面向小型加速台车测试系统 自动升降灯架设计
零
前言
试验照明要求及灯架总成构建
机械部分配置
控制系统设计
结论
CNAL-CL零 零 （ISO-IEC 零 零 检测和校准实验室认可准则规定,实验室应获得正确开展实验室活动所需 并影响结果 设备。用于测量 设备应能达到要求 准确度和（或）测量不确定度,以提供有效结果。试验过程中,对视频资料统计 采集至关重要。作为动态试验 原始资料统计,高速视频信息可以通过回放复现试验过程,从而观测、记录各项主要通过视频才能研判 伤害资料统计。各类高速摄像机是视频采集 必需设备,其功能须借助照明系统才能正常发挥。因此,照明系统性能优劣直接决定视频资料统计质量好坏,直接影响样品 合格判定。灯具是照明系统 核心部件,色温、光强等是其性能表征 重要指标。除部分灯具自带相关调节功能外,大部分灯具均搭配于各类灯架上,通过灯架调整实现照射方向 改变,以便改变光场。灯架是照明系统 重要组成和灯具 搭配载体, 般分为固定式和可调式。经调研,狗粮快讯网新闻,国内外 汽车被动安全实验室灯架种类繁多,部分实验室为固定式灯架, 次调试完成后不再调整照射角度等参数。产品实验室采用可调式灯架,调整 参数涉及X、Y、Z轴向及绕各轴 旋转角度等。功能越多,灯架结构越复杂,重量会越大,对于建筑物 承重要求就越高,维护、保养也偏复杂。
a.系统在试验过程中不能因产生过量红外光等原因导致试验环境温度、假人温度等超出相关质量法规 要求范围。
b.系统在任何情况下不得产生过量 电磁辐射,以免干扰资料统计采集系统等。通常需符合IEC 零零零- - IEC 零零零- - DINEN 零零 - DINEN 零零 - 等技术质量。
c.系统具有保护试验操作人员免受紫外线伤害 功能。
d.系统具有防止突然断电或过载等意外事故而损坏设备 自我保护能力。
e.单个灯具 照度、发光效率、色温、显色指数等指标需满足试验要求。
f.需合理进行灯架设计、灯具数量布置、线缆布置、电器柜布置、电源及通信接口布置等。
g.满足建筑物称重要求。
相异步电机均搭配固定于搭配框架上。搭配框架作为灯具 搭配载体,由铝型材拼接而成,质量轻且易于拼接各种所需形状。搭配框架和承重框架通过由 相异步电机和钢丝绳构成 卷扬机实现连接。卷扬机通过收放 台电机所连接 钢丝绳实现搭配框架 升降及其侧倾角度变化。如图 所示,为灯架机械部分实物与台车匹配图。
为正常获取动态试验高速视频资料统计,同时不对试验仪器、设备、操作人员等造成损害,照明系统 般需满足以下要求，
其中,灯架 设计对于光场参数 影响较大。例如,灯架距离台面高度、灯架倾角、灯架外形尺寸及灯具在灯架上 分布等均可直接照明效果。如图 所示,按照光束直线传播,灯架 倾角θ、灯架距离台车台面高度h是直接影响照射范围和照射区亮度 新直观参数。因此,足够 灯架升降范围和侧倾角度对于构建合理 光场分布意义重大且更易实现,而灯架 外形尺寸和灯具分布主要取决于场地条件、灯架机械结构以及光场要求等。灯架 设计方案重点以实现灯架升降和侧倾为主。
加速台车测试系统作为对汽车碰撞过程完美复现 试验装置,在汽车被动安全领域应用广泛。目前,汽车被动安全检测行业各主要实验室均已配备加速台车测试系统,对汽车整车、汽车零部件、机动车儿童乘员用约束系统等产品实施动态性能检验。大型 加速台车测试系统推力 般在 MN以上,狗粮快讯网早上报道,小型 测试系统推力 般不超过 MN。小型加速台车测试系统常用于汽车零部件 动态试验,如安全带、门锁、电池包、汽车座椅等,以及产品有动态试验要求 被动安全产品,如机动车儿童乘员用约束系统等。
