1.本发明涉及一种惯性开关测试装置，特别是一种惯性开关测试装置及测试方法。
背景技术：2.常规弹药硬目标战斗部常采用惯性触发引信起爆战斗部，当战斗部到达目标区域后，引信完成全部解保功能，处于待发状态，需要引信判断战斗部接触到目标，从而给出起爆信号。惯性开关可感受引战系统撞击目标产生的冲击过载，闭合或者断开电极给出电信号，引信根据该信号适时起爆战斗部，完成起爆战斗部功能。惯性开关在引信、安全气囊、可穿戴设备上应用广泛，尤其在机电引信中有广泛的需求，是机电引信实现触发起爆或落地自毁功能的重要部件，惯性开关触发过载阈值的精度直接影响着弹药的功能和安全，所以，对惯性开关触发过载阈值的测量倍受重视。
3.目前常见的惯性开关触发阈值的测试方法有两种，一种是空气炮，另一种是离心机。空气炮是目前被广泛应用的室内冲击过载试验设备，主要根据火炮功能原理设计，以空气或轻质气体为动力源，高速发射被测产品完成撞击试验；空气炮实验技术能够提供较宽范围的过载，因而在许多科学领域得到应用，但空气炮装置整套设备组成复杂，并且空气炮实验的量级不可控，实验过程中会导致部分产品出现不可恢复的损坏，试验周期普遍较长，导致实验成本偏高。离心机也是一种应用广泛的测试装置，利用转子高速旋转产生强大的离心加速度作为等效冲击过载加速度，离心机速度只与转子转速和转动半径相关，因此可以精确控制，该测试方法测得的过载阈值比较精确。但因受限于转速和转动半径，离心机能够提供的离心加速度有限，无法检测用于大冲击过载的惯性开关；且离心机产生的离心加速度是持续的，而惯性开关实际使用时受到的冲击过载是瞬时的，只有毫秒级别，这就导致离心机检测合格的惯性开关实际使用时经常无法工作，可靠性不佳。因此，急需研究一款能够解决上述问题的测量装置。
技术实现要素：4.本发明的目的在于，提供一种惯性开关测试装置及测试方法。本发明不仅生产成本低、而且测量结果相对准确，还能用于惯性开关触发过载阈值以及时间的测量。
5.本发明的技术方案：一种惯性开关测试装置，包括框架，框架顶部设有驱动控制组件，驱动控制组件下方设有固定板，固定板下方设有导向轴组件，导向轴组件上设有动滑块组件，动滑块组件下方设有下落体组件，且下落体组件与导向轴组件相配合；所述框架底部的中间位置设有与下落体组件相对应的冲击座组件；所述下落体组件上设有被测件装夹工装。
6.前述的一种惯性开关测试装置中，所述驱动控制组件包括固定于框架上的上固定板，上固定板上方设有减速电机，减速电机输出端设有长轴，长轴上设有收线轮；上固定板的下方分别设有第一滑轮和吊钩；所述框架上还设有第二滑轮；上固定板上还设有与减速电机相连的控制器。
7.前述的一种惯性开关测试装置中，所述动滑块组件包括动滑板，动滑板上方的中部设有轴承座，轴承座上设有滑轮轴，滑轮轴上设有大滑轮；动滑板两端设有与导向轴组件相配合的滑行孔；所述动滑板的下表面还设有电磁铁。
8.前述的一种惯性开关测试装置中，大滑轮、第二滑轮、第一滑轮、收线轮以及吊钩之间经绳索相连。
9.前述的一种惯性开关测试装置中，所述下落体组件包括下落板，下落板上端面的中部设有试件固定座，试件固定座两侧设有位于下落板上的通孔，通孔内设有第二直线轴承；所述下落板上表面还设有与电磁铁相配合的电磁铁吸板；下落板的下表面设有冲击块。
10.前述的一种惯性开关测试装置中，所述导向轴组件包括固定于框架底部的下固定板，下固定板上方设有两根相互平行分布的导向轴，导向轴底部还套设有缓冲套。
11.前述的一种惯性开关测试装置中，所述冲击座组件包括基板，基板上端设有固定座，固定座内设有弹簧固定轴，弹簧固定轴外套设有弹簧，弹簧上方设有冲击座，冲击座上方设有压盖，压盖和固定座之间还设有调节块。
12.前述的一种惯性开关测试装置中，所述被测件装夹工装包括工装本体，工装本体内设有加速度传感器和被测试件；所述工装本体和加速度传感器经线缆连接有测试系统终端。
