一種基于六自由度并聯機構的加載裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供一種基于六自由度并聯機構的加載裝置，該裝置設置于地基上，包括前反力基礎、六自由度并聯機構、重力平衡機構、測力機構和后反力基礎，六自由度并聯機構包括與前反力基礎連接的下鉸支座、與下鉸支座連接的液壓執行機構和與液壓執行機構連接的運動平臺；重力平衡機構包括與運動平臺通過托架連接的空氣彈簧、與空氣彈簧通過連接架連接的前端過渡板；測力機構包括運動平臺上的傳感器；后反力基礎與地基為可調節性連接。本實用新型專利技術的有益效果是簡化了測量設備的投入，有效提高了輸出位姿的測量精度；有效提高了力測量的精度，達到了對力測量的高精度要求；可以進行部件六個自由度的運動模擬和力加載試驗。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于模擬加載設備
，尤其是涉及一種基于六自由度并聯機構的加載裝置。
技術介紹
在現有的技術中，隨著科技的發展，各種高速運行裝備和大型結構件的安全性和可靠性成為裝備制造業重要的研究工作和技術保障手段，例如大型風力發電機組主軸和高鐵車端組件等關鍵部件的疲勞、強度和壽命等特性對于保證人民生命、財產安全起著至關重要的作用。因此，需要有一套高性能的加載綜合試驗裝置，能夠全面模擬試件在運行工況所處的力學環境，實現對被試件進行高精度的運動、疲勞和加載試驗，滿足國民經濟和國 防領域中關鍵核心部件對于多自由度疲勞、強度等試驗測試的需求。目前并沒有一種專用設備能夠同時滿足上述的要求。目前國內外還沒有專用儀器能實現六自由并聯機構位姿輸出的精確測量，在要求不高的情況下，可采用三維慣導裝置進行測量。三維慣導裝置是由三個正交安裝的陀螺和三個正交安裝的加速度計組成，該裝置用于船舶、飛機和航天器的慣性導航。三維慣導裝置能夠實現載體姿態角的精確測量，而位移的測量是根據加速度的測量通過積分或濾波獲得。就目前國內外三維慣導裝置來看，姿態角的測量精度一般能高于0.01度，但位置的測量精度一般只有20_左右。用于試件位置的測量顯然精度太低，不能滿足要求。此外，由于加速度傳感器不僅敏感線加速度，而且也敏感載體的橫搖角和俯仰角，因此當載體產生多自由度耦合運動時，加速度傳感器輸出值是不可信的。從這一點來說，三維慣導裝置不能實現試件位姿的測量。
技術實現思路
本技術要解決的問題是提供一種基于六自由度并聯機構的加載裝置，尤其適合為大型結構件的六自由度運動模擬試驗和六自由度力加載強度和疲勞的綜合試驗。為解決上述技術問題，本技術采用的技術方案是一種基于六自由度并聯機構的加載裝置，該裝置設置于地基上，包括前反力基礎、六自由度并聯機構、重力平衡機構、測力機構、試件和后反力基礎，所述六自由度并聯機構包括與前反力基礎連接的下鉸支座、一端與下鉸支座連接的液壓執行機構和與液壓執行機構的另一端連接的運動平臺；所述重力平衡機構包括與運動平臺通過托架連接的空氣彈簧、與空氣彈簧通過連接架連接的前端過渡板；所述測力機構包括運動平臺上的傳感器，所述傳感器與前端過渡板連接；所述前端過渡板與所述試件連接；所述試件與后端過渡板一端連接；所述后反力基礎與后端過渡板另一端連接；所述后反力基礎與地基為可調節性連接；所述前反力基礎與地基固定連接。進一步，所述下鉸支座為三組，所述液壓執行機構為六套，所述上鉸支座為三組。