[實用新型]超高速超高同步氣液驅動系統

有效

• 申請號: 201921298322.3
• 申請日: 2019-08-12
• 公開（公告）號: CN210599669U
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 蔡旭東;賈春茂
• 申請（專利權）人: 北京坤飛航天科技有限公司
• 主分類號: F15B19/00
• 分類號: F15B19/00;F15B15/16;F15B15/20;F15B15/22;F15B15/28;G01M17/007;G01N3/313
• 代理公司: 北京科石知識產權代理有限公司 11595
• 代理人: 李艷霞

本實用新型提供了一種超高速超高同步氣液驅動系統，該系統包括至少一條同伸縮氣液混合缸、至少一個質量塊、高壓氣源、充氣閥和控制器；同伸縮氣液混合缸用于驅動質量塊運動，同伸縮氣液混合缸的數量與質量塊的數量相同；高壓氣源通過第一氣路與同伸縮氣液混合缸連接，充氣閥設置在第一氣路上；控制器與充氣閥連接，以控制充氣閥動作。本實用新型采用易于設計和加工的零部件進行搭建，能夠實現60m/s的驅動速度，能夠為國內的爆炸模擬工作提供強有力的支持。

技術領域

本實用新型屬于氣壓驅動和液壓驅動技術領域，具體涉及一種超高速超高同步氣液驅動系統。

背景技術

隨著科技的發展，以氣動系統和液壓系統為代表的流體傳動技術已經日臻成熟。液壓系統的主要優點是控制精度高、能量密度比大、響應速度快；氣動系統的主要優點是清潔無污染、彈性模量小，力輸出柔性好、不易對驅動對象造成損壞。因此，氣液驅動系統被廣泛應用于物體需要被超高速驅動的各種場景中，例如，應用于汽車碰撞試驗中和模擬爆炸試驗中。

爆炸所產生的極端荷載會對建筑物造成毀滅性的后果，如果爆炸荷載對支撐結構的破壞能夠導致整個建筑物的連續倒塌，將造成更嚴重的生命、財產損失。因此從實驗測試、分析策略和威脅評估工具等方面，開展建筑物支撐部件在爆炸荷載作用下的破壞模式及損傷預測的研究工作是非常必要的。工程師將這些策略應用到新結構和現有結構上，還需要數字工具和指導方針來輔助設計。現場實彈試驗是證明爆炸事件中結構部件的有效性或不足的最可靠的方法。然而這些類型的試驗是昂貴的、耗時的。同時由于炸藥爆炸所需的控制條件苛刻、環境污染嚴重，且爆炸瞬時產生的火球不利于數據的采集、判讀，并且由于儀器的惡劣環境和指定負載的可變性，常常不能生成高質量的數據，因此，現場試驗獲得研究數據的方法存在一定的局限性。

如何利用現有技術手段模擬炸藥爆炸所產生的極端荷載成為重要的研究課題。針對這一問題，國外開展了使用超高速超高同步驅動系統驅動負載撞擊被測物，以模擬爆炸效應的工作。其中，美國圣地亞哥大學建立了世界首臺超高速超高同步驅動系統。該系統包括四個相同結構的高速驅動器。如圖1所示，每個高速驅動器均包括集成液壓閥、兩個蓄能器、位移傳感器和油缸。該系統工作時，液壓閥快速打開，蓄能器在短時間內向加速腔注入大量液壓油，從而在短時間內將負載加速到很大速度。減速腔內駐留氮氣，活塞桿向左運動時，壓縮減速腔，氮氣增壓，為運動提供緩沖。該系統中四個高速驅動器可以同時使用，每個高速驅動器驅動一個質量塊2，四個質量塊2 同時撞擊被測物體。最大速度可達到40m/s，四個高速驅動器推動質量塊2經過相同的位移，撞擊被測物的時間差不超過±1ms。然而，受液壓閥件、蓄能器和油缸性能的制約，上述現有的超高速超高同步驅動系統無法將驅動速度提高到40m/s以上。另外，油缸為單級油缸，缸筒11和活塞的相對速度過高后，密封件無法承受，這也在一定程度上制約了驅動速度的進一步提高。

發明內容

為至少在一定程度上克服相關技術中存在的問題，本實用新型提供了一種超高速超高同步氣液驅動系統。

根據本實用新型實施例，本實用新型提供了一種超高速超高同步氣液驅動系統，其包括至少一條同伸縮氣液混合缸、至少一個質量塊、高壓氣源、充氣閥和控制器；

所述同伸縮氣液混合缸用于通過驅動質量塊運動來推動被測物，所述同伸縮氣液混合缸的數量與所述質量塊的數量相同；

所述高壓氣源通過第一氣路與所述同伸縮氣液混合缸連接，所述充氣閥設置在所述第一氣路上；

所述控制器與所述充氣閥連接，以控制所述充氣閥動作。

上述超高速超高同步氣液驅動系統中，還包括放氣氣瓶和放氣閥，所述放氣氣瓶通過第二氣路與所述同伸縮氣液混合缸連接，所述放氣閥設置在所述第二氣路上；所述放氣閥與控制器連接，所述控制器控制所述放氣閥動作。