本发明专利技术涉及了一种同步驱动摩擦式新型电液负载模拟器，其包括控制器、油箱、吸油过滤器、交流伺服电机、液压泵、压力计、储能器、溢流阀、电磁换向阀、液压油缸、反馈传感器、油位计、弹簧、摩擦片、万向牛眼球；反馈传感器与控制器连接，控制器通过和输入指令的比对，输出控制信号控制电磁换向阀，使伺服控制系统具有高可靠性与高稳定性；摩擦片的张开靠弹簧实现，而摩擦片的抱死产生摩擦力是靠径向两个阀控缸电液伺服系统来实现的，这两个液压缸的精确同步运动；将加载液压缸活塞杆和舵机液压缸活塞杆之间，通过摩擦片联接，可以克服舵机缸活塞杆对加载缸活塞杆的位置干扰和力由此产生的强迫流量，从而抑制了多余力，保证了加载缸的加载精度。加载精度。加载精度。
【技术实现步骤摘要】
同步驱动摩擦式新型电液负载模拟器
[0001]本专利涉及液压传动系统和电液伺服控制系统领域，具体涉及一种同步驱动摩擦式新型电液负载模拟器。
技术介绍
[0002]在工程领域中，大多数人造设备都会在未知的大自然环境中工作。面对大自然环境中各种各样的载荷，为了保证安全和尽量避免不必要的损失，需要提前对人造设备及系统进行检测，验证控制算法的有效性，确保设备满足所需性能并改进优化设备。特别是在航空航天、武器装备等各种高精尖
，设备的精度、快速性、可靠性、寿命等性能要求越来越高，许多情况下一旦这些指标不满足要求，所带来的后果是无法挽回甚至是难以承受的。可见，在相应的负载环境下对新设备进行测试是非常必要的。负载模拟器作为可以在实验环境下实现负载信号模拟的试验设备，能够在实验室环境下模拟惯性力、弹性力、空气动力、汽车阻力和刹车力及海水波动力等，被广泛应用于航空航天、国防军事、船舶、汽车工业和机器人等领域，其重要性是不言而喻的。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于负载模拟器能够模拟空气和水对舵机产生的阻力载荷，被广泛应用于舵机负载、阻力和压力测试，多余力干扰是影响负载模拟器加载性能的主要因素，如何最大程度地消除多余力干扰是提高负载模拟器加载性能关键性问题，针对现有技术的不足，提供一种同步驱动摩擦式新型电液负载模拟器。
[0004]为解决上述问题，本专利技术提供以下技术方案。
[0005]本专利技术专利将加载液压缸活塞杆和舵机液压缸活塞杆之间，通过摩擦片联接，这样和原来的二者之间的刚性固定联接相比，允许舵机活塞杆可以有适当的轴向移动，但并不影响加载缸对舵机缸的正常加载，这样可以克服舵机缸活塞杆对加载缸活塞杆的位置干扰和及由此产生的强迫流量，从而抑制了多余力，保证了加载缸的加载精度。
[0006]摩擦片的的张开靠弹簧实现，而摩擦片的抱死产生摩擦力是靠径向两个阀控缸电液伺服系统来实现的；这两个液压缸的精确同步运动，既可以避免加载缸和舵机缸二者活塞杆不必要的径向运动，又可以通过推动摩擦片和加载缸与舵机缸二者活塞杆的接触而产生所需要的摩擦力；摩擦力的大小一方面跟摩擦系数有关，这个可以通过选择恰当的摩擦片材料来实现，另一方面跟两个径向液压缸的出力有关，即两个径向液压缸的出力大则摩擦力大、反之摩擦力小，这个很容易通过两个径向液压缸自主控制来实现。
[0007]径向两个阀控缸电液伺服系统既是电液位置伺服系统，又是电液力伺服系统；当摩擦片和活塞杆接触前是位置伺服系统，这个时候靠位移传感器检测并反馈闭环控制活塞杆的位移；当摩擦片和活塞杆接触后以及产生摩擦力工作时是力伺服系统，这个时候靠力传感器检测并反馈闭环控制活塞杆的输出力；位置伺服系统和力伺服系统之间切换的关键“触发点”就是力传感器的输出值为“非零值”的那一点。径向两个阀控缸电液伺服系统的同
步及位/力切换靠同步控制器来实现。
[0008]万向牛眼球既能实现摩擦片的径向受力，又能避免径向两个阀控缸活塞杆端部和摩擦片外表面的滑动摩擦阻力，从而实现滚动运动，又能实现摩擦片和加载缸活塞杆刚性联接情况下的沿着加载缸活塞杆轴向顺利运动。
[0009]有益效果：原有的阀控缸式电液负载模拟器，它的加载缸活塞杆与舵机缸活塞杆之间是刚性固定联接的；这样在加载过程中，舵机缸活塞杆会对加载缸活塞杆施加一个很强的位置干扰、将在加载缸中产生强迫流量，进而会产生多余，多余力会严重影响加载缸的施力加载精度。同步驱动摩擦式新型电液负载模拟器采用摩擦片联接上述两个活塞杆，通过所设计的摩擦新结构既可以传递加载缸对舵机缸的轴向加载力，又允许舵机缸活塞杆相对于加载缸活塞杆有一定的轴向位移；这样就可以有效地克服上述强位置干扰与强迫流量，从而抑制多余力，保证加载缸的加载精度。
附图说明
[0010]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0011]附图1为摩擦式新型电液负载模拟器系统结构示意图；
[0012]附图2为加载控制系统模块的系统框图；
[0013]附图3为被测舵机控制系统模块的系统框图；
[0014]附图4为摩擦片同步控制系统模块的系统框图；
[0015]附图5为摩擦片局部二维放大图；
[0016]附图6为摩擦片局部三维图；
具体实施方式
