转台试验装置及系统的制作方法

1.本发明属于工程机械试验技术领域，尤其涉及一种转台试验装置及系统。


背景技术：

2.转台是泵车、起重机等工程机械设备的重要结构件，在加工制造完成后需要进行多种加载试验以验证其结构性能。现有的试验台往往只能采用调整驱动件能够带动连接件相对机架组件转动，以改变加载器的角度，这种方案的调整角度有限，那么模拟的工况也是有限的，无法满足多工况加载的试验需求，因此难以真正模拟出真实的转台受力情况。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提出一种转台试验装置及系统，旨在解决现有技术中的转台试验装置无法真正模拟出真实的转台受力情况的技术问题。
4.为了实现上述目的，本发明提供一种转台试验装置，包括：
5.机架，包括用于承载转台的底板和设于底板上的立柱组件；
6.托架，间隔位于所述转台的上方并与所述立柱组件滑动配合；
7.曲柄滑块机构，设于所述托架上并包括曲柄滑块组件和弧形滑道，所述曲柄滑块组件的一端与所述立柱组件枢转连接并能够沿所述立柱组件的延伸方向竖直移动，另一端与所述弧形滑道滑动配合；
8.加载组件，包括加载器，所述加载器的第一端与所述转台铰接并用于对所述转台施加加载力，所述曲柄滑块组件用于带动所述加载器的第二端以铰接点为中心进行弧形摆动。
9.在本发明的实施例中，所述转台试验装置还包括设于所述机架上的直线驱动机构，所述曲柄滑块组件包括：
10.推拉杆，所述直线驱动机构与所述推拉杆的第一端枢转连接并用于驱动所述推拉杆沿竖直方向往复运动；和
11.圆弧滑块，与所述推拉杆的第二端枢转连接，所述圆弧滑块沿周向滑动贯穿所述弧形滑道，所述圆弧滑块的底面与所述加载器的第二端固定连接。
12.在本发明的实施例中，所述弧形滑道的内凹面朝向所述转台的一侧设置，所述弧形滑道的两端与所述托架滑动配合并能够沿所述托架的长度方向滑动。
13.在本发明的实施例中，所述托架包括两个间隔布置的支撑杆，所述支撑杆沿长度方向开设有第一导向滑槽，所述弧形滑道的两端均连接有第一滑板，所述第一滑板的两端与所述第一导向滑槽滑动配合。
14.在本发明的实施例中，所述加载组件的数量为两组，所述转台包括两个间隔布置的三角形立板，每个所述三角形立板上均对应开设有两个铰接孔，两个所述三角形立板通过连接销轴连接，所述连接销轴依次穿连两个所述三角形立板上相对应的所述铰接孔，每个所述连接销轴上均连接一组所述加载组件。
15.在本发明的实施例中，所述托架的数量为两个且沿竖直方向间隔布置，每个所述托架对应承载一组所述加载组件，两个所述托架的间距大于所述弧形滑道的高度。
16.在本发明的实施例中，所述加载组件和所述曲柄滑块机构的数量相同并对应连接，每组所述加载组件连接的所述推拉杆均倾斜设置，并穿过托架延伸至直线驱动机构与第二滑板连接。
17.在本发明的实施例中，所述立柱组件包括两个间隔布置的立柱，两个所述立柱之间连接有支撑座，所述支撑座所处的水平面均高于两个所述托架分别所处的水平面，每个所述立柱的相对内侧壁沿竖直方向开设有第二导向滑槽；所述直线驱动机构包括：
18.旋转驱动件，设于两个所述立柱的顶端；
19.旋转丝杆，沿竖直方向延伸并位于两个所述立柱之间，所述旋转丝杆的一端与所述旋转驱动件电连接，另一端与所述支撑座固定连接，所述旋转丝杆的外周螺纹套设有第二滑板，所述第二滑板的两端均滑动插接于所述第二导向滑槽内。
20.在本发明的实施例中，所述转台的底部设有安装座，所述底板上开设有多排第一安装孔组，多排所述第一安装孔组沿宽度方向间隔排布，每排所述第一安装孔组均包括沿长度方向间隔布置的第一安装孔，所述安装座和所述底板通过紧固件依次穿连所述安装座和其中至少两个所述第一安装孔。
21.在本发明的实施例中，所述底板上还开设有多组第二安装孔组，多组第二安装孔组分别分布于所述底板的四角，每组所述第二安装孔组包括至少一个第二安装孔，两组所述立柱组件中的立柱分别对应所述第二安装孔安装。
22.在本发明的实施例中，还提出一种转台试验系统，所述转台试验系统包括控制单元以及如上所述的转台试验装置，所述控制单元用于监测并控制所述转台试验装置的试验过程。
