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专利名称：轮椅车冲击强度测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测试装置，特别涉及一种轮椅车冲击强度测试装置。
背景技术：
由于轮椅车的使用对象多为老年人以及因外伤、疾病等引起的神经或身体其他部位受到较为严重的损伤的人，从而限制了人的行为和活动能力。因此，轮椅车作为患者长期的代步工具，其舒适性、安全性、稳定性以及功能性都成为了研究的因素。对于轮椅车的性能检测主要有25项测定项目，结合每个检测项目的测试内容，对轮椅车的相关构成部件进行试验，来检测它的性能。冲击强度实验也是其中重要的一部分。冲击强度是用于评价材料的抗冲击能力或判断材料的脆性和韧性程度。轮椅车冲击强度试验是在冲击载荷状态下，诸如乘坐者跌落到椅座上或轮椅车偶然撞到障碍物上，确定轮椅车及其主要零部件的强度。为了保障所生产出售的轮椅车耐冲击强度符合实际要求及标准，国内外技术监督局都已经制订了相关的试验方法标准要求。如，国内的GB/T 18029-8-2008:轮椅车第8部分静态强度、冲击强度及疲劳强度的要求和测试方法；GB/T 15494-1995:手动轮椅车强度试验方法；中国台湾的 CNS 14964-8 标准；国际的 ISO 7176-8-1998 =Wheelchairs-Part8-Requirements and test methods for static,impact and fatigue strengths 等。这些试验方法标准都明确列出了在进行轮椅车冲击强度试验时，轮椅车必须符合的一般条件，轮椅车在试验前后所需测量记录、检查的相关数据和内容，以及轮椅车冲击强度试验所需包含的试验内容及试 验器具、条件的要求。此外，国家康复辅具研究中心、上海互帮医疗器械有限公司、佛山市东方医疗设备厂有限公司、上海轮椅车厂也都对轮椅车的冲击强度测试进行研究分析。但是目前轮椅车冲击强度试验并无专业的测试装置，因此通过对国内外轮椅车冲击强度测试标准的研究，掌握轮椅车冲击强度测试的要求、方法以及获得一些重要参数，在此基础上，研制开发一台轮椅车冲击试验机，可对轮椅车的生产和使用的安全性和有效性进行评估，因此具有重要的意义。

发明内容
本发明的目的，就是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种轮椅车冲击强度测试装置。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:一种轮椅车冲击强度测试装置，其特征在于包括:底座；挡板，设置在底座的一个侧边；支撑臂，设置在底座上与挡板相对的另一个侧边；垂直滑动导轨，安装在支撑臂的上端；
主移动支架，滑套在垂直滑动导轨上可沿垂直滑动导轨上下移动；垂直运动步进电机传动机构，包括垂直运动步进电机和垂直运动传动机构，安装在主移动支架上并与主移动支架传动相连，可带动主移动支架上下移动；上固定支架，安装在垂直滑动导轨的上端；下固定支架，安装在支撑臂的上端；支撑杆，连接在上固定支架和下固定支架之间并从主移动支架穿过；水平滑动导轨，套装在主移动支架上并可沿主移动支架左右移动；水平运动步进电机传动机构，包括水平运动步进电机和水平运动传动机构，安装在水平滑动导轨的外端并与水平滑动导轨传动相连，可带动水平滑动导轨左右移动；轴承架，连接在水平滑动导轨的下面可随水平滑动导轨左右移动；轴承，安装在轴承架上可随轴承架左右移动并可转动；摆杆，连接在轴承的下方可绕轴承摆动；摆锤，连接在摆杆的下方；步进电机垂直运动控制机构，与垂直运动步进电机电信连接可控制垂直运动步进电机的运动；步进电机水平运动控制机构，与水平运动步进电机电信连接可控制水平运动步进电机的运动；计算机控制机构，分别与步进电机垂直运动控制机构、步进电机水平运动控制机构及摆锤电信连接，通过步进电机垂直运动控制机构、步进电机水平运动控制机构控制垂直运动步进电机和水平运动步进电机的运动，并记录摆锤的受力数据。