一種火災報警器按鈕碰撞試驗裝置

鄒紅　劉立瑩　李義民

摘 要：在火災報警器的碰撞試驗中，要分別對每臺報警器的三個面進行試驗。在試驗過程中，改變火災報警器碰撞面時需采取人工安裝的方式，進而導致檢測效率非常低。因此，對試驗流程進行了改進，實現了火災報警器按鈕自動變換碰撞面，從而提高了檢測效率和檢測質量。

關鍵詞：火災報警器按鈕；碰撞試驗；自動控制；檢測效率

中圖分類號：X932 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.012

1 火災報警器按鈕碰撞試驗裝置

火災報警器按鈕碰撞試驗裝置包括機架、撞擊裝置、用于固裝火災報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、機架中桿、軸座、輪轂軸、輪轂、滑輪、擺動桿和錘頭等。

試樣固定板安裝在第一被動齒輪的端面上，第一被動齒輪的另一端面設有軸部，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；孔板的一側設有水平轉動步進電機，該水平轉動步進電機的輸出端安裝于第一主動齒輪，該第一主動齒輪與第一被動齒輪嚙合；孔板安裝在托架上，托架安裝在轉軸上，該轉軸與撞擊裝置中的輪轂軸平行，轉軸上設有第二被動齒輪，與第二被動齒輪嚙合的第二主動齒輪設置在垂直轉動步進電機的輸出端；垂直轉動步進電機設置在上、下移動軸上，該上、下移動軸軸向為豎直方向，驅動該上、下移動軸上、下移動的調節直線步進電機的輸出軸與該上、下移動軸的上端連接；調節直線步進電機通過固定套安裝在水平移動板上；機架的工作臺面上設有水平槽口，水平移動板沿與輪轂軸垂直方向水平移動地安裝在該水平槽口內；水平移動板通過豎直的連接板與水平移動直線步進電機的輸出絲桿連接，水平移動直線步進電機設置在機架的工作臺面上。

在撞擊裝置中，輪轂的一端設置有被動插齒輪，與該被動插齒輪配合的主動插齒輪安裝在第三被動齒輪的端面上，第三被動齒輪間隙裝配在輪轂軸上，第三被動齒輪的圓周面上設有圈凹槽；撥輪位于凹槽內和擺動桿的頂端，擺動桿中部支撐在擺動軸上，擺動軸與輪轂軸垂直，擺動桿的底端與擺動用直線步進電機的輸出絲桿鉸接，該擺動用直線步進電機設置在機架上；與第三被動齒輪嚙合的第三主動齒輪安裝在驅動輪轂用步進電機的輸出端，該驅動輪轂用步進電機設置在機架上。撞擊裝置為實現報警器三個面的分別碰撞和自動控制提供了結構基礎，基于該裝置的試驗方法可實現自動變換火災報警器試樣碰撞面，提高了檢測效率，具體如圖1到圖7所示。

圖1中是待檢測的火災報警器試樣，指出了試樣的三個碰撞面，即第一側面“211”、第二側面“212”和第三側面“213”。

圖2、圖3、圖4和圖5，包括機架“25”、用于固裝火災報警器試樣“21”的試樣固定板“20”。撞擊裝置包括重錘“24”、配重臂“60”、配重“23”、機架中桿“62”、軸座“63”、輪轂軸“45”、輪轂“59”、滑輪“58”、纜繩“57”、擺動桿“40”、錘頭“22”、支撐板“36”。與現有技術相同，支撐板“36”為機架“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齒輪“18”的端面上，第一被動齒輪“18”的另一端面設置有軸部，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；孔板“26”的一側設有水平轉動步進電機“15”，該水平轉動步進電機“15”的輸出端安裝在第一主動齒輪“16”上，該第一主動齒輪“16”與第一被動齒輪“18”嚙合；孔板“26”通過螺栓“17”安裝在托架“14”上，托架“14”安裝

在轉軸“54”上，轉軸“54”與撞擊裝置中的輪轂軸“45”平行；轉軸“54”上設有第二被動齒輪“13”，與其嚙合的第二主動齒輪“29”設置在垂直轉動步進電機“30”的輸出端；垂直轉動步進電機“30”設置在上、下移動軸“12”上，上、下移動軸“12”的軸向為豎直方向；驅動上、下移動軸“12”上、下移動調節直線步進電機“1”的輸出軸，即電機轉動伸縮軸“4”與上、下移動軸“12”的上端連接，連接采用連接套“7”、壓板“6”和固定螺母實現。該連接方式為直線步進電機輸出端連接中的常規技術。

調節直線步進電機“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”安裝在水平移動板“34”上；機架“25”的工作臺面“9”上設有水平槽口“8”，水平移動板“34”沿與輪轂軸45°的垂直方向水平移動安裝在水平槽口“8”內；水平移動板“34”通過豎直的連接板“33”與水平移動直線步進電機“32”的輸出絲桿“31”連接，水平移動直線步進電機“32”安裝在機架“25”的工作臺面“9”上。

