用液压方式加负载并测装置位移的原理样机及方法与流程

1.本发明涉及一种原理样机及其方法，特别涉及一种用液压方式加负载并测装置位移的原理样机及方法。


背景技术：

2.随着科技的不断进步发展，越来越多的高新技术被不断地发掘推广。在制作创新性或前瞻性机器之前，试制某些样机或测试装置并对其进行模拟试验，不但可以发现该样机或测试装置的缺陷或不足，还可模拟实际工况对该样机或测试装置施加恒定负载或线性负载或闭环反馈负载，可通过测试数据来计算该样机或测试装置最大功率及最佳工况等，为之后实际的成品机器或成品装置研发以及后续顺利工作提供有力的保障。
3.目前，国内外采用的施加负载的方法主要包括电负载和机械负载。1.电负载：通过施加电信号给磁粉或磁质滞动器、施加电信号给电磁阻尼器等，或者用直流电机对被测装置施加负载等，以上均为通过改变电信号的强弱来改变负载的大小。该方法中，电信号施加会有一定时间的延迟，传输和执行过程有很大的损耗，且该负载的改变会随着时间的不同而发生相应的变化，精度不高，只能作为一种粗测手段。2.机械负载：通过夹紧摩擦片来对装置产生负载变化，也是常用的改变负载大小的方式。该方法中，夹紧力大小可测，但是摩擦力大小不可测，且随着摩擦片的磨损程度不同，在相同的夹紧力条件下，摩擦力也会发生改变，且该方法长时间用，会让摩擦片迅速发热，让摩擦力发生不可预计的变化，所以该方法也是一种粗测的手段。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种用液压方式加负载并测装置位移的原理样机及方法，用液压方式对测试装置精确施加恒定负载或线性负载或闭环反馈负载，并可同时计量测试装置位移。
5.本发明提到的一种用液压方式加负载并测装置位移的原理样机，其技术方案是：主要由液压系统、储能装置、负载装置、测试装置、计量装置、采集装置组成；所述液压系统连接到储能装置，储能装置连接负载装置，负载装置与测试装置连接，所述储能装置和负载装置分别连接采集装置，液压系统和储能装置分别连接计量装置，所述液压系统是液压的主要来源，所述储能装置是用于储存并可保持由液压系统或其他供油系统传输过来的带有压力的油液，保持该油液不泄露且可按需求向外定向输出压力油液的装置；所述的负载装置是可将外界传输而来的压力油液转换成为阻碍被实验物往复运动的负载的装置，该装置可根据压力油液的压强不同实时输出不同的负载力，即：当输入压力油的液压强稳定时，负载力恒定；当输入压力油的压强为线性压强时，输出负载力也为线性力；当输入压力油的液压强为闭环反馈压强时，输出负载力也为闭环反馈力，该负载装置还可以将测试装置位移实时转换成为回流油液；所述的采集装置是记录实验数据，实验过程，实验位移的实时或阶段性的装置，用于数据分析和后期研究。
6.优选的，上述的储能装置还可收集并存储由负载装置反馈回来的油液，计算其单位时间内的累积流量。
7.优选的，上述的储能装置可根据需求使用或不使用压强输入机构，也可根据需求使用或不使用测量累积流量的装置；可只提供压强而不测量累积流量，也可只测量累积流量而不提供压强，也可既提供压强又测量累积流量。
8.优选的，上述的负载装置还可以将测试装置位移以油液体积的形式反馈给采集装置，实现对其位移实时进行转换。
9.优选的，上述的液压系统的液压油泵在电机的驱动下，输出高压油液，在比例或伺服压力控制阀的控制下形成稳定压强或线性压强或闭环反馈压强，由电磁换向阀来控制压力油液的通断。
10.优选的，上述的液压系统提供的压力油通过储能装置，储存并保持由液压系统传输过来的带有压力的油液，同时对其压强与设定值进行实时校验，保持该油液不泄露且可按需求向外定向输出；由储能装置输出的压力油进入负载装置，将压力油液转换成为影响测试装置运动的负载，可根据压力油液的压强不同实时对测试装置施加不同的负载力，即：当输入压力油液压强稳定时，负载力恒定；当输入压力油压强为线性压强时，输出负载力也为线性力；当输入压力油液压强为闭环反馈压强时，输出负载力也为闭环反馈力；负载装置在给测试装置施加负载力的同时，还会将测试装置产生的运动位移实时转换成为回流油液，回流到储能装置中去，待测试结束后进行数据采集；采集系统会实时对各项数据进行监测和记录。
