一种便携式模拟微重力条件下精准磁流体润滑装置的制作方法

1.本发明涉及一种模拟宽范围微重力条件下智慧脂润滑装置，属于特殊条件机械设备润滑技术领域，特别适用于微重力条件下的脂润滑。


背景技术：

2.在微重力环境等特殊条件下，传统润滑油脂会随着时间、环境变化的不可控性使得润滑效果不断下降，造成机械设备零部件使用的稳定性及寿命难以预测，间接成为机械设备工作故障隐患，严重影响着机械设备的使用效率，这就要求机械设备润滑装置能够在微重力等特殊条件下提供精准润滑。磁流体是由基载液、活性剂和纳米磁性颗粒组成的胶状悬浮智能润滑流体材料，换热导热率高，散热冷却性能极佳，克服传统润滑油脂在微重力条件下的缺点，随时间环境变化较小，润滑性能稳定性强，能够提高零部件承载、减小磨损等，可以精准地充满摩擦表面并实施连续润滑，比较适用于微重力环境这种特殊条件，在船舶、医疗、印刷、机械、传感器、航空等领域有着重要的应用前景。目前，地面模拟微重力条件磁流体润滑装置存在成本高、体积大、移动困难、可视化程度低等问题，尤其是机动性差，这给保障精准润滑实验研究带来极大的不便，而现有磁流体润滑装置很难保证在微重力条件下的润滑效果。


