УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА УДАРНУЮ ВИБРАЦИЮ
IMPACT VIBRATION TESTING DEVICE

Настоящая заявка испрашивает приоритет по китайской заявке на патент №201910019633.X, поданной 9 января 2019 г., которая включена здесь в качестве ссылки во всей полноте.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству для испытаний и, в частности, относится к устройству для испытаний на ударную вибрацию, которое генерирует повторяющиеся ударные воздействия на объект для испытаний.
ОПИСАНИЕ ИЗВЕСТНОГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
С развитием науки и техники появились различные электронные изделия, и конструкция частей внутри изделий становится все более и более точной, поэтому конструкция, из которой они изготовлены, должна обладать определенной степенью прочности для предотвращения повреждения. Для обеспечения того, что изделия не будут повреждены во время транспортировки, или обеспечения того, что изделия будут иметь достаточную долговечность при их использовании пользователями, прежде чем они покинут фабрики, изделия должны быть подвергнуты различным испытаниям. Устройство для испытаний на ударную вибрацию представляет собой устройство для моделирования условий воздействия ударных нагрузок, в которых оказываются изделия во время транспортировки или использования, и, таким образом, испытания накопленного повреждения изделий и ухудшения определенной функции, чтобы производители могли узнать о структурных недостатках изделий на начальном этапе разработки.
Используемое в настоящее время устройство для испытаний на ударную вибрацию представляет собой устройство для испытаний на ударную вибрацию консольного типа, в котором сила тяжести его платформы для размещения объекта для испытаний отклоняется относительно центра вращения консоли, поэтому устройство для испытаний на ударную вибрацию, вероятно, застрянет во время эксплуатации. Кроме того, регулировочный компонент в устройстве для испытаний на ударную вибрацию для управления диапазоном перемещения, может быть размещен только в определенной области из-за ограничения по технической характеристике частей, поэтому более точная регулировка не может быть достигнута, не говоря уже о быстрой эксплуатации устройства.
Соответственно, в данной области техники существует острая необходимость в создании устройства для испытаний на ударную вибрацию, чтобы преодолеть вышеупомянутые недостатки.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является создание устройства для испытаний на ударную вибрацию, которое позволяет пользователю регулировать ударное воздействие при помощи более удобных и упрощенных действий.
Другой целью настоящего изобретения является создание устройства для испытаний на ударную вибрацию, которое может выполнять точную регулировку ударного воздействия за счет управления роликом, регулировочным компонентом и компонентом, модулирующим давление.
Для достижения вышеупомянутых целей устройство для испытаний на ударную вибрацию настоящего изобретения содержит платформу и опорный узел. Платформа имеет поверхность для размещения объекта для испытаний, а опорный узел расположен под платформой, чтобы заставить платформу совершать возвратно-поступательное движение в перпендикулярном направлении. Опорный узел включает в себя возвратно-поступательную конструкцию и компонент, изменяющий давление, возвратно-поступательная конструкция выполнена с возможностью перемещения платформы между первым местоположением и вторым местоположением, а компонент, изменяющий давление, расположен рядом с возвратно-поступательной конструкцией и оказывает давление на платформу через средство косвенного контакта.
Для достижения вышеупомянутых целей возвратно-поступательная конструкция, включенная в устройство для испытаний на ударную вибрацию настоящего изобретения, содержит кулачок, контактирующий с роликом платформы снизу и удерживает его, и кулачок выполнен с возможностью приводить ролик в движение в перпендикулярном направлении, когда кулачок вращается с вращающимся валом так, чтобы приводить в движение платформу между первым местоположением и вторым местоположением.
Для достижения вышеупомянутых целей платформа, включенная в устройство для испытаний на ударную вибрацию настоящего изобретения, имеет область контактного давления, а компонент, изменяющий давление, оказывает положительное давление или отрицательное давление на область контактного давления выше или ниже области контактного давления в средстве косвенного контакта.
Для достижения вышеупомянутых целей компонент, изменяющий давление, включенный в устройство для испытаний на ударную вибрацию настоящего изобретения, представляет собой пневматический изменяющий компонент или гидравлический изменяющий компонент.
