鄒紅　劉立瑩　李義民

摘 要：在火災(zāi)報(bào)警器的碰撞試驗(yàn)中，要分別對每臺報(bào)警器的三個(gè)面進(jìn)行試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中，改變火災(zāi)報(bào)警器碰撞面時(shí)需采取人工安裝的方式，進(jìn)而導(dǎo)致檢測效率非常低。因此，對試驗(yàn)流程進(jìn)行了改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)報(bào)警器按鈕自動(dòng)變換碰撞面，從而提高了檢測效率和檢測質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)報(bào)警器按鈕；碰撞試驗(yàn)；自動(dòng)控制；檢測效率

中圖分類號：X932 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.012

1 火災(zāi)報(bào)警器按鈕碰撞試驗(yàn)裝置

火災(zāi)報(bào)警器按鈕碰撞試驗(yàn)裝置包括機(jī)架、撞擊裝置、用于固裝火災(zāi)報(bào)警器試樣的試樣固定板。其中，撞擊裝置包括重錘、配重臂、配重、機(jī)架中桿、軸座、輪轂軸、輪轂、滑輪、擺動(dòng)桿和錘頭等。

試樣固定板安裝在第一被動(dòng)齒輪的端面上，第一被動(dòng)齒輪的另一端面設(shè)有軸部，軸部與孔板上的通孔間隙配合，且該軸部的端部連接有壓板，該壓板使軸部軸向位于孔板內(nèi)；孔板的一側(cè)設(shè)有水平轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，該水平轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的輸出端安裝于第一主動(dòng)齒輪，該第一主動(dòng)齒輪與第一被動(dòng)齒輪嚙合；孔板安裝在托架上，托架安裝在轉(zhuǎn)軸上，該轉(zhuǎn)軸與撞擊裝置中的輪轂軸平行，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有第二被動(dòng)齒輪，與第二被動(dòng)齒輪嚙合的第二主動(dòng)齒輪設(shè)置在垂直轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的輸出端；垂直轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在上、下移動(dòng)軸上，該上、下移動(dòng)軸軸向?yàn)樨Q直方向，驅(qū)動(dòng)該上、下移動(dòng)軸上、下移動(dòng)的調(diào)節(jié)直線步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與該上、下移動(dòng)軸的上端連接；調(diào)節(jié)直線步進(jìn)電機(jī)通過固定套安裝在水平移動(dòng)板上；機(jī)架的工作臺面上設(shè)有水平槽口，水平移動(dòng)板沿與輪轂軸垂直方向水平移動(dòng)地安裝在該水平槽口內(nèi)；水平移動(dòng)板通過豎直的連接板與水平移動(dòng)直線步進(jìn)電機(jī)的輸出絲桿連接，水平移動(dòng)直線步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在機(jī)架的工作臺面上。

在撞擊裝置中，輪轂的一端設(shè)置有被動(dòng)插齒輪，與該被動(dòng)插齒輪配合的主動(dòng)插齒輪安裝在第三被動(dòng)齒輪的端面上，第三被動(dòng)齒輪間隙裝配在輪轂軸上，第三被動(dòng)齒輪的圓周面上設(shè)有圈凹槽；撥輪位于凹槽內(nèi)和擺動(dòng)桿的頂端，擺動(dòng)桿中部支撐在擺動(dòng)軸上，擺動(dòng)軸與輪轂軸垂直，擺動(dòng)桿的底端與擺動(dòng)用直線步進(jìn)電機(jī)的輸出絲桿鉸接，該擺動(dòng)用直線步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在機(jī)架上；與第三被動(dòng)齒輪嚙合的第三主動(dòng)齒輪安裝在驅(qū)動(dòng)輪轂用步進(jìn)電機(jī)的輸出端，該驅(qū)動(dòng)輪轂用步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在機(jī)架上。撞擊裝置為實(shí)現(xiàn)報(bào)警器三個(gè)面的分別碰撞和自動(dòng)控制提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，基于該裝置的試驗(yàn)方法可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變換火災(zāi)報(bào)警器試樣碰撞面，提高了檢測效率，具體如圖1到圖7所示。

