跑步機(jī)載荷形變量測試系統(tǒng)研制①

唐喜利

摘 要：該測試系統(tǒng)依據(jù)EN957-6[1]、ISO20957-6、GB17498.6《固定式健身器材第6部分：跑步機(jī)附加的特殊安全要求和試驗方法》中的5.6、6.6靜態(tài)負(fù)荷及5.9、6.9形變量的測試要求加以研制[2]。該系統(tǒng)針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，研制一種載荷形變量測試系統(tǒng)，包括本體、控制器和配電設(shè)備，提供了一種方便、響應(yīng)快速、作用力檢測可達(dá)性高的載荷形變量測試系統(tǒng)。該文主要介紹跑步機(jī)載荷及形變量測試系統(tǒng)的研制背景、工作原理、性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)特點、應(yīng)用情況及推廣前景。

關(guān)鍵詞：跑步機(jī) 靜態(tài)載荷 形變量 試驗方法

中圖分類號：TM30 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）03（b）-0029-02

Research on Load and Deformation Testing System of the Treadmill

Tang xili

（Xiamen Entry-Exit Inspection And Quarantine Bureau，xiamen Fujian，361022，China）

Abstract：The test system about treadmill has been researched and developed according to Clause 5.6，6.6，（static load about） and 5.9，6.9（form variable about）of the EN957-6，ISO20957-6，GB17498.6《Stationary training equipment——Part 6：Treadmills， additional specific safety requirements and test methods》.A test system about static load and form variable was developed which based on the problems of technical exist in this system.The test system of static load and form variable provide a convenient，rapid response，force detection and high accessibility.This article mainly introduced the Background，working principle， construction，characteristic，application and prospect of testing system.

Key Words：Treadmill；Static Load；Form Variable；Test Methods

隨著臺灣健身器材產(chǎn)業(yè)大規(guī)模西進(jìn)，廈門及周邊地區(qū)已經(jīng)超過長三角、珠三角，成為我國大陸最大的健身器材出口基地，這些健身器材95%以上產(chǎn)品外銷，跑步機(jī)又是這些健身器材出口的大項。這些生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模大小不一，產(chǎn)品質(zhì)量也參差不齊，對于我局檢驗檢疫監(jiān)管造成一定難度，我局技術(shù)中心電氣室雖已基本具備了此類產(chǎn)品電氣安全方面的檢測能力，但在靜態(tài)負(fù)荷測試等部分項目還缺少儀器。為了更好加強(qiáng)監(jiān)管，嚴(yán)把國門，同時也服務(wù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)，為使廈門成為健身器材生產(chǎn)基地做好檢測配套服務(wù)，該文依據(jù)EN957-6、ISO20957-6、GB17498.6中5.6、6.6靜態(tài)負(fù)荷及5.9、6.9形變量測試[3]的要求，研發(fā)跑步機(jī)載荷及形變量測試系統(tǒng)。

1 工作原理

本系統(tǒng)針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了一種載荷形變量[4]測試系統(tǒng)，用以給物體施加額定壓力并檢測受力后所產(chǎn)生的永久變形量。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖構(gòu)成如圖1，測試臺部分

結(jié)構(gòu)示意圖如圖2，控制器的整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。系統(tǒng)包括本體、控制器和配電設(shè)備，所述本體包括測試臺、位移傳感器、油壓機(jī)、油壓頭和固定裝置，所述油壓機(jī)與油壓頭連接，油壓頭上游壓力傳感器。所述測試臺上設(shè)置有固定裝置，油壓頭設(shè)置在固定裝置上，所述位移傳感器設(shè)置在測試臺表面，系統(tǒng)實物圖如圖4所示。

2 結(jié)構(gòu)特點

2.1 系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)

油泵電機(jī)功率（kW）：2.2

電源：380 V/50 Hz

最大壓力：600 kg

觸控屏（HMI）：7”

環(huán)境溫度（℃）：25±1（CLASSA）

行程（mm）：200

本機(jī)外形尺寸（mm）：1040*1530*500

2.2 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)主要由機(jī)體、油壓部分、傳感器、及相關(guān)PLC控制電路、觸摸屏組成。該系統(tǒng)通過液壓系統(tǒng)來加力，通過位移傳感器來測試形變量，使用觸摸屏操作，采用PLC可編程控制器來作設(shè)備的主控制系統(tǒng)，來實現(xiàn)試驗力并進(jìn)行數(shù)據(jù)換算，實現(xiàn)自動化控制。使用PLC是因為其相當(dāng)于多個常規(guī)繼電器，時間繼電器，計數(shù)器的集合體，使用方便，體積小，可根據(jù)須要更改程序，節(jié)省了改動線路的麻煩。PLC的主要優(yōu)點是外部接線簡單，內(nèi)部程序可變，在不改變接線的情況下，可以重新設(shè)計程序，內(nèi)部軟繼電器是寄存器，沒有觸點，出故障的概率低，使用壽命長，抗干擾能力強(qiáng)，操作方便，應(yīng)用指令較多，可實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。

