内容提要

针对目前国内DLJ-200跌落试验机不能完成较小产品跌落试验且精度低的问题，通过在现有跌落托架的基础上增加扩展装置、扩展平台后能满足目前对较小产品进行跌落试验的任务要求，弥补当前设备功能不足、提高试验精度、提升设备能力，达到设备稳定可靠的要求。该套跌落试验机能够满足国家军用标准和国家标准的试验技术指标。

在此研究领域，国外已研制出第三代摆臂式跌落试验机，它能在一台缓冲器上产生多种力脉冲波形，并辅以高度自动化的控制以及数据采集和分析设备。

国内已研制完成第二代自由跌落式试验机和摆臂式试验机，后者是国内外设备精细化发展的趋势，我国第三代摆臂式跌落机处于研制阶段。本项目基于摆臂式基本原理实现扩展功能设计，能满足目前对较小产品进行跌落试验任务要求、弥补当前设备功能不足、提高试验精度，同时为数据采集和分析奠定基础。

跌落试验机扩展功能总体结构设计

根据任务需求，获得试验产品相关参数，并以此确定跌落试验机扩展功能机构的适用范围；同时通过文献及实体调研，确定了跌落试验机扩展功能的总体结构设计；根据具体情况，确保跌落试验机扩展功能机构更安全、更方便。一套跌落试验机扩展功能机构主题结构由托板和释放两大部分组成。

托板分成左右两部分对称结构，长360 mm、宽170  mm、厚20 mm，材料6061，能满足产品尺寸（250 mm×250 mm×250 mm）、重15 kg的需求。为满足圆球类产品平稳放置，托板对称轴心中间设计有深5 mm，直径30 mm半圆球形凹槽；托板两端通过轴座固定在旋转轴上，托板每端使用8个M10的螺钉与轴座进行紧固连接；托板在工作时左右两部分通过旋转轴从中间同时向下翻转。为防止托板在跌落试验时出现左右两部分向下旋转不同步的问题，托板中间设计成齿条形交叉结构。托板右侧部分设计图纸见图1。

轴用来固定托板、齿轮、轴承，同时实现托板旋转。根据现有跌落试验机托叉结构尺寸，设计轴长450 mm、粗端直径36 mm、细端直径30 mm，材料45。轴的一端通过B型键安装齿轮，另一端安装托板和轴套；固定托板的轴座布置在轴套两端，轴与轴套间通过轴承连接以实现轴旋转；轴承位于轴套的两端，轴承与轴和轴套间采用过盈配合，轴的结构设计图见图2。

托板旋转轴另一端设计类似于棘轮机构装置，具有自锁功能。棘轮挡销与电磁铁相连接，释放产品时，电磁铁通电快速吸开棘轮挡销；挡销与棘轮接触的面设计成圆弧面，使挡销与棘轮成线接触，减少摩擦力；齿轮下方设有拉紧弹簧，释放瞬间在弹簧的拉力作用下，托板获得初始加速度，使托板快速向下旋转130 °，使产品不受干涉自由下落，完成跌落试验。齿轮结构设计尺寸如下图左图所示，棘轮释放机构示意如下图右图所示。

托板安装在原有跌落机托架上。为保证试验过程中，跌落时产品和托板不与现有托架发生碰撞，将扩展功能机构安装于托架下方。跌落试验时，托板向下旋转与现有跌落试验机不发生任何干涉。

紧固方式：扩张装置机构通过U型吊环与现有托架进行吊装连接，吊装点设置在轴套上，轴套上均布3个吊装孔，使用螺钉紧固。

本文通过对跌落试验机多方位调研，吸取了跌落试验机结构及运行优点，针对产品结构及尺寸特征，最终确定了跌落试验机扩展装置机构的主体构架及运行机制，使其具有安全可靠、操作简易的特点。 

跌落试验机扩展装置机构的应用将有效地进行小产品（250 mm×250 mm×250 mm）跌落试验，试验过程中能够保证人身安全、产品安全、试验安全等，进而达到安全生产、高效试验的目的。