垂直坠落式冲击实验测试平台制造技术

本实用新型专利技术提供一种垂直坠落式冲击实验测试平台，包括顶板、外框架、导轨、线性轴承、可调质量负载块和质量负载悬吊控制装置。所述质量负载悬吊控制系统由电机、绳索、滑轮组以及电磁脱钩作动器构成。本实用新型专利技术还设有加速度传感器、速度传感器、位移传感器、力反馈传感器和位置传感器等状态监测装置。本实用新型专利技术的有益技术效果：结构简单，能够提供被动、半主动以及主动执行器件的高速冲击和低速振动性能测试以及基于所述执行器件的控制系统的性能测试；能够将实验的全过程的监测数据动态、完整地记录并输出，为建立动态模型、数据深度挖掘提供可靠、精确的原始数据。

【技术实现步骤摘要】
垂直坠落式冲击实验测试平台
本技术属于检测
，尤其涉及垂直坠落式冲击实验测试平台。
技术介绍
对被动执行器件、半主动执行器件以及主动执行器件本身的力学性能的测试与评价以及基于以上器件的整个系统的冲击/振动控制效果的测试与评价已日益成为研究的重点课题。其中，所述的被动执行器件是指应用于被动系统的执行器件，基于被动执行器件的被动系统是一种只针对单一振动/冲击、质量、频率、幅值等起到作用的简单系统，被动执行器件不能根据系统应用环境的改变而实时改变其属性，典型的被动执行器件有橡胶、毛毡、弹簧、减振器等。所述的主动执行器件是一种在其外部施加能量时改变自身属性并可以提供有效驱动动作的执行器件，如磁致伸缩器件、压电陶瓷、液压执行器、气动执行器等，一般来说，主动执行器件提供给系统的能量要小于输入到系统的能量。所述的半主动执行器件，是一种介于被动执行器件和主动执行器件之间的执行器件，在外部施加特定的能量时改变自身属性，但并不输出一种另外形式的能量，如基于电流变/磁流变液的阻尼器、悬置、离合器以及阻尼孔可调的减振器等。 但是，目前对于被动、半主动以及主动执行器件的性能测试系统主要集中于低速振动测试，鲜有对高速冲击性能的研究和报道。造成这种研究上的严重不平衡的主要原因有如下几点:首先，缺少研究用的检测平台:市场上缺乏专用的高速冲击性能测试平台，若购买能够提供高速冲击测试功能的大型检测平台的话，一则设备价格十分昂贵，二则能够用上的功能少，真正涉及被动、半主动以及主动执行器件的高速冲击性能测试的功能单一。投入的资金与能够实现的功能不成比例。此外，现有检测平台只能检测静态的参数:当前的测试平台所反馈的性能参数多为静止状态下的，对冲击过程的监控手段少，且缺少必要的参数输出端口。研究人员无法获取进行深度数据分析的素材。最后，目前的冲击实验测试平台均是单一的冲击产生设备，缺乏系统失效时的安全保护措施。 综上所述，需要一种新式的实验测试平台，能够兼顾高速和低速的工作环境，能够实现执行器件性能测试系统的集成、执行器件冲击/振动性能测试系统与控制系统的集成，以及实验测试系统的失效安全性能的集成。
技术实现思路
针对缺乏专用于被动、半主动和主动执行器件的振动性能测试系统与冲击性能测试系统的专用设备的问题，本技术提供一种垂直坠落式冲击实验测试平台，不但能实现高、低速冲击实验与检测，更能实时反馈大量的实验检测数据，为后期的动态评估提供可靠的依据，其具体的结构如下: 垂直坠落式冲击实验测试平台，包括顶板101、外框架104、导轨105、线性轴承108、可调质量负载块110和质量负载悬吊控制装置； 所述顶板101为一块矩形板；在顶板101的长度方向的两端各设有一个竖直向下延伸的外框架104 ;所述外框架104为矩形框架，外框架104的顶端与相邻的顶板101的底部固定连接，外框架104的底部与地基固定连接；在外框架104的四个角的内侧均设有一根导轨105，所述导轨105的两端分别与顶板101和地基固定连接；在每个导轨105的杆身上均套有一个线性轴承108 ;所述线性轴承108分别与矩形块状的可调质量负载110的一端固定连接；即可调质量负载块110可沿着导轨105的方向上下滑动；所述可调质量负载块110的顶部设有圆形挂钩； 