圖1中是待檢測的火災(zāi)報(bào)警器試樣，指出了試樣的三個(gè)碰撞面，即第一側(cè)面“211”、第二側(cè)面“212”和第三側(cè)面“213”。

圖2、圖3、圖4和圖5，包括機(jī)架“25”、用于固裝火災(zāi)報(bào)警器試樣“21”的試樣固定板“20”。撞擊裝置包括重錘“24”、配重臂“60”、配重“23”、機(jī)架中桿“62”、軸座“63”、輪轂軸“45”、輪轂“59”、滑輪“58”、纜繩“57”、擺動(dòng)桿“40”、錘頭“22”、支撐板“36”。與現(xiàn)有技術(shù)相同，支撐板“36”為機(jī)架“25”的一部分，主要起支撐作用。

試樣固定板“20”通過螺栓“19”固定安裝在第一被動(dòng)齒輪“18”的端面上，第一被動(dòng)齒輪“18”的另一端面設(shè)置有軸部，軸部與孔板“26”上的通孔間隙配合，且該軸部的端部通過固定螺栓“28”與壓板“27”連接，壓板“27”使軸部位于孔板“26”內(nèi)；孔板“26”的一側(cè)設(shè)有水平轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)“15”，該水平轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)“15”的輸出端安裝在第一主動(dòng)齒輪“16”上，該第一主動(dòng)齒輪“16”與第一被動(dòng)齒輪“18”嚙合；孔板“26”通過螺栓“17”安裝在托架“14”上，托架“14”安裝

在轉(zhuǎn)軸“54”上，轉(zhuǎn)軸“54”與撞擊裝置中的輪轂軸“45”平行；轉(zhuǎn)軸“54”上設(shè)有第二被動(dòng)齒輪“13”，與其嚙合的第二主動(dòng)齒輪“29”設(shè)置在垂直轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)“30”的輸出端；垂直轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)“30”設(shè)置在上、下移動(dòng)軸“12”上，上、下移動(dòng)軸“12”的軸向?yàn)樨Q直方向；驅(qū)動(dòng)上、下移動(dòng)軸“12”上、下移動(dòng)調(diào)節(jié)直線步進(jìn)電機(jī)“1”的輸出軸，即電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)伸縮軸“4”與上、下移動(dòng)軸“12”的上端連接，連接采用連接套“7”、壓板“6”和固定螺母實(shí)現(xiàn)。該連接方式為直線步進(jìn)電機(jī)輸出端連接中的常規(guī)技術(shù)。

調(diào)節(jié)直線步進(jìn)電機(jī)“1”通過固定螺釘“2”安裝在固定套“3”頂端，固定套“3”通過固定螺栓“35”安裝在水平移動(dòng)板“34”上；機(jī)架“25”的工作臺面“9”上設(shè)有水平槽口“8”，水平移動(dòng)板“34”沿與輪轂軸45°的垂直方向水平移動(dòng)安裝在水平槽口“8”內(nèi)；水平移動(dòng)板“34”通過豎直的連接板“33”與水平移動(dòng)直線步進(jìn)電機(jī)“32”的輸出絲桿“31”連接，水平移動(dòng)直線步進(jìn)電機(jī)“32”安裝在機(jī)架“25”的工作臺面“9”上。

在撞擊裝置中，輪轂“59”的一端設(shè)置有被動(dòng)插齒輪“47”；與該被動(dòng)插齒輪“47”配合的主動(dòng)插齒輪“46”安裝在第三被動(dòng)齒輪“43”的端面上，第三被動(dòng)齒輪“43”間隙裝配在輪轂軸“45”上，第三被動(dòng)齒輪“43”的圓周面上設(shè)有一圈凹槽“48”；撥輪“44”位于凹槽“48”內(nèi)，撥輪“44”設(shè)置在擺動(dòng)桿“40”頂端，擺動(dòng)桿“40”中部支撐在擺動(dòng)軸“41”上，擺動(dòng)軸“41”與輪轂軸“45”垂直，擺動(dòng)桿“40”的底端與擺動(dòng)用直線步進(jìn)電機(jī)“39”的輸出絲桿“38”鉸接，擺動(dòng)軸“41”相當(dāng)于擺動(dòng)桿“40”的支座，擺動(dòng)桿“40”相當(dāng)于杠桿，擺動(dòng)軸“41”通過固定螺栓安裝在機(jī)架“25”上；擺動(dòng)用直線步進(jìn)電機(jī)“39”通過固定螺栓“37”安裝在機(jī)架“25”上；與第三被動(dòng)齒輪“43”嚙合的第三主動(dòng)齒輪“51”安裝在驅(qū)動(dòng)輪轂用步進(jìn)電機(jī)“49”的輸出端，驅(qū)動(dòng)輪轂用步進(jìn)電機(jī)“49”通過固定螺栓“50”安裝在機(jī)架“25”上。

