；试验平台1上设有龙门架一，龙门架一设有两个竖直梁2，一水平梁3和一升降梁7；两个竖直梁2的底部分别与试验平台1连接，水平梁3分别与两个竖直梁2的顶部连接；两个竖直梁2上分别设有丝杠4，升降梁7的两端分别设有与齿轮5，升降梁7上设有压力试验装置，试验平台1上设有驱动丝杠4运行的电机6，升降梁7两端的齿轮5分别与丝杠4相适配，丝杠4在电机6的驱动下旋转，使升降梁7沿着竖直梁2的丝杠4升降运动；

压力试验装置包括：装夹机构8，液压缸9，压力臂10，压板11及压力传感器；

装夹机构8与升降梁7夹持连接，液压缸9安装在装夹机构8上，压力臂10连接液压缸9，压板11连接压力臂10，压力传感器设置在压力臂10上，压力传感器用于感应压力试验的压力值并传输给试验控制装置；

试验控制装置包括：升降控制器22、液压缸控制器23、压力设置模块24、压力传感接收模块25、时间设置模块26、微控制器21、操作面板27、储存器29；升降控制器22与电机6连接，用于控制电机6的启停及正反转；液压缸控制器23与液压缸9连接，用于控制液压缸9运行；压力设置模块24用于使用户通过操作面板27设置试验压力预设值，并将设置的试验压力预设值传输至微控制器21；压力传感接收模块25用于接收压力传感器感应的压力值，并将接收的试验压力值传输至微控制器21；时间设置模块26用于使用户通过操作面板27设置压力试验的时长，并将设置的试验时长传输至微控制器21；

微控制器21用于计量压力试验的时长，当压力试验的时长达到预设的时长时，向液压缸控制器发出控制信号，使液压缸控制器控制液压缸停止下压；以及用于根据压力设置模块设置的试验压力预设值，向液压缸控制器发出控制信号，使液压缸控制器控制液压缸对跑步机的跑道进行下压。

本实施例中，还包括：拉力试验带、拉力传感器；拉力传感器设置在压力臂10上，替换压力传感器；

试验平台1上设有两根平行设置的水平滑道13，底部与水平滑道13滑动连接的竖向梁14，竖向梁14上设有升降导槽，竖向梁14之间设有横置梁15；横置梁15的两端与竖向梁14的升降导槽相适配，使横置梁15沿着升降导槽升降运动；水平滑道13的一端与龙门架一竖直梁2的底端相顶持；横置梁15上设有定滑轮16；拉力试验带一端与压力臂10连接，拉力试验带另一端绕过定滑轮16，并与安置在试验平台1上的跑步机的把手连接。

跑步机负荷综合试验机还包括：两根支撑梁12；两根支撑梁12分别与竖直梁2的顶部连接。支撑梁12用于支撑竖直梁2，提高竖直梁2的刚度。

还包括：压杆42和压鞋41；压杆42一端连接压力臂10，压杆42另一端连接压鞋41。

本实施例中，如图7和图8所示，升降控制器22包括：滤波整流电路32，控制开关33，驱动电路34，转速控制装置35，转速获取模块36；

滤波整流电路第一端接市电，滤波整流电路第二端接控制开关的执行输入端，控制开关的控制端接驱动电路，驱动电路接微控制器，控制开关的执行端输出端接转速控制装置，转速控制装置接转速获取模块，转速获取模块接电机；滤波整流电路用于将220V 的市电电压整流后变为脉动直流电，并在滤波电路的作用下减小脉动的直流电压中的交流成分，从而获得输出电压纹波系数低，且波形平滑的直流电，控制开关根据驱动电路的控制指令开启或关闭，控制开关开启后将直流电通过转速控制装置加至电机上；转速获取模块获取电机的转速，并通过信号处理电路反馈给微控制器21；

这样对电机的控制平稳，控制精度高。设置了转速获取模块36，转速获取模块36可以采用电阻，当电阻承受的电流、电压过大时，信号处理电路反馈给微控制器21，微控制器21通过驱动电路控制控制开关33断开，可以关断电机的供电，从而对电机进行保护，也对电气元件保护。

驱动电路包括：驱动芯片38，驱动芯片38一号脚接电源及通过电容Cfz1和电容Cfz2接地，驱动芯片三号脚通过电阻Rfz2接控制开关，驱动芯片三号脚接地，驱动芯片五号脚通过电阻Rfz1接微控制器；

本实施例中，跑步机负荷综合试验机优选的参数为：

本发明还提供一种跑步机负荷综合试验方法，方法包括：跑步机静态载荷试验方法；

将跑步机放在试验平台的测试位置，将方形压板连接到压力臂上，通过控制电机及压力传感器位置，使压力传感器与跑步机跑道表面垂直，且压力传感器表面处于压力检测位置；压力检测位置为以跑道表面的后端计起，向跑道前端延伸至跑道表面全长度的66%处；

通过升降控制器设定电机升降速度60mm/min，自动升降速度3mm/min，压力值为预设值，试验保持时长为60s；通过手动操作，使压板移动至压力检测位置上部的预设高度；然后启动自动运行，待压力值达到预设压力值后，保持60s后，电机驱动水平梁回升，直至回到自动运行初始位置，试验后检查跑步机有无异常。

方法包括：脚踏平台试验方法；脚踏平台即为跑步机跑步平台的两侧，有时跑步者，会站到脚踏平台上休息。如果脚踏平台没有足够的支撑力将导致跑步者摔倒。本发明特对脚踏平台进行检测。

将方形压板换为压杆并连接压鞋，压鞋放在跑步机脚踏平台防滑面中间部位，调节跑步机脚踏平台与压鞋成垂直状态；将压力值预设为压力脚踏平台压力值，启动自动运行，待压力值达到预设压力值后，保持300s后，电机驱动水平梁回升，直至回到自动运行初始位置，试验后检查跑步机有无异常。

方法包括：侧扶手或前把手方法；

调节压力臂，使压力臂处于水平状态，拉力传感器设置在压力臂上，替换压力传感器，拉力试验带一端与压力臂连接，拉力试验带另一端绕过定滑轮，并与安置在试验平台上的跑步机的侧扶手或前把手连接；设置拉伸力值，保持时间300s，试验后检查跑步机有无异常；

调节压力臂，使压力臂处于垂直状态，拉力传感器设置在压力臂上，替换压力传感器，拉力试验带一端与压力臂连接，拉力试验带另一端绕过定滑轮，并与安置在试验平台上的跑步机的侧扶手或前把手连接；设置拉伸力值，保持时间300s，试验后检查跑步机有无异常。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。