所述质量负载悬吊控制装置包括电机112、绳索103、滑轮组102以及电磁脱钩作动器106 ;其中，电机112安置在地基上；所述滑轮组102包含两个定滑轮，其中一个定滑轮与外框架104相连接，另一个定滑轮与顶板101的底面固定连接；绳索103穿过滑轮组102的两个定滑轮，且绳索103 —端与电机112的转动轴相连，另一端与电磁脱钩作动器106相连接；所述电磁脱钩作动器106的底部与可调质量负载块110顶部的圆形挂钩活动连接；平时，电磁脱钩作动器106出于闭合状态，在电机112工作时，与绳索103相连的电磁脱钩作动器106带动可调质量负载块110 —同运动；当电磁脱钩作动器106接收到控制信号后，电磁脱钩作动器106立即放开与可调质量负载块110的连接，令可调质量负载块110下落。 有益的技术效果 本技术的结构简单，能够提供高速冲击和低速振动，且具有大量的传感器接口 ；能够将实验的全过程动态、完整地记录并输出，为建立动态模型、数据深度挖掘提供可靠、精确的原始数据。此外，本技术还具有安全保护机构，能够确保实验的安全。 此外，本技术是利用质量负载垂直坠落时产生加速度和冲击能量的原理建立的具有失效安全性能的冲击实验测试系统，主要包括台架系统和仪器设备系统，所述台架系统即为固定于地面的外框架、导轨、可调质量负载以及质量负载悬吊控制系统，所述仪器设备系统为装在台架系统上的动态传感器(具体为加速度传感器、速度传感器和位移传感器)、力反馈传感器、视频监控系统。本技术既可以对被动、半主动和主动执行器件进行高速冲击/低速振动力学性能测试，也可以对基于被动、半主动和主动执行器件的被动、半主动和主动冲击实验控制系统进行冲击控制效果的测试。 利用本技术进行冲击实验测试系统的开发，具有易实现、可靠性高等优点，尤其适用于(军用、工程等特种)车辆(座椅)悬架系统、火炮后座/航空器着陆缓冲系统等高速冲击/低速振动的控制效果测试与评价。 本技术将低速振动性能测试系统与高速冲击测试系统进行有效集成——或者二者之间微调即可满足测试系统切换，进而将执行器件的性能测试系统与基于所述执行器件的控制系统的性能测试系统进行有效集成，将以上实现的集成系统上集成失效安全性能确保系统运作的安全性，将执行器件的性能测试系统与控制系统的性能测试系统进行了全一体化集成。 集成系统由台架系统和仪器设备系统。台架系统主要用于固定整个垂直坠落质量系统，通过电机的启动和关断调节质量负载的坠落初始高度。仪器设备系统用以实现信号采集处理、失效安全控制以及基于执行器件的冲击/振动控制系统，并实现执行器件和冲击/振动控制系统的最终评价。 综上所述，本技术具有如下三个优势。首先，将执行器件与控制系统的测试系统进行集成，这样将更加有利于执行器件的测试以及后期的在系统中的应用性能测试。其次，将执行器件的性能测试系统与基于所述执行器件的控制系统的性能测试系统进行有效集成，这就避免了执行器件测试与控制系统测试的重叠测试而造成的成本增加问题。最后，将失效安全性能作为冲击/振动实验测试系统着重考虑的要素，并将该系统集成到冲击/振动实验设备系统中确保实验人员、仪器设备的安全性。基于此，全一体化的集成系统最终将使执行器件及其控制系统的生产检测成本乃至销售价格降到最低，且有安全保障，适用于批量生产与推广。 【附图说明】 图1是本技术的结构简图。 图2本技术中失效安全保护装置的结构简图。 图中的序号为:顶板101、滑轮组102、绳索103、外框架104、导轨105、电磁脱钩作动器106、加速度传感器107、线性轴承108、速度传感器109、可调质量负载块110、电机112、位移传感器114、力反馈传感器116、位置传感器117、支架201、锁死锯条202、杠杆203、旋转支架204、电磁铁205、继电器2本文档来自技高网...

