箱包产品拉杆寿命试验装置的设计研究

王道俊

摘 要：针对旅行箱包类产品拉杆的工作原理，对现有的箱包拉杆寿命测试方法进行了分析研究，充分考虑到箱包的当前使用情况，对箱包拉杆的测试需求进行一定程度的改进，从而做出了这套智能化的检测系统。该装置针对箱包产品的非标特性，设计一种动态可变的试验装置，满足各种不同类型箱包拉杆的试验要求。该系统适用于箱包类产品拉杆配件的检测，并有通用性强、夹具灵活、检测范围广等优点，

关键词：箱包拉杆，寿命试验，自动检测系统

【分类号】TS563.4

0 引言

拉杆箱以其轻便灵活、使用方便的特性，已成为居家旅行的必备工具。各种各样的拉杆箱产品层出不穷，当然，其中不乏部分假冒伪劣产品。在拉杆箱的使用过程中，拉杆的质量显得尤为重要，无论是拉杆断裂，还是拉杆变形，对消费者来说都是无奈又窝火的事情。为规范箱包产品的生产，提高拉杆箱配件质量，拉杆疲劳检测试验显得尤为重要。

然而国内真正能够实现多种拉杆类型箱包统一进行寿命测试的检测设备较少，即使有相应的检测手段又存在技术老化（手动设备）、技术路线错误、检测数据误差过大、人为因素过多、稳定性差、试验周期过长等诸多缺陷，很难满足测试需求，更谈不上标准的宣传执行。

根据箱包拉杆类型的多样性，我们研发的箱包产品拉杆寿命试验装置采用PLC自动控制，具有夹具方便可调、拉杆段数可调、整段行程可调、分段行程可调、拉杆锁测试时间可调、测试拉力可调等多项检测功能。同时，该检测系统具有适应范围广、操作简便、性能稳定、采集准确等诸多优点。该系统的具体特征描述如下：

（1）全自动无损伤检测；

（2）自诊断、监测功能；

（3）力值曲线实时监控；

（4）故障状态自动停机并报警提示。

1 箱包产品拉杆寿命试验装置设计

系统的总体设计思路： 对于箱包拉杆寿命的测试，现有的大部分装置要么存在一定的技术缺陷，要么测试方法死板，损坏箱包主体，根本无法满足检测需求。为此，我们对现有的箱包拉杆寿命的试验方法进行了改善，充分考虑了多种箱包的尺寸，制作了可自由调节各种参数的试验装置，此试验装置采用模拟拉杆的运动轨迹，利用气缸及液压技术，模拟箱包类产品拉杆工作状态，周期性的拉伸、压缩拉杆，并通过实时拉力判断拉杆是否处于正常工作状态，并统计试验次数及相关数据，再搭配高精度拉力传感器来实时检测拉杆拉压力的变化，使之达到了“智能化自动检测、检测数据准确可靠、检测手段通用便捷”等适用于当今及今后行业发展需求的新型箱包产品拉杆寿命试验装置。

1.1框架设计

该操作台尺寸100*100*200cm（长*宽*高），框架采用40*40mm铝型材搭建。箱包夹具大小、方向可调，拉杆无需从箱包中取出，满足不同类型箱包试验需要。通过控制柜手动控制拉杆夹具高度，方便试件的固定。同时，对于拉杆把手的夹持机械设计，借鉴人手抓姿势，方便固定箱包把手。另外通过气压对箱包拉杆锁开关进行控制，实现箱包拉杆的往复运动疲劳试验。采用限位感应器用于控制箱包拉杆行程的上限和下限，避免在运动过程中对箱包拉杆的损坏。1.2性能参数

（1）测试行程：20～100mm可调整

（2）测试位置：4点感应位置

（3）拉伸速度：0～30cm/s可调整

（4）压回速度：0～30cm/s可调整

（5）测试次数：1～999999可调整，自动停机

（6）测试动力：压缩空气用气缸

（7）时间高度：最高150cm

（8）辅助设备：箱包固定夹具

（9）使用压力：0.2～0.8MPa可调

（10）设备尺寸：120cm*120cm*210cm（L*W*H）

（11）电源：单相220VAC/50Hz

1.3设备结构组成

1.3.1电气系统

主要包括空气断路器、直流开关电源、可编程控制器（PLC）、触摸屏、接线端子排、按钮、开关及各种连接导线以及我们自主研发的“箱包产品拉杆寿命试验装置”专用软件组成。