23.通过上述技术方案，本发明实施例所提供的转台试验装置具有如下的有益效果：
24.将转台放置于机架的底板上，且机架的立柱组件也设于底板上，托架间隔位于转台的上方并与立柱组件滑动配合。并将曲柄滑块组件的一端与立柱组件枢转连接并能够沿立柱组件的延伸方向竖直移动，另一端与弧形滑道滑动配合；加载器的第一端与转台铰接并用于对转台施加加载力，在进行加载试验时，曲柄滑块组件带动加载器的第二端以铰接点为中心进行弧形摆动，然后加载器对转台施加所需的加载力。本技术通过采用曲柄滑块组件驱动加载器进行弧形摆动，以实现对加载器的加载角度进行大范围控制，进而能更贴近真实工况来进行加载试验。
25.本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
26.附图是用来提供对本发明的理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
27.图1是根据本发明第一实施例中转台试验装置的结构示意图；
28.图2是根据本发明第一实施例中转台试验装置的主视示意图；
29.图3是根据本发明第一实施例中转台试验装置的俯视示意图；
30.图4是根据本发明第一实施例的转台试验装置中转台和底板的连接结构的局部示
意图；
31.图5是根据本发明第一实施例的转台试验装置中底板的结构示意图；
32.图6是根据本发明第二实施例中转台试验装置的结构示意图；
33.图7是本发明的转台试验装置的曲柄滑块机构中圆弧滑块的位置与推拉杆转动角度之间的尺寸关系示意图；
34.图8是本发明的转台试验装置中两个弧形滑道不发生干涉的结构原理示意图。
35.附图标记说明
[0036][0037]
具体实施方式
[0038]
以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0039]
下面参考附图描述根据本发明的转台试验装置及转台试验系统。
[0040]
如图1和图2所示，在本发明的实施例中，提供一种转台试验装置，其包括机架、托架20、曲柄滑块机构30和加载组件；其中，机架包括用于承载转台100的底板11和设于底板11上的立柱组件；托架20间隔位于转台100的上方并与立柱组件滑动配合；曲柄滑块机构30设于托架20上并包括曲柄滑块组件和弧形滑道31，曲柄滑块组件的一端与立柱组件枢转连接并能够沿立柱组件的延伸方向竖直移动，另一端与弧形滑道31滑动配合；加载组件包括加载器40，加载器40的第一端与转台100铰接并用于对转台100施加加载力，曲柄滑块组件用于带动加载器40的第二端以铰接点为中心进行弧形摆动。
[0041]
在对转台100进行模拟加载试验时，通过曲柄滑块组件驱动加载器40绕铰接点进行弧形摆动，以调节加载器40相对于转台100转动的角度，来调整转台100受力的方向；并且，还可以通过调节加载器40的驱动力大小、频率，来调整转台100受力的情况。综上所述，为了模拟转台100在真实工况下的受力情况，本转台试验装置运用逆曲柄滑块机构30的原理，采用曲柄滑块组件驱动加载器40进行弧形摆动，以实现对加载器40的加载角度进行大范围控制。由于本技术的转台试验装置能够完成多工况加载试验，可以对加载器40加载角度进行大范围调节，进而能更贴近真实工况来进行加载试验。其中，加载器40可以为伸缩油缸等能够施加驱动力并且可以改变伸缩长度的驱动件。
[0042]
在本发明的实施例中，转台试验装置还包括设于机架上的直线驱动机构，曲柄滑块组件包括推拉杆33和圆弧滑块32；其中，直线驱动机构与推拉杆33的第一端通过转动销轴枢转连接，直线驱动机构用于驱动推拉杆33沿竖直方向往复运动；圆弧滑块32与推拉杆33的第二端通过转动销轴进行枢转连接，圆弧滑块32沿周向滑动贯穿弧形滑道31，圆弧滑块32的底面与加载器40的第二端固定连接。
[0043]
具体地，圆弧滑块32内开设有一空心槽，空心槽的两侧敞口，以使得弧形滑道31能够贯穿该空心槽，并且，圆弧滑块32能够相对于弧形滑道31沿弧长方向滑动。直线驱动机构往复运动，带动推拉杆33摆动，进而引起圆弧滑32块沿着弧形滑道31运动，从而带动加载器40改变加载角度。由于加载器40的底端与转台100铰接，这样加载器40的顶端也绕铰接点进行弧形运动，从而实现对加载器40的角度范围的调节。
