拳击沙袋冲击测试装置的制作方法

本发明涉及一种拳击沙袋冲击测试装置。

背景技术：

研究结果表明，在拳击运动中人体的腹部、腰部和臀部不停地运动，不仅有充分燃烧体内多余脂肪的作用，同时也能合理有效的雕塑身体各部分肌肉，使之形态更加完美。对于长期在电脑前工作作的现代人来说，背、颈部常有酸痛感，拳击运动对于这些长期伏案工作的人群也具有特别的保健作用，同时，由于这项运动要求精神高度集中，从中可以学会控制情绪、不易急躁，进而能够改善睡眠状况、调节人体的内分泌。

因此拳击运动越来越受到人们的喜爱，拳击沙袋的销量和市场需求也越来越大，沙袋的结构主要包括吸能抗打击的内胆和包裹在内胆外侧的缓冲层和高密度pu表皮，在使用过程中希望沙袋既具有足够的弹性能够充分吸收打击能量，又希望外皮耐打且能够快速恢复。但是目前对于拳击沙袋的出厂标准和测试指标、方法没有明确的规范要求，对拳击沙袋的性能无法进行系统量化的评价，传统的测量方法多关注拳击沙袋的尺寸、重量，对于打击凹陷尺寸、回弹速度等性能多采用人工测试，手法各不相同且效率低、误差大，难以用来对拳击沙袋进行评价和质量监督。

因此有必要设计一种拳击沙袋冲击测试装置，能够测试得到拳击沙袋在不同打击力作用下的凹槽尺寸大小、表皮回弹速度快慢等性能数据，进而对拳击沙袋的吸能效果和耐用性等使用指标进行量化的评价。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的不足，发明了一种能够测试拳击沙袋受到打击时沙袋表面冲击凹坑大小的拳击沙袋冲击测试装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种拳击沙袋冲击测试装置，它主要包括固定机构、冲击测量机构、动力机构和控制器，所述固定机构设置在所述动力机构的左侧，所述冲击测量机构与所述动力机构固定连接，所述控制器设置在所述动力机构的外侧。

所述固定机构主要包括底座、支撑杆、固定圈和固定带，所述支撑杆竖直固定在所述底座上，所述固定圈为半圆形且一端套设在所述支撑杆上，所述固定圈具有两个且端部通过螺栓连接。所述固定带的一端套设在所述支撑杆上，另外一端与设置在所述支撑杆上的卡扣连接。

所述动力机构主要包括箱体、驱动电机、驱动轮和驱动杆，所述驱动电机竖直设置在所述箱体的内部且驱动连接有所述驱动轮，所述驱动轮上具有缺口，所述驱动电机与所述控制器连接。所述箱体的竖壁设置有窗口，所述驱动杆套设在所述窗口上的支撑转轴上，所述驱动轮与所述驱动杆接触连接，所述驱动杆和所述箱体的后方竖壁之间设置有驱动弹簧。

所述冲击测量机构主要包括连接杆、旋转杆、击打球、旋转气缸、滑动气缸和测试组件，所述连接杆与所述驱动杆固定连接，所述旋转杆通过轴承可旋转的连接在所述连接杆端部，所述击打球和所述旋转气缸分别固定设置在所述旋转杆的端部两侧，所述滑动气缸固定设置在所述旋转气缸的旋转轴上，所述测试组件设置在所述滑动气缸的滑块上。所述连接杆的端部固定设置有转向电机，所述转向电机与所述旋转杆驱动连接，且所述转向电机与所述控制器连接。

所述测试组件主要包括电磁铁、光电传感器和伸缩杆，所述电磁铁和所述光电传感器固定设置在所述滑块上，所述光电传感器和所述电磁铁的线圈均与所述控制器连接，所述伸缩杆包括横杆和竖杆，所述横杆通过支撑弹簧设置在所述滑块上，且所述横杆位于所述光电传感器和所述电磁铁的上方，所述竖杆竖直设置在所述横杆上且所述竖杆的端部设置有滚轮。