电气控制系统的设计目的是为了实现方便快捷的设置试验参数并且控制试验过程按照操作者设定的步骤来进行操作。

1.3.2设备组件说明

设备主体主要由两部分组成：试验台架、控制柜。

设备台架主要的构成部件包括：设备整体支撑台架，箱包固定夹具，箱包试验行程气缸，箱包拉杆锁开启气缸，拉压力传感器，位置感应传感器及其固定杆，导线及其气管固定线槽等。

控制柜主要的构成部件包括：上述提及的电控系统元器件组成的电气控制板，控制箱包拉杆拉出及其压回的气缸的电磁阀，控制箱包拉杆锁按下及其弹回的气缸的电磁阀，拉压力传感器的变送器模块，可以调节运动速度的空气组合单元等。

2 箱包拉杆寿命试验软件操作界面

2.1开机准备

1）连接设备电源。

2）打开设备主电源开关和220V电源开关。

3）触摸屏得电，经过周期扫描后，显示“启动窗口”界面。

2.2 软件说明

点击“进入系统”按钮，可以进入设备的正常操作页面，如下图所示：

进入“运行操作界面”后，设置待检测产品的参数，其中的“设定次数”为待检测产品所需要试验的设定次数；“力值设定”为运行过程中拉压力的故障报警值；“暂停时间”为待检测产品为多段拉杆时，拉杆的节点压回运行时间；“当前次数”为待检测产品的检测次数；“拉杆段数设定”为待检测拉杆的段数。

3 结束语

在箱包产品拉杆寿命试验装置的整个安装过程中，不仅需要机械方面的知识，还需要运动轨迹控制方面的知识，使我们从理论到实际积累了不少的工作经验，该设备的有效推广和应用，不仅可以为箱包拉杆的性能测试提供可靠的试验数据，而且为该类检测设备的优化设计提供了研究基础，对整个箱包行业的发展起到了实质性的推动作用。

参考文献：

[1]蒋凯健，旅行箱包拉杆疲劳试验平台[D].南京：金陵科技学院，2013.

[2]李云，《机械制造工艺及设备设计指导手册》机械工业出版社，1997年出版.

[3]卿太全.最新传感器选用手册[M].北京：中国电力出版社，2009.

[4]成大先主编.机械设计手册.第四版.北京：化学工业出版社2002.

[5]章日晋主编.机械零件的结构设计.北京：机械工业出版社，1987.

[6]吴宗泽主编.机械结构设计.北京：机械工业出版社，1988.

[7]赵松年，张奇鹏.机电一体化机械系统设计[M].第一版，北京：机械工业出版社，1996.

[8]王海波.机电一体化设计基础[M].北京：化学工业出版社，2012.endprint

摘 要：针对旅行箱包类产品拉杆的工作原理，对现有的箱包拉杆寿命测试方法进行了分析研究，充分考虑到箱包的当前使用情况，对箱包拉杆的测试需求进行一定程度的改进，从而做出了这套智能化的检测系统。该装置针对箱包产品的非标特性，设计一种动态可变的试验装置，满足各种不同类型箱包拉杆的试验要求。该系统适用于箱包类产品拉杆配件的检测，并有通用性强、夹具灵活、检测范围广等优点，

关键词：箱包拉杆，寿命试验，自动检测系统

【分类号】TS563.4

0 引言

拉杆箱以其轻便灵活、使用方便的特性，已成为居家旅行的必备工具。各种各样的拉杆箱产品层出不穷，当然，其中不乏部分假冒伪劣产品。在拉杆箱的使用过程中，拉杆的质量显得尤为重要，无论是拉杆断裂，还是拉杆变形，对消费者来说都是无奈又窝火的事情。为规范箱包产品的生产，提高拉杆箱配件质量，拉杆疲劳检测试验显得尤为重要。

然而国内真正能够实现多种拉杆类型箱包统一进行寿命测试的检测设备较少，即使有相应的检测手段又存在技术老化（手动设备）、技术路线错误、检测数据误差过大、人为因素过多、稳定性差、试验周期过长等诸多缺陷，很难满足测试需求，更谈不上标准的宣传执行。