13.一种惯性开关测试装置的测试方法，下落体组件与冲击座组件之间的撞击会对安装在下落体组件上的被测件产生冲击过载力，加速度传感器实时采集整个冲击过程的过载值变化情况，测试系统终端记录过载曲线，并检测碰撞后被测件触发接通状态；通过检测不同过载值下被测件的测试结果，完成对被测件触发阈值的判断。
14.前述的一种惯性开关测试装置的测试方法中，通过驱动控制组件调节下落体组件的高度以及弹簧的更换来完成对持续过载值的调整。
15.与现有技术相比，本发明由框架、驱动控制组件、固定板、动滑块组件、下落体组件、导向轴组件、冲击座组件以及被测件装夹工装构成，能够提供准确的冲击过载以及动作时间，且持续时间为毫秒级别，与惯性开关的实际工作环境相匹配，测试的的结果相比离心机测量可靠性显著提高；整体结构简单，组装方便，可反复测试，成本经济实惠。
16.具体的：框架采用铝型材通过螺栓和t型螺母组装而成，为整个装置提供稳固的支撑；采用减速电机作为动力源，通过由第一滑轮、绳索、第二滑轮、大滑轮、收线轮与吊钩共同构成的滑轮机构拉动动滑块组件沿着导向轴组件上下移动，动滑块组件的下侧装有两个电磁铁，通电时可稳固地吸住下落体组件，从而可以灵活调整下落体组件的初始位置；测试件与加速度传感器通过装夹工装安装于下落体组件上的试件固定座内，跟随下落体组件一起运动，下落体组件与冲击座组件碰撞后会产生一个冲击过载，加速度传感器实时反馈整个过程的过载值变化情况，外接的测试终端记录过载曲线，并检测碰撞后惯性开关触发接通情况；冲击座组件内的弹簧起缓冲的作用，可增加冲击过载的持续时间。通过调节下落体组件的初始高度和更换弹簧，可以提供准确的持续过载值，综合不同过载值下惯性开关的测试结果，可准确的判断惯性开关的触发阈值。
17.综上所述，本发明不仅生产成本低、而且测量结果相对准确，还能用于惯性开关触发过载阈值以及时间的测量。
附图说明
18.图1是本发明的结构示意图；
19.图2是图1的侧视图；
20.图3是导向轴组件的局部结构视图；
21.图4是动滑块组件的结构结构视图；
22.图5是动滑块组件的俯视图；
23.图6是下落体组件的结构视图；
24.图7是下落体组件的俯视图；
25.图8是冲击座的结构视图；
26.图9是驱动控制组件的结构视图；
27.图10是图9的侧视图；
28.图11是驱动控制组件的俯视图；
29.图12是被测件装夹工装的结构视图；
30.图13是工装本体的结构视图。
31.附图中的标记为：1-框架，2-驱动控制组件，3-固定板，4-导向轴组件，5-动滑块组件，6-下落体组件，7-冲击座组件，8-绳索，9-工装本体，10-加速度传感器，11-被测试件，12-测试系统终端，201-上固定板，202-减速电机，203-长轴，204-收线轮，205-第一滑轮，206-吊钩，207-第二滑轮，208-控制器，209-防磨损轴，401-下固定板，402-导向轴，403-缓冲套，501-动滑板，502-轴承座，503-滑轮轴，504-大滑轮，505-滑行孔，506-电磁铁，507-第一直线轴承，601-下落板，602-试件固定座，603-通孔，604-第二直线轴承，605-电磁铁吸板，606-冲击块，701-基板，702-固定座，703-弹簧固定轴，704-弹簧，705-冲击座，706-压盖，707-调节块。
具体实施方式
32.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
33.实施例。一种惯性开关测试装置，构成如图1至图13所示，包括框架1，框架1顶部设有驱动控制组件2，驱动控制组件2下方设有固定板3，固定板3下方设有导向轴组件4，导向轴组件4上设有动滑块组件5，动滑块组件5下方设有下落体组件6，且下落体组件6与导向轴组件4相配合；所述框架1底部的中间位置设有与下落体组件6相对应的冲击座组件7；所述下落体组件6上设有被测件装夹工装。
