[發(fā)明專利]工程機(jī)械液壓缸及導(dǎo)軌的摩擦特性測試裝置及測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710259511.9
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107036963B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘晴;李毅波;黃明輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所11569
• 代理人: 王加貴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于工程機(jī)械液壓缸及導(dǎo)軌動態(tài)摩擦參數(shù)測試實(shí)驗(yàn)裝置及其測試方法，特別是一種能夠同時(shí)進(jìn)行工程機(jī)械液壓缸和滑動導(dǎo)軌結(jié)合面的動態(tài)摩擦參數(shù)進(jìn)行測試的實(shí)驗(yàn)裝置和測試方法。

背景技術(shù)

液壓缸和導(dǎo)軌是工程機(jī)械系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的組件或部件。液壓缸或?qū)к壗M件結(jié)合面摩擦直接影響其所在機(jī)械系統(tǒng)的定位與運(yùn)動精度。由于一直以來對摩擦的測定及建模工作不足，往往出現(xiàn)液壓系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位不準(zhǔn)的問題。因此需要發(fā)明一種簡單易行并且準(zhǔn)確的測定典型機(jī)械部件摩擦參數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置及其測試方法。工程機(jī)械作業(yè)時(shí)，時(shí)常受到?jīng)_擊載荷的影響，因此所建立的摩擦特性測試裝置中，應(yīng)當(dāng)可以實(shí)現(xiàn)在不同類型沖擊載荷作用下系統(tǒng)的快速響應(yīng)速度跟蹤功能。

摩擦是一種復(fù)雜的物理現(xiàn)象，不僅具有速度、加速度依賴性，而且具有滯回和記憶特性。通常情況下，無論是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)，還是在仿真及其實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定過程中，摩擦環(huán)節(jié)往往被簡單地處理成庫倫摩擦力、粘性摩擦力抑或靜摩擦力(Stribek效應(yīng))的形式。國內(nèi)外學(xué)術(shù)界一直以來從未停止對摩擦建模的研究。在學(xué)術(shù)界內(nèi)，面向控制過程的模型中有兩個(gè)摩擦模型應(yīng)用較廣泛：一是Canudas de Wit C等人于1995年發(fā)表在《IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL》40卷3期的論文“A new model for control of systems with friction”提出的LuGre模型；二是Lampaert V和Al-Bender F等人于2003年在俄羅斯圣彼得堡召開的IEEE International Conference on Physics and Control會議上發(fā)表的論文“A generalized maxwell-slip friction model appropriate for control purposes”提出的GMS模型。兩種摩擦模型的參數(shù)均需先進(jìn)行動態(tài)摩擦特性測試，然后通過參數(shù)辨識來確定。在現(xiàn)有技術(shù)中，還沒有能同時(shí)對工程機(jī)械液壓缸及導(dǎo)軌的摩擦特性進(jìn)行測試的試驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種工程機(jī)械液壓缸及導(dǎo)軌的摩擦特性測試裝置及測試方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，其方便易行且能夠同時(shí)對液壓缸和導(dǎo)軌副的摩擦力參數(shù)進(jìn)行測試。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：一種工程機(jī)械液壓缸及導(dǎo)軌的摩擦特性測試裝置，包括被測液壓缸、加載液壓缸、對接機(jī)構(gòu)、拉壓力傳感器、輪輻式力傳感器、滑塊、導(dǎo)軌及位移傳感器，所述被測液壓缸的軸線、加載液壓缸的軸線與所述導(dǎo)軌在同一水平面內(nèi)，所述加載液壓缸的活塞末端連接所述輪輻式力傳感器，所述輪輻式力傳感器另一端連接于所述對接機(jī)構(gòu)上，所述對接機(jī)構(gòu)另一端連接所述被測液壓缸的活塞，所述對接機(jī)構(gòu)上在所述輪輻式力傳感器外側(cè)可拆卸連接所述拉壓力傳感器，所述拉壓力傳感器另一端連接所述滑塊，所述滑塊位于所述導(dǎo)軌上，所述位移傳感器設(shè)置于靠近所述加載液壓缸的活塞處。

本發(fā)明工程機(jī)械液壓缸及導(dǎo)軌的摩擦特性測試裝置，其中，還包括四個(gè)固定支座，所述四個(gè)固定支座上均開有一安裝孔，四個(gè)所述安裝孔的中心在同一直線上，所述被測液壓缸沿長度方向的兩端分別安裝于兩固定支座的安裝孔內(nèi)，所述加載液壓缸沿長度方向的兩端分別安裝于另外兩固定支座的安裝孔內(nèi)。

本發(fā)明工程機(jī)械液壓缸及導(dǎo)軌的摩擦特性測試裝置，其中，所述四個(gè)固定支座均固定于工作平臺上，所述位移傳感器設(shè)置于所述工作平臺上。

本發(fā)明工程機(jī)械液壓缸及導(dǎo)軌的摩擦特性測試裝置，其中，所述導(dǎo)軌為一組，所述一組導(dǎo)軌分別位于所述被測液壓缸的兩側(cè)，所述滑塊為兩塊，所述滑塊與導(dǎo)軌一一對應(yīng)。

本發(fā)明工程機(jī)械液壓缸及導(dǎo)軌的摩擦特性測試裝置，其中，所述工作平臺上固定有導(dǎo)軌支架，所述導(dǎo)軌固定于所述導(dǎo)軌支架上。

本發(fā)明工程機(jī)械液壓缸及導(dǎo)軌的摩擦特性測試裝置，其中，所述對接機(jī)構(gòu)與所述拉壓力傳感器之間設(shè)置有萬向節(jié)，所述萬向節(jié)與所述對接機(jī)構(gòu)之間可拆卸連接。

本發(fā)明采用上述工程機(jī)械液壓缸及導(dǎo)軌的摩擦特性測試裝置進(jìn)行工程機(jī)械液壓缸的摩擦特性測試方法，包括以下步驟：

(一)將所述拉壓力傳感器及萬向節(jié)拆除；

(二)測試靜態(tài)摩擦力：

設(shè)置常值跟蹤速度v和加載力F_l，使被測液壓缸通過對接機(jī)構(gòu)在加載液壓缸的帶動下以理論速度勻速運(yùn)動；