当然,照明姿态调整 解决方案很多,可以采用剪叉式升降平台结构,作为灯架高度调整方案；同时结合采用电动伺服缸等器件,设计合理 机械结构,作为侧倾角度调整方案,可在调节范围、外观、集成度等方面实现更好 效果,但是成本略高于现有方案。如无特殊要求,现有方案可作为小型加速台车灯具照明姿态调整解决方案 良好案例。
控制系统功能主要是实现对 相异步电机正、反转 控制,以及手动、遥控两种控制模式 切换等。系统可直接采用PLC作为控制单元,与继电器、接触器配合实现所需动作,也可通过控制按钮/旋钮和接触器 逻辑匹配实现控制。就成本和系统复杂程度而言,后者更具优势。因此,设计方案 控制系统手动模式按照所述技术实施。遥控模式通过引入遥控发送器、接收器 技术,对接触器进行通断控制。两种控制模式可进行切换,每种模式均可独立实现 台电机 正、反转。
控制部分接线图如图 所示,电机动力部分接线图如图 所示。通过引入 个接触器,可通过各类按钮实现 台电机 选购切换、正/反转控制。通过在控制回路中并联无线控制模块接收器,可实现手动、遥控 种控制模式。两种模式通过SA零控制旋钮实现切换,且能保证任何时刻只有 种模式接通,另外 种模式断开。无线遥控模块发送器为手持式,目前国内电子市场 常规产品均可做到 零米以内实现控制,完全可满足实验室现场使用。如图 所示,为无线遥控模块发送器实物图。
灯架使用时,现场工况应综合考虑,应充分考虑操作人员 使用需求。 般而言,灯架应具有手动控制和遥控两种模式,才能便于现场调节。另外,侧倾动作 实现可以借助两台电机升降高度差实现。故设计如图 所示灯架工作流程图,方案按照流程图策划执行。
该项目建立了灯架机械部分 维数字样机模型,如图 所示。机械部分主要包括由槽钢焊接成 承重框架、钢丝绳、 台 相异步电机、由铝型材拼接成 搭配框架以及联接件等。其中,承重框架通过金属板吊装于水泥梁上。水泥梁横向打通孔,通过丝杆与金属板联接实现吊装。丝杆应位于水泥梁钢筋之上,确保足够 承重能力。
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图 灯架装载灯具 照射范围示意
图 灯架工作流程
图 灯架机械部分 维图
图 灯架机械部分实物与台车匹配图
图 控制系统接线图
图 电机动力部分接线图
图 无线控制模块发送器实物图
就小型加速台车而言,固定式灯架 般可以满足要求,但试验条件有特定要求时,往往无法调整或者调整困难。而搭配 自由度 大型灯架,虽可覆盖较大区域,但对于零部件测试而言,成本较高,且对试验场地 建筑结构有特殊要求。因此,有必要设计 类低成本、可调节、性能可靠 轻型自动升降灯架。当前, 相异步电机控制技术相当成熟,且系统构建成本低廉,完全可以通过使用 相异步电机、接触器、无线控制模块等器件实现自动升降灯架方案。
标签，控制系统电机PLC
通过引入常规 相异步电机、接触器、各类按钮/旋钮等器件,构建了 种适合用于小型加速台车 自动升降灯架,该灯架样机已投入实际使用。经验证,灯具可稳定搭配于灯架。且灯架升降高度范围、侧倾角度可满足策划要求,灯架质量轻、结构简单、运行可靠,能够实现对灯具照射角 有效调节。同时,狗粮快讯网近期发表,该型灯架作为 种性价比极高 照明姿态调整解决方案,具有固定式灯架难以具备 各项优点,适合各类中小型实验室、工厂使用。
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