[發明專利]一種實現可控動態負載模擬的裝置

有效

• 申請號: 201110248672.0
• 申請日: 2011-08-26
• 公開（公告）號: CN102338699A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 王牛;曹欣;黃建明;孫峰;張寧
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 伍倫辰

技術領域

本發明涉及一種傳動系統負載模擬裝置，具體為一種實現可控動態負載模擬的裝置。

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背景技術

在動力傳動系統的設計和開發過程中，試驗研究是必不可少的步驟，在試驗研究時，一般均是采用慣性飛輪系統產生轉動慣量來模擬傳動系統負載端的負載變化。

為了模擬傳動系統不同的負載情況，需要慣性飛輪系統的模擬的轉動慣量可以自由調節。現有技術中一般采用將飛輪盤在轉軸上可拆卸式設計，通過增加和減少飛輪盤的數量來改變和調節轉動慣量，調節非常不方便。為了增加調節方便度，現有技術中也存在一些改動和優化后的可調慣性飛輪系統。例如，我國專利申請號200810050219.7曾公布的一種自動微調可變轉動慣量式飛輪系統，專利申請號200920280651.5所公布的一種變轉量慣量飛輪，專利申請號201020626983.7所公布的一種機械式連續可變轉動慣量飛輪，以及專利申請號200810069635所公布的一種轉動慣量可調的慣性飛輪裝置。上述種種慣性飛輪系統，調節轉動慣量均比依靠增減飛輪盤數量的方式更加便捷，但無法實現不間斷地連續調節的功能，故難以模擬出傳動系統負載連續變化時的情形。

我國專利申請號201010229782.8還曾公布了一種轉動慣量可調的慣性飛輪，它是將磁流體裝在空心的慣量盤中，通過改變電流或磁場大小，從而磁流體之間的摩擦不一樣，從而負載不一樣。這種慣性飛輪系統，能夠實現慣量負載模擬的無級調節，但是仍然存在負載模擬的范圍小，模擬控制精確度差等缺陷。

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發明內容

針對上述現有技術不足，本發明要解決的技術問題是：怎樣提供一種負載的模擬范圍大，模擬控制精確度好的實現可控動態負載模擬的裝置，提高模擬效果，為傳動系統的設計和開發提供更好的實驗條件。

為了解決上述技術問題，本發明中采用了如下的技術方案：

一種實現可控動態負載模擬的裝置，包括底座，固定在底座上的支承機構，水平設置且可轉動地支承在支承機構上的轉軸，轉軸上可拆卸地設置有多個慣量盤，轉軸的一端為動力輸入端；其特征在于，所述轉軸另一端還設置有磁流變負載模擬裝置，所述磁流變負載模擬裝置包括一個豎向可轉動設置的豎軸，豎軸與轉軸之間通過一對嚙合的斜齒輪相連；還包括一個盛有磁流變液的磁流變液容器和一根豎向設置的攪拌軸，攪拌軸上端可轉動地掛接在固定于底座的支架上，攪拌軸下端延伸入磁流變液內并設置有攪拌葉片，所述攪拌軸與豎軸相連并靠豎軸帶動旋轉；還包括一個作用于磁流變液容器的磁場發生裝置；還包括一個微處理器，所述微處理器與磁場發生裝置相連并控制磁場發生裝置的磁場大小。這樣微處理器可以根據預設程序，控制磁場發生裝置的磁場大小連續變化，進而改變磁流變液粘稠度，實現模擬慣量的連續可調。

本技術方案中，采用可拆卸設置的慣量盤形成機械慣量部分，機械慣量部分和磁流變負載模擬裝置相結合使用，可以通過增減機械慣量盤實現對不同量級的動力傳動系統的模擬實驗，然后通過磁流變負載模擬裝置實現該具體量級的動力傳動系統的負載慣量連續調節的模擬，這樣就大大增大了本系統可以模擬的負載范圍，同時在具體模擬實驗時又能夠實現無級調節，提高模擬效果。實施時，每個慣量盤的慣量大小優選采用磁流變負載模擬裝置能夠模擬慣量的最大值。本技術方案中設置有攪拌葉片與磁流變液摩擦形成力矩，能夠極大地增加力矩的大小，擴大了磁流變負載模擬裝置所能夠模擬負載的范圍，使模擬控制的精確度更好。同時將攪拌軸豎向設置，采用斜齒輪改變力的傳遞方向，這樣和橫向設置相比，在模擬負載時能夠最大程度地降低磁流變液自重對模擬的影響，進一步提高了模擬控制的精確度。

作為優化，所述磁流變液容器內還設置有用于給磁流變液加熱的加熱裝置和用于檢測磁流變液溫度的溫度探頭，所述加熱裝置和溫度探頭均與所述微處理器相連。這是因為磁流體的粘度變化會受溫度影響，所以增設加熱裝置和溫度探頭后，微處理器可以通過預設程序監控磁流變液容器的溫度，當溫度不足時，可以通過加熱裝置加熱使磁流變液容器溫度保持的穩定值，進一步提高了模擬控制的精確度。另外，還可以通過改變溫度，提高磁流變負載模擬裝置能夠模擬的范圍大小，進一步提高了本系統的模擬性能。

作為優化，所述磁流變液容器內的攪拌葉片上設置有力矩傳感器，所述力矩傳感器與所述微處理器相連。這樣，通過力矩傳感器對攪拌葉片的力矩實時檢測反饋，使得控制更加準確精確。