2 改進(jìn)后的試驗(yàn)流程

火災(zāi)報(bào)警器按鈕自動(dòng)變換碰撞面試驗(yàn)流程分為以下12步：①將火災(zāi)報(bào)警器試樣“21”安裝在試樣固定板“20”上，火災(zāi)報(bào)警器試樣“21”的第一側(cè)面“211”朝向錘頭。②調(diào)節(jié)直線步進(jìn)電機(jī)“1”啟動(dòng)，其輸出軸帶動(dòng)上、下移動(dòng)軸“12”移動(dòng)，從而使火災(zāi)報(bào)警器試樣“21”移動(dòng)至錘頭“22”處，即調(diào)整好火災(zāi)報(bào)警器試樣“21”的高度位置。③水平移動(dòng)直線步進(jìn)電機(jī)“32”啟動(dòng)，其輸出軸帶動(dòng)水平移動(dòng)板“34”水平移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)固定套“3”、調(diào)節(jié)直線步進(jìn)電機(jī)“1”、移動(dòng)軸“12”、垂直轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)“30”、轉(zhuǎn)軸“54”、托架“14”、孔板“26”、水平轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)“15”、第一被動(dòng)齒輪“18”、試樣固定板“20”、火災(zāi)報(bào)警器試樣“21“水平移動(dòng)至錘頭“22”處，即調(diào)整好火災(zāi)報(bào)警器試樣“21”的高度位置。④擺動(dòng)用直線步進(jìn)電機(jī)“39”啟動(dòng)，推動(dòng)擺動(dòng)桿“40”繞擺動(dòng)軸“41”轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)桿“40”頂端的撥輪“44”在凹槽“48”內(nèi)撥動(dòng)主動(dòng)插齒輪“46”沿輪轂軸軸向移動(dòng)，主動(dòng)插齒輪“46”與被動(dòng)插齒輪“47”分離；由于重錘“24”的作用，纜繩“57”帶動(dòng)滑輪“58”轉(zhuǎn)動(dòng)，滑輪“58”帶動(dòng)輪轂“59”轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使錘頭“22”轉(zhuǎn)動(dòng)并碰撞火災(zāi)報(bào)警器試樣“21”的第一側(cè)面“211”。⑤擺動(dòng)用直線步進(jìn)電機(jī)“39”啟動(dòng)，拉動(dòng)擺動(dòng)桿“40”繞擺動(dòng)軸“41”轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)桿“40”頂端的撥輪“44”推動(dòng)主動(dòng)插齒輪“46”與被動(dòng)插齒輪“47”嚙合。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪轂用步進(jìn)電機(jī)“49”開始運(yùn)行，其輸出端安裝的第三主動(dòng)齒輪“51”帶動(dòng)第三被動(dòng)齒輪“43”轉(zhuǎn)動(dòng)，由于主動(dòng)插齒輪“46”與第三被動(dòng)齒輪“43”已經(jīng)合為一體，所以，第三被動(dòng)齒輪“43”將通過主動(dòng)插齒輪“46”、被動(dòng)插齒輪“47”、輪轂“59”帶動(dòng)錘頭“22”反向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)錘頭“22”反向轉(zhuǎn)動(dòng)270°時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪轂用步進(jìn)電機(jī)“49”停止工作。⑥水平轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)“15”啟動(dòng)，水平轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)輸出端的第一主動(dòng)齒輪“16”帶動(dòng)第一被動(dòng)齒輪“18”轉(zhuǎn)動(dòng)，第一被動(dòng)齒輪“18”通過試樣固定板“20”帶動(dòng)火災(zāi)報(bào)警器試樣“21”水平轉(zhuǎn)動(dòng)90°，水平轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)“15”停止工作。