进一步的，所述底座主要包括底板、缓冲板和支撑板，所述底板通过多个支撑脚设置在地面上，所述缓冲板通过多个缓冲弹簧支撑在所述底板上，所述支撑板通过推力滚子轴承可旋转的设置在所述缓冲板的上方，所述支撑杆与所述支撑板固定连接。

所述支撑杆的上端设置有旋转转轴，且所述旋转转轴可旋转的连接有支撑架，所述支撑架水平设置且与所述箱体上端固定连接，所述旋转转轴与设置在所述支撑架上的旋转电机驱动连接，所述旋转电机与所述控制器连接。

进一步的，在所述驱动轮的上表面上设置有定位磁铁，所述驱动轮的上方设置有霍尔传感器，所述霍尔传感器固定设置在所述箱体内部的悬挂杆上，当所述驱动轮旋转时，所述定位磁铁能够经过所述霍尔传感器的下方，所述霍尔传感器与所述控制器连接。

进一步的，所述箱体的后方竖壁上设置有调节杆，所述调节杆通过螺纹与所述箱体连接并穿过所述箱体的竖壁，所述调节杆的端部顶在调节板上，所述调节板与所述驱动弹簧固定连接，所述调节板可滑动的套设在箱体内部的挂杆上。

进一步的，所述箱体的右侧竖壁上设置有水平的压板，所述驱动杆的右端与所述压板的底面接触，所述支撑转轴上设置有支撑轴承，所述驱动杆设置在所述支撑轴承的上方。

进一步的，所述连接杆的右端为平板状且设置有滑槽，所述驱动杆的端部设置有连接轴，所述连接轴设置在所述滑槽内，所述连接轴的上端具有螺纹并连接有紧固螺栓。

进一步的，所述滑块上设置有挤压气缸，所述挤压气缸的活塞杆支撑在所述横杆上，所述竖杆具有弯曲段，所述弯曲段的端部具有两个相互平行的分叉，每个所述分叉的端部均设置有所述滚轮。所述分叉与所述滑块的表面相互垂直，且在两个所述分叉之间的所述滑块表面上设置有第二光电传感器，所述第二光电传感器与所述控制器连接。

