一种塑料垃圾桶台阶下落试验装置及方法

摘要

本发明提供一种塑料垃圾桶台阶下落试验装置及方法，试验装置包括机架、竖直导向机构、吊挂机构和下推机构；吊挂机构包括吸板、吊架、钢绳和夹爪，下推机构包括推板、电磁吸铁和下推气缸。在下落测试时，电磁吸铁断电，在释放垃圾桶和吊挂机构的同时，通过下推气缸对推板施加一个向下的推力，使得吊架的下落距离始终快于垃圾桶的下落距离，整个下落过程中钢绳一直处于非受力状态，不对垃圾桶的下落造成干扰，垃圾桶着地后也能自由弹跳，确保垃圾桶下落试验结果的准确度；垃圾桶单次下落完成后，电磁吸铁再吸住吸板，下推气缸提升，钢绳再将垃圾桶拉至指定试验高度，能够自动快速稳定地实现垃圾桶的归位，提高试验效率。

说明书

技术领域

本发明涉及垃圾桶性能检测技术领域，具体是一种塑料垃圾桶台阶下落试验装置及方法。

背景技术

塑料垃圾桶是用于收装垃圾的容器，由于垃圾桶体积大，成型质量容易发生波动，为了确保垃圾桶质量达标，需要对每一批次抽样测试。在中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/T280-2008《塑料垃圾桶通用技术条件》中记载了对垃圾桶的台阶下落试验要求，台阶高度200mm，重复500次，确认桶身和滚轮机构无变形与损坏。由于试验重复次数多，采用人工试验的话，试验强度大，作业易疲劳，人工试验手法波动大，影响最终测试结果。

在公开号为CN211477561U的中国专利文献中，记载了一种塑料垃圾桶台阶下落试验装置，其是通过夹紧气缸装置来实现对待测试垃圾桶的夹持和释放，通过抬升气缸装置将垃圾桶提升至测试高度。上述台阶下落试验装置虽然能代替人工提高试验效率，但是还存在两方面不足：一是，一般条件下，垃圾桶在正常下落着地后会发生弹跳而偏移原地，在上述专利文献中，采用的是位于地面的限位挡板进行限位，而限位挡板可能会对垃圾桶的下落着力点产生干扰和影响，影响试验结果准确性，如果直接取消限位挡板，夹紧气缸则无法将垃圾桶重新夹持归位。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种塑料垃圾桶台阶下落试验装置及方法。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种塑料垃圾桶台阶下落试验装置，包括：

机架；

竖直导向机构，其安装在所述机架的顶部；

吊挂机构，其包括吸板、吊架、至少三根钢绳和至少三个夹爪，所述吸板可上下移动地安装在所述竖直导向机构的导杆上，所述吊架固定连接在所述吸板下方，每根所述钢绳的上端连接在所述吊架上，每根所述钢绳的下端连接一个所述夹爪，所述夹爪夹持在待试验塑料垃圾桶上；

下推机构，其包括推板、电磁吸铁和下推气缸，所述推板可上下移动地安装在所述竖直导向机构的导杆上，所述电磁吸铁固定连接在所述推板下方，所述下推气缸的缸体安装在所述机架上，所述下推气缸的活塞杆顶端与所述推板连接。

采用本发明技术方案，测试时，电磁吸铁吸住吊挂机构的吸板，下推气缸上升，经吊架和钢绳将垃圾桶提升至指定试验高度，此时钢绳处于受力拉直状态；随后电磁吸铁断电，在释放垃圾桶和吊挂机构的同时，通过下推气缸对推板施加一个向下的推力，使得吊架的下落距离始终快于垃圾桶的下落距离，整个下落过程中钢绳一直处于非受力状态，不对垃圾桶的下落造成干扰，垃圾桶着地后也能自由弹跳，确保垃圾桶下落试验结果的准确度；垃圾桶单次下落完成后，电磁吸铁再吸住吸板，下推气缸提升，钢绳再将垃圾桶拉至指定试验高度，能够自动快速稳定地实现垃圾桶的归位，提高试验效率。

进一步地，所述机架包括底板、立柱和顶板，所述竖直导向机构安装在所述顶板的下表面，所述下推气缸的缸体竖直安装于所述顶板的上表面，所述下推气缸的活塞杆穿过所述顶板并向下伸出。

进一步地，所述竖直导向机构包括左连接板、右连接板、底连接板、左导杆和右导杆，所述左连接板和右连接板的上端与机架的顶板连接，所述左连接板和右连接板的下端与底连接板连接，所述左导杆和右导杆竖直安装在所述顶板和底连接板之间。

