本发明属于测试平台技术领域,具体涉及一种随动式被动伺服加载装置及载荷获取方法。
背景技术:
随着社会对大型高精设备的需求越来越多,零件加载试验台的需求也随之增大,其获得载荷的及时性和准确性要求也不断提高。传统被动式加载实验台使用了带有流量阀的液压缸,这种加载系统的主要问题是是,只能适用于小刚度被加载对象的状态。
f=kx
对于小刚度被加载对象的状态,k为有限值,当f一定时,则x可以精确控制。
对于大刚度被加载对象的状态,k为无限大,当f一定时,x很小,无法精确控制。
压力阀本身性能仅与液压缸容腔大小相关,其响应频宽远小于流量阀相应频宽,对于被加载对象运动频率较大时又无法满足。
技术实现要素:
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题,提供一种随动式被动伺服加载装置及载荷获取方法,能够同时对被加载对象的位移和加载载荷敏感,满足加载要求。
为了达到上述目的,本发明装置采用如下技术方案:
包括被加载对象滑轨和基座,其中,被加载对象滑轨固定安装在基座上,被加载对象安装在被加载对象滑轨上且能够在被加载对象滑轨上滑动;被加载对象与用于获取位移量且随被加载对象同步移动的随动机构始终相接触,随动机构与用于获得加载力大小的压力输出机构相连。
进一步地,随动机构包括随动阀和随动液压缸,其中随动液压缸固定安装在基座上,随动液压缸的活塞杆与压力输出机构固定相连;随动阀的活塞与被加载对象始终相接触。
进一步地,随动阀采用流量阀。
进一步地,压力输出机构包括压力液压缸和随动平台,压力液压缸固定在基座上,随动平台安装在基座上且能够相对基座滑动;随动液压缸的活塞杆与随动平台固定相连。
进一步地,压力液压缸为带有压力阀的液压缸。
进一步地,随动平台通过随动平台滑动机构安装在基座上。
本发明方法采用如下技术方案:
包括以下步骤:
步骤一:将被加载对象通过被加载对象滑轨安装在基座上,且被加载对象与用于开启随动液压缸的随动阀始终保持接触,随动液压缸的活塞杆通过随动平台连接压力液压缸的活塞杆,随动液压缸和压力液压缸均固定安装在基座上,压力液压缸带有压力阀;
步骤二:被加载对象滑动,随动阀被动牵引并开启,导通油路,使液压油快速进入随动液压缸的容腔,随动液压缸的活塞杆发生移动并推动随动平台移动;
步骤三:随动平台推动压力液压缸的活塞杆移动,压力液压缸内部压力产生变化,通过开启压力阀使压力液压缸内部压力平衡,并输出压力值,获得随动式被动伺服加载载荷。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明随动机构通过与被加载对象的紧密接触获得被加载对象的位移量,通过随动机构驱动压力输出机构运动,并通过压力输出机构获得加载力的大小,通过本发明可获得被加载对象径向载荷,具有压力采集及时、准确的优势,既对被加载对象的位移敏感,也对加载载荷敏感。本发明系统响应频率远大于被加载对象运动频率,可以提高系统响应的及时性和准确性。本发明系统刚度较大,避免因刚度不够导致的系统损坏。本发明系统结构简单,能够达到即时压力输出,造价低廉,便于推广,具有广阔的应用前景。
进一步地,本发明使用机液伺服机构,大大降低了电气控制传输的误差,提高了获得载荷的准确性。
本发明方法中采用了两个液压缸,分别带有对位移敏感的流量阀和对压力敏感的压力阀,使得两个液压缸分别对位移和压力敏感,把两个液压缸通过类似于杠杆的随动平台有机的结合在一起,随动机构通过与被加载对象始终保持紧密接触,当被加载对象发生位移时,随动阀即被动牵引,随动阀对位移敏感,而对压力不敏感,所以当随动阀被牵引时,阀门会随即打开,导致随动液压缸活塞杆发生移动,活塞杆推动随动平台移动,随动平台带动压力液压缸活塞杆移动,导致压力液压缸内部发生压力变化,压力液压缸带有的压力阀对压力敏感,对位移不敏感,所以当压力液压缸内部发生压力变化时,压力阀会随即打开,进而输出压力值,使系统更好地对被加载对象的位移敏感,也对加载载荷敏感,本发明带有流量阀的随动液压缸和带有压力阀的压力液压缸结合使用,既可以满足被加载对象运动频率的情况,又可以满足大刚度被加载对象的加载需求。
附图说明
图1是本发明的装置示意图。