进一步的，在所述击打球与所述旋转杆之间设置有压力传感器，所述压力传感器与所述控制器连接。

本发明的有益效果是：

1、冲击测量机构能够对拳击沙袋进行打击后迅速测量沙袋表面的凹陷尺寸。

2、挤压气缸能够驱动竖杆在拳击沙袋的表面挤压出凹陷后收回，第二光电传感器能够测量拳击沙袋表皮的回弹速度。

3、连接杆与驱动杆之间的距离和角度可以进行调节，通过调节杆能够调节击打力度的大小，进而能够测试不同击打角度和力度下的沙袋凹陷数据。

4、旋转电机能够驱动固定机构旋转，实现对拳击沙袋不同位置的测试，固定带可以上下调节位置，多个固定带能够固定不同尺寸的沙袋，包括小尺寸的拳击速度球。

附图说明

附图1为本发明的立体结构示意图；

附图2为本发明的俯视结构示意图；

附图3为本发明的主视结构示意图；

附图4为本发明的左视结构示意图；

附图5为本发明的冲击测量机构立体结构示意图；

附图6为本发明的附图5中a区域局部放大结构示意图；

附图7为本发明的伸缩杆和滚轮立体结构示意图；

附图8为本发明的驱动结构内部立体剖视结构示意图；

附图9为本发明的驱动结构内部俯视剖视结构示意图；

附图10为本发明的卡扣卡紧固定带时剖视结构示意图；

附图11为本发明的卡扣松开固定带时剖视结构示意图；

附图12为本发明的冲击测量机构测试凹陷时的主体结构示意图；

附图13为本发明的驱动结构局部立体结构示意图。

图中，固定机构1、底座10、底板101、缓冲板102、支撑板103、缓冲弹簧104、支撑杆11、转盘111、旋转转轴112、支撑架113、旋转电机114、固定圈12、固定带13、卡扣131、卡齿132、限位块133、拉块134、冲击测量机构2、连接杆21、转向电机211、滑槽212、旋转杆22、击打球23、旋转气缸24、滑动气缸25、滑块251、测试组件26、电磁铁261、光电传感器262、伸缩杆263、横杆264、竖杆265、滑杆266、支撑弹簧267、滚轮268、挤压气缸27、弯曲段28、分叉281、第二光电传感器29、动力机构3、箱体31、窗口311、支撑转轴312、挂杆313、悬挂杆314、压板315、支撑轴承316、驱动电机32、驱动轮33、定位磁铁331、霍尔传感器332、驱动杆34、连接轴341、紧固螺栓342、驱动弹簧35、调节杆351、调节板352、控制器4。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的实施方式。

如附图1至附图13所示，一种拳击沙袋冲击测试装置，它主要包括固定机构1、冲击测量机构2、动力机构3和控制器4，所述固定机构1设置在所述动力机构3的左侧的地面上，所述冲击测量机构2与所述动力机构3固定连接，所述控制器4设置在所述动力机构3的外侧，所述冲击测量机构2在所述动力机构3的驱动下击打沙袋并测量沙袋上的凹陷数据，所述控制器4与上位机连接，所述冲击测量机构2测量得到的数据能够在所述上位机上处理和显示。

所述固定机构1主要包括底座10、支撑杆11、固定圈12和固定带13，所述支撑杆11竖直固定在所述底座10上，在本实施例中所述支撑杆11具有两个，所述固定圈12为半圆形的且一端可旋转的套设在所述支撑杆11上，所述固定圈12具有两个，两个所述固定圈12分别套设在两个所述支撑杆11上，两个所述固定圈12的另外一端通过螺栓固定连接，从而将沙袋的底部固定住。所述固定带13的一端可旋转的套设在所述支撑杆11上，在另外一个所述支撑杆11上设置有可上下移动的卡扣131，所述固定带13一侧面上设置有卡齿132，所述固定带13能够通过卡齿132连接在所述卡扣131上。如图10～图11所示，所述卡扣131上具有限位块133和拉块134，将所述固定带13伸入所述卡扣131内部然后拉动所述固定带13，所述限位块133卡在所述卡齿132内，从而实现对沙袋的束缚，当需要松开沙袋的时候，拉动所述拉块134即可将所述固定带13松开。调节两个所述固定带13上下之间的距离能够将不同大小尺寸的沙袋固定在所述支撑杆11上，即使尺寸较小的拳击速度球也可以被有效固定。

为了能够对沙袋不同的位置进行测试，将所述底座10设计为上部可以旋转，所述底座10包括底板101、缓冲板102和支撑板103，所述底板101通过多个支撑脚支撑在地面上，所述缓冲板102通过多个缓冲弹簧104支撑在所述底板101上，所述支撑板103通过推力滚子轴承可旋转的设置在所述缓冲板102的上方，两个所述支撑杆11竖直固定连接在所述支撑板103上。所述支撑杆11的上端通过转盘111连接有旋转转轴112，所述旋转转轴112通过轴承可旋转的连接在支撑架113上，所述支撑架113水平设置且与下述箱体31的上端固定连接，所述旋转转轴112穿过所述支撑架113，且所述旋转转轴112与设置在所述支撑架113上的旋转电机114的转轴通过皮带连接，所述旋转电机114与所述控制器4连接。当所述冲击测量机构2完成一处位置的测量后，控制器4控制所述旋转电机114旋转，带动固定在所述底座10上的沙袋旋转一定角度，所述冲击测量机构2即可对不同的位置进行测试。

所述动力机构3设置在所述固定机构1的右侧，所述动力机构3主要包括箱体31、驱动电机32、驱动轮33和驱动杆34，所述驱动电机32竖直固定设置在所述箱体31的内部底面上，且所述驱动电机32的电机轴通过联轴器连接有所述驱动轮33，如图13所示，所述驱动轮33上设置有缺口，所述驱动电机32与所述控制器4连接。所述箱体31的左侧竖壁上设置有窗口311，所述驱动杆34穿过所述窗口311且所述驱动杆34的中间位置套设在所述窗口311上的支撑转轴312上，所述驱动轮33与所述驱动杆34接触连接，所述驱动杆34和所述箱体31的后方竖壁之间设置有多个驱动弹簧35。