采用上述优选的方案，提升结构稳定性，确保吸板下落过程的顺畅度，确保吊架能快速下落。

进一步地，所述左连接板和右连接板与所述顶板之间设有加强肋板。

采用上述优选的方案，提升竖直导向机构的结构强度。

进一步地，所述吸板和所述推板均经铜轴套可上下移动地安装在所述左导杆和右导杆上。

采用上述优选的方案，提高移动顺畅度，减轻摩擦力对下降加速度的干扰。

进一步地，所述左导杆和右导杆的杆体下部套设有减震垫块。

采用上述优选的方案，对吸板下落停止进行缓冲，减少冲击噪音。

进一步地，还包括用于拨动塑料垃圾桶滚轮转动的拨轮机构，所述拨轮机构包括升降驱动机构、水平伸缩驱动机构和拨轮板，所述升降驱动机构安装在所述机架的底板上，所述水平伸缩驱动机构安装在所述升降驱动机构的移动部件上，所述拨轮板安装在所述水平伸缩驱动机构的伸缩部件上，在所述水平伸缩驱动机构伸出后所述拨轮板与塑料垃圾桶的滚轮相接触。

采用上述优选的方案，通过拨轮机构将垃圾桶滚轮随机转动一定角度，使垃圾桶滚轮的下落着地部位不断变化，更符合垃圾桶的实际使用特性。

进一步地，所述升降驱动机构和水平伸缩驱动机构均采用双杆气缸。

采用上述优选的方案，简化了拨轮机构的总体结构布置，提高了动作稳定性，提升使用寿命。

进一步地，所述吊架上安装有加速度传感器。

采用上述优选的方案，能够方便对吊架的下落运动状态进行实时追踪，能够了解结构性部件的性能状态，在可接受的恶化程度下，只需自动对下推气缸的动作参数进行调节，兼顾试验条件的可靠实现和试验噪音的降低，最大程度地提升使用寿命。

进一步地，还包括用于调节下推气缸进气管路压力的调压阀，以及调节下推气缸进气流量的调速阀。

采用上述优选的方案，方便对下推气缸的推力和速度进行调节。

一种塑料垃圾桶台阶下落试验方法，包括如下步骤：

步骤1，将吊挂机构下移，采用夹爪固定住待测塑料垃圾桶，下推气缸向下推出推板，电磁吸铁得电与吸板相吸合，下推气缸回缩，将塑料垃圾桶提升到试验高度；

步骤2，下推机构的电磁吸铁失电，与此同时下推气缸向下伸出，对吸板和吊架施加向下的作用力，在塑料垃圾桶整个下落着地过程中，吸板和吊架的实时下降总位移始终大于垃圾桶的实时下降总位移；

步骤3，塑料垃圾桶完成下落动作后，电磁吸铁得电，电磁吸铁与吸板相吸合，下推气缸回缩，将垃圾桶提升至试验高度；

步骤4，重复步骤2-步骤3，完成试验目标回合数。

进一步地，在步骤3中，垃圾桶被提升过程中，拨轮机构的水平伸缩驱动机构将拨轮板推出与塑料垃圾桶滚轮接触，然后拨轮机构的升降驱动机构向下移动，拨轮板搓动塑料垃圾桶滚轮转动。

采用上述优选的方案，通过拨轮机构将垃圾桶滚轮随机转动一定角度，使垃圾桶滚轮的下落着地部位不断变化，更符合垃圾桶的实际使用特性，提高试验准确性。

进一步地，在步骤2中，下推气缸的伸出行程依次包括高速推出行程以及低速缓冲行程，在高速推出行程中下推气缸的进气流量大于在低速缓冲行程中下推气缸的进气流量。

采用上述优选的方案，下推气缸在实现高速推出吊架后，及时限速，防止对吊挂机构产生撞击。

进一步地，在步骤2中，还实时采集吊架的加速度数据，计算吊架的实时下落总位移；比对在塑料垃圾桶落地时，吊架的下落总位移与塑料垃圾桶下落总位移的比值是否在120％-140％范围内；若低于120％，则下回合试验时，下推气缸的进气流量和进气压力均提高5％；若高于140％，则下回合试验时，下推气缸的进气流量和进气压力均降低3％。