1-随动机构;2-被加载对象滑动机构;3-压力输出机构;4-随动阀;5-随动液压缸;6-被加载对象;7-被加载对象滑轨;8-压力液压缸;9-随动平台;10-随动平台滑动机构;11-基座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
参见图1,本发明装置包括:随动机构1、被加载对象滑动机构2、压力输出机构3和基座11。
随动机构1包括随动阀4和随动液压缸5。被加载对象滑动机构2包括被加载对象6和被加载对象滑轨7。压力输出机构3包括压力液压缸8、随动平台9和随动平台滑动机构10。
随动液压缸5为带有随动阀4的液压缸,对位移敏感。随动阀4为随动液压缸5的阀门,直接与随动液压缸5连接,且固定安装在随动液压缸5顶部;随动阀4采用流量阀,随动阀4的活塞与被加载对象6始终保持紧密接触;随动阀4的活塞的位移与被加载对象6的位移相关,并引起随动液压缸5的活塞杆运动,即随动液压缸5的活塞杆随着被加载对象6的移动而移动,形成随动。随动液压缸5固定在基座11上;随动液压缸5的活塞杆驱动随动平台9运动。
被加载对象6与被加载对象滑轨7相连,可以自由滑动。被加载对象滑轨7固定在基座11上。通过被加载对象6与被加载对象滑轨7的相对滑动,实现被加载对象6与基座11的相对运动。
压力液压缸8固定在基座11上。压力液压缸8为带有压力阀的液压缸,对压力敏感。压力液压缸8的活塞杆与随动平台9相连接。压力液压缸8通过压力阀获得加载在被加载对象6上的载荷大小。随动平台9通过随动平台滑动机构10与基座11相连。随动平台9通过随动平台滑动机构10实现与基座11的相对运动。
随动机构1通过与被加载对象6的紧密接触获得被加载对象6的位移量,通过随动平台9把位移量传递给压力液压缸8,通过压力液压缸8获得被加载对象6所加载载荷的大小。随动机构1通过与被加载对象6的紧密接触获得被加载对象6的位移量,引起随动平台9位移,随动平台9的位移引起与其连接的压力液压缸8的活塞杆的移动,导致压力液压缸8内部发生压力变化,压力液压缸8带有压力阀,压力阀对压力敏感,对位移不敏感,所以当液压缸内部发生压力变化时,主动控制压力阀打开,使得压力液压缸8压力平衡,进而输出压力值。
本发明主要的工作过程及原理:
使用时,随动阀4的活塞与被加载对象6始终保持紧密接触,被加载对象6通过与被加载对象滑轨7连接,可以自由滑动,随动液压缸5与压力液压缸8通过随动平台9相连接,把位移量传递给压力液压缸8,随动平台9通过与随动平台滑动机构10连接,实现自由滑动。
当被加载对象6滑动产生位移时,随动阀4被动牵引,随动阀4采用流量阀,流量阀对位移敏感,而对压力不敏感,所以当随动阀4被牵引时,获得被加载对象6的位移量,阀门会随即打开,随动阀4开启,导通油路,使液压油快速进入随动液压缸5容腔,导致随动液压缸5的活塞杆发生移动,随动液压缸5的活塞杆推动随动平台9移动,随动平台9带动压力液压缸8的活塞杆移动,把位移传递给压力液压缸8,压力液压缸8的活塞杆发生位移,导致压力液压缸8内部压力变化,此时对压力敏感的压力阀开启,使得压力液压缸8内部压力平衡,即可快速获得被加载对象6所加载荷大小。
针对现有加载试验台的各种弊端,本发明提出了一种新型随动式被动伺服加载装置,分别采用带有压力阀的液压缸和带有流量阀的液压缸,把随动液压缸5和压力液压缸8通过类似于杠杆的随动平台9进行了有机的结合,达到既对位移敏感,又可以快速获得载荷的目的,解决了以往加载系统使用单一液压缸,无法同时对两种不同参数进行有效反应的弊端,使得系统响应频率远大于被加载对象运动频率,可以提高系统响应的及时性和准确性,系统刚度较大,避免因刚度不够导致的系统损坏,装置使用机液伺服机构,大大降低了电气控制传输的误差,提高了获得载荷的准确性,该系统结构简单,造价低廉,便于推广。
本发明中随动机构1通过与被加载对象6的紧密接触获得被加载对象6的位移量,通过随动液压缸5驱动随动平台9运动,随动平台9与压力输出装置相连,通过随动平台9把位移量传递给压力液压缸8,并通过压力输出机构获得加载力的大小,通过本发明,可获得被加载对象径向载荷,具有压力采集及时、准确的优势,本发明结构简单,造价低廉,充分利用了两种带有不同阀门的液压缸对不同参数的敏感程度完成系统要求,具有广阔的应用前景。