34.所述驱动控制组件2包括固定于框架1上的上固定板201，上固定板201上方设有减速电机202，减速电机202输出端设有长轴203，长轴203上设有收线轮204；上固定板201的下方分别设有第一滑轮205和吊钩206；所述框架1上还设有第二滑轮207；上固定板201上还设有与减速电机202相连的控制器208。
35.所述动滑块组件5包括动滑板501，动滑板501上方的中部设有轴承座502，轴承座502上设有滑轮轴503，滑轮轴503上设有大滑轮504；动滑板501两端设有滑行孔505，滑行孔505内设有与导向轴组件4相配合的第一直线轴承507；所述动滑板501的下表面还设有电磁铁506。
36.大滑轮504、第二滑轮207、第一滑轮205、收线轮204以及吊钩206之间经绳索8相连。
37.所述下落体组件6包括下落板601，下落板601上端面的中部设有试件固定座602，试件固定座602两侧设有位于下落板601上的通孔603，通孔603内设有与导向轴组件4相配合的第二直线轴承604；所述下落板601上表面还设有与电磁铁506相配合的电磁铁吸板605；下落板601设有贯穿其上下表面的冲击块606。
38.所述导向轴组件4包括固定于框架1底部的下固定板401，下固定板401上方设有两根相互平行分布的导向轴402，导向轴402底部还套设有缓冲套403。
39.所述冲击座组件7包括基板701，基板701上端设有固定座702，固定座702内设有弹簧固定轴703，弹簧固定轴703外套设有弹簧704，弹簧704上方设有冲击座705，冲击座705上方设有压盖706，压盖706和固定座702之间还设有调节块707。
40.所述被测件装夹工装包括工装本体9，工装本体9内设有加速度传感器10和被测试件11；所述工装本体9和加速度传感器10经线缆连接有测试系统终端12。
41.一种惯性开关测试装置的测试方法，下落体组件与冲击座组件之间的撞击会对安装在下落体组件上的被测件产生冲击过载力，加速度传感器实时采集整个冲击过程的过载值变化情况，测试系统终端记录过载曲线，并检测碰撞后被测件触发接通状态；通过检测不同过载值下被测件的测试结果，完成对被测件触发阈值的判断。
42.通过驱动控制组件调节下落体组件的高度以及弹簧的更换来完成对持续过载值的调整。
43.所述上固定板的一侧还设有与收线轮相配合的防磨损轴209，防磨损轴安装在带座轴承上。
44.导向轴位于固定板和下固定板之间。
45.所述轴承座内设有轴承。
46.被测件装夹工装包括测试装夹组件，测试装夹组件上设有加速度传感器和待测惯性开关，加速度传感器和测试装夹组件连接有测试系统终端；所述测试装夹组件包括上盖组件和下托组件，加速度传感器固定于下托组件，待测惯性开关位于上盖组件和下托组件之间。
47.作为优选，所述上盖组件包括经第一螺钉和第一螺母相连的第六板、第七板、第八板和第九板，第九板上设有一组与待测惯性开关相配合的上安装孔，每个上安装孔上方均设有压紧装置。
48.作为优选，所述压紧装置包括压紧调节螺钉，压紧调节螺钉上套设有弹簧，弹簧上下两端设有第一垫片和第二垫片；所述压紧调节螺钉的上端设有拧紧螺母。
49.作为优选，所述下托组件包括经第二螺钉和第二螺母相连的第一板、第二板、开关电路板、第三板、第四板和第五板，所述第一板上设有与待测惯性开关相配合的下安装孔，下安装孔下方设有与开关电路板相连的弹性顶针。
50.作为优选，所述开关电路板还连接有插座。
51.各个板均为亚克力板加工而成，成本低廉。
52.组装好的下托组件上有多个安装测试件的孔(即下安装孔)，孔内有弹性顶针，可以可靠地接触被测试件(待测惯性开关)下端的触点。