根据箱包拉杆类型的多样性，我们研发的箱包产品拉杆寿命试验装置采用PLC自动控制，具有夹具方便可调、拉杆段数可调、整段行程可调、分段行程可调、拉杆锁测试时间可调、测试拉力可调等多项检测功能。同时，该检测系统具有适应范围广、操作简便、性能稳定、采集准确等诸多优点。该系统的具体特征描述如下：

（1）全自动无损伤检测；

（2）自诊断、监测功能；

（3）力值曲线实时监控；

（4）故障状态自动停机并报警提示。

1 箱包产品拉杆寿命试验装置设计

系统的总体设计思路： 对于箱包拉杆寿命的测试，现有的大部分装置要么存在一定的技术缺陷，要么测试方法死板，损坏箱包主体，根本无法满足检测需求。为此，我们对现有的箱包拉杆寿命的试验方法进行了改善，充分考虑了多种箱包的尺寸，制作了可自由调节各种参数的试验装置，此试验装置采用模拟拉杆的运动轨迹，利用气缸及液压技术，模拟箱包类产品拉杆工作状态，周期性的拉伸、压缩拉杆，并通过实时拉力判断拉杆是否处于正常工作状态，并统计试验次数及相关数据，再搭配高精度拉力传感器来实时检测拉杆拉压力的变化，使之达到了“智能化自动检测、检测数据准确可靠、检测手段通用便捷”等适用于当今及今后行业发展需求的新型箱包产品拉杆寿命试验装置。

1.1框架设计

该操作台尺寸100*100*200cm（长*宽*高），框架采用40*40mm铝型材搭建。箱包夹具大小、方向可调，拉杆无需从箱包中取出，满足不同类型箱包试验需要。通过控制柜手动控制拉杆夹具高度，方便试件的固定。同时，对于拉杆把手的夹持机械设计，借鉴人手抓姿势，方便固定箱包把手。另外通过气压对箱包拉杆锁开关进行控制，实现箱包拉杆的往复运动疲劳试验。采用限位感应器用于控制箱包拉杆行程的上限和下限，避免在运动过程中对箱包拉杆的损坏。1.2性能参数

（1）测试行程：20～100mm可调整

（2）测试位置：4点感应位置

（3）拉伸速度：0～30cm/s可调整

（4）压回速度：0～30cm/s可调整

（5）测试次数：1～999999可调整，自动停机

（6）测试动力：压缩空气用气缸

（7）时间高度：最高150cm

（8）辅助设备：箱包固定夹具

（9）使用压力：0.2～0.8MPa可调

（10）设备尺寸：120cm*120cm*210cm（L*W*H）

（11）电源：单相220VAC/50Hz

1.3设备结构组成

1.3.1电气系统

主要包括空气断路器、直流开关电源、可编程控制器（PLC）、触摸屏、接线端子排、按钮、开关及各种连接导线以及我们自主研发的“箱包产品拉杆寿命试验装置”专用软件组成。

电气控制系统的设计目的是为了实现方便快捷的设置试验参数并且控制试验过程按照操作者设定的步骤来进行操作。

1.3.2设备组件说明

设备主体主要由两部分组成：试验台架、控制柜。

设备台架主要的构成部件包括：设备整体支撑台架，箱包固定夹具，箱包试验行程气缸，箱包拉杆锁开启气缸，拉压力传感器，位置感应传感器及其固定杆，导线及其气管固定线槽等。

控制柜主要的构成部件包括：上述提及的电控系统元器件组成的电气控制板，控制箱包拉杆拉出及其压回的气缸的电磁阀，控制箱包拉杆锁按下及其弹回的气缸的电磁阀，拉压力传感器的变送器模块，可以调节运动速度的空气组合单元等。

2 箱包拉杆寿命试验软件操作界面

2.1开机准备

1）连接设备电源。

2）打开设备主电源开关和220V电源开关。

3）触摸屏得电，经过周期扫描后，显示“启动窗口”界面。

2.2 软件说明

点击“进入系统”按钮，可以进入设备的正常操作页面，如下图所示：

进入“运行操作界面”后，设置待检测产品的参数，其中的“设定次数”为待检测产品所需要试验的设定次数；“力值设定”为运行过程中拉压力的故障报警值；“暂停时间”为待检测产品为多段拉杆时，拉杆的节点压回运行时间；“当前次数”为待检测产品的检测次数；“拉杆段数设定”为待检测拉杆的段数。