所述的垂直运动传动机构包括蜗杆、蜗轮、传动轴、齿轮和齿条，蜗杆与垂直运动步进电机的主轴直接传动相连，蜗轮与蜗杆传动相连，传动轴的一端与蜗轮传动相连，另一端与齿轮传动相连，齿轮与齿条传动相连将齿轮的转动变成齿条的上下运动，齿条与主移动支架传动相连带动主移动支架沿垂直滑动导轨上下移动。所述的水平运动传动机构包括丝杠，丝杠的一端与水平运动步进电机的主轴直接传动相连，另一端穿过水平滑动导轨与主移动支架啮合传动相连，可带动水平滑动导轨沿主移动支架左右移动。还包括防翻约束机构，该防翻约束机构安装在支撑臂的内侧，可在对轮椅车进行测试时勾住轮椅车车架的前端以避免轮椅车因失去平衡而向后倾倒。本发明通过外接的步进电机垂直运动控制机构和步进电机水平运动控制机构两者结合确定了摆锤撞击时任一合理而准确的空间位置，然后按照测试标准中的要求，将摆锤调节到标准的夹角，再释放摆锤使其撞击待测轮椅车所需测试的各个部件，来评估轮椅车的安全性能，且结构简单，操作方便。


图1是本发明的立体结构示意图；图2是本发明的正视结构示意图；图3是本发明的侧视结构示意图(未涉及挡板和摆动锤)；图4是本发明的俯视结构示意图5是本发明中的垂直运动传动机构的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。参见图1，配合参见图2、图3、图4、图5，本发明的轮椅车冲击强度测试装置，包括底座1、挡板2、支撑臂3、垂直滑动导轨4、主移动支架5、垂直运动步进电机传动机构6、上固定支架7、下固定支架8、支撑杆9、水平滑动导轨10、水平运动步进电机传动机构11、轴承架12、轴承13、摆杆14、摆锤15、步进电机垂直运动控制机构16、步进电机水平运动控制机构17和计算机控制机构18。底座I为一个方形平板。挡板2设置在底座I的一个侧边。支撑臂3设置在底座I上与挡板2相对的另一个侧边。垂直滑动导轨4安装在支撑臂3的上端。主移动支架5滑套在垂直滑动导轨4上可沿垂直滑动导轨上下移动。垂直运动步进电机传动机构6安装在主移动支架5上并与主移动支架传动相连，可带动主移动支架上下移动。其包括垂直运动步进电机61和由蜗杆62、蜗轮63、传动轴64、齿轮65和齿条66组成的垂直运动传动机构。蜗杆62与垂直运动步进电机61的主轴直接传动相连，蜗轮63与蜗杆62传动相连，传动轴64的一端与蜗轮63传动相连，另一端与齿轮65传动相连，齿轮65与齿条66传动相连将齿轮的转动变成齿条的上下运动，齿条66与主移动支架5传动相连带动主移动支架沿垂直滑动导轨上下移动。上固定支架7安装在垂直滑动导轨4的上端。下固定支架8安装在支撑臂3的上端。支撑杆9连接在上固定支架7和下固定支架8之间并从主移动支架5穿过。水平滑动导轨10套装在主移动支架5上并可沿主移动支架5左右移动。水平运动步进电机传动机构11安装在水平滑动导轨10的外端并与水平滑动导轨10传动相连，可带动水平滑动导轨左右移动，包括水平运动步进电机111和由丝杠112构成的水平运动传动机构。丝杠112的一端与水平运动步进电机111的主轴直接传动相连，另一端穿过水平滑动导轨10与主移动支架5啮合传动相连，丝杠112可带动水平滑动导轨10沿主移动支架5左右移动。轴承架12连接在水平滑动导轨10的下面可随水平滑动导轨10左右移动。轴承13安装在轴承架12上可随轴承架左右移动并可转动。摆杆14连接在轴承13的下方可绕轴承摆动。摆锤15连接在摆杆14的下方。步进电机垂直运动控制机构16与垂直运动步进电机电信连接可控制垂直运动步进电机的运动。步进电机水平运动控制机构17与水平运动步进电机电信连接可控制水平运动步进电机的运动。计算机控制机构18分别与步进电机垂直运动控制机构16、步进电机水平运动控制机构17及摆锤15电信连接，通过步进电机垂直运动控制机构、步进电机水平运动控制机构控制垂直运动步进电机和水平运动步进电机的运动，并记录摆锤的受力数据。本发明还包括防翻约束机构19，该防翻约束机构19安装在支撑臂的内侧，可在对轮椅车进行测试时勾住轮椅车车架的前端以避免轮椅车因失去平衡而向后倾倒。本发明的工作原理是:将待测轮椅车安放在底座上，并将轮椅车处于制动状态。如有需要可以通过使用防翻约束机构勾住轮椅车车架的前端来加强固定轮椅车，避免轮椅车因失去平衡而向后倾倒。