Для достижения вышеупомянутых целей платформа, включенная в устройство для испытаний на ударную вибрацию настоящего изобретения, дополнительно содержит регулировочный компонент, а ролик расположен с возможностью регулировки на регулировочном компоненте так, чтобы на платформе можно было выполнять точную регулировку в перпендикулярном направлении.
Для достижения вышеуказанных целей возвратно-поступательная конструкция опорного узла, включенного в устройство для испытаний на ударную вибрацию настоящего изобретения, дополнительно содержит стержень, а стержень выполнен с возможностью ограничения вращающегося вала и приводится в движение по меньшей мере одним двигателем.
Для достижения вышеупомянутых целей, когда кулачок возвратно-поступательной конструкции, включенной в устройство для испытаний на ударную вибрацию настоящего изобретения, и по меньшей мере один двигатель, соответственно, расположены на двух противоположных сторонах платформы, стержень выполнен с возможностью прохода через продолговатое отверстие, расположенное ниже платформой.
Для достижения вышеупомянутых целей устройство для испытаний на ударную вибрацию по настоящему изобретению дополнительно содержит буферную конструкцию, имеющую буфер, и буферная конструкция расположена ниже опорного узла.
Для достижения вышеупомянутых целей буферная конструкция, включенная в устройство для испытаний на ударную вибрацию настоящего изобретения, дополнительно содержит регулируемый элемент, и регулируемый элемент регулирует высоту буфера, который подвергается воздействию снаружи окружающей периферией буфера так, чтобы контролировать силу буферизации, обеспечиваемую буфером.
Подробная технология и предпочтительные варианты выполнения изобретения, реализованные для рассматриваемого изобретения, описаны в следующих параграфах, сопровождающих прилагаемые чертежи для специалистов в области техники для лучшего понимания признаков заявленного изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет схематический вид в перспективе устройства для испытаний на ударную вибрацию, используемого в сочетании с готовой к эксплуатации машиной в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения.
Фиг. 2 представляет схематический вид в перспективе устройства для испытаний на ударную вибрацию, показанного на фиг. 1.
Фиг. 3 представляет частично увеличенный схематический вид в перспективе устройства для испытаний на ударную вибрацию, показанного на фиг. 1 между первым местоположением и вторым местоположением.
Фиг. 4A представляет частично увеличенный схематический вид в перспективе устройства для испытаний на ударную вибрацию, показанного на фиг. 1 в первом местоположении.
Фиг. 4B представляет частично увеличенный схематический вид в перспективе устройства для испытаний на ударную вибрацию на фиг. 1 во втором местоположении.
Фиг. 5 - фиг. 8 представляют частично увеличенные схематические виды в перспективе компонентов частей устройства для испытаний на ударную вибрацию на фиг. 1.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
На фиг. 1 и фиг. 2 показаны схематические виды в перспективе устройства 10 для испытаний на ударную вибрацию в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Устройство 10 для испытаний на ударную вибрацию может быть внешне соединено с готовой к эксплуатации машиной 50, которая выполняет проводное или беспроводное дистанционное управление на устройстве 10 для испытаний на ударную вибрацию. Готовая к эксплуатации машина 50 может отображать данные о давлении, оказываемом на объект для испытаний устройством 10 для испытаний на ударную вибрацию, так что пользователь может удобно просматривать и, соответственно, выполнять точную регулировку давления.
Устройство 10 для испытаний на ударную вибрацию может содержать платформу 100 и опорный узел 200, и техническое содержание этих компонентов будет последовательно описано ниже.
Как показано на фиг. 2, платформа 100 имеет поверхность 110, и объект для испытаний (не показан) размещается и поддерживается на поверхности 110. Опорный узел 200 расположен ниже платформы 100, чтобы заставить платформу 100 совершать возвратно-поступательное движение в перпендикулярном направлении D (то есть в направлении Y).
max
min
Кроме того, опорный узел 200 включает в себя возвратно-поступательную конструкцию 210 и компонент 220 изменяющий давления, возвратно-поступательная конструкция 210 выполнена с возможностью перемещения платформы 100 между первым местоположением (самой высокой точкой, как показано на фиг. 4А, которая имеет максимальную высоту H) и вторым местоположением (самая низкая точка, как показано на фиг. 4B, которая имеет минимальную высоту H) (платформа 100 на фиг. 3 показывает высоту H между первым местоположением и вторым местоположением), и компонент 220 изменяющий давления, расположен рядом с возвратно-поступательной конструкцией 210 и оказывает давление на платформу 100 при помощи средств косвенного контакта.