为了能够调节所述驱动弹簧35的弹力，在所述箱体31的后方竖壁上设置有调节杆351，所述调节杆351通过螺纹与所述箱体31连接，且所述调节杆351穿过所述箱体31的竖壁进入所述箱体31的内部，所述调节杆351的顶在调节板352的后面，所述调节板352的前面与所述驱动弹簧35固定连接，所述调节板352可滑动的套设在箱体31内部的挂杆313上，当旋转所述调节杆351时，所述调节杆351能够推动所述调节板352在所述挂杆313上运动，进而使所述调节板352压缩或者放松所述驱动弹簧35，从而对所述驱动弹簧35的弹力进行调节，进而达到对所述冲击测量机构2施加在沙袋上的击打力进行调节的目的。

为了更加精确的控制所述驱动轮33的旋转位置，在所述驱动轮33的上表面上设置有定位磁铁331，所述驱动轮33的上方设置有霍尔传感器332，所述霍尔传感器332固定设置在所述箱体31内部的悬挂杆314上，当所述驱动轮33旋转时，所述定位磁铁331能够经过所述霍尔传感器332的下方，所述霍尔传感器332与所述控制器4连接。

为了使所述驱动杆34旋转更加平稳，避免因为受到所述冲击测量机构2的自身重量影响导致所述驱动杆34的右端翘起，在所述箱体31的右侧竖壁上设置有水平的压板315，所述驱动杆34的右端设置在所述压板315的底部并与所述压板315的底面接触，所述支撑转轴312上设置有支撑轴承316，所述驱动杆34设置在所述支撑轴承316的上方，所述支撑轴承316采用能够承受轴向力的推力滚子轴承。

所述冲击测量机构2主要包括连接杆21、旋转杆22、击打球23、旋转气缸24、滑动气缸25和设置在所述滑动气缸25上的测试组件26，所述连接杆21的左端为圆形且右端为板状，所述连接杆21的右端与所述驱动杆34的左端固定连接，所述旋转杆22的右端通过轴承可旋转的连接在所述连接杆21端部，为了使连接部位能够承受所述冲击测量机构2测量时产生的径向力，在本实施例中采用圆柱滚子轴承连接所述旋转杆22和所述连接杆21。所述击打球23和所述旋转气缸24分别相对的固定设置在所述旋转杆22的两侧，所述击打球23为圆球形，在进行测试的时候可以将拳击手套套在在所述击打球23上进行测试，所述滑动气缸25的滑动杆固定设置在所述旋转气缸24的旋转轴上，所述测试组件26设置在所述滑动气缸25的滑块251上，所述滑动气缸25和所述旋转气缸24均连接有气源和电磁阀，且所述电磁阀与所述控制器4连接。所述连接杆21的端部固定设置有转向电机211，在本实施例中所述转向电机211采用伺服电机，所述转向电机211的电机轴通过同步带与固定设置在所述旋转杆22上的传动齿轮连接，所述转向电机211与所述控制器4连接。为了更加准确的调节击打力，在所述击打球23与所述旋转杆22之间设置有压力传感器，所述压力传感器与所述控制器4连接，在进行测试的时候，所述压力传感器的测试数值可以通过控制器4传输到上位机上。

为了使所述连接杆21与所述驱动杆34之间的相对位置可以调节，所述连接杆21的右端设置有滑槽212，在所述驱动杆34的端部设置有竖直的连接轴341，所述连接轴341设置在所述滑槽212内，所述连接轴341的上端具有螺纹并连接有紧固螺栓342，松开所述紧固螺栓342以后，可以通过所述滑槽212将所述连接杆21沿着所述连接轴341旋转和滑动，进而能够调节所述击打球23与沙袋之间的角度，从而能够使所述测试组件26能够测试不同击打方向下沙袋的凹陷数据。