技术实现要素：

3.发明的目的是为了解决在微重力条件下的磁流体润滑装置机动性差、润滑精准度低、润滑性能稳定性不高的问题，特提供一种便携式模拟微重力条件下的可移动、可视化、结构简单、高效精准润滑的磁流体润滑装置。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一种便携式模拟微重力条件下精准磁流体润滑装置，它包括模拟微重力装置系统，以及设置在模拟微重力装置系统内的磁流体润滑装置系统、精准控制系统，所述的模拟微重力装置系统采用水浮法创造微重力环境；磁流体润滑装置系统采用水基纳米铁磁流体通过第一密封门从外槽和内槽的上方进入模拟微重力装置系统；精准控制系统通过数据进行精准分析诊断，将指令无线发送至模拟多尺度微重力装置和磁流体润滑装置，实现精准润滑。
6.所述的模拟微重力装置系统包含漂浮器、移动轮、支撑台、第一多功能传感器、第一密封门、内槽、外槽、第三密封门、挂钩、注水口，所述的漂浮器包含漂浮袋、气体生成器、第二多功能传感器、双面粘贴膜、隔离器，所述移动轮有六个，在支撑台的左下方均匀安装四个，提供左侧的承载能力，右下方安装两个，所述支撑台为方形；所述外槽安装在支撑台的上方，所述内槽内嵌于外槽内，；所述注水口有两个，开在外槽两侧，深度达到内槽；第三密封门有两个，安装于注水口的外面，与注水口相对应；第一多功能传感器采集内外槽内的封闭空间的温度、液面深度当信号，并将信号传送到第二通讯模块；所述的挂钩有四个，分别安装在支撑台的四个角，所述的隔离器为一个密封的腔体，所述漂浮袋安装在隔离器外
围，通过双面粘贴膜使二者固定，漂浮袋和隔离器一起漂浮在水中，漂浮袋内填充气体，当气体量不足时，可通过气体生成器生成气体并注入，可通过改变漂浮袋内气体量形成0g～0.1g不同的微重力条件，所述的第二多功能传感器有两个，安装在隔离器的两侧，第二多功能传感器采集漂浮袋内气体压力、气体生成器工作状态等信号，并将信号传送到第三通讯模块。
7.优选的，内槽和外槽之间的封闭空间内填入全氟烷烃气体，在内槽内存储有水。
8.优选的，所述隔离器采用透明材料，为密封容器，外边面涂有防水材料，其上部有开口。
9.所述的磁流体润滑装置系统包含润滑泵、动力装置、连接固定架、第二密封门、磁流体注入口、磁流体存储装置、激励电源、永磁体、电线圈、多功能阀、第三多功能传感器、隔离器、出磁流体装置、磁流体出口、第四多功能传感器，所述连接固定架采用绝缘材料，有四个，上面两个连接固定于磁流体存储装置顶部和隔离器顶部，左下方的连接固定于润滑泵和隔离器左下方，右下方的连接固定于出磁流体装置和隔离器左下方；所述第二密封门安装于隔离器上方的开口处，采用绝缘弹性材料；所述磁流体存储装置上方开有磁流体注入口，内部左右两侧安装分别安装有永磁体，永磁体的的外表面缠绕电线圈，电线圈由激励电源实现供电，所述多功能阀安装于出磁流体装置内；所述第三多功能传感器安装于多功能阀的左侧，并与其相对应，采集多功能阀处的流体速度、压力、流量、磁性及阀的工作状态等信号，并将并将信号传送到第一通讯模块；所述出磁流体装置安装在磁流体存储装置的下方，前后共有六个磁流体出口，每个磁流体出口右侧均安装了第四多功能传感器；所述第四多功能传感器与磁流体出口相对应，采集磁流体出口处的流体速度、压力、流量、磁性等信号，并将并将信号传送到第一通讯模块；所述润滑泵安装于出磁流体装置的左侧，由其上方的动力装置驱动，实现磁流体通过出磁流体装置被吸入和排出。
10.所述的精准控制系统包含第一通讯模块、第二通讯模块、第三通讯模块、分析诊断平台，所述第一通讯模块安装在出磁流体装置的上方，介于动力装置和磁流体存储装置之间；所述第二通讯模块右侧侧紧贴内槽，左侧超出外槽；所述第三通讯模块安装于漂浮袋的上方，介于气体生成器和第二多功能传感器之间；所述分析诊断平台安装于出磁流体装置的上方，介于动力装置和磁流体存储装置之间。
11.所述的第一通讯模块、第二通讯模块、第三通讯模块均采用5g无线通讯技术，手机来自模拟微重力系统、润滑系统的信号数据，并把信号数据无线传递给分析诊断平台，由分析诊断平台对信号数据进行分析研究，精准判断各个装置状态，并再通过5g无线通讯将指令发布给各个装置，实现精准润滑。
12.本发明具有的有益效果是：
13.(1)本发明解决了现有模拟微重力条件下的磁流体润滑装置机动性差、可视化程度低的问题，采用移动轮、挂钩等装置，结合透明轻型材料的使用，提高装置的方便性和机动性，能够更加直观的观察装置工作情况。
14.(2)本发明改变了传统模拟微重力条件下的磁流体润滑装置布局形式，本发明结构更加简单，布局更加紧凑。
15.(3)本发明解决了模拟微重力条件下的磁流体润滑装置润滑精度低的问题，利用5g、无线通讯等就技术，实现数据在线监测、无线传输和智能诊断，达到精准润滑效果。
附图说明
16.图1本发明的一个较佳实施例的结构示意图。
17.图2本发明的一个较佳实施例的漂浮器结构示意图。
18.图中：1为移动轮、2为支撑台、3为诊断分析平台、4为润滑泵、5为动力装置、6为第一通讯模块、7为漂浮袋、8为第一多功能传感器、9为第二通讯模块、10为气体生成器、11为第二多功能传感器、12为连接固定架、13为第二密封门、14为第一密封门、15为磁流体注入口、16为磁流体存储装置、17为第三通讯模块、18为内槽、19为外槽、20为激励电源、21为永磁体、22为电线圈、23为多功能阀、24为第三多功能传感器、25为第三密封门、26为挂钩、27为注水口、28为隔离器、29为出磁流体装置、30为磁流体出口、31为第四多功能传感器、32为双面粘贴膜。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
