[实用新型]一种超大型跌落装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于跌落试验的跌落装置，尤其涉及一种利用势能与动能转化来缓冲跌落势能冲击的超大型跌落装置。

背景技术

跌落试验设备是一种利用地球重力场来模拟在运输、使用中产品受到跌落和冲击等机械碰撞的重要科学试验装置。通过该装置检验产品抗跌落能力是可靠性设计的重要性指标，为合理的产品包装设计提供了重要的研究手段。

跌落试验装置一般由提升机构、释放机构、姿态保持机构、缓冲机构以及控制与检测设备等几部分组成。其中，姿态保持机构为控制产品着靶姿态的一个重要结构。跌落试验工作过程为：跌落试验装置将实验品通过提升机构提升到一定高度，控制系统下达一次释放的指令，姿态保持机构带着实验品一起下落。当跌落至一定高度时，实验品与姿态保持机构分离(二次释放)——实验品着靶，姿态保持机构通过缓冲机构缓冲、吸收姿态保持机构剩余的动能。因此，姿态保持机构和缓冲机构是大型跌落试验装置设计的重点之一。

缓冲装置一般可分为蓄能型和耗能型，主要有弹簧橡胶缓冲器、摩擦式缓冲器、弹性胶泥缓冲器、液气缓冲器、液压缓冲器、组合式缓冲器以及利用形变能的泡沫铝缓冲器等。

随着相关科学研究的不断发展和深入，为满足不断增加的跌落高度要求，跌落试验装置的规模不断增加。随之而来的是姿态保持机构的结构尺寸和重量增加，这对姿态保持机构和缓冲装置的结构设计及其制造带来了挑战。

通常，姿态保持机构是由一对用于滑行的、竖直向下的导向轨道和一个在轨道上运行的导向架，在每个导向轨道尽头设置有缓冲吸能机构，用以抵抗和带走从数十米高空落下、数吨重的导向架所产生的巨大动能。另一方面，由于缓冲吸能机构须放置于实验件的着靶区域外，这使得两缓冲吸能机构之间的距离较大，也就意味着导向架与两缓冲吸能机构接触时，由于着力点跨度较大，导向架承受着较大的弯矩。巨大的动能和较大的弯矩使得缓冲吸能和导向架装置极易发生破坏。为避免这种现象产生，在设计时不仅需要采用较为合理的缓冲吸能结构，而且还需降低导向架的质量并采用有较好力学性能的材料，在加工中对其质量特性要求严格。

为了抵抗较大的动能对导向架的破坏，导向架对结构强度要求较高，使得其质量较大，从而产生较大的动能；而缓冲装置的设计则要求在吸收该动能的基础上保证自身的结构安全。当动能提高到一定程度时，使得导向架与缓冲装置的结构设计及材料性能要求达到极限水平。究其原因，主要是采用机械接触方式进行动能缓冲，强制抵消导向架的动能。随着跌落高度增加，导向架的结构尺寸和质量增加，巨大的动能带来了缓冲装置和导向架极易产生破坏，使得设计和加工难度增大、制造及使用成本增加。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种利用势能与动能转化来缓冲跌落势能冲击的超大型跌落装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种超大型跌落装置，包括跌落塔、轨道和用于放置并带动试验产品的产品试验车，所述轨道安装于所述跌落塔上，所述产品试验车安装于所述轨道上，所述轨道的底部为“U”形，设所述轨道上初始安装所述产品试验车的竖直段为轨道首段且另一竖直段为轨道末段；所述超大型跌落装置还包括牵引提升小车、牵引缓降小车、电磁铁吸具和电磁铁吸板，所述牵引提升小车安装于所述轨道首段上，所述牵引缓降小车安装于所述轨道末段上，所述牵引提升小车和所述牵引缓降小车分别通过牵引绳与两个牵引机对应连接，所述产品试验车位于所述牵引提升小车和所述牵引缓降小车之间，所述牵引提升小车的下端面上和所述牵引缓降小车的下端面上分别安装有内置电磁线圈的所述电磁铁吸具，所述产品试验车的上下两个端面上分别安装有导磁材料制作的所述电磁铁吸板。

进一步，所述超大型跌落装置还包括分别安装于所述产品试验车上和所述轨道末段上且用于在所述轨道末段对所述产品试验车进行锁定和解锁的回落止动装置。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过设计“U”形轨道，实现运动方向的转化，合理设计能量转化方式，实现了动能——势能相互转化，改变了动能强制吸收的方式，并通过卷扬机的缓降，将势能逐步减低，从而避免较大的冲击载荷，降低了超大型跌落设备的设计和制造难度，提高设备在全生命周期中的重复使用率，有利于控制制造和使用成本，可实现提高该设备在全生命周期内的重复利用率，以及减少研制、使用成本目的。

附图说明

图1是本实用新型所述超大型跌落装置的主视图；

图2是本实用新型所述超大型跌落装置的右视图；