53.弹性顶针焊接于开关电路板的上侧，形成检测电路，通过插座将被测试件的状态反馈给测试系统终端。
54.加速度传感器通过螺钉固定在下托组件上，实时检测并反馈测试过程中的加速度值。
55.上盖组件由第六板、第七板、第八板通过第一螺钉和第一螺母连接组合而成，组合后的上盖组件与下托组件相对应的位置同样有相应的孔(即上安装孔)，可以完全包裹固定被测试件。
56.上安装孔内设有压紧装置，由拧紧螺母、第一垫片、弹簧、第二垫片、圆柱头螺钉(即压紧调节螺钉)组合而成，保证被测试件可靠接触弹性顶针，避免加工装配误差对测试结果的影响。
57.实际使用时，按装配图组装好上盖组件和下托组件，按要求放入被测试件，装好加速度传感器，通过螺钉螺母将上盖组件和下托组件连接一体。按要求用相应线缆连接测试装夹组件和测试系统终端。将测试装夹组件放入相应测试台。测试前，惯性开关未触发，此时开关电路板上相应电路为开路状态。测试台启动后，达到相应触发条件，惯性开关触发，此时开关电路上相应电路状态为闭合状态。测试系统终端可检测到该状态变化信息并记录，结合加速度传感器反馈的信息，实现对惯性开关触发功能的测试目的。
58.本发明的框架整体采用铝型材，通过螺栓和t型螺母组装一体，为整个装置提供稳固的支撑。驱动控制组件通过螺栓安装于框架上。框架通过螺栓安装于导向轴组件中的下固定板上，下固定板和上固定板通过螺钉相连构成整个装置的结构支撑件，稳固可靠，最后通过地脚牢固地安装于地基上。冲击座组件放置于下固定板的通孔内，且基板的周侧与下固定板的通孔内壁有间隙，可以抵消冲击对整体框架的影响。下落体组件和动滑块组件穿过导向轴组件，分别通过第一直线轴承和第二直线轴承配合，可沿两个导向轴轴向方向顺畅滑动。第一滑轮，绳索，第二滑轮，大滑轮，收线轮，与吊钩共同构成滑轮机构，在减速电机驱动牵引下，可拉动动滑块组件上下移动。动滑块组件的下侧设有两个电磁铁，通电时可稳固的吸住下落体组件，从而相应调整下落体组件的初始位置。测试件与加速度传感器通过装夹工装安装于下落体组件上的试件固定座(即其安装凹槽内)上，跟随下落体组件一起运动。
59.加速度传感器和装夹工装内的电路板与测试终端相连接，测试终端上有减速度数据采集分析模块，和惯性开关通断测试模块。接通电源，设置好动滑块组件初始位置，启动减速电机，使得长轴正转，减速电机通过滑轮机构拉住动滑块组件下降；动滑块组件沿着导向轴下降至最低点，关闭减速电机，通过两个电磁铁分别吸住下落体组件上侧的两个电磁铁吸板，然后再次启动减速电机使得长轴反转，通过滑轮机构拉动动滑块组件和下落体组件一起运动至指定初始位置；运动到位后，断开电磁铁开关，下落体组件带着测试件和加速度传感器一起做自由落体运动，冲击块与冲击座碰撞产生冲击过载，冲击座下侧的弹簧起缓冲作用，增加冲击过载的持续时间。加速度传感器将整个测试过程中的加速度情况反馈给系统，同时系统可检测碰撞后惯性开关的触发情况。测试多组数据后可准确分析惯性开关的触发过载阈值以及时间。
技术特征：1.一种惯性开关测试装置，其特征在于：包括框架(1)，框架(1)顶部设有驱动控制组件(2)，驱动控制组件(2)下方设有固定板(3)，固定板(3)下方设有导向轴组件(4)，导向轴组件(4)上设有动滑块组件(5)，动滑块组件(5)下方设有下落体组件(6)，且下落体组件(6)与导向轴组件(4)相配合；所述框架(1)底部的中间位置设有与下落体组件(6)相对应的冲击座组件(7)；所述下落体组件(6)上设有被测件装夹工装。2.根据权利要求1所述的一种惯性开关测试装置，其特征在于：所述驱动控制组件(2)包括固定于框架(1)上的上固定板(201)，上固定板(201)上方设有减速电机(202)，减速电机(202)输出端设有长轴(203)，长轴(203)上设有收线轮(204)；上固定板(201)的下方分别设有第一滑轮(205)和吊钩(206)；所述框架(1)上还设有第二滑轮(207)；上固定板(201)上还设有与减速电机(202)相连的控制器(208)。