20.如图1、图2所示，所述一种便携式模拟微重力条件下精准磁流体润滑装置，包括：模拟微重力装置系统、磁流体润滑装置系统、精准控制系统。模拟微重力装置系统采用水浮法创造微重力环境，通过改变漂浮袋7内气体多少形成0g、0.1g等不同的微重力条件，通过移动轮1和挂钩26提高该系统移动的方便性；磁流体润滑装置系统采用水基纳米铁磁流体通过第一密封门13从外槽19和内槽18的上方进入模拟微重力装置系统；精准控制系统通过数据进行精准分析诊断，将指令无线发送至模拟多尺度微重力装置和磁流体润滑装置，实现精准润滑。
21.模拟微重力装置系统包含漂浮器、移动轮1、支撑台2、第一多功能传感器8、第一密封门14、内槽18、外槽19、第三密封门25、挂钩26、注水口27。漂浮器包含漂浮袋7、气体生成器10、第二多功能传感器11、双面粘贴膜32。所述移动轮1采用宽越野轮胎，提供移动稳定性和抓地性，共六个，支撑台2的左下方均匀安装四个，提供左侧的承载能力，右下方安装两个。所述支撑台2为方形，采用碳纤维材料制成，密度低、强度高，可减轻其重量；外槽19安装在支撑台2的上方，内槽18内嵌于外槽19内，内槽18和外槽19均采用绝缘透明高强度的玻璃制成，提高可视化程度，内外槽内的封闭空间内填入全氟烷烃气体，导热系数小，起到保温作用，内槽18内存储水；注水口27共两个，开在外槽19两侧，深度达到内槽18，注水口的内部均有过滤网，提高水的清洁度；第三密封门25共两个，安装于注水口27的外面，与注水口27相对应；第一多功能传感器8采集全氟烷烃气体的温度、水的温度、水的深度当信号，并将信号传送到第二通讯模块9；挂钩26共四个，分别安装在支撑台2的四个角，使用时可与绳子等物品结合将支撑台2抬离地面，增加便携性。所述漂浮袋7采用弹性伸缩防水材料，安装在隔离器28外围，通过双面粘贴膜32使二者固定，漂浮袋7和隔离器28一起漂浮在水中，漂浮袋7内填充气体，当气体量不足时，可通过气体生成器10生成气体并注入，可通过改变漂浮袋7内气体多少形成0g、0.1g等不同的微重力条件。所述生成器10、第二多功能传感器11各两个，安装在隔离器28的两侧，第二多功能传感器11采集漂浮袋7内气体压力、气体生成器10工作状态等信号，并将信号传送到第三通讯模块17。所述双面粘贴膜32是由强力粘贴材料制成，先贴附于漂浮袋7内侧，然后再将隔离器28插入漂浮袋7，在合适位置将其固定。
22.磁流体润滑装置系统包含润滑泵4、动力装置5、连接固定架12、第二密封门13、磁
流体注入口15、磁流体存储装置16、激励电源20、永磁体21、电线圈22、多功能阀23、第三多功能传感器24、隔离器28、出磁流体装置29、磁流体出口30、第四多功能传感器31。所述隔离器28采用透明材料，是密封容器，外边面涂有防水材料，使内部所有装置保持干燥，其上部有开口，方便装置进出；所述连接固定架12采用绝缘材料，共有四个，上面两个连接固定于磁流体存储装置16顶部和隔离器28顶部，左下方的连接固定于润滑泵4和隔离器28左下方，右下方的连接固定于出磁流体装置29和隔离器28左下方；所述第二密封门13安装于隔离器28上方的开口处，采用绝缘弹性材料；所述磁流体存储装置16采用透明塑料，方便观察，其上方开有磁流体注入口15，内部左右两侧安装分别安装了永磁体21，永磁体的的外表面缠绕电线圈22，电线圈由激励电源20实现供电，这样激励电源20、永磁体21、电线圈22共同作用可根据需要有效改变磁流体的磁性；所述多功能阀23安装于出磁流体装置29内，外边面涂有绝缘材料，为集闸阀、逆止阀、流体锤消除器于一体的控制阀，根据需要实现磁流体从磁流体存储装置16流入出磁流体装置29；所述第三多功能传感器24安装于多功能阀23的左侧，并与其相对应，主要采集多功能阀23处的流体速度、压力、流量、磁性及阀的工作状态等信号，并将并将信号传送到第一通讯模块6；所述出磁流体装置29安装在磁流体存储装置16的下方，采用绝缘材料，减少对磁流体的影响，前后共有六个磁流体出口30，每个磁流体出口30右侧均安装了第四多功能传感器31；所述第四多功能传感器31安装于磁流体出口30右侧，与磁流体出口30相对应，主要采集磁流体出口30处的流体速度、压力、流量、磁性等信号，并将并将信号传送到第一通讯模块6；所述润滑泵4安装于出磁流体装置29的左侧，为微型柱塞泵，主体采用绝缘陶瓷材料，减少对磁流体的影响，由其上方的动力装置5驱动，实现磁流体通过出磁流体装置29被吸入和排出。
23.精准控制系统包含第一通讯模块6、第二通讯模块9、第三通讯模块17和分析诊断平台3。第一通讯模块6安装在出磁流体装置29的上方，介于动力装置5和磁流体存储装置16之间；第二通讯模块9右侧侧紧贴内槽18，左侧超出外槽19；第三通讯模块17安装于漂浮袋7的上方，介于气体生成器10和第二多功能传感器11之间；分析诊断平台2安装于出磁流体装置29的上方，介于动力装置5和磁流体存储装置16之间。
24.所述的第一通讯模块6、第二通讯模块9、第三通讯模块17均采用5g无线通讯技术，手机来自模拟微重力系统、润滑系统的信号数据，并把信号数据无线传递给分析诊断平台3，由分析诊断平台3对信号数据进行分析研究，精准判断各个装置状态，并再通过5g无线通讯将指令发布给各个装置，实现精准润滑。