采用上述优选的方案，确保吊架获得合理的下落速度，既确保下落过程钢绳不对垃圾桶产生附加力影响，又能降低吸板到最下位置产生的冲击。同时通过对吊架加速度的实时检测，能够方便对吊架的下落运动状态进行实时追踪，能够了解结构性部件的性能状态，在可接受的恶化程度下，只需自动对下推气缸的动作参数进行调节，兼顾试验条件的可靠实现和试验噪音的降低，最大程度地提升使用寿命。

进一步地，在步骤2中，在吊架的下落总位移达到塑料垃圾桶落地总位移的120％时，电磁吸铁进行0.2-0.5秒的瞬时得电。

采用上述优选的方案，在吊架下降到能够不再对垃圾桶下落造成影响的机能位置后，通过电磁吸铁对吸板和吊架产生向上的非接触式吸附力，进而降低吊架的下落停止的冲击，减轻停止冲击噪音。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本发明一种实施方式的结构示意图；

图2是本发明一种实施方式隐藏机架的局部结构示意图；

图3是本发明另一种实施方式的结构示意图；

图4是图3中A处局部放大图。

图中数字和字母所表示的相应部件的名称：

10-机架；101-底板；102-立柱；103-顶板；20-竖直导向机构；201-左连接板；202-右连接板；203-底连接板；204-左导杆；205-右导杆；206-加强肋板；207-铜轴套；208-减震垫块；30-吊挂机构；301-吸板；302-吊架；303-钢绳；304-夹爪；40-下推机构；401-推板；402-电磁吸铁；403-下推气缸；50-拨轮机构；501-升降驱动机构；502-水平伸缩驱动机构；503-拨轮板；60-塑料垃圾桶。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，本发明的一种实施方式为：一种塑料垃圾桶台阶下落试验装置，包括：

机架10；

竖直导向机构20，其安装在机架10的顶部；

吊挂机构30，其包括吸板301、吊架302、至少三根钢绳303和至少三个夹爪304，吸板301可上下移动地安装在竖直导向机构20的导杆上，吊架302固定连接在吸板301下方，每根钢绳303的上端连接在吊架302上，每根钢绳的下端连接一个夹爪304，夹爪304用于夹持在待试验塑料垃圾桶上；

下推机构40，其包括推板401、电磁吸铁402和下推气缸403，推板401可上下移动地安装在竖直导向机构20的导杆上，电磁吸铁402固定连接在推板401下方，下推气缸403的缸体安装在机架10上，下推气缸403的活塞杆顶端与推板401连接。

采用上述技术方案的有益效果是：测试时，电磁吸铁吸住吊挂机构的吸板，下推气缸上升，经吊架和钢绳将垃圾桶提升至指定试验高度，此时钢绳处于受力拉直状态；随后电磁吸铁断电，在释放垃圾桶和吊挂机构的同时，通过下推气缸对推板施加一个向下的推力，吸板和吊架受推力后加速脱离推板，使得吊架的下落距离始终快于垃圾桶的下落距离，整个下落过程中钢绳一直处于非受力状态，不对垃圾桶的下落造成干扰，垃圾桶着地后也能自由弹跳，确保垃圾桶下落试验结果的准确度；垃圾桶单次下落完成后，电磁吸铁再吸住吸板，下推气缸提升，钢绳再将垃圾桶拉至指定试验高度，能够自动快速稳定地实现垃圾桶的归位，提高试验效率。

在本发明的另一些实施方式中，钢绳303和夹爪304的数量可以根据实际试验需要进行调整，按一般的测试条件采用4根钢绳，能够比较方便稳定地控制垃圾桶的悬吊状态，可以根据测试需要来调整垃圾桶的初始姿态，例如将垃圾桶调至微倾斜状态，相应也要调整不同钢绳的长度。

如图1、2所示，在本发明的另一些实施方式中，机架10包括底板101、立柱102和顶板103，竖直导向机构20安装在顶板103的下表面，下推气缸403的缸体竖直安装于顶板103的上表面，下推气缸403的活塞杆穿过顶板103并向下伸出。竖直导向机构20包括左连接板201、右连接板202、底连接板203、左导杆204和右导杆205，左连接板201和右连接板202的上端与机架的顶板103连接，左连接板201和右连接板202的下端与底连接板203连接，左导杆204和右导杆205竖直安装在顶板103和底连接板203之间。采用上述技术方案的有益效果是：提升结构稳定性，确保吸板下落过程的顺畅度，确保吊架能快速下落。

如图2所示，在本发明的另一些实施方式中，左连接板201和右连接板202与顶板103之间设有加强肋板206。采用上述技术方案的有益效果是：提升竖直导向机构的结构强度。

