本发明专利技术公开了一种复合负载模拟测试装置及其模拟测试方法，涉及直线式作动器模拟测试技术领域，装置包括外力负载组件、弹性负载组件、阻尼负载组件、惯性负载组件、负载连接板、直线式作动器，前四者通过负载连接板与直线式作动器活动连接。装置能够根据不同模拟测试需求，使用外力负载组件、弹性负载组件、阻尼负载组件、惯性负载组件中的一种或多种负载类型进行机器人关节负载的模拟测试，能够实现多种负载配合的模拟方式。方法具备同于装置的有益效果。除此之外，方法中外力负载组件的设计和实现方法，保证了柱塞输出压力的精准可控，能够准确模拟测试机器人关节受到不同程度外力负载的性能变化。载的性能变化。载的性能变化。
【技术实现步骤摘要】
复合负载模拟测试装置及其模拟测试方法
[0001]本专利技术涉及直线式作动器模拟测试
，具体涉及一种复合负载模拟测试装置及其模拟测试方法。
技术介绍
[0002]直线式作动器广泛应用于机器人关节驱动中，例如电动缸、液压伺服阀控缸、电静液直线式作动器等，其输出的直线运动通过连杆机构使关节旋转。机器人关节负载一般包含了外力、弹性、阻尼、惯性等负载类型，因此，在研发直线式作动器的过程中，需要模拟这些负载对直线式作动器进行性能测试，以在应用于机器人关节驱动之前对直线式作动器控制算法进行调试，同时对其性能进行评估。
[0003]目前，针对直线式作动器进行测试的模拟负载一般仅为单一负载类型，常见的如仅有惯性负载，仅有外力负载，或者仅有重力负载，无法实现多种负载配合的模拟方式，从而无法对机器人关节负载进行较好的模拟，进而无法对直线式作动器的性能进行较为全面的测试和验证。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种同时具备外力、弹性、阻尼、惯性四种负载类型，能够模拟四种负载而对直线式作动器进行性能测试的复合负载模拟测试装置及其模拟测试方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种复合负载模拟测试装置，其特征在于，包括外力负载组件、弹性负载组件、阻尼负载组件、惯性负载组件、负载连接板、直线式作动器，前四者通过负载连接板与直线式作动器活动连接，且该四者与直线式作动器分别位于负载连接板的相对两面。
[0007]优选的，外力负载组件包括依次连接的驱动器、液压泵、油箱、溢流阀，还包括柱塞液压缸、第一单向阀、第二单向阀，第一单向阀连通液压泵、柱塞液压缸、溢流阀，第二单向阀连通油箱、柱塞液压缸、溢流阀；柱塞液压缸配套有柱塞；外力负载组件通过柱塞与负载连接板连接。
[0008]优选的，弹性负载组件包括固定筒、位于固定筒内部的弹性件、连接弹性件的推杆，推杆的一端伸出固定筒；弹性负载组件通过推杆与负载连接板连接。
[0009]优选的，阻尼负载组件包括具备至少两个腔体的双杆液压缸，所有腔体连通，且两两连通处还连通有至少两个单向可调阻尼阀，每个腔体配套至少一个单向可调阻尼阀；双杆液压缸配套有液压杆；阻尼负载组件通过液压杆与负载连接板连接。
[0010]优选的，惯性负载组件包括底座、滑动连接于底座的滑板、固定在滑板上的重力件，重力件设置有若干数量，滑板上能够固定不同数量的重力件；惯性负载组件通过滑板与负载连接板连接。
[0011]优选的，负载连接板与直线式作动器之间还连接有作动器连接板，负载连接板与
作动器连接板活动连接。
[0012]一种复合负载模拟测试装置的模拟测试方法，包括外力负载组件的实现方法、弹性负载组件的实现方法、阻尼负载组件的实现方法、惯性负载组件的实现方法四部分，外力负载组件的实现方法为：
[0013](1)外力负载组件作用于直线式作动器：油箱中油液的压力由溢流阀调节；驱动器驱动液压泵，液压泵从油箱中吸取油液后加压，排出高压油液，高压油液通过第一单向阀进入柱塞液压缸中，推动柱塞伸出柱塞液压缸；定义液压泵在最大输出流量下，柱塞的伸出速度为设定速度；若柱塞的伸出速度不超过设定速度，则第二单向阀关闭，此时柱塞的输出推力由溢流阀的设定压力决定；若柱塞的输出速度超过设定速度，则溢流阀无法调节柱塞的输出推力大小；
[0014](2)外力负载组件受直线式作动器作用：柱塞受到直线式作动器的作用缩回柱塞液压缸时，通过调节溢流阀的设定压力，调节柱塞的输出推力。
[0015]优选的，弹性负载组件的实现方法为：推杆受到直线式作动器的作用时，弹性件被推杆压缩，弹性件的输出推力产生，弹性件的压缩量越大，其输出推力越大。
[0016]优选的，阻尼负载组件的实现方法为：液压杆受到直线式作动器的作用时，液压杆靠近直线式作动器的一端缩入双杆液压缸、远离直线式作动器的一端伸出双杆液压缸，双杆液压缸中靠近液压杆伸出端的至少一个腔体的油液，通过单向可调阻尼阀流入远离液压杆伸出端的至少一个其他腔体内，配套流出油液的腔体的单向可调阻尼阀起到阻尼作用，通过调节该单向可调阻尼阀的开口大小调节液压杆的输出推力。
[0017]优选的，惯性负载组件的实现方法为：滑板受到直线式作动器的作用时，滑板向远离底座的方向滑动，通过改变重力件的质量调节滑板的输出推力。
[0018]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：装置能够根据不同模拟测试需求，使用外力负载组件、弹性负载组件、阻尼负载组件、惯性负载组件中的一种或多种负载类型进行机器人关节负载的模拟测试，能够实现多种负载配合的模拟方式；装置同时具备四种负载的模拟测试装置，能够对直线式作动器的性能进行全面的测试和验证。方法为基于装置的模拟测试方法，具备同于装置的有益效果。除此之外，方法中外力负载组件的设计和实现方法，保证了柱塞输出压力的精准可控，能够准确模拟测试机器人关节受到不同程度外力负载的性能变化。
附图说明
[0019]图1为复合负载模拟测试装置的结构示意图。
[0020]图2为图1另一个角度的结构示意图。
[0021]图3为外力负载组件的结构示意图。
[0022]图4为外力负载组件的原理结构图。
[0023]图5为弹性负载组件的结构示意图。
[0024]图6为弹性负载组件的纵截面图。
[0025]图7为阻尼负载组件的结构示意图。
[0026]图8为阻尼负载组件的原理结构图。
[0027]图9为惯性负载组件的结构示意图。
[0028]图10为外力负载组件中外力负载组件作用于直线式作动器的实现方法流程图。