Как показано на фиг. 3, возвратно-поступательная конструкция 210 содержит кулачок 212 (т.е. приводной элемент), и кулачок 212 контактирует с роликом 120 (т.е. ведомым элементом) платформы 100 ниже ролика 120 и удерживает его. Таким образом, когда кулачок 212, расположенный ниже ролика 120, вращается с вращающимся валом 214, ролик 120, поддерживаемый выше кулачка 212, выполнен с возможностью перемещения по контуру кулачка 120, так что ролик 120 перемещается в перпендикулярном направлении D, тем самым управляя движением платформы 100 между первым местоположением и вторым местоположением.
Ролик 120 расположен так, чтобы перемещаться только в перпендикулярном направлении D. Когда работает устройство 10 для испытаний на ударную вибрацию, кулачок 212 вращается против часовой стрелки, так что ролик 120, упирающийся торцом в кулачок 212, поднимается вверх вдоль контура кулачка 212 или сразу же падает вниз.
max
Подробно, как показано на фиг. 4А, кулачок 212 содержит выступающий верхний конец 212а и углубление 212b, и углубление 212b располагается рядом с выступающим верхним концом 212а. Когда кулачок 212 вращается против часовой стрелки, ролик 120 сначала контактирует с выступающим верхним концом 212а, а затем падает в углубление 212b от выступающего верхнего конца 212а. Поскольку ролик 120 является частью платформы 100 и закреплен на платформе 100, движение ролика 120 вверх-вниз в перпендикулярном направлении D соответственно будет приводить в движение платформу 100. А именно, когда кулачок 212 вращается так, что ролик 120 перемещается к выступающему верхнему концу 212а кулачка 212, ролик 120 располагается в самой высокой точке, до которой он может перемещаться, и платформа 100 соответственно приводится в движение, чтобы подняться на максимальную высоту H, чтобы достигнуть первого местоположения.
min
min
После этого, как показано на фиг. 4B, когда кулачок 212 продолжает вращаться так, что ролик 120 освобождается от выступающего верхнего конца 212a и сразу же падает в углубление 212b, платформа 100 также сразу падает из первого местоположения во второе местоположение (т. е. падает до минимальной высоты H) соответственно, тем самым создавая ударное воздействие по объекту для испытаний. Необходимо отметить, что минимальная высота H не ограничена расстоянием, изображенным на чертежах, и может включать расстояние 0 мм или более, в зависимости от настройки пользователя.
max
min
Повторяя вышеупомянутое действие вращения кулачка 212, ролик 120 может немедленно падать с выступающего верхнего конца 212а в углубление 212b кулачка 212 в течение определенного периода времени, и платформа 100, соответственно, приводится в действие для немедленного падения из первого местоположения во второе местоположение в течение определенного периода времени (то есть падения с максимальной высоты H до минимальной высоты H), создавая тем самым повторяющиеся ударные воздействия на объект для испытаний для выполнения испытаний на ударную вибрацию объекта для испытаний.
Другими словами, если вращение кулачка 212 контролируется надлежащим образом, то можно соответствующим образом управлять рабочей частотой выполнения испытаний на ударную вибрацию на объекте для испытаний с помощью устройства для испытаний на ударную вибрацию по настоящему изобретению или период, в течение которого на объект для испытаний оказывается воздействие с помощью устройства для испытаний на ударную вибрацию по настоящему изобретению.