如图2所示，在本发明的另一些实施方式中，吸板301和推板401分别经各自匹配的铜轴套207可上下移动地安装在左导杆204和右导杆205上。采用上述技术方案的有益效果是：提高移动顺畅度，减轻摩擦力对下降加速度的干扰。

如图2所示，在本发明的另一些实施方式中，左导杆204和右导杆205的杆体下部套设有减震垫块208。采用上述技术方案的有益效果是：对吸板下落停止进行缓冲，减少冲击噪音。

如图3、4所示，在本发明的另一些实施方式中，还包括用于拨动塑料垃圾桶滚轮转动的拨轮机构50，拨轮机构50包括升降驱动机构501、水平伸缩驱动机构502和拨轮板503，升降驱动机构501安装在机架的底板101上，水平伸缩驱动机构502安装在升降驱动机构501的移动部件上，拨轮板503安装在水平伸缩驱动机构502的伸缩部件上，在水平伸缩驱动机构502伸出后拨轮板503与塑料垃圾桶的滚轮相接触。采用上述技术方案的有益效果是：通过拨轮机构将垃圾桶滚轮随机转动一定角度，使垃圾桶滚轮的下落着地部位不断变化，更符合垃圾桶的实际使用特性。

在本发明的另一些实施方式中，升降驱动机构501和水平伸缩驱动机构502均采用双杆气缸。采用上述技术方案的有益效果是：简化了拨轮机构的总体结构布置，提高了动作稳定性，提升使用寿命。

在本发明的另一些实施方式中，所述吊架上安装有加速度传感器。采用上述技术方案的有益效果是：能够方便对吊架的下落运动状态进行实时追踪，能够了解结构性部件的性能状态，在可接受的恶化程度下，只需自动对下推气缸的动作参数进行调节，兼顾试验条件的可靠实现和试验噪音的降低，最大程度地提升使用寿命。

在本发明的另一些实施方式中，还包括用于调节下推气缸进气管路压力的调压阀，以及调节下推气缸进气流量的调速阀。采用上述技术方案的有益效果是：方便对下推气缸的推力和速度进行调节。

塑料垃圾桶台阶下落试验方法，包括如下步骤：

步骤1，将吊挂机构下移，采用夹爪固定住待测塑料垃圾桶，下推气缸向下推出推板，电磁吸铁得电与吸板相吸合，下推气缸回缩，将塑料垃圾桶提升到试验高度；

步骤2，下推机构的电磁吸铁失电，与此同时下推气缸向下伸出，对吸板和吊架施加向下的作用力，在塑料垃圾桶整个下落着地过程中，吸板和吊架的实时下降总位移始终大于垃圾桶的实时下降总位移；

步骤3，塑料垃圾桶完成下落动作后，电磁吸铁得电，电磁吸铁与吸板相吸合，下推气缸回缩，将垃圾桶提升至试验高度；

步骤4，重复步骤2-步骤3，完成试验目标回合数。

在本发明的另一些实施方式中，在步骤3中，垃圾桶被提升过程中，拨轮机构的水平伸缩驱动机构将拨轮板推出与塑料垃圾桶滚轮接触，然后拨轮机构的升降驱动机构向下移动，拨轮板搓动塑料垃圾桶滚轮转动。通过拨轮机构将垃圾桶滚轮随机转动一定角度，使垃圾桶滚轮的下落着地部位不断变化，更符合垃圾桶的实际使用特性，提高试验准确性。

在本发明的另一些实施方式中，在步骤2中，下推气缸的伸出行程依次包括高速推出行程以及低速缓冲行程，在高速推出行程中下推气缸的进气流量大于在低速缓冲行程中下推气缸的进气流量。下推气缸在实现高速推出吊架后，及时限速，防止对吊挂机构产生撞击。

在本发明的另一些实施方式中，在步骤2中，还实时采集吊架的加速度数据，计算吊架的实时下落总位移；比对在塑料垃圾桶落地时，吊架的下落总位移与塑料垃圾桶下落总位移的比值是否在120％-140％范围内，垃圾桶的下落加速度为重量加速度，垃圾桶的下落实时总位移可通过S＝1/2*gt

在本发明的另一些实施方式中，在步骤2中，在吊架的下落总位移达到塑料垃圾桶落地总位移的120％时，电磁吸铁进行0.2-0.5秒的瞬时得电。在吊架下降到能够不再对垃圾桶下落造成影响的机能位置后，通过电磁吸铁对吸板和吊架产生向上的非接触式吸附力，进而降低吊架的下落停止的冲击，减轻停止冲击噪音。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。