[發明專利]機械零部件可重構力學試驗系統

有效

• 申請號: 201110450363.1
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102519519A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 王維銳;葛正
• 申請（專利權）人: 浙江大學臺州研究院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 臺州市南方商標專利事務所(普通合伙) 33225
• 代理人: 白家駒

技術領域

?本發明涉及一種力學試驗設備，具體涉及一種機械零部件可重構力學試驗系統。

背景技術

近年來制造業發展迅速，傳統制造行業面臨著產品轉型升級速度加快，生產線需要動態調整等諸多挑戰。傳統的單一功能機械零部件力學試驗系統已經不能適應此類要求。

事實上，不同的機械零部件力學試驗項目可按其相似性分別歸類。例如，從試驗方式劃分，力學試驗可分為振動試驗、疲勞試驗、性能試驗等；按試驗時間分，力學試驗可分為長期試驗和短期試驗；從參數測量類型劃分，力學試驗可分為位移、轉角、移動速度、轉速、力、轉矩測量等。如果將機械零部件的試驗項目進一步抽象為功能的組合，再從物理上開發相應的可重組模塊分別實現這些功能，這樣通過這些功能模塊的組合即可實現針對不同種類零部件的試驗設備。

基于可重構方式組建的機械零部件力學試驗系統，在被試件或試驗項目發生變化時，用戶可通過重新選擇試驗系統的模塊，改變整體構架以快速響應被測對象的測試需求。可重構力學試驗系統有助于提高試驗設備的重用程度，加快企業生產線的轉型升級速度。可重構力學試驗系統強調用戶參與試驗設備的重新設計與配置，在模塊化結構的基礎上便于用戶主導開發，以適應多品種機械零部件。

經過對現有文獻技術的檢索，發現目前可重構制造系統和可重構設備的理論技術已經取得了一定的發展，但處于生產重要環節的產品檢測過程尚沒有相應的可重構試驗設備出現，導致可重構制造系統的部署存在缺環。目前可重構力學試驗系統尚沒有技術資料見諸于世，其他可重構設備的相關技術與可重構力學試驗系統相差較大，不足以支撐可重構力學試驗系統的設計與制造。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種機械零部件可重構力學試驗系統，它可以對試驗系統的構型進行變化，滿足動態變化的測試需求。

為解決上述技術問題，本發明機械零部件可重構力學試驗系統的技術解決方案為：

包括多個模塊，多個模塊通過控制系統進行控制；多個模塊包括核心模塊和輔助模塊，核心模塊包括作動測量模塊和空間定位模塊，作動測量模塊用于實現對被測零部件進行某一類別物理量作動和測量的功能；空間定位模塊用以確定作動測量模塊在空間中的位姿；作動測量模塊通過機械接口與空間定位模塊連接，使作動測量模塊能夠安裝到空間定位模塊上，實現作動與測量過程在空間六自由度環境中任意位置和姿態的確定。

所述作動測量模塊包括綜合作動測量模塊、獨立測量模塊，綜合作動測量模塊包括旋轉作動測量模塊、直線作動測量模塊、流體作動測量模塊；旋轉作動測量模塊用于對旋轉自由度下角度、轉速、力矩等物理量進行作動加載以及測量；直線作動測量模塊用于對直線自由度下位移、速度、力等物理量進行作動加載以及測量；流體作動測量模塊用于對流體運動中的流量、流速、壓力等物理量進行作動加載以及測量；獨立測量模塊用于對單一物理量位移、速度、力、轉角、轉速、力矩、流量、流速、壓強進行測量。

所述作動測量模塊的每個模塊包括電氣組件、機械組件和控制器，電氣組件和機械組件通過控制器實現控制；所述作動測量模塊的每個模塊設置有信號接口、電氣連接接口、機械接口，供與其他模塊的相互連接。

所述空間定位模塊包括底板模塊、直線定位模塊、回轉定位模塊、擺動定位模塊；底板模塊為系統重構的基座，其他空間定位模塊均由底板模塊開始裝配并確定初始位姿；直線定位模塊用于確定直線自由度下其他模塊的位姿；回轉定位模塊用于確定其他模塊相對于豎直軸的旋轉姿態；擺動定位模塊用于確定其他模塊相對于水平軸的旋轉位姿。

所述輔助模塊包括通用工夾具模塊、環境生成模塊、動力源模塊，通用工夾具模塊包括通用鉸鏈、多功能連桿、通用夾具；通用鉸鏈用于對被測零部件添加自由度，多功能連桿用于延伸作動測量模塊的工作范圍，通用夾具用于機械零部件的定位和夾持；環境生成模塊包括溫度環境模塊、臭氧環境模塊、鹽霧環境模塊、泥水環境模塊；環境生成模塊用于生成機械零部件力學試驗的環境條件；動力源模塊包括液壓動力源模塊、電力源模塊、氣壓動力源模塊；動力源模塊用于為作動測量及定位模塊提供動力。

本發明可以達到的技術效果是：

本發明采用模塊化設計，具有標準的機械結構和連接界面。本發明的模塊采用軟硬件同粒度的設計方式，各模塊封裝有獨立控制核心、機電硬件等。用戶通過重構方法可以對試驗系統的構型進行變化，滿足如試驗產品變化、試驗方法變化等動態變化的測試需要，以適應機械行業中被試零部件種類或試驗項目變化的需求。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：