垂直运动步进电机动作，通过垂直运动传动机构中的一对相互哨合的蜗轮蜗杆机构、传动轴和一对相互哨合的齿轮齿条传动机构，实现主移动支架向上或向下移动。水平运动步进电机再带动丝杠旋转，通过与主支架右端一段内牙啮合实现水平滑动导轨向里或向外移动，来调整摆锤到恰当的测试位置。通过外接的步进电机水平运动控制机构可调节摆锤的水平位置，通过步进电机垂直运动控制机构可调节摆锤的垂直位置，两者结合确定了摆锤撞击时任一合理而准确的空间位置。按照测试标准中的要求，将摆锤调节到标准的夹角，然后释放摆锤使其撞击待测试用轮椅车所需测试的各个部件，并通过数据采集模块将采集的信号传输给计算机系统，计算机系统经控制系统和采集系统的软件，显示测试的数据。
权利要求
1.一种轮椅车冲击强度测试装置，其特征在于包括: 底座； 挡板，设置在底座的一个侧边； 支撑臂，设置在底座上与挡板相对的另一个侧边； 垂直滑动导轨，安装在支撑臂的上端； 主移动支架，滑套在垂直滑动导轨上可沿垂直滑动导轨上下移动； 垂直运动步进电机传动机构，包括垂直运动步进电机和垂直运动传动机构，安装在主移动支架上并与主移动支架传动相连，可带动主移动支架上下移动； 上固定支架，安装在垂直滑动导轨的上端； 下固定支架，安装在支撑臂的上端； 支撑杆，连接在上固定支架和下固定支架之间并从主移动支架穿过； 水平滑动导轨，套装在主移动支架上并可沿主移动支架左右移动； 水平运动步进电机传动机构，包括水平运动步进电机和水平运动传动机构，安装在水平滑动导轨的外端并与水平滑动导轨传动相连，可带动水平滑动导轨左右移动； 轴承架，连接在水平滑动导轨的下面可随水平滑动导轨左右移动； 轴承，安装在轴承架上可随轴承架左右移动并可转动； 摆杆，连接在轴承的下方可绕轴承摆动； 摆锤，连接在摆杆的下方； 步进电机垂直运动控制机构，与垂直运动步进电机电信连接可控制垂直运动步进电机的运动； 步进电机水平运动控制机构，与水平运动步进电机电信连接可控制水平运动步进电机的运动； 计算机控制机构，分别与步进电机垂直运动控制机构、步进电机水平运动控制机构及摆锤电信连接，通过步进电机垂直运动控制机构、步进电机水平运动控制机构控制垂直运动步进电机和水平运动步进电机的运动，并记录摆锤的受力数据。
2.如权利要求1所述的轮椅车冲击强度测试装置，其特征在于:所述的垂直运动传动机构包括蜗杆、蜗轮、传动轴、齿轮和齿条，蜗杆与垂直运动步进电机的主轴直接传动相连，蜗轮与蜗杆传动相连，传动轴的一端与蜗轮传动相连，另一端与齿轮传动相连，齿轮与齿条传动相连将齿轮的转动变成齿条的上下运动，齿条与主移动支架传动相连带动主移动支架沿垂直滑动导轨上下移动。
3.如权利要求1所述的轮椅车冲击强度测试装置，其特征在于:所述的水平运动传动机构包括丝杠，丝杠的一端与水平运动步进电机的主轴直接传动相连，另一端穿过水平滑动导轨与主移动支架啮合传动相连，可带动水平滑动导轨沿主移动支架左右移动。
4.如权利要求1所述的轮椅车冲击强度测试装置，其特征在于:还包括防翻约束机构，该防翻约束机构安装在支撑臂的内侧，可在对轮椅车进行测试时勾住轮椅车车架的前端以避免轮椅车因失去平衡而向后倾倒。
全文摘要
一种轮椅车冲击强度测试装置，包括底座、挡板、支撑臂、垂直滑动导轨、主移动支架、垂直运动步进电机传动机构、上固定支架、下固定支架、支撑杆、水平滑动导轨、水平运动步进电机传动机构、轴承架、轴承、摆杆、摆锤、步进电机垂直运动控制机构、步进电机水平运动控制机构和计算机控制机构。本发明通过外接的步进电机垂直运动控制机构和步进电机水平运动控制机构两者结合确定了摆锤撞击时任一合理而准确的空间位置，然后按照测试标准中的要求，将摆锤调节到标准的夹角，再释放摆锤使其撞击待测轮椅车所需测试的各个部件，来评估轮椅车的安全性能，且结构简单，操作方便。
文档编号G01N3/30GK103149102SQ201110401448
公开日2013年6月12日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日
发明者赵改平, 颜文涛, 曹帅, 尚昆, 崔海坡, 沈力行 申请人:上海理工大学