【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油箱性能测试，尤其涉及一种闭式油箱的性能测试系统及测试方法。
技术介绍
1、自主水下航行器浮力驱动系统一般为闭式液压系统，通过液压泵等液压元器件，将液压油在闭式油箱与外皮囊之间转移，实现航行器的排水体积改变，进而改变其浮力。浮力驱动系统工作过程中，闭式油箱会发生相应的弹性变形，现有浮力驱动系统一般通过测量闭式油箱活动部位的位置变化来间接推算出实时浮力调节量。对油箱变形过程中的均匀性、受力变化以及寿命等方面进行测试，对于全面掌握油箱性能、改进油箱设计、开展故障预测具有重要意义。
2、因此，如何提供一种闭式油箱的性能测试系统及测试方法，是当前急需解决的一项技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种闭式油箱的性能测试系统及测试方法，通过测量单元实时采集和记录滚珠丝杆的位移数据和闭式油箱的受力数据，实现对闭式油箱性能的高精度高效率的测试。
2、本专利技术提供一种闭式油箱的性能测试系统及测试方法，包括：
3、底座；
4、导向单元，其安装于底座上表面；
5、施力单元，包括：
6、滚珠丝杆，其架设于导向单元上方，导向单元的一端设有用于安装待测闭式油箱的安装位，滚珠丝杆与导向单元滑动连接，以相对于待测闭式油箱靠近或远离；
7、丝杆螺母，其架设于导向单元上方，并套设于滚珠丝杆外部，丝杆螺母与导向单元固定连接；
8、驱动器，其架设于导向单元另一端的上方，并
9、测量单元，包括：
10、激光位移传感器，其安装于底座上，激光位移传感器的激光照射方向与滚珠丝杆的延伸方向平行，用于获得滚珠丝杆的位移数据；
11、测力传感器，其安装于滚珠丝杆与待测闭式油箱之间，并与滚珠丝杆同轴设置，用于测量待测闭式油箱的受力数据。
12、本技术方案通过驱动器驱动滚珠丝杆，实现对闭式油箱的连续、平稳、可控的施力，保证了测试的稳定性；通过测量单元实时采集和记录滚珠丝杆的位移数据和闭式油箱的受力数据，实现对闭式油箱性能的高精度高效率的测试。
13、在其中一些实施例中，测量单元还包括：
14、直尺，其固定于底座上表面，并平行于滚珠丝杆的延伸方向设置；
15、位置标定板，其与滚珠丝杆固定连接，并随滚珠丝杆移动，用于标定滚珠丝杆的位移数据；位置标定板设置于直尺上方，并设置于激光位移传感器的激光照射方向上。本技术方案中，当滚珠丝杆产生位移时，通过位置标定板相对于直尺的移动，观察位置标定板的位移量，以直观反映滚珠丝杆的位移。
16、在其中一些实施例中，测量单元还包括第一接近开关和第二接近开关，第一接近开关和第二接近开关沿位置标定板的移动方向排列，用于感应并限定位置标定板的移动范围；其中，第一接近开关设置于位置标定板靠近激光位移传感器的一侧，第二接近开关设置于位置标定板远离激光位移传感器的一侧。本技术方案通过第一接近开关和第二接近开关，实现对位置标定板的移动范围的监测和反馈，从而反应滚珠丝杆的位移情况，避免滚珠丝杆位移过度而损坏系统。
17、在其中一些实施例中，闭式油箱的性能测试系统还包括用于安装待测闭式油箱的安装座，其设置于安装待测闭式油箱的安装位，并垂直安装于底座上表面远离驱动单元的一端，用于将待测闭式油箱与滚珠丝杆同轴安装。本技术方案通过使用安装座，实现对待测闭式油箱的精确定位和固定，避免了由于闭式油箱的偏移或晃动造成的测试误差，提高了测试的准确性。
18、在其中一些实施例中，安装座包括垂直于底座的第一导轨，第一导轨与待测闭式油箱滑动连接，用于调节待测闭式油箱的安装高度，以使待测闭式油箱与滚珠丝杆同轴安装。本技术方案通过第一导轨的设置，实现对待测闭式油箱的高度的调节，适应不同规格和型号的闭式油箱的测试。
19、在其中一些实施例中，安装座还包括限位件，其设置于第一导轨与待测闭式油箱的连接处，用于限定待测闭式油箱的高度。本技术方案通过限位件的设置，实现对待测闭式油箱的高度的控制和保护，避免待测闭式油箱在测试过程中发生掉落。
20、除此，本专利技术还提供了一种闭式油箱的性能测试方法，应用于上述的闭式油箱的性能测试系统，包括以下步骤：
21、s1，安装步骤：将待测闭式油箱安装于闭式油箱的性能测试系统，测试前调整滚珠丝杆与丝杆螺母的相对位置，以使滚珠丝杆的位移范围满足待测闭式油箱的测试需求；
22、s2，启动步骤：驱动单元驱动滚珠丝杆相对于丝杆螺母产生轴向位移，滚珠丝杆的位移作用于待测闭式油箱，滚珠丝杆靠近和远离待测闭式油箱的测试过程记为一次测试循环；滚珠丝杆靠近待测闭式油箱，待测闭式油箱受压力产生压缩；滚珠丝杆远离待测闭式油箱，待测闭式油箱所受压力减小直至恢复原状；
23、s3，测量步骤：激光位移传感器测量滚珠丝杆的位移数据，同时测力传感器测量待测闭式油箱的受力数据；
24、s4，获取初步性能数据步骤：根据位移数据和受力数据，获得每次测试循环中，滚珠丝杆靠近和远离待测闭式油箱时受力数据与位移数据的变化关系图及其斜率的绝对值a0、a′0，滚珠丝杆靠近和远离待测闭式油箱时受力数据随时间变化关系图及其斜率的绝对值b0、b′0，滚珠丝杆靠近和远离待测闭式油箱时位移数据随时间变化关系图及其斜率的绝对值c0、c′0；分别计算a0、a′0的平均值a以及b0、b′0的平均值b和c0、c′0的平均值c，将a、b、c记为每次测试循环的初步性能数据；