max
min
На фиг. 5 платформа 100 дополнительно содержит регулировочный компонент 140, и ролик 120 расположен в регулировочном компоненте 140 с возможностью регулировки. Выполнение точной регулировки местоположения ролика 120 в перпендикулярном направлении D через регулировочный компонент 140 состоит в точной регулировке на платформе 100 в перпендикулярном направлении D. В варианте осуществления, показанном на фиг. 5, регулировочный компонент 140 может содержать винт 142, и ролик 120 может подниматься или опускаться в перпендикулярном направлении D, вращая винт 142 по часовой стрелке или против часовой стрелки. Кроме того, ролики 120 разных диаметров (например, ролики, имеющие диаметры 5 сантиметров, 5,5 сантиметров, 6 сантиметров или подобные, которые различаются с интервалом в 5 миллиметров), также могут быть заменены для изменения диапазона подъема платформы 100 (т. е. сократить или увеличить расстояние перемещения платформы 100 между первым местоположением и вторым местоположением; другими словами, уменьшить или увеличить разницу между максимальной высотой H и минимальной высотой H), тем самым достигая эффекта регулировки давления, оказанного на платформу 100.
В настоящем изобретении платформа 100 дополнительно имеет области 130 контактного давления. Как показано на фиг. 6, области 130 контактного давления, расположенные с двух сторон ниже платформы 100, соединены с платформой 100 через опору 160, так что компонент 220, изменяющий давление может оказывать положительное давление или отрицательное давление (вакуум) на области 130 контактного давления выше или ниже областей 130 контактного давления в средстве косвенного контакта посредством цилиндра или подушки безопасности, и компонент 220, изменяющий давление, может быть пневматическим изменяющим компонентом или гидравлическим изменяющим компонентом.
Подробно, в варианте осуществления, показанном на фиг. 6 и фиг. 7, компонент 220, изменяющий давление, является пневматическим изменяющим компонентом, а компонент 220, изменяющий давление, имеет две подушки 222 безопасности, и такие элементы, как трубопроводы или подобные, для подачи воздуха (не показано). Области 130 контактного давления относятся к частям, контактирующим с двумя подушками 222 безопасности, и подушки 222 безопасности расположены над областями 130 контактного давления.
Во время работы устройства 10 для испытаний на ударную вибрацию положительное давление или отрицательное давление могут быть косвенно приложены в области 130 контактного давления путем нагнетания воздуха в подушку 222 безопасности для формирования положительного давления или путем откачки воздуха из подушки 222 безопасности для создания отрицательного давления. Другими словами, расположение компонента 220, изменяющего давление, может дополнительно обеспечить подачу понижающего давления (когда компонент 220, давление, обеспечивает положительное давление) или повышающего давление (когда компонент 220, изменяющий давления, обеспечивает отрицательное давление) на платформу 100 во время испытания на ударную вибрацию. Таким образом, в отличие от существующей практики, в зависимости от принципа гравитационной потенциальной энергии, когда высота падения, вызванная кулачком, может регулироваться только механическим способом, настоящее изобретение дополнительно добавляет упругую потенциальную энергию, которая может быть увеличена или уменьшена с использованием цилиндра или подушки безопасности, тем самым повышая эксплуатационную точность и дальнейшее улучшение работоспособности во время проведения испытания на ударную вибрацию. Поэтому устройство 10 для испытаний на ударную вибрацию настоящего изобретения не может быть ограничено спецификацией частей существующего оборудования, и может быть произведена более точная регулировка давления, оказанного на платформу 100. Кроме того, как показано на фиг. 1, данные о значении давления также могут быть получены через соединение с готовой к эксплуатации машиной 50, благодаря чему достигается эффект автоматического мониторинга и регулировки давления, оказанного на платформу 100, и обеспечения стабильных условий испытания.
Необходимо понимать, что в варианте осуществления, показанном на фиг. 6, подушка 222 безопасности компонента 220, изменяющего давление, расположена выше областьи 130 контактного давления для оказания давления, чтобы предотвратить влияние материала или веса подушки 222 безопасности на точность регулировки давления, но не ограничивается этим. Другими словами, в других вариантах осуществления подушка 222 безопасности компонента 220 изменяющего давление, также может быть расположена ниже области 130 контактного давления для оказания давления, и также может быть достигнут эффект точной регулировки давления.
На фиг. 7 возвратно-поступательная конструкция 210 дополнительно содержит стержень 216, и стержень 216 выполнен с возможностью ограничения вращающегося вала 214 кулачка 212 и приводится в действие по меньшей мере одним двигателем 300. Количество предоставленных двигателей 300 определяется мощностью, которая должна быть предоставлена, и более тяжелый объект для испытаний требует большей мощности.
