[发明专利]一种综合磁流变液制动系统试验台

说明书

技术领域

本发明属于磁流变液制动器试验设备技术领域，具体涉及一种综合磁流变液制动系统试验台。

背景技术

随着机械装备制造技术的快速发展，对机械设备安全性也日益提高，其制动系统也在不断升级和改进。磁流变液作为新型智能材料中研究较为活跃的一支，能够响应外界施加磁场的变化，在液相与固相之间进行连续的可逆、可控转变，从而改变剪切力。磁流变液的出现为开发制动器新结构提供了极具价值的思路，其流变特性是磁流变液制动器设计的关键技术，可以替代现有的气体或液体驱动，能够减少制动系统机械传动的滞后时间，缩短制动距离，从而增加了设备运行安全性与可靠性，同时也可以简化制动系统结构，提高制动器灵敏度，减小装配和维护的难度，因此可以预见磁流变液制动器将成为高性能智能制动系统的主要发展方向之一。

在制动器设计初期，制动器无法进行路试，只能在专门的制动器试验台上对所设计的路试进行模拟试验，如王尧等在2010年《机械工程与自动化》期刊发表的题为《制动器试验台补偿能力分配问题的研究》论文中，涉及一种工业制动器试验台，采用飞轮组模拟路试的等效转动惯量，同时在制动过程中通过对电动机的电流控制，补偿由于机械惯量不足而缺少的能量，从而满足与实际制动过程尽可能一致的原则；近年来，已有的制动器试验台只是用于测量制动时间、速度、温度或力矩(或力)变化等制动特性参数，如专利号为201210295849.7的《高速轴制动器惯性试验台》、专利号为201310504212.9的《一种电动汽车制动惯性的模拟试验台及试验方法》、专利号为201310263870.3的《电惯量模拟通风盘式制动器试验台及电惯量模拟控制方法》、专利号为201511029938.7的《一种制动器动态试验系统及方法》等；这些公开文献针对以固体材料作为摩擦衬片的制动器，虽然一定程度上较真实地模拟或匹配实际制动过程中的能量变化情况，但无法为磁流变液制动器的进一步研究提供准确可靠的试验数据，更无法全面反映不同制动工况下对多相流耦合特性的影响等，这都不能对某一制动系统的制动特性给出全面客观的综合评价。

发明内容

本发明目的是提供一种综合磁流变液制动系统试验台，可有效地克服现有技术存在的缺点，适合于开展通用摩擦制动器及磁流变液制动器在不同制动工况下各种性能的实时动态测试，便于对制动性能及多相流耦合与集成进行研究。

本发明是这样实现的：如图1、2所示，其特征是包括有驱动系统Ⅰ、模拟转动惯量飞轮组系统Ⅱ、制动器装夹滑移系统Ⅲ、数字图像采集系统Ⅳ、传感测试系统Ⅴ、电气控制系统Ⅵ及计算机数据集成系统Ⅶ；所述驱动系统Ⅰ包括有交流变频电动机23及与电动机输出轴相连接的第一联轴器16＇和安全制动器22；所述模拟转动惯量飞轮组系统Ⅱ包括有支承在左、右轴承座3、3＇上的n个大小不等的飞轮盘构成的飞轮组4、带有间隔法兰盘5的中心轴21、轴套6、夹块20及液压加载推杆19，n为正整数；所述制动器装夹滑移系统Ⅲ安装在基座1右端，包括有制动器支承平台15及上、下直流电动机10、10＇，制动器支承平台15上安装有外壳透明的磁流变液制动器14，磁流变液制动器14内安装有接触式温度传感器9和位移传感器9＇；所述数字图像采集系统Ⅳ是指安装在基座1上与磁流变液制动器14相对照的双脉冲激光器11及在基座上可随机移动的3D高速摄像机12和LED背景光源13；所述传感测试系统Ⅴ是指包括扭矩传感器7、接触式温度传感器9和位移传感器9＇及便携式非接触式环境温度传感器8；所述电气控制系统Ⅵ包括驱动系统控制器D、飞轮组系统控制器E、装夹滑移系统控制器F、传感测试系统控制器G、数字图像采集系统控制器H、驱动控制柜M0、手动电气控制台M及PLC电控柜N；所述计算机数据集成系统Ⅶ是指安装在电脑18里的可视化编程软件。

上述各系统的连接关系是：飞轮组4安装在设置有轴套6的中心轴21上，其左、右端分别支承在左、右轴承座3、3＇上，其左端通过第一联轴器16＇和安全制动器22与交流变频电动机23联接，右端通过离合器17、扭矩传感器7、第二联轴器16支承在第三轴承座3＇＇上，并与磁流变液制动器14相联接；前述的交流变频电动机23、飞轮组4、扭矩传感器7及磁流变液制动器14均安装在同一轴线上，n个飞轮与中心轴21的配合为间隙配合；通过液压加载推杆19调节各夹块20来实现不同飞轮盘的组合以模拟路试的等效转动惯量，并配合电流控制方法补偿由于机械惯量不足而缺少的能量，以获得与实际制动过程尽可能一致的等效转动惯量。