3 结束语

在箱包产品拉杆寿命试验装置的整个安装过程中，不仅需要机械方面的知识，还需要运动轨迹控制方面的知识，使我们从理论到实际积累了不少的工作经验，该设备的有效推广和应用，不仅可以为箱包拉杆的性能测试提供可靠的试验数据，而且为该类检测设备的优化设计提供了研究基础，对整个箱包行业的发展起到了实质性的推动作用。

参考文献：

[1]蒋凯健，旅行箱包拉杆疲劳试验平台[D].南京：金陵科技学院，2013.

[2]李云，《机械制造工艺及设备设计指导手册》机械工业出版社，1997年出版.

[3]卿太全.最新传感器选用手册[M].北京：中国电力出版社，2009.

[4]成大先主编.机械设计手册.第四版.北京：化学工业出版社2002.

[5]章日晋主编.机械零件的结构设计.北京：机械工业出版社，1987.

[6]吴宗泽主编.机械结构设计.北京：机械工业出版社，1988.

[7]赵松年，张奇鹏.机电一体化机械系统设计[M].第一版，北京：机械工业出版社，1996.

[8]王海波.机电一体化设计基础[M].北京：化学工业出版社，2012.endprint

摘 要：针对旅行箱包类产品拉杆的工作原理，对现有的箱包拉杆寿命测试方法进行了分析研究，充分考虑到箱包的当前使用情况，对箱包拉杆的测试需求进行一定程度的改进，从而做出了这套智能化的检测系统。该装置针对箱包产品的非标特性，设计一种动态可变的试验装置，满足各种不同类型箱包拉杆的试验要求。该系统适用于箱包类产品拉杆配件的检测，并有通用性强、夹具灵活、检测范围广等优点，

关键词：箱包拉杆，寿命试验，自动检测系统

【分类号】TS563.4

0 引言

拉杆箱以其轻便灵活、使用方便的特性，已成为居家旅行的必备工具。各种各样的拉杆箱产品层出不穷，当然，其中不乏部分假冒伪劣产品。在拉杆箱的使用过程中，拉杆的质量显得尤为重要，无论是拉杆断裂，还是拉杆变形，对消费者来说都是无奈又窝火的事情。为规范箱包产品的生产，提高拉杆箱配件质量，拉杆疲劳检测试验显得尤为重要。

然而国内真正能够实现多种拉杆类型箱包统一进行寿命测试的检测设备较少，即使有相应的检测手段又存在技术老化（手动设备）、技术路线错误、检测数据误差过大、人为因素过多、稳定性差、试验周期过长等诸多缺陷，很难满足测试需求，更谈不上标准的宣传执行。

根据箱包拉杆类型的多样性，我们研发的箱包产品拉杆寿命试验装置采用PLC自动控制，具有夹具方便可调、拉杆段数可调、整段行程可调、分段行程可调、拉杆锁测试时间可调、测试拉力可调等多项检测功能。同时，该检测系统具有适应范围广、操作简便、性能稳定、采集准确等诸多优点。该系统的具体特征描述如下：

（1）全自动无损伤检测；

（2）自诊断、监测功能；

（3）力值曲线实时监控；

（4）故障状态自动停机并报警提示。

1 箱包产品拉杆寿命试验装置设计

系统的总体设计思路： 对于箱包拉杆寿命的测试，现有的大部分装置要么存在一定的技术缺陷，要么测试方法死板，损坏箱包主体，根本无法满足检测需求。为此，我们对现有的箱包拉杆寿命的试验方法进行了改善，充分考虑了多种箱包的尺寸，制作了可自由调节各种参数的试验装置，此试验装置采用模拟拉杆的运动轨迹，利用气缸及液压技术，模拟箱包类产品拉杆工作状态，周期性的拉伸、压缩拉杆，并通过实时拉力判断拉杆是否处于正常工作状态，并统计试验次数及相关数据，再搭配高精度拉力传感器来实时检测拉杆拉压力的变化，使之达到了“智能化自动检测、检测数据准确可靠、检测手段通用便捷”等适用于当今及今后行业发展需求的新型箱包产品拉杆寿命试验装置。