В зависимости от действий пользователя или с учетом внешнего вида устройства, кулачок 212 и двигатель 300 могут быть дополнительно расположены на одной и той же стороне или на противоположных сторонах платформы 100. Когда кулачок 212 и двигатель 300 расположены на двух противоположных сторонах платформы 100, стержень 216 выполнен с возможностью проходить через продолговатое отверстие 150, расположенное ниже платформы 100, так что двигатель 300 может приводить в движение кулачок 212, а платформа 100 может плавно совершать возвратно-поступательное движение.
На фиг. 8 устройство 10 испытаний на ударную вибрацию настоящего изобретения дополнительно содержит буферную конструкцию 400, имеющую буфер 410. Буферная конструкция 400 расположена ниже опорного узла 200 и имеет регулируемый элемент 420, и регулируемый элемент 420 окружает по периметру буфер 410. Высота буфера 410, который подвергается воздействию с внешней стороны, может регулироваться вращением регулируемого элемента 420, чтобы управлять силой буферизации, обеспечиваемой буфером 410, таким образом, моделируя различные силы буферизации. Точнее, буфер 410 может быть резиной, и регулируемый элемент 420, окружающий резину по периметру, может управляться пользователем (например, вращаться, чтобы подниматься или вращаться, чтобы опускаться), чтобы регулировать высоту резины, которая подвергается воздействию внешней среды. Когда высота резины, которая подвергается воздействию с внешней стороны, больше, резина становится более мягкой, и это может обеспечить больший буферный эффект во время испытания на ударную вибрацию; и когда высота резины, которая подвергается воздействию с внешней стороны, меньше, резина становится более твердой, и она может обеспечить меньший буферный эффект во время испытания на ударную вибрацию.
max
min
Кроме того, когда высота резины, которая подвергается воздействию с внешней стороны, большая в устройстве 10 для испытаний на ударную вибрацию настоящего изобретения, разница в высоте между максимальной высотой H и минимальной высотой H будет меняться благодаря поддержке, обеспечиваемой резиной. Таким образом, ролик 120, который высвобождается из выступающего верхнего конца 212а, может перестать падать благодаря поддержке, обеспечиваемой резиной, до того, как ролик 120 контактирует с углублением 212b (не показано), тем самым достигается другой эффект регулировки разницы высоты.
В соответствии с приведенным выше описанием устройство для испытаний на ударную вибрацию настоящего изобретения может регулировать начальное положение платформы 100 в перпендикулярном направлении D, используя регулировочный компонент 140 или устанавливая ролик 120 разных диаметров, тем самым управляя диапазоном перемещения платформы 100 в перпендикулярном направлении D при ударном воздействии. Кроме того, благодаря расположению компонента 220 регулировки давления устройство для испытаний на ударную вибрацию настоящего изобретения может оказывать положительное давление или отрицательное давление на области 130 контактного давления посредством косвенного контакта через подушки 222 безопасности во время процесса нанесения удара. Таким образом, по сравнению с обычным устройством для испытаний на ударную вибрацию, где высота падения может быть отрегулирована только путем замены кулачка, устройство для испытаний на ударную вибрацию по настоящему изобретению может более точно регулировать давление, оказанное на платформу 100. Кроме того, буферная конструкция 400 имитирует различные силы буферизации, регулируя высоту буфера 410, который подвергается воздействию с внешней стороны. Таким образом, пользователь может более удобным, быстрым и точным образом отрегулировать давление, оказываемое платформой на объект для испытаний, и в то же время можно стабильно моделировать удары, которым изделия могут подвергаться во время транспортировки или их использования так, чтобы производителям было удобно изменять структуру изделий на этапе разработки.
Вышеупомянутое раскрытие относится к подробному техническому содержанию и признакам изобретения. Специалисты в области техники могут осуществить различные модификации и замены на основе раскрытий и предложений по изобретению, как описано, без отступления от его характеристик. Тем не менее, хотя такие модификации и замены не раскрыты полностью в вышеприведенном описании, они по существу были охвачены в следующей приложенной формуле изобретения.