3 系統(tǒng)操作流程

先將配電設(shè)備的電控箱空氣開關(guān)推合上，接通設(shè)備電源，旋轉(zhuǎn)電氣控制面板上電源開關(guān)旋鈕在開位，觸控屏顯示出開機(jī)畫面。

再輕觸畫面進(jìn)入系統(tǒng)，輕觸屏幕“油啟”旋鈕，油壓機(jī)啟動，點擊手動模式，按需要分別設(shè)置“保壓時間”及“壓力設(shè)定”，調(diào)整測試臺下方位移傳感器高度應(yīng)高于被測物體下方變形點1 mm，此時方入被測物體，手動點擊上升、下降，看是否位于物體被測點。調(diào)整到位后點擊至自動模式，按下自啟按鈕，測試開始，油壓頭開始向物體施壓，測試中如果因被測物變形產(chǎn)生的壓力下降，系統(tǒng)會自動補償至壓力設(shè)定值，到保壓時間后，油壓頭會自動退回，讀出形變量的值，完成一個測試循環(huán)。

4 技術(shù)應(yīng)用和推廣前景

本項目研制的“跑步機(jī)載荷及形變量測試系統(tǒng)”已在廈門出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術(shù)中心的“國家級健身器材安全檢測重點實驗室”投入試用近四年時間，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，檢測有關(guān)跑步機(jī)產(chǎn)品453批次，檢出載荷或形變量等不合格項目23批次。在使用過程中該系統(tǒng)操作方便、功能全面、性能穩(wěn)定、對標(biāo)準(zhǔn)的符合性好，滿足ISO 20957-6/EN 957-6/GB 17498.6等標(biāo)準(zhǔn)的試驗要求。同時該系統(tǒng)也幫助廈門相關(guān)健身器材出口企業(yè)突破發(fā)達(dá)國家的有關(guān)技術(shù)壁壘[5]，擴(kuò)大健身器材的出口，完善廈門本地檢測認(rèn)證資源配套，促進(jìn)本地持續(xù)引進(jìn)健身器材生產(chǎn)、銷售、研發(fā)周邊相關(guān)企業(yè)，進(jìn)一步鞏固廈門國內(nèi)最大的健身器材跑步機(jī)生產(chǎn)出口基地的地位，更加完善健身器材跑步機(jī)類產(chǎn)品[6]的產(chǎn)業(yè)鏈。

5 結(jié)語

該測試裝置的研究開發(fā)解決了EN957 -6、ISO20957-6、GB17498.6關(guān)于跑步機(jī)載荷及形變量測試的問題。本裝置的研究開發(fā)成功提升了廈門出入境檢驗檢疫局技術(shù)中心的技術(shù)檢測能力，完善了健身器材的檢測手段，提升了檢驗檢疫機(jī)構(gòu)形象。該儀器目前應(yīng)用于本局實驗室對跑步機(jī)的載荷及形變量測試檢測。以本局管轄范圍內(nèi)的進(jìn)出口企業(yè)來看，由于涉及健身器材的大量生產(chǎn)，該裝置每年所帶來的檢測費用遠(yuǎn)超越于儀器本身的價值所在。如果從檢測、提升產(chǎn)品質(zhì)量這方面來考慮，該項目所帶來的經(jīng)濟(jì)效益是很難衡量的。如果從快速通關(guān)、提升檢測質(zhì)量這方面來考慮，該項目所帶來的社會效益更加是極其可觀的。

參考文獻(xiàn)

[1] EN 957-6：2001.Stationary training equipment——Part 6： Treadmills， additional specific safety requirements and test methods[S].

[2] GB 17498.6-2008固定式健身器材第6部分：跑步機(jī)附加的特殊安全要求和試驗方法.

[3] EN957-1：2004.Stationary training equipment——Part1：General safety requirements and test methods[S].

[4] 唐軍，卓建議，李翠.固定式健身器材有關(guān)變形量測試的研究[J].電子技術(shù)與質(zhì)量工程，2011（8）：61-63.

[5] 孫聲偉.新型跑步機(jī)的設(shè)計[J].電子世界，2012（14）：122-123.

[6] 朱梁.健康監(jiān)測跑步機(jī)的研發(fā)[D].浙江理工大學(xué)，2013.