[0044]
在本发明的实施例中，弧形滑道31的内凹面朝向转台100的一侧设置，以方便圆弧滑块32在弧形滑道31上的滑动，减少滑动过程的阻力；弧形滑道31的两端与托架20滑动配合并能够沿托架20的长度方向滑动，以改变整个弧形滑道31在托架20上的位置。此外，弧形滑道31的弧度可以根据转台100的尺寸以及加载器40需要调节的角度范围而定。
[0045]
其中，圆弧滑道在托架20上的位置可以手动调节。具体地，如图3所示，托架20包括两个间隔布置的支撑杆21，撑杆沿左右方向横跨于两侧的立柱组件之间，每个支撑杆21的相对内侧壁均开设第一导向滑槽22，第一导向滑槽22沿支撑杆21的长度方向延伸。弧形滑道31的两端均连接有第一滑板，第一滑板的两端分别滑动插接于两侧的第一导向滑槽22内，当需要调节弧形滑道31在托架20上的位置，以适应不同尺寸的转台100需求，当完成调节后，托架20和弧形滑道31的位置均保持锁定。
[0046]
在本发明的实施例中，加载组件的数量为两组，转台100包括两个间隔布置的三角形立板101，每个三角形立板101上均对应开设有两个铰接孔103，两个三角形立板101通过连接销轴102连接，连接销轴102依次穿连两个三角形立板101上相对应的铰接孔103，每个连接销轴102上均连接一组加载组件。两个铰接孔103分别位于三角形立板101的两个底角处，以使得与两个铰接孔103分别连接的加载组件在左右方向和上下方向互不干涉。如图1所示，在第一实施例中，加载器40与连接销轴102的连接点位于两个三角形立板101的之间，并且通过设置两套加载组件，既可以对转台100的两个铰接孔103分别加载试验，也可以同时加载，且加载过程互不干涉。
[0047]
此外，为了模拟转台100在真实工况中所受的偏心弯矩，本试验装置可以通过移动转台100及安装座104，如图6所示，在第二实施例中，将加载器40偏置加载于连接销轴102之上，也就是说加载器40与连接销轴102的连接点位于三角形立板101的外侧，通过控制加载
器40的加载力及加载方向，调整转台100受偏心弯矩的大小和方向，以验证转台100的抗扭性能。现有技术只能对转台100受拉压的性能进行验证，本转台试验装置还可以对转台100抗扭转性能进行验证，试验功能更多更强。
[0048]
在本发明的实施例中，托架20的数量为两个且沿竖直方向间隔布置，每个托架20对应承载一组加载组件且互不干涉，加载组件和曲柄滑块机构30的数量相同并对应连接，与位于下方的加载组件连接的推拉杆33贯穿位于上方的托架20并向下延伸。具体地，每个托架20上均具有供推拉杆33倾斜贯穿的缺口，这样位于下方的推拉杆33就能够自下方的圆弧滑块32倾斜向上延伸并贯穿缺口，然后与对应侧的立柱12铰接。
[0049]
为了防止位于下方的弧形滑道31的顶端在试验过程中抵接上方的托架20，使得在试验过程中两个托架20的间距大于弧形滑道31的高度。
[0050]
进一步地，如图7所示，虚线为曲柄滑块机构30的极限位置，第二滑板124和加载器40分别相对于水平面的转动角度之间的数学关系式如下：
[0051][0052]
δd＝d2·
tanθ
0-d
[0053]
其中，d为第二滑板124距曲柄回转中心高度；δd为第二滑板124相对极限位置移动的距离；d1为推拉杆33的长度；d2为偏置距离；r为回转半径；θ0、θ1、δθ分别为极限角度、加载器40相对于水平面的角度、加载器40相对极限角度转过的角度。
[0054]
如图8所示，在确定两个弧形滑道31的尺寸时，通过驱动下方的曲柄滑块机构30在上述极限角度范围内转动时，当下方的曲柄滑块机构30接近最右侧的极限位置时，此时上下左右调整上方的曲柄滑块机构30的位置即可，只要上下两个曲柄滑块机构30不会发生干涉，此时弧形滑道31的尺寸即可满足要求。
[0055]
