[发明专利]一种动态负载模拟测试试验平台及测试方法

说明书

技术领域

本发明属于力学实验技术领域，具体设计一种动态负载模拟测试试验平台及测试方法。

背景技术

负载模拟技术是指在实验室条件下，通过一定的技术手段模拟加载对象的负载力或力矩，是一种新兴的半实物仿真与试验技术。在新产品和新技术的研究与测试中，负载模拟技术克服了必须在实际环境中使用实际的加载对象进行研究的局限性，不仅可以节约试验成本、降低试验风险，而且一些在实际中无法实现的研究方案和系统模型也可以通过半实物的负载模拟平台实现。尤其是在诸如航空航天、海洋工程等一些不易进行在线测试的领域，负载模拟技术就显得更加重要。

一个通用的负载模拟系统通常需要能够模拟惯性负载及扭矩负载(包括摩擦负载、常值负载、可变负载等)。中国专利授权公告号为201220233572.0的专利公开了一种模拟负载实验装置，用于对电机和减速机进行测试，该模拟负载试验装置包括从动齿轮、主动齿轮、增速器、惯性轮、被试电机和减速机，该发明能同时模拟惯性负载及扭矩负载，但在试验过程中不能实时且无级调节所施加的负载值。在现有技术中为了实现在试验中调节惯性负载，一般采用改变飞轮盘的数量，通过拆装飞轮盘改变惯性负载，故每次调整惯性负载的操作都非常繁琐，为了简化调整过程，现有技术中也有一些优化。例如，中国专利授权公告号为201120176448.0的专利公开了一种转动惯量调节装置，该装置包括至少一组关节臂、运动块、电动机及主轴，通过电动机对主轴上关节臂及运动块的控制来实现对转动惯量的调节。该装置虽然能实现转动惯量的无级调节，但存在着在高速转动的情况下结构不稳定、关节臂容易折断等问题。中国专利授权公告号为201120198960.5的专利公开了一种扭矩负载模拟器，包括转轴、以及轴承套装在转轴上的摩擦片，通过人工收紧定位杆上的弹性件，改变摩擦片与转轴的摩擦力来产生不同的扭矩负载，该发明不能实现负载的实时调节，并且随着负载模拟器的使用，摩擦片会磨损。在同样收紧量的情况下，扭矩负载会发生改变，故负载模拟精度较低。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的不足，本发明的目的就是要提供一种能够精确模拟动态惯性负载及动态扭矩负载(包括摩擦负载、常值负载、可变负载等)的试验平台及测试方法。该平台在试验过程中能够对被试对象所受的惯性负载、扭矩负载进行实时测量，并按照预定的目标自动无级调节惯性负载和扭矩负载，试验过程由测控系统闭环控制，故精度高。试验平台飞轮盘结构强度高，稳定性好，可靠性高。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种动态负载模拟测试试验平台，包括第一扭矩传感器、第一轴承、角度传感器、滑环、飞轮、离合器、第二轴承、第二扭矩传感器、磁粉制动器和测控系统，所述第一扭矩传感器的一端通过第一联轴器连接至试验对象，另一端通过第二联轴器与所述轴的一端连接，所述轴的另一端通过第三联轴器与所述第二扭矩传感器的一端相连，所述第二扭矩传感器的另一端连接至所述磁粉制动器；

所述第一轴承、角度传感器、滑环、飞轮、离合器和第二轴承顺次套装在所述轴上；

所述飞轮轮面上均匀地安装有多个电动直线滑台，每对相互正对着的所述电动直线滑台关于飞轮的中心中心对称；所述电动直线滑台包括靠近飞轮中心设置的电机、滑块和配重块，所述配重块固定在所述滑块上，所述滑块的滑动动作由所述电机驱动；

所述测控系统分别与第一扭矩传感器、第二扭矩传感器、角度传感器和磁粉制动器相连，通过滑环与电动直线滑台的电机相连。

优选的，所述多个电动直线滑台的质量中心和飞轮的中心重合。

优选的，所述飞轮中心位置开设的中心孔内装有第三轴承，所述第三轴承套在轴上；所述飞轮和离合器之间相对的端部分别布置有一对相啮合的牙；离合器上布置有锁紧螺钉，所述轴上沿远离所述飞轮的方向上依次布置有第一锁紧孔、第二锁紧孔及用于限位的第三挡圈；当所述飞轮与离合器啮合时，所述锁紧螺钉与所述第一锁紧孔对齐；当所述离合器抵靠在第三挡圈上时，所述飞轮与离合器脱开，所述锁紧螺钉与第二锁紧孔对齐。

优选的，关于飞轮中心对称安装的配重块的质量相同。

优选的，所述电动直线滑台为滚珠丝杠电动滑台，所述电机为伺服电机，其带动滚珠丝杠旋转，所述滚珠丝杠带动滑块移动。

优选的，所述飞轮还包括基盘，所述基盘上关于飞轮的中心中心对称地开设有孔洞，以减少所述基盘的转动惯量。

所述飞轮上的电动直线滑台的导线与轴上的滑环连接，保证电动直线滑台上电机的导线在旋转时不会缠绕在一起。滑环安装在轴上。

优选的，所述角度传感器选用圆磁栅。