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

2 改進后的試驗流程

火災報警器按鈕自動變換碰撞面試驗流程分為以下12步：①將火災報警器試樣“21”安裝在試樣固定板“20”上，火災報警器試樣“21”的第一側面“211”朝向錘頭。②調節直線步進電機“1”啟動，其輸出軸帶動上、下移動軸“12”移動，從而使火災報警器試樣“21”移動至錘頭“22”處，即調整好火災報警器試樣“21”的高度位置。③水平移動直線步進電機“32”啟動，其輸出軸帶動水平移動板“34”水平移動，進而帶動固定套“3”、調節直線步進電機“1”、移動軸“12”、垂直轉動步進電機“30”、轉軸“54”、托架“14”、孔板“26”、水平轉動步進電機“15”、第一被動齒輪“18”、試樣固定板“20”、火災報警器試樣“21“水平移動至錘頭“22”處，即調整好火災報警器試樣“21”的高度位置。④擺動用直線步進電機“39”啟動，推動擺動桿“40”繞擺動軸“41”轉動，擺動桿“40”頂端的撥輪“44”在凹槽“48”內撥動主動插齒輪“46”沿輪轂軸軸向移動，主動插齒輪“46”與被動插齒輪“47”分離；由于重錘“24”的作用，纜繩“57”帶動滑輪“58”轉動，滑輪“58”帶動輪轂“59”轉動，進而使錘頭“22”轉動并碰撞火災報警器試樣“21”的第一側面“211”。⑤擺動用直線步進電機“39”啟動，拉動擺動桿“40”繞擺動軸“41”轉動，擺動桿“40”頂端的撥輪“44”推動主動插齒輪“46”與被動插齒輪“47”嚙合。此時，驅動輪轂用步進電機“49”開始運行，其輸出端安裝的第三主動齒輪“51”帶動第三被動齒輪“43”轉動，由于主動插齒輪“46”與第三被動齒輪“43”已經合為一體，所以，第三被動齒輪“43”將通過主動插齒輪“46”、被動插齒輪“47”、輪轂“59”帶動錘頭“22”反向轉動。當錘頭“22”反向轉動270°時，驅動輪轂用步進電機“49”停止工作。⑥水平轉動步進電機“15”啟動，水平轉動步進電機輸出端的第一主動齒輪“16”帶動第一被動齒輪“18”轉動，第一被動齒輪“18”通過試樣固定板“20”帶動火災報警器試樣“21”水平轉動90°，水平轉動步進電機“15”停止工作。⑦擺動用直線步進電機“39”啟動，推動擺動桿“40”繞擺動軸“41”轉動，擺動桿“40”頂端的撥輪“44”撥動第三被動齒輪“43”，第三被動齒輪“43”帶動主動插齒輪“46”轉動，進而使主動插齒輪“46”與被動插齒輪47分離；由于重錘“24”的作用，錘頭“22”轉動并碰撞火災報警器試樣“21”的第二側面“212”，如圖6所示。⑧擺動用直線步進電機“39”啟動，拉動擺動桿“40”繞擺動軸“41”轉動，擺動桿“40”頂端的撥輪“44”推動第三被動齒輪“43”，第三被動齒輪“43”帶動主動插齒輪“46”轉動，使主動插齒輪“46”與被動插齒輪47嚙合。此時，驅動輪轂用步進電機“49”啟動，其輸出端上的第三主動齒輪“51”帶動第三被動齒輪“43”轉動。由于主動插齒輪“46”與被動齒輪“43”已合為一體，所以，第三被動齒輪“43”將通過主動插齒輪“46”、被動插齒輪“47”、輪轂“59”帶動錘頭“22”反向轉動。當錘頭“22”的方向轉動270°時，驅動輪轂用步進電機“49”停止工作。⑨水平轉動步進電機“15”再次啟動，轉動方向與⑥中的轉動方向相同；水平轉動步進電機“15”的輸出端上的第一主動齒輪“16”帶動第一被動齒輪“18”轉動。當火災報警器試樣“21”轉動至90°時，水平轉動步進電機“15”停止工作。⑩垂直轉動步進電機“30”啟動，其輸出端上的第二主動齒輪“29”帶動第二被動齒輪“13”轉動，第二被動齒輪“13”通過轉軸“54”、托架“14”、孔板“26”、第一被動齒輪“18”、試樣固定板“20”帶動火災報警器試樣“21”向上翻轉。當試樣固定板“20”水平時，垂直轉動步進電機“30”停止工作。?調節步進電機“1”和水平移動步進電機“32”啟動，調整火災報警器試樣“21”的高度位置和水平位置，使火災報警器試樣“21”的第三側面“213”朝向錘頭“22”。?擺動用直線步進電機“39”啟動，推動擺動桿“40”繞擺動軸“41”轉動，擺動桿“40”頂端的撥輪“44”推動第三被動齒輪“43”，第三被動齒輪“43”帶動主動插齒輪“46”轉動，使主動插齒輪“46”與被動插齒輪47分離。由于重錘24的作用，錘頭“22”轉動并碰撞試樣“21”的第三側面“213”，如圖7所示。

〔編輯：張思楠〕