一種基于往復類國民體質測試器材耐久性能檢測的設備研究

關鍵詞：國民體質測試器材，耐久性能，檢測設備

DOI編碼：10.3969/j.issn.1674-5698.2023.05.021

1 研究背景

國民體質健康測試器材是檢測人們身體健康的重要體育器械，近年來，隨著人們對身體健康越來越重視，體質健康測試器材的生產企業勢如春筍逐年增多。本文通過國家體育用品產品質量檢驗檢測中心多年來對體質測試器材耐久性能的質量分析和研究，依據標準TY/T 2001-2015《國民體質測試器材 通用要求》、GB/T 19851.12-2005《中小學體育器材和場地第12部分：學生體質健康測試器材》中對往復類國民體質測試儀耐久性能檢測設備進行研究，研制出通過模擬體質測試器材在日常使用過程中施加的載荷，控制其往復頻率等方式進行耐久測試，來判定產品是否達到標準要求。

經調研，往復運動類體質測試器材種類繁多，不僅包括測量滑塊為豎直往復運動結構的身高測試儀、坐高測試儀等，也包括測量滑塊為水平往復運動結構的坐位體前屈測試儀等。而現有針對往復運動類體質測試器材進行壽命耐久性能檢測的設備，并不同時具備模擬水平往復運動和豎直往復運動的功能，所以這些檢測設備受其自身結構限制，通用性較差，無法滿足所有類型的往復運動類體質測試器材的檢測工作。

2 理論依據

依據標準TY/T 2001-2015《國民體質測試器材 通用要求》、GB/T 19851.12-2005《中小學體育器材和場地第12部分：學生體質健康測試器材》中對往復運動類體質測試器材規定的耐久性能測試方法及要求如下。

（1）相關體質測試器材測試項目的試驗運動行程，應不小于測試器材測量范圍的70%。

（2）試驗20，000次后不應出現結構性零部件的斷裂、開焊、損壞和影響器材使用的永久性變形等現象。

（3）耐久試驗后，不應有運行系統、操控及其他傳遞信號的停頓、中斷、紊亂、失靈、失控等現象，測試器材的各系統應能正常工作。

（4）耐久試驗后，測試器材的誤差應不大于標準中允許誤差的絕對值。

3 設備設計

3.1 系統技術指標（見表1）

3.2 檢測設備工作原理

（1）通過伺服電機系統與滾珠絲桿相結合，利用軸承和氣彈簧組成旋轉系統，實現設備的水平形態和豎直形態的相互轉換。試驗過程的行程和頻率由人機交換系統輸入PLC控制系統，自動控制移動端的往復運動。整體結構如圖1和圖2所示。

（2）不同體質測試器材，運動方向會有不同，擺動試驗機上試驗運動臂使之水平或豎直，水平運動測試或豎直運動測試分別為獨立測試單元，試驗運動臂通過精密旋轉軸承中心做轉動，到達水平或豎直位置處，圖3為水平運動測試位置，圖4為豎直運動測試位置，通過調整高度調節塊1調整運動旋轉臂的水平精準度，通過調整高度調節塊2調整運動臂豎直精準度。在豎直運動測試位置處，豎直調節完成后，鎖緊豎直鎖緊旋鈕，固定試驗運動臂的位置。

（3）測試行程、頻率可調功能結構是由伺服電機通過聯軸器、滾珠絲杠和導軌帶動往復輸出結構組成的，通過系統程序控制脈沖發送的數量和頻率，從而控制伺服電機旋轉速度和圈數，實現行程和頻率可調功能（如圖5所示）。

（4）不同體質測試器材，其外觀形狀各不相同，為了適應更多的樣品，擴大適用范圍，設備上配備了多種工裝夾具，可滿足市面上絕大部分的測試需求，其結構如圖6和圖7所示。

4 結語

本設備的設計和制造滿足了相關產品標準的指標要求和測試需求，解決了由自動化測試替代人工測試不便捷、不科學的技術問題，使體質測試器材耐久性能的檢測工作更加高效，實現科學檢測，快速檢測一體化，進而推進生產企業的質量有效控制，更好地實現體質測試器材質量監管的效率和水平，為國民體質測試器材的檢測工作提供了技術支撐和裝備保障。