11.本发明提到的用液压方式加负载并测装置位移的方法，包括以下步骤：步骤一：液压系统启动：电机（1）启动后，液压油泵（2）吸油后，通过溢流阀（3）进行第一次压力设定，此时设定的为安全压强值，此压强由压力表（5）进行直观读数并由第一压力变送器（15-1）反馈给采集控制程序，压力油液经过高压过滤器（6）进行过滤，再经过蓄能器（9）进行稳压和精密调速阀（16）进行稳流；电磁换向阀（10）通电后，压力油液由比例减压阀（14）对压力进行二次设定，该设定可为固定值也可为线性值或闭环反馈的数值，具体数值与电控程序编程有关，由第二压力变送器（15-2）将该压力值反馈给采集控制程序；步骤二：开启采集装置：开启后，采集装置会实时从液压系统输出端口取的压强数据用于对比实验要求的数据，同时实时从储能装置反馈接受回流油液的信息和负载力大小的反馈信息，并对所接收的所有数据信息进行存储和汇集，测试结束后生成相应的数据曲线，便于对其进行数据分析和研究；步骤三：检查储能装置及负载装置是否运行正常：储能装置开始接收由液压系统传输过来的压力油液，检测是否有渗漏情况，通过压力传感器来测定接收到的压力值是否符合程序设定的需求，负载装置有无传输压力输出及流量的反馈，在采集系统中自动完成对比工作，从而校验被测试装置运动是否正常；步骤四：开始测试，在结束后汇总所采集的数据，生出数据的曲线以方便分析趋势及工况信息。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：本发明用液压（油压）方式对测试装置精确施加恒定负载或线性负载或闭环反馈负载，并可同时计量测试装置位移，特别负载力可瞬时施加且可在测试物做往复运动时双
向均可施加相同的负载，施加负载力时精度高且具有瞬时型；负载力也可根据需求随时实时进行无级调节和变换，测试装置在没有位移的情况下，不对其施加任何负载；被测装置的位移可通过采集装置接收到的累积流量来计算一段时间或一定周期内的位移；本发明采用的设备简单、投资少、能耗低且精度高，可为实际的成品机器或成品装置的研发以及后续顺利工作提供有力的保障，未来可能会在各个科研领域广泛使用。
附图说明
13.图1是本发明的原理样机的原理示意图；图2是本发明的方法的流程示意图；图3是液压系统的连接示意图；图4是储能装置的结构示意图；图5是一种负载装置的结构示意图；上图中：电机1、液压油泵2、溢流阀3、单向阀4、压力表5、高压过滤器6、截止阀7、第一压力表开关8.1、第二压力表开关8.2、第一压力表开关8.3、蓄能器9、电磁换向阀10、液位计11、空气滤清器12、磁铁13、比例减压阀14、第一压力变送器15-1、第二压力变送器15-2、精密调速阀16，液压油接受端a1、液压油储存腔a2、连接螺栓a3、负载装置主体b。
具体实施方式
14.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
15.实施例1，参照图1-5，本发明提到的一种用液压方式加负载并测装置位移的原理样机，主要由液压系统、储能装置、负载装置、测试装置、计量装置、采集装置组成；所述液压系统连接到储能装置，储能装置连接负载装置，负载装置与测试装置连接，所述储能装置和负载装置分别连接采集装置，液压系统和储能装置分别连接计量装置，所述液压系统是液压的主要来源，所述储能装置是用于储存并可保持由液压系统或其他供油系统传输过来的带有压力的油液，保持该油液不泄露且可按需求向外定向输出压力油液的装置；所述的负载装置是可将外界传输而来的压力油液转换成为阻碍被实验物往复运动的负载的装置，该装置可根据压力油液的压强不同实时输出不同的负载力，即：当输入压力油的液压强稳定时，负载力恒定；当输入压力油的压强为线性压强时，输出负载力也为线性力；当输入压力油的液压强为闭环反馈压强时，输出负载力也为闭环反馈力，该负载装置还可以将测试装置位移实时转换成为回流油液；所述的采集装置是记录实验数据，实验过程，实验位移的实时或阶段性的装置，用于数据分析和后期研究。
16.优选的，上述的储能装置还可收集并存储由负载装置反馈回来的油液，计算其单位时间内的累积流量。
17.优选的，上述的储能装置可根据需求使用或不使用压强输入机构，也可根据需求使用或不使用测量累积流量的装置；可只提供压强而不测量累积流量，也可只测量累积流量而不提供压强，也可既提供压强又测量累积流量。
18.具体是：储能装置：校验液压系统的输入压强，储存油液；等比例转换负载装置所需的二次压强，采集负载装置因测试装置位移产生的流量累计，从而统计测量装置阶段时
间内产生的位移。
19.优选的，上述的负载装置还可以将测试装置位移以油液体积的形式反馈给采集装置，实现对其位移实时进行转换。具体是：接收储能装置传来的压强，并将其实时转换成阻碍测试装置往复运动的负载，测试装置不运动时，不对测试装置施加负载，测试装置运动时，将测试装置的运动位移用液体流量的方式进行反馈。
20.优选的，上述的液压系统的液压油泵在电机的驱动下，输出高压油液，在比例或伺服压力控制阀的控制下形成稳定压强或线性压强或闭环反馈压强，由电磁换向阀来控制压力油液的通断。