25、s5，获取基本性能指标步骤：循环步骤s2-s4，进行m次循环，测试获得的性能数据指标分别记为a1、a2、a3、……、am，b1、b2、b3、……、bm，c1、c2、c3、……、cm；分别取a1、a2、a3、……、am的平均值b1、b2、b3、……、bm的平均值c1、c2、c3、……、cm的平均值作为待测闭式油箱的基本性能指标，根据基本性能指标判断待测闭式油箱是否出现异常；
26、s6，获取寿命指标步骤：继续无限次循环步骤s2-s4，直至待测闭式油箱出现异常，当测试循环为n次时，待测闭式油箱出现异常，则将待测闭式油箱的寿命指标记为n；
27、s7，获取平均寿命指标步骤：取x个相同型号的闭式油箱，进行如步骤s1-s6所述的循环测试，获得的x个闭式油箱的寿命指标分别记为n1、n2、n3、……、nx，取n1、n2、n3、……、nx的平均值作为该型号的闭式油箱的平均寿命指标。
28、本技术方案根据待测闭式油箱变形过程中，滚珠丝杆的位移情况和待测闭式油箱的受力情况，获取待测闭式油箱的基本性能指标、寿命指标以及平均寿命指标，实现对闭式油箱基本性能和适用寿命的预测。
29、在其中一些实施例中，步骤s5中，判断待测闭式油箱出现异常的规则包括：
30、r1，与待测闭式油箱对应的设本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种闭式油箱的性能测试系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的闭式油箱的性能测试系统，其特征在于，测量单元还包括：
3.根据权利要求2所述的闭式油箱的性能测试系统，其特征在于，测量单元还包括第一接近开关和第二接近开关，第一接近开关和第二接近开关沿位置标定板的移动方向排列，用于感应并限定位置标定板的移动范围；其中，第一接近开关设置于位置标定板靠近激光位移传感器的一侧，第二接近开关设置于位置标定板远离激光位移传感器的一侧。
4.根据权利要求1所述的闭式油箱的性能测试系统，其特征在于，还包括用于安装待测闭式油箱的安装座，其设置于安装待测闭式油箱的安装位，并垂直安装于底座上表面远离驱动单元的一端，用于将待测闭式油箱与滚珠丝杆同轴安装。
5.根据权利要求4所述的闭式油箱的性能测试系统及测试方法，其特征在于，安装座包括垂直于底座的第一导轨，第一导轨与待测闭式油箱滑动连接，用于调节待测闭式油箱的安装高度，以使待测闭式油箱与滚珠丝杆同轴安装。
6.根据权利要求5所述的闭式油箱的性能测试系统，其特征在于，安装座还包括限位件，
7.一种闭式油箱的性能测试方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任一项所述的闭式油箱的性能测试系统，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的闭式油箱的性能测试方法，其特征在于，步骤S5中，判断待测闭式油箱出现异常的规则包括：
9.根据权利要求7或8所述的闭式油箱的性能测试方法，其特征在于，步骤S3中，激光位移传感器测量滚珠丝杆的位移数据的方法包括：位置标定板随传动件进行移动，并通过直尺标定滚珠丝杆的位移量，激光位移传感器通过测量位置标定板与激光位移传感器的距离，获得滚珠丝杆的位移数据。
10.根据权利要求9所述的闭式油箱的性能测试方法，步骤S1中，滚珠丝杆的位移范围通过位置标定板的移动范围进行限定，使第一接近开关和第二接近开关分别位于位置标定板移动的极限位置；当位置标定板靠近第一接近开关或第二接近开关时，驱动器停止运行，滚珠丝杆停止位移。
...【技术特征摘要】
1.一种闭式油箱的性能测试系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的闭式油箱的性能测试系统，其特征在于，测量单元还包括：
3.根据权利要求2所述的闭式油箱的性能测试系统，其特征在于，测量单元还包括第一接近开关和第二接近开关，第一接近开关和第二接近开关沿位置标定板的移动方向排列，用于感应并限定位置标定板的移动范围；其中，第一接近开关设置于位置标定板靠近激光位移传感器的一侧，第二接近开关设置于位置标定板远离激光位移传感器的一侧。
4.根据权利要求1所述的闭式油箱的性能测试系统，其特征在于，还包括用于安装待测闭式油箱的安装座，其设置于安装待测闭式油箱的安装位，并垂直安装于底座上表面远离驱动单元的一端，用于将待测闭式油箱与滚珠丝杆同轴安装。
5.根据权利要求4所述的闭式油箱的性能测试系统及测试方法，其特征在于，安装座包括垂直于底座的第一导轨，第一导轨与待测闭式油箱滑动连接，用于调节待测闭式油箱的安装高度，以使待测闭式油箱与滚珠丝杆同轴安装。
6.根据权利要求5...
【专利技术属性】
技术研发人员：王延辉，杨绍琼，牛文栋，马伟，孙通帅，杨明，
申请(专利权)人：天津大学青岛海洋技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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