【技术保护点】
垂直坠落式冲击实验测试平台，其特征在于： 包括顶板（101）、外框架（104）、导轨（105）、线性轴承（108）、可调质量负载块（110）和质量负载悬吊控制装置；所述顶板（101）为一块矩形板；在顶板（101）的长度方向的两端各设有一个竖直向下延伸的外框架（104）；所述外框架（104）为矩形框架，外框架（104）的顶端与相邻的顶板（101）的底部固定连接，外框架（104）的底部与地基固定连接；在外框架（104）的四角的内侧均设有一根导轨（105），所述导轨（105）的两端分别与顶板（101）和地基固定连接；在每个导轨（105）的杆身上均套有一个线性轴承（108）；所述线性轴承（108）分别与矩形块状的可调质量负载（110）的一端固定连接；即可调质量负载块（110）可沿着导轨（105）的方向上下滑动；所述可调质量负载块（110）的顶部设有圆形挂钩；所述质量负载悬吊控制装置包括电机（112）、绳索（103）、滑轮组（102）以及电磁脱钩作动器（106）；其中，电机（112）安置在地基上；所述滑轮组（102）包含两个定滑轮，其中一个定滑轮与外框架（104）相连接，另一个定滑轮与顶板（101）的底面固定连接；绳索（103）穿过滑轮组（102）的两个定滑轮，且绳索（103）的一端与电机（112）的转动轴相连，另一端与电磁脱钩作动器（106）相连接；所述电磁脱钩作动器（106）的底部与可调质量负载块（110）顶部的圆形挂钩活动连接；平时，电磁脱钩作动器（106）处于闭合状态，电机（112）工作时，与绳索（103）相连的电磁脱钩作动器（106）带动可调质量负载块（110）一同运动；当电磁脱钩作动器（106）接收到控制信号后，电磁脱钩作动器（106）立即放开与可调质量负载块（110）的连接，令可调质量负载块（110）沿着导轨（105）方向垂直下落。...

【技术特征摘要】
1.垂直坠落式冲击实验测试平台，其特征在于:包括顶板(101)、外框架(104)、导轨(105)、线性轴承(108)、可调质量负载块(110)和质量负载悬吊控制装置； 所述顶板(101)为一块矩形板；在顶板(101)的长度方向的两端各设有一个竖直向下延伸的外框架(104);所述外框架(104)为矩形框架，外框架(104)的顶端与相邻的顶板(101)的底部固定连接，外框架(104)的底部与地基固定连接；在外框架(104)的四角的内侧均设有一根导轨(105)，所述导轨(105)的两端分别与顶板(101)和地基固定连接；在每个导轨(105)的杆身上均套有一个线性轴承(108);所述线性轴承(108)分别与矩形块状的可调质量负载(110)的一端固定连接；即可调质量负载块(110)可沿着导轨(105)的方向上下滑动；所述可调质量负载块(110)的顶部设有圆形挂钩； 所述质量负载悬吊控制装置包括电机(112)、绳索(103)、滑轮组(102)以及电磁脱钩作动器(106);其中，电机(112)安置在地基上；所述滑轮组(102)包含两个定滑轮，其中一个定滑轮与外框架(104)相连接，另一个定滑轮与顶板(101)的底面固定连接；绳索(103)穿过滑轮组(102)的两个定滑轮，且绳索(103)的一端与电机(112)的转动轴相连，另一端与电磁脱钩作动器(106)相连接；所述电磁脱钩作动器(106)的底部与可调质量负载块(110)顶部的圆形挂钩活动连接；平时，电磁脱钩作动器(106)处于闭合状态，电机(112)工作时，与绳索(103)相连的电磁脱钩作动器(106)带动可调质量负载块(110) —同运动；当电磁脱钩作动器(106)接收到控制信号后，电磁脱钩作动器(106)立即放开与可调质量负载块(110)的连接，令可调质量负载块(110)沿着导轨(105)方向垂直下落。2.如权利要求1所述的垂直坠落式冲击实验测试平台，其特征在于:还设有加速度传感器(107)、速度传感器(109)、位移传感器(114)、力反馈传感器(116)和位置传感器(117)； 其中，加速度传感器(107)和速度传感器(109)安装在可调质量负载块(110)上，分别检测并反馈可调质量负载块(110)下落过程中的实时加速度与实时速度；位移传感器(114)和位置传感器(117)均安装在可调质量负载块(110)下方的地基上，且位移传感器(114)和位置传感器(117)的感应探头均指向可调质量负载块(110)，其中，位移传感器(114)检测可调质量负载块(110)相对据地基的实时距离，位置传感器(117)检测可调质量负载块(110)相对据地基的静止状态下的距离；力反馈传感器(116)安装在可调质量负载块(110)正下方的地基上，力反馈传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：白先旭，钱立军，祝安定，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34