[发明专利]一种自由边界模拟支撑模块

权利要求书

1.一种自由边界模拟支撑模块的使用方法，其特征在于，所述支撑模块包括端板组件、升降机构组件、柔性支撑组件、控制组件；其中，所述端板组件包括上端板和下端板，下端板用于固定所述自由边界模拟支撑模块，上端板用于连接试验产品；所述升降机构组件包括驱动电机、传动轴、齿轮转向器、丝杠、立柱；若干立柱固定设置于下端板上，所述立柱上均通过各自的丝杠连接至上端板的下端面，其中两相邻立柱之间设置驱动电机，所述驱动电机两输出端通过相应传动轴传输动力至相应立柱上的齿轮转向器，所述齿轮转向器连通至相应立柱内部并与相应的丝杠传动连接；彼此相邻的立柱之间均设置传动轴和齿轮转向器以获得驱动电机的动力，实现若干立柱上相应丝杠的同步升降，以实现上端板的升降动作，其中，所述丝杠上端以及所述立柱上端均不与所述上端板固定连接；所述上端板和下端板之间、若干立柱围成空间内设置柔性支撑组件；

升降机构组件中，驱动电机用于提供升降机构组件的动力；传动轴用于连接驱动电机和丝杠；齿轮转向器用于改变传动轴的驱动旋转方向，从而实现丝杠的上下运行；丝杠用于实现升降功能，完成上端板的升起或下降；立柱用于固定丝杠以及试验开始前或结束后支撑试验产品；

柔性支撑组件中，气囊用于模态试验过程中向试验产品提供支撑，以模拟试验产品所处的自由-自由边界状态；附加气室用于扩展气囊体积，降低系统的支撑频率；连接气管用于接通气囊与附加气室；节流调节器安装于连接气管上，用于气囊与附加气室的通断，并可实现节流阻尼的调节；

控制组件用于自由边界模拟支撑模块的整体控制，以实现试验开始前试验产品平稳地悬浮于柔性支撑组件上以及试验结束后试验产品平稳的回落至支撑立柱上，保证整体系统的安全可靠；

所述支撑模块为模块化的产品，具有很强的通用性，适合组合使用；

所述支撑模块的使用方法，包括以下步骤：

S1.试验开始前，将试验产品固定于上端板上，并由立柱支撑，此时柔性支撑组件未充气；

S2.试验准备时，根据试验产品的高度，控制组件控制启动驱动电机，并驱动升降机构组件支撑上端板上升到达目标位置，随后，控制组件控制气源的输气管路上的电动阀门，向柔性支撑组件内部进行充气直到到达目标压力，同时监测升降机构组件与上端板接触位置的力传感器的反馈值，根据各支撑点残余支撑力分配，对柔性支撑组件的充气压力进行微调，使各支撑点残余支撑力达到一致，而后，关闭电动阀门；

S3.试验开始，控制组件再次控制启动驱动电机，驱动升降机构组件缓慢下降一定的高度，此时，试验产品连同上端板完全由柔性支撑组件进行支撑，此时由于试验产品重力的原因，上端板连同柔性支撑组件被压向下运动，由于柔性支撑组件中的气囊具有可压缩的特性，因此试验产品的重力与柔性支撑组件的支撑迅速达到新的平衡，实现对试验产品的柔性悬浮支撑；

S4.试验结束后，控制组件控制启动驱动电机，驱动升降机构组件上升支撑上端板，随后，控制电动阀门对柔性支撑组件进行排气，此时，试验产品连同上端板完全由升降机构组件支撑，控制组件控制驱动电机，实现驱动升降机构下降至试验开始前立柱完全支撑状态。

2.如权利要求1所述的一种自由边界模拟支撑模块的使用方法，其特征在于，所述柔性支撑组件包括气囊、附加气室、连接气管、节流调节器；所述气囊上端与所述上端板的下端面连接，所述气囊设置于所述附加气室上方，所述气囊与所述附加气室通过所述连接气管进行连通，节流调节器安装在连接气管上，并可实现所述气囊与所述附加气室的通断控制。

3.如权利要求2所述的一种自由边界模拟支撑模块的使用方法，其特征在于，所述柔性支撑组件设置为若干个，且均布设置。

4.如权利要求3所述的一种自由边界模拟支撑模块的使用方法，其特征在于，所述控制组件包括相应传感器和控制器。

5.如权利要求4所述的一种自由边界模拟支撑模块的使用方法，其特征在于，所述传感器包括力传感器；所述力传感器设置于所述立柱与所述上端板之间用以测量二者之间的接触力。

6.如权利要求1所述的一种自由边界模拟支撑模块的使用方法，其特征在于，端板组件具有足够的强度和刚度，以保证其承载能力。