21.优选的，上述的液压系统提供的压力油通过储能装置，储存并保持由液压系统传输过来的带有压力的油液，同时对其压强与设定值进行实时校验，保持该油液不泄露且可按需求向外定向输出；由储能装置输出的压力油进入负载装置，将压力油液转换成为影响测试装置运动的负载，可根据压力油液的压强不同实时对测试装置施加不同的负载力，即：当输入压力油液压强稳定时，负载力恒定；当输入压力油压强为线性压强时，输出负载力也为线性力；当输入压力油液压强为闭环反馈压强时，输出负载力也为闭环反馈力；负载装置在给测试装置施加负载力的同时，还会将测试装置产生的运动位移实时转换成为回流油液，回流到储能装置中去，待测试结束后进行数据采集；采集系统会实时对各项数据进行监测和记录。
22.本发明提到的用液压方式加负载并测装置位移的方法，包括以下步骤：步骤一：液压系统启动：电机1启动后，液压油泵2吸油后，通过溢流阀3进行第一次压力设定，此时设定的为安全压强值，此压强由压力表5进行直观读数并由第一压力变送器15-1反馈给采集控制程序，压力油液经过高压过滤器6进行过滤，再经过蓄能器9进行稳压和精密调速阀16进行稳流；电磁换向阀10通电后，压力油液由比例减压阀14对压力进行二次设定，该设定可为固定值也可为线性值或闭环反馈的数值，具体数值与电控程序编程有关，由第二压力变送器15-2将该压力值反馈给采集控制程序；步骤二：开启采集装置：开启后，采集装置会实时从液压系统输出端口取的压强数据用于对比实验要求的数据，同时实时从储能装置反馈接受回流油液的信息和负载力大小的反馈信息，并对所接收的所有数据信息进行存储和汇集，测试结束后生成相应的数据曲线，便于对其进行数据分析和研究；步骤三：检查储能装置及负载装置是否运行正常：储能装置开始接收由液压系统传输过来的压力油液，检测是否有渗漏情况，通过压力传感器来测定接收到的压力值是否符合程序设定的需求，负载装置有无传输压力输出及流量的反馈，在采集系统中自动完成对比工作，从而校验被测试装置运动是否正常；步骤四：开始测试，在结束后汇总所采集的数据，生出数据的曲线以方便分析趋势及工况信息。
23.另外，单向阀4，是防止油液回流伤害油泵的，液位计11是为了防止液压油箱内缺油时 外面看不到里面缺油，空气过滤器12 是是油箱的一个呼吸口，磁铁13是为了吸附部分液压油里混入的铁屑。
24.本发明采用的设备简单、投资少、能耗低且精度高，可为实际的成品机器或成品装置的研发以及后续顺利工作提供有力的保障，未来可能会在各个科研领域广泛使用。
25.实施例2，本发明提到的一种用液压方式加负载并测装置位移的原理样机，主要由液压系统、储能装置、负载装置、测试装置、计量装置、采集装置组成；所述液压系统连接到储能装置，储能装置连接负载装置，负载装置与测试装置连接，所述储能装置和负载装置分别连接采集装置，液压系统和储能装置分别连接计量装置，所述液压系统是液压的主要来源，所述储能装置是用于储存并可保持由液压系统或其他供油系统传输过来的带有压力的油液，保持该油液不泄露且可按需求向外定向输出压力油液的装置；所述的负载装置是可将外界传输而来的压力油液转换成为阻碍被实验物往复运动的负载的装置，该装置可根据压力油液的压强不同实时输出不同的负载力，即：当输入压力油的液压强稳定时，负载力恒定；当输入压力油的压强为线性压强时，输出负载力也为线性力；当输入压力油的液压强为闭环反馈压强时，输出负载力也为闭环反馈力，该负载装置还可以将测试装置位移实时转换成为回流油液；所述的采集装置是记录实验数据，实验过程，实验位移的实时或阶段性的装置，用于数据分析和后期研究。
26.其不同之处是：液压油泵2在电机1的驱动下，输出高压水，在比例或伺服压力控制阀14的控制下形成稳定压强或线性压强或闭环反馈压强，由电磁换向阀10来控制压力水的通断。
27.液压系统提供的水通过储能装置，储存并保持由液压系统传输过来的带有压力的水，同时对其压强与设定值进行实时校验，保持该油液不泄露且可按需求向外定向输出。由储能装置输出的压力水进入负载装置，将压力水转换成为影响测试装置运动的负载，可根据压力水的压强不同实时对测试装置施加不同的负载力，即：当输入压力水的压强稳定时，负载力恒定；当输入压力水的压强为线性压强时，输出负载力也为线性力；当输入压力水的压强为闭环反馈压强时，输出负载力也为闭环反馈力。负载装置在给测试装置施加负载力的同时，还会将测试装置产生的运动位移实时转换成为回流水，回流到储能装置中去，待测试结束后进行数据采集。采集系统会实时对各项数据进行监测和记录，测试结束后，采集系统会生成各种数据曲线，也可在后台对所有的数据进行查看。
28.以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的相应简单修改或等同变换，尽属于本发明要求保护的范围。