[0029]图中标记：外力负载组件
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1、驱动器
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11、液压泵
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12、油箱
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13、溢流阀
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14、第一单向阀
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15、第二单向阀
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16、柱塞液压缸
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17、柱塞
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171、压力表
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18、壳体
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19、弹性负载组件
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2、固定筒
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21、弹性件
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22、推杆
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23、阻尼负载组件
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3、双杆液压缸
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31、液压杆
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311、第一单向可调阻尼阀
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32、第二单向可调阻尼阀
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33、惯性负载组件
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4、底座
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41、滑板
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42、重力件
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43、负载连接板
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5、作动器连接板
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6、非定向轴承
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7、直线式作动器
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8、工作台
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9。
具体实施方式
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复合负载模拟测试装置，其特征在于，包括外力负载组件、弹性负载组件、阻尼负载组件、惯性负载组件、负载连接板、直线式作动器，前四者通过负载连接板与直线式作动器活动连接，且该四者与直线式作动器分别位于负载连接板的相对两面。2.如权利要求1所述的复合负载模拟测试装置，其特征在于，所述外力负载组件包括依次连接的驱动器、液压泵、油箱、溢流阀，还包括柱塞液压缸、第一单向阀、第二单向阀，第一单向阀连通液压泵、柱塞液压缸、溢流阀，第二单向阀连通油箱、柱塞液压缸、溢流阀；柱塞液压缸配套有柱塞；外力负载组件通过柱塞与负载连接板连接。3.如权利要求2所述的复合负载模拟测试装置，其特征在于，所述弹性负载组件包括固定筒、位于固定筒内部的弹性件、连接弹性件的推杆，推杆的一端伸出固定筒；弹性负载组件通过推杆与负载连接板连接。4.如权利要求2所述的复合负载模拟测试装置，其特征在于，所述阻尼负载组件包括具备至少两个腔体的双杆液压缸，所有腔体连通，且两两连通处还连通有至少两个单向可调阻尼阀，每个腔体配套至少一个单向可调阻尼阀；双杆液压缸配套有液压杆；阻尼负载组件通过液压杆与负载连接板连接。5.如权利要求2所述的复合负载模拟测试装置，其特征在于，所述惯性负载组件包括底座、滑动连接于底座的滑板、固定在滑板上的重力件，重力件设置有若干数量，滑板上能够固定不同数量的重力件；惯性负载组件通过滑板与负载连接板连接。6.如权利要求2所述的复合负载模拟测试装置，其特征在于，所述负载连接板与直线式作动器之间还连接有作动器连接板，负载连接板与作动器连接板活动...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡小东，刘辉，徐彬，秦也辰，周俊杰，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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