3.根据权利要求2所述的一种惯性开关测试装置，其特征在于：所述动滑块组件(5)包括动滑板(501)，动滑板(501)上方的中部设有轴承座(502)，轴承座(502)上设有滑轮轴(503)，滑轮轴(503)上设有大滑轮(504)；动滑板(501)两端设有与导向轴组件(4)相配合的滑行孔(505)；所述动滑板(501)的下表面还设有电磁铁(506)。4.根据权利要求3所述的一种惯性开关测试装置，其特征在于：大滑轮(504)、第二滑轮(207)、第一滑轮(205)、收线轮(204)以及吊钩(206)之间经绳索(8)相连。5.根据权利要求3所述的一种惯性开关测试装置，其特征在于：所述下落体组件(6)包括下落板(601)，下落板(601)上端面的中部设有试件固定座(602)，试件固定座(602)两侧设有位于下落板(601)上的通孔(603)，通孔(603)内设有第二直线轴承(604)；所述下落板(601)上表面还设有与电磁铁(505)相配合的电磁铁吸板(605)；下落板(601)的下表面设有冲击块(606)。6.根据权利要求1所述的一种惯性开关测试装置，其特征在于：所述导向轴组件(4)包括固定于框架(1)底部的下固定板(401)，下固定板(401)上方设有两根相互平行分布的导向轴(402)，导向轴(402)底部还套设有缓冲套(403)。7.根据权利要求1所述的一种惯性开关测试装置，其特征在于：所述冲击座组件(7)包括基板(701)，基板(701)上端设有固定座(702)，固定座(702)内设有弹簧固定轴(703)，弹簧固定轴(703)外套设有弹簧(704)，弹簧(704)上方设有冲击座(705)，冲击座(705)上方设有压盖(706)，压盖(706)和固定座(702)之间还设有调节块(707)。8.根据权利要求1所述的一种惯性开关测试装置，其特征在于：所述被测件装夹工装包括工装本体(9)，工装本体(9)内设有加速度传感器(10)和被测试件(11)；所述工装本体(9)和加速度传感器(10)经线缆连接有测试系统终端(12)。9.测试权利要求1-8中任一项所述的一种惯性开关测试装置的方法，其特征在于：下落体组件与冲击座组件之间的撞击会对安装在下落体组件上的被测件产生冲击过载力，加速度传感器实时采集整个冲击过程的过载值变化情况，测试系统终端记录过载曲线，并检测碰撞后被测件触发接通状态；通过检测不同过载值下被测件的测试结果，完成对被测件触发阈值的判断。10.根据权利要求9所述的一种惯性开关测试装置的测试方法，其特征在于：通过驱动控制组件调节下落体组件的高度以及弹簧的更换来完成对持续过载值的调整。
技术总结本发明公开了一种惯性开关测试装置及测试方法，包括框架，框架顶部设有驱动控制组件，驱动控制组件下方设有固定板，固定板下方设有导向轴组件，导向轴组件上设有动滑块组件，动滑块组件下方设有下落体组件；所述框架底部设有冲击座组件；所述下落体组件上设有被测件装夹工装。下落体组件与冲击座组件之间的撞击会对安装在下落体组件上的被测件产生冲击过载力，加速度传感器实时采集整个冲击过程的过载值变化情况，测试系统终端记录过载曲线，并检测碰撞后被测件触发接通状态；通过检测不同过载值下被测件的测试结果，完成对被测件触发阈值的判断。本发明不仅生产成本低、而且测量结果相对准确，还能用于惯性开关触发过载阈值以及时间的测量。及时间的测量。及时间的测量。
技术研发人员：杨强 刘云飞 张金福 刘萌 吴旭峰 蔡贤博 徐佳伟 许剑楠
受保护的技术使用者：上海汉未科技有限公司
技术研发日：2022.03.22
技术公布日：2022/7/5
