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楼梯机疲劳寿命试验机，针对楼梯机踏板、踏板支撑结构、机身框架等关键部位，测试其在静态载荷下的最大屈服强度及结构稳定性。模拟真人长期上、下爬楼的动态载荷循环，测试楼梯机踏板、传动系统（如链条、齿轮）、电机等部件的疲劳寿命，以及整机连续运行的耐久性。满足GB 17498.1-2008 《健身器材 第 1 部分：通用安全要求和试验方法》中关于有氧健身器材“载荷疲劳测试"的相关规定。
一、楼梯机疲劳寿命试验机整体结构设计
试验机采用 “固定平台 + 模拟加载系统 + 步态模拟机构 + 数据采集控制单元" 的一体化结构，整体尺寸约 3000mm×1800mm×2200mm（长 × 宽 × 高），具体组成如下：
结构模块 | 核心功能 | 关键部件 |
固定平台 | 固定被测试楼梯机，确保测试过程中设备无位移、无晃动 | 高强度钢结构框架、可调节定位夹具（适配不同型号楼梯机）、防滑减震垫 |
模拟加载系统 | 输出静态 / 动态载荷，模拟人体对踏板的压力 | 伺服电动缸（最大载荷 200kg，载荷精度 ±1%）、压力传感器（量程 0-200kg，精度 0.1% FS） |
步态模拟机构 | 模拟真人上下爬楼的踏板接触轨迹、步频 | 多自由度机械臂（可实现升降、前后平移，动作精度 ±0.5mm）、步进电机（步频调节范围 30-120 步 / min） |
数据采集控制单元 | 控制设备运行、采集测试数据、实现人机交互 | 采用 PLC程序控制操作、触摸屏（10 英寸，支持参数设置与数据显示）、数据采集卡（采样频率 100Hz） |
二、静态载荷测试方案
（一）测试内容
针对楼梯机踏板、踏板支撑结构、机身框架等关键部位，测试其在静态载荷下的最大屈服强度及结构稳定性。
（二）测试步骤
1. 设备固定：将被测试楼梯机通过定位夹具固定在试验机固定平台上，调整设备水平度，确保与模拟加载系统对齐。
2. 参数设置：在触摸屏上设置静态载荷参数，包括加载点（踏板中心、踏板边缘）、载荷等级（50kg、100kg、150kg、200kg，对应不同体重人群极限载荷）、保压时间（每个载荷等级保压 10 min ）。
3. 载荷施加：通过伺服电动缸缓慢施加静态载荷，压力传感器实时反馈载荷值，确保载荷稳定在设定值。
4. 数据采集：利用位移传感器（激光位移传感器，精度 ±0.01mm）采集加载点的变形量，同步记录载荷值与变形数据，生成静态载荷 - 变形曲线。
5. 结果判定：若某载荷等级下结构出现变形、裂纹或异响，判定为结构失效，记录失效载荷；若所有载荷等级均无异常，判定静态强度合格。
三、动态载荷疲劳寿命及耐久性测试方案
（一）测试内容
模拟真人长期上、下爬楼的动态载荷循环，测试楼梯机踏板、传动系统（如链条、齿轮）、电机等部件的疲劳寿命，以及整机连续运行的耐久性。
（二）测试参数设定
测试指标 | 参数范围 | 设定依据 |
动态载荷波形 | 正弦波 / 梯形波（模拟人体踩压 - 释放过程） | 真人爬楼时踏板受力曲线拟合结果 |
载荷峰值 | 50-150kg（可调节，对应常规体重人群动态载荷） | 成年人行走时踏板瞬时压力约为体重的 1.2-1.5 倍 |
循环次数 | 10 万 - 100 万次（分 5 个阶段，每 20 万次停机检查一次） | 楼梯机常规使用年限（5 年）内的预估总使用次数 |
步频 | 60-90 步 / 分钟（常规爬楼步频） | 市场调研中用户常用步频范围 |
连续运行时间 | 每天 8 小时（模拟商业场所日均使用时长） | 健身房等场景设备实际使用情况 |
（三）测试步骤
1. 步态校准：通过多自由度机械臂模拟真人爬楼轨迹（踏板升降高度 15-25cm，前后平移距离 30-40cm，适配不同楼梯机踏板间距），调整机械臂动作与楼梯机踏板运动节奏匹配，确保接触位置精准。
2. 动态加载：启动伺服电动缸与步进电机，按照设定的载荷波形、峰值、步频输出动态载荷，实现 “踩压 - 释放 - 移位" 的循环动作，模拟连续爬楼过程。
3. 数据采集：实时采集以下数据：
载荷数据：压力传感器记录每次循环的载荷峰值、谷值，监测载荷稳定性；
运行数据：编码器记录踏板转速、电机电流，判断传动系统与电机运行状态；
故障数据：若出现载荷波动超 ±5%、电机电流异常升高（超过额定电流 1.2 倍）、机械异响等情况，设备自动记录故障时间与故障参数。