1.1框架设计

该操作台尺寸100*100*200cm（长*宽*高），框架采用40*40mm铝型材搭建。箱包夹具大小、方向可调，拉杆无需从箱包中取出，满足不同类型箱包试验需要。通过控制柜手动控制拉杆夹具高度，方便试件的固定。同时，对于拉杆把手的夹持机械设计，借鉴人手抓姿势，方便固定箱包把手。另外通过气压对箱包拉杆锁开关进行控制，实现箱包拉杆的往复运动疲劳试验。采用限位感应器用于控制箱包拉杆行程的上限和下限，避免在运动过程中对箱包拉杆的损坏。1.2性能参数

（1）测试行程：20～100mm可调整

（2）测试位置：4点感应位置

（3）拉伸速度：0～30cm/s可调整

（4）压回速度：0～30cm/s可调整

（5）测试次数：1～999999可调整，自动停机

（6）测试动力：压缩空气用气缸

（7）时间高度：最高150cm

（8）辅助设备：箱包固定夹具

（9）使用压力：0.2～0.8MPa可调

（10）设备尺寸：120cm*120cm*210cm（L*W*H）

（11）电源：单相220VAC/50Hz

1.3设备结构组成

1.3.1电气系统

主要包括空气断路器、直流开关电源、可编程控制器（PLC）、触摸屏、接线端子排、按钮、开关及各种连接导线以及我们自主研发的“箱包产品拉杆寿命试验装置”专用软件组成。

电气控制系统的设计目的是为了实现方便快捷的设置试验参数并且控制试验过程按照操作者设定的步骤来进行操作。

1.3.2设备组件说明

设备主体主要由两部分组成：试验台架、控制柜。

设备台架主要的构成部件包括：设备整体支撑台架，箱包固定夹具，箱包试验行程气缸，箱包拉杆锁开启气缸，拉压力传感器，位置感应传感器及其固定杆，导线及其气管固定线槽等。

控制柜主要的构成部件包括：上述提及的电控系统元器件组成的电气控制板，控制箱包拉杆拉出及其压回的气缸的电磁阀，控制箱包拉杆锁按下及其弹回的气缸的电磁阀，拉压力传感器的变送器模块，可以调节运动速度的空气组合单元等。

2 箱包拉杆寿命试验软件操作界面

2.1开机准备

1）连接设备电源。

2）打开设备主电源开关和220V电源开关。

3）触摸屏得电，经过周期扫描后，显示“启动窗口”界面。

2.2 软件说明

点击“进入系统”按钮，可以进入设备的正常操作页面，如下图所示：

进入“运行操作界面”后，设置待检测产品的参数，其中的“设定次数”为待检测产品所需要试验的设定次数；“力值设定”为运行过程中拉压力的故障报警值；“暂停时间”为待检测产品为多段拉杆时，拉杆的节点压回运行时间；“当前次数”为待检测产品的检测次数；“拉杆段数设定”为待检测拉杆的段数。

3 结束语

在箱包产品拉杆寿命试验装置的整个安装过程中，不仅需要机械方面的知识，还需要运动轨迹控制方面的知识，使我们从理论到实际积累了不少的工作经验，该设备的有效推广和应用，不仅可以为箱包拉杆的性能测试提供可靠的试验数据，而且为该类检测设备的优化设计提供了研究基础，对整个箱包行业的发展起到了实质性的推动作用。

参考文献：

[1]蒋凯健，旅行箱包拉杆疲劳试验平台[D].南京：金陵科技学院，2013.

[2]李云，《机械制造工艺及设备设计指导手册》机械工业出版社，1997年出版.

[3]卿太全.最新传感器选用手册[M].北京：中国电力出版社，2009.

[4]成大先主编.机械设计手册.第四版.北京：化学工业出版社2002.

[5]章日晋主编.机械零件的结构设计.北京：机械工业出版社，1987.

[6]吴宗泽主编.机械结构设计.北京：机械工业出版社，1988.

[7]赵松年，张奇鹏.机电一体化机械系统设计[M].第一版，北京：机械工业出版社，1996.

[8]王海波.机电一体化设计基础[M].北京：化学工业出版社，2012.endprint