在本发明的实施例中，立柱组件包括两个间隔布置的立柱12，两个立柱12之间连接有支撑座121，支撑座121所处的水平面均高于两个托架20分别所处的水平面，每个立柱12的相对内侧壁沿竖直方向开设有第二导向滑槽122；直线驱动机构包括旋转驱动件125和旋转丝杆123；旋转驱动件125设于两个立柱12的顶端，旋转丝杆123沿竖直方向延伸并位于两个立柱12之间，旋转丝杆123的一端与旋转驱动件125电连接，另一端活动插接于支撑座121中，旋转丝杆123的外周螺纹套设有第二滑板124，第二滑板124的两端均滑动插接于第二导向滑槽122内。
[0056]
以左侧的加载组件为例，当装置需要调整加载器40的加载角度时，左侧的立柱组件顶端的旋转驱动件125工作以带动旋转丝杆123相对机架转动，第二滑板124受旋转丝杆123转动的驱动力，沿旋转丝杆123上下滑动，进而带动推拉杆33运动，推拉杆33与圆弧滑块32转动连接，导致圆弧滑块32在上方的弧形滑道31上滑动，加载器40远离转台100的一端与圆弧滑块32固连，进而导致加载器40绕着左侧的铰接孔103做旋转运动，实现加载角度的调节，调节完成后，驱动箱对第二滑板124进行锁定，进而将加载器40的位置锁定。
[0057]
其中，本技术的旋转丝杆123可以采用滚珠丝杠或者梯形丝杠，具体的结构形式可根据加载工况进行调整。旋转驱动件125可以采用但不限于伺服电机 减速器直接驱动方式，亦可采用电机 齿轮带等间接驱动方式。
[0058]
此外，为了实现托架20发两端沿立柱12的第二导向滑槽122进行上下滑动，在机架
内还设置有举升机，可以驱动托架20沿立柱12上下移动。通过调整弧形滑道31在托架20上的位置和托架20的上下高度从而可以改变圆心的位置。
[0059]
在本发明的实施例中，转台100的底部设有安装座104，如图5所示，底板11上开设有多排第一安装孔组，多排第一安装孔组沿宽度方向间隔排布，每排第一安装孔组均包括沿长度方向间隔布置的第一安装孔111，安装座104和底板11通过紧固件依次穿连安装座104和其中至少两个第一安装孔111。其中，转台100和安装座104之间通过螺栓固定，在需要改变转台100在底板11上的位置时，拆卸底板11和安装座104之间的紧固件，并移动到相应位置的第一安装孔111处，再采用紧固件将安装座104和底板11固定连接起来即可。
[0060]
本技术通过在底板11上设置多排的第一安装孔111，可以根据不同的转台100调整安装座104的固定点，使得转台100在底板11上的位置可以调节，以方便对不同的转台100进行加载试验，整个转台试验装置的适用性更强。
[0061]
如图5所示，底板11上还开设有多组第二安装孔组，多组第二安装孔组分别分布于底板11的四角，每组第二安装孔组包括至少一个第二安装孔112，两组立柱组件中的立柱12分别对应第二安装孔112安装。在安装立柱12时，采用螺栓或螺丝等紧固件依次贯穿第二安装孔112，以使得立柱12和底板11连接起来。由于立柱12的数量为四个，因此第二安装孔组数量也为四组，每组第二安装孔组对应于一个立柱12，这样组装完成的机架在底板11上呈四角布置的形式。
[0062]
在本发明的实施例中，还提出一种转台试验系统，转台试验系统包括控制单元以及如上所述的转台试验装置，控制单元与举升机、旋转驱动件125均电连接，通过控制单元进行综合控制，从而可以监测并控制转台试验装置的试验过程。具体地，在试验过程中，转台试验装置负责对转台100进行模拟多工况加载，控制单元则负责控制转台试验装置的加载工况和载荷，并监测整个加载过程。其中，控制单元可以采用但不限于单片机、工控机或者plc等多种控制方式。此外，加载组件还包括控制加载器40的加载驱动力的控制器，该控制器集成于控制单元中。并且，由于转台试验系统采用了上述转台试验装置的所有实施例，因此具有转台试验装置的所有有益效果，在此不作详细赘述。
[0063]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0064]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0065]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0066]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。