所述测试组件26主要包括电磁铁261、光电传感器262和伸缩杆263，所述电磁铁261和所述光电传感器262固定设置在所述滑块251上，所述光电传感器262和所述电磁铁261的线圈均与所述控制器4连接，所述伸缩杆263包括横杆264和竖杆265，所述横杆264套设在所述滑块251上的滑杆266上，且所述滑杆266外侧设置有支撑弹簧267，所述横杆264位于所述光电传感器262和所述电磁铁261的上方，所述竖杆265竖直设置在所述横杆264上且所述竖杆265的端部设置有滚轮268。所述光电传感器262可以采用激光测距传感器，当所述电磁铁261通电的时候，所述电磁铁261能够将所述伸缩杆263吸附固定，当所述电磁铁261断电的时候，所述伸缩杆263在所述支撑弹簧267的弹力作用下伸出。

所述控制器4控制所述驱动电机32旋转，当所述驱动轮33的缺口位置旋转至与所述驱动杆34接触时，所述驱动杆34的前侧失去所述驱动轮33的约束阻挡作用，所述驱动杆34在所述驱动弹簧35的作用下围绕所述支撑转轴312旋转，进而驱动所述击打球23击打沙袋的表面。驱动轮33继续旋转将所述驱动杆34约束至原来位置，从而使击打球23与沙袋表面分离，在所述驱动轮33旋转的过程中，当所述定位磁铁331运动至所述霍尔传感器332的下方的时候，所述控制器4控制所述驱动电机32停止运转(当然也可以在控制器4中设置计时模块，通过控制器4控制所述驱动电机32的旋转时间控制驱动轮33的停留位置)，控制器4控制所述转向电机211旋转，使所述旋转杆22旋转180°，将所述测试组件26旋转至面对沙袋的位置，控制器4控制旋转气缸24旋转90°，使所述滑动气缸25的滑动杆处于竖直方向，控制器4控制电磁铁261断电，使伸缩杆263在支撑弹簧267的作用下压在沙袋的表面，控制器4控制滑动气缸25的滑块251自上而下滑动，所述伸缩杆263上的滚轮268在沙袋的表面滚动，设置在所述横杆264背面的光电传感器262测量出所述伸缩杆263与所述光电传感器262之间的距离变化并将测量数据通过控制器4上传至上位机上，在上位机上将信号处理后即可以得到沙袋表面的凹陷曲线，进而得到凹陷的大小、深度等数据。

为了能够测试沙袋表皮的回弹速度，在所述滑块251的上下两侧固定设置有两个挤压气缸27，所述挤压气缸27的活塞杆支撑在所述横杆264的背面，所述竖杆265具有弯曲段28，所述弯曲段28的端部具有两个相互平行的分叉281，每个所述分叉281的端部均设置有所述滚轮268。所述分叉281与所述滑块251的表面相互垂直，且在两个所述分叉281之间的所述滑块251表面上设置有第二光电传感器29，所述第二光电传感器29与所述控制器4连接，所述第二光电传感器29可以采用激光测距传感器，由于所述第二光电传感器29设置在两个所述分叉281的下方，因此所述第二光电传感器29的激光信号能够穿过两个所述分叉281之间的间隙达到沙袋的表皮，进而能够测量沙袋表皮到所述第二光电传感器29之间的距离。

测试沙袋表皮回弹速度的方法如下：

控制器4控制挤压气缸27的活塞杆伸出将伸缩杆263推向沙袋的表面，伸缩杆263的竖杆265端部的滚轮268将沙袋表面挤压凹陷，控制器4控制第二光电传感器29测试凹陷位置的沙袋表皮与第二光电传感器29之间的距离，然后控制器4控制挤压气缸27的活塞杆缩回，同时控制电磁铁261通电，电磁铁261将伸缩杆263吸附固定，滚轮268离开沙袋的表面，沙袋表面的表皮开始回弹，第二光电传感器29记录与沙袋表皮之间的距离随着时间的变化并将测试信号通过控制器4传输到上位机，通过处理测试数据能够得到第二光电传感器29与沙袋表皮之间距离随着时间的变化曲线，进而能够得到沙袋表皮的回弹速度、回弹尺寸等数据。

上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。