⑦擺動(dòng)用直線步進(jìn)電機(jī)“39”啟動(dòng)，推動(dòng)擺動(dòng)桿“40”繞擺動(dòng)軸“41”轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)桿“40”頂端的撥輪“44”撥動(dòng)第三被動(dòng)齒輪“43”，第三被動(dòng)齒輪“43”帶動(dòng)主動(dòng)插齒輪“46”轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使主動(dòng)插齒輪“46”與被動(dòng)插齒輪47分離；由于重錘“24”的作用，錘頭“22”轉(zhuǎn)動(dòng)并碰撞火災(zāi)報(bào)警器試樣“21”的第二側(cè)面“212”，如圖6所示。⑧擺動(dòng)用直線步進(jìn)電機(jī)“39”啟動(dòng)，拉動(dòng)擺動(dòng)桿“40”繞擺動(dòng)軸“41”轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)桿“40”頂端的撥輪“44”推動(dòng)第三被動(dòng)齒輪“43”，第三被動(dòng)齒輪“43”帶動(dòng)主動(dòng)插齒輪“46”轉(zhuǎn)動(dòng)，使主動(dòng)插齒輪“46”與被動(dòng)插齒輪47嚙合。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪轂用步進(jìn)電機(jī)“49”啟動(dòng)，其輸出端上的第三主動(dòng)齒輪“51”帶動(dòng)第三被動(dòng)齒輪“43”轉(zhuǎn)動(dòng)。由于主動(dòng)插齒輪“46”與被動(dòng)齒輪“43”已合為一體，所以，第三被動(dòng)齒輪“43”將通過主動(dòng)插齒輪“46”、被動(dòng)插齒輪“47”、輪轂“59”帶動(dòng)錘頭“22”反向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)錘頭“22”的方向轉(zhuǎn)動(dòng)270°時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪轂用步進(jìn)電機(jī)“49”停止工作。⑨水平轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)“15”再次啟動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向與⑥中的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同；水平轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)“15”的輸出端上的第一主動(dòng)齒輪“16”帶動(dòng)第一被動(dòng)齒輪“18”轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)火災(zāi)報(bào)警器試樣“21”轉(zhuǎn)動(dòng)至90°時(shí)，水平轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)“15”停止工作。⑩垂直轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)“30”啟動(dòng)，其輸出端上的第二主動(dòng)齒輪“29”帶動(dòng)第二被動(dòng)齒輪“13”轉(zhuǎn)動(dòng)，第二被動(dòng)齒輪“13”通過轉(zhuǎn)軸“54”、托架“14”、孔板“26”、第一被動(dòng)齒輪“18”、試樣固定板“20”帶動(dòng)火災(zāi)報(bào)警器試樣“21”向上翻轉(zhuǎn)。當(dāng)試樣固定板“20”水平時(shí)，垂直轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)“30”停止工作。?調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)“1”和水平移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)“32”啟動(dòng)，調(diào)整火災(zāi)報(bào)警器試樣“21”的高度位置和水平位置，使火災(zāi)報(bào)警器試樣“21”的第三側(cè)面“213”朝向錘頭“22”。?擺動(dòng)用直線步進(jìn)電機(jī)“39”啟動(dòng)，推動(dòng)擺動(dòng)桿“40”繞擺動(dòng)軸“41”轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)桿“40”頂端的撥輪“44”推動(dòng)第三被動(dòng)齒輪“43”，第三被動(dòng)齒輪“43”帶動(dòng)主動(dòng)插齒輪“46”轉(zhuǎn)動(dòng)，使主動(dòng)插齒輪“46”與被動(dòng)插齒輪47分離。由于重錘24的作用，錘頭“22”轉(zhuǎn)動(dòng)并碰撞試樣“21”的第三側(cè)面“213”，如圖7所示。

〔編輯：張思楠〕