[0017]下面结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述同步驱动摩擦式新型电液负载模拟器，它包括油箱(1)、油位计(2)、吸油过滤器(3)、溢流阀(4)、液压泵(5)、交流伺服电机(6)、压力表(7)、储能器(8)、液压油缸、电磁换向阀(10)、控制器(12、13)、反馈传感器、弹簧(17)、摩擦片(18)、万向牛眼球(20)；
[0018]位移传感器(16)和电液伺服阀设置在被测舵机缸(14)上；位移传感器(16)的信号输出端与控制器(15)输入端相连，控制器(15)的输出端与伺服放大器的输入端相连，伺服放大器的给定位移指令输出端与电液伺服阀指令输入端相连；通过给定舵机控制信号控制器控制舵机的位移。
[0019]径向两个液压缸(9)活塞杆前端有万向牛眼球(20)，既能实现摩擦片的径向受力，又能避免径向两个阀控缸(9)活塞杆端部和摩擦片(18)外表面的滑动摩擦阻力，从而实现滚动运动，又能实现摩擦片(18)和加载缸(11)活塞杆刚性联接情况下的沿着加载缸(11)活塞杆轴向顺利运动。液压缸活塞的位移及液压缸产生的推力能够分别被位移传感器(16)和力传感器(19)实时测量，液压缸位移、液压杆推力一起将信号反馈给同步控制器(13)，径向两个液压缸(9)在电液伺服阀的驱动下同时给摩擦片(18)施加径向压力，从而保证所施加的压力能够均匀分布在摩擦片(18)的接触面上，使力加载更加平稳、更容易伺服控制，这样该同步驱动摩擦加载式电液负载模拟器能够被利用成为一种摩擦材料动态性能试验机。
[0020]摩擦片(18)固定在加载缸活塞杆的前端，摩擦片中间有固定的弹簧(17)，可以使摩擦片之间有一定的距离，摩擦片在径向两个液压缸(9)的运动下，使摩擦片(18)夹紧舵机油缸(14)活塞杆，从而使加载缸(11)的力作用在被测舵机上；加载缸(11)前端有力传感器(19)，力传感器(19)的信号输出端与控制器(12)第一输入端相连，加载控制信号与控制器第二输入端相连，控制器(12)将信号通过比对，控制电磁阀换向(10)，从而控制加载缸(11)活塞杆所受的力。
[0021]由上可知，由于上下两摩擦片(18)间与被测舵机缸(14)活塞杆存在摩擦，所以上下摩擦片施加按径向两液压缸控制信号给出的压力F通过摩擦片(18)间的摩擦及相对运动，转化为被测舵机缸(14)外加相应的力。由于摩擦片(18)通过上下摩擦片与加载缸活塞杆的前端焊接连接，上下摩擦片间将始终保持一定方向的运动，这样被测舵机缸(14)的主运动将不会干扰液压缸对摩擦片(18)施加压力，被测舵机缸(14)运动也不本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种同步驱动摩擦式新型电液负载模拟器其特征在于：包括油箱(1)、油位计(2)、吸油过滤器(3)、溢流阀(4)、液压泵(5)、交流伺服电机(6)、压力表(7)、储能器(8)、液压油缸、电磁换向阀(10)、控制器(12、13)、反馈传感器、弹簧(17)、摩擦片(18)、万向牛眼球(20)；所述油箱设置有油位计(2)，吸油过滤器(3)与液压泵(5)连接，油位计(2)用来测量液压油在油箱(1)中的位置，吸油过滤器(3)过滤液压油中的杂质，保护液压系统；所述液压泵(5)分别与交流伺服电机(6)、压力表(7)、蓄能器(8)、电磁换向阀(10)和溢流阀(4)连接，溢流阀(4)保护液压回路，交流伺服电机(6)驱动液压泵(5)的转动，压力表(7)测量油路中的液压油压力，蓄能器(8)储存液压油能量，当液压泵(5)工作中突然失效时，给液压系统提供能量；所述电磁换向阀(10)与液压油缸连接，通过电磁换向阀(10)的换向，使在液压泵(5)的驱动下带动液压缸伸缩运动；所述反馈传感器分别与液压油缸和控制器连接，通过反馈传感器采集液压油缸运动信号输入控制器，控制器输出信号来控制电磁换向阀(10)的工作。驱动适配器，于所述伺服电机(6)和所述控制器之间，用于在所述控制器输出的所述位置控制信号、所述压力控制信号和所述流量控制信号中的一种或多种控制信号的控制下转换成与驱动所述伺服电机(6)执行相应的运动所匹配的信号。2.根据权利要求1所述的液压油缸和反馈传感器，其特征在于：所述液压油缸包括加载缸(11)、舵机缸(14)和径向同步液压缸(9)；所述反馈传感器包括力传感器(19)和位置传感器(16)。所述加载缸活塞杆前端设有力传感器(19)，力传感器(19)通过活塞杆的变形，将所受的力转化成电信号，输入到控制器(12)。所述舵机缸活塞杆前端设有位置传感器(16)，位置传感器(16)测量活塞杆的运动位移，将位置信号转化成电信号，输入到控制器(15)。所述径向同步液压缸活塞杆前端设有力传感器(19)和位置传感器(16)，测量活塞杆所受的力和位置，将力和位置信号转换成电信号，输入到同步控制器(13)。3.根据权利要求1所述的弹簧、摩擦片和万...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建英，季辉，孔令兵，彭臣，赵文杰，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：
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