進一步，所述后反力基礎與所述后端過渡板之間設有模擬車廂端。進一步，所述液壓執行機構包括液壓缸和液壓缸內的磁滯伸縮位移傳感器。再進一步，所述傳感器為六維力/力矩傳感器。本技術具有的優點和積極效果是由于采用模塊化柔性設計，可以滿足多種試驗工況，模擬列車通過直線、曲線時的狀態，以檢驗車端各零部件之間的相互干涉關系；同時可以對安裝在車端的部件單獨進行功能性試驗和研究性試驗；試驗臺采用液壓驅動的六自由度并聯機構完成試件相對運動的模擬，主要包括三向平移、三軸擺動等運動模擬試驗，以及疲勞和拉伸強度試驗；運用并聯機構運動學正解測量輸出位姿，不僅簡化了測量設備的投入，而且有效提高了輸出位姿的測量精度；基于六維力/力矩傳感器的力測量方案，有效提高了力測量的精度，達到了對力測量的高精度要求；采用六自由度并聯機構作為運 動模擬和力加載裝置，可以進行部件六個自由度的運動模擬和力加載試驗，為部件的綜合實驗提供了一種緊湊、理想的集成方案，將運動模擬試驗和力加載試驗有機結合。附圖說明圖I是本技術的結構示意圖；圖2是六自由度并聯機構的局部放大圖。圖中I、前反力基礎2、下鉸支座3、液壓執行機構 4、運動平臺5、上鉸支座6、連接架 7、空氣彈簧8、前端過渡板9、托架10、傳感器11、試件12、后端過渡板 13、模擬車麗端14、后反力基礎具體實施方式如圖I和2所示，本技術一種基于六自由度并聯機構的加載裝置，該裝置設置于地基上，包括前反力基礎I、六自由度并聯機構、重力平衡機構、測力機構和后反力基礎14，所述六自由度并聯機構包括與前反力基礎I連接的下鉸支座2、一端與下鉸支座2連接的液壓執行機構3和與液壓執行機構3的另一端連接的運動平臺4 ;所述重力平衡機構包括與運動平臺4通過托架9連接的空氣彈簧7、與空氣彈簧7通過連接架6連接的前端過渡板8 ;所述測力機構包括運動平臺4上的傳感器10，所述傳感器10與前端過渡板8連接；所述后反力基礎14與一后端過渡板12連接；所述后反力基礎14與地基為可調節性連接；所述前反力基礎I與地基固定連接。進一步，所述下鉸支座2為三組，所述液壓執行機構3為六套，所述上鉸支座5也為三組。進一步，所述后反力基礎14與所述后端過渡板12之間設有模擬車廂端13。進一步，所述液壓執行機構3包括液壓缸和液壓缸內的磁滯伸縮位移傳感器10。再進一步，所述傳感器10為六維力/力矩傳感器10。前反力基礎I與地基固定，通過三組下鉸支座2與六套液壓執行機構3相連，液壓執行機構3的前端通過三組上鉸支座5與運動平臺4相連；運動平臺4通過托架9連接空氣彈簧7，空氣彈簧7的另一端通過連接架6與前端過渡板8連接；運動平臺4上還安裝有六維力/力矩傳感器10，六維力/力矩傳感器10的另一端與前端過渡板8連接；前端過渡板8的右端連接試件11，通過后端過渡板12其右側可連接模擬車廂端13或后反力基礎14 ；后反力基礎14連接到地基，可調整在地基上的位置以適應不同的部件類型。本實例的工作過程控制系統通過管理與處理單元發出控制指令，驅動安裝在反力基礎上的液壓驅動的六自由度并聯機構對試件11左右兩端面之間的空間相對運動狀態進行模擬。運動過程中，由六維力傳感器10精確測量出試件11在被加載時所受的力和力矩，由六自由度并聯機構運動學正解可精確得到試件11在各自由度上的位移和轉動角度，通過重力平衡裝置消除試件11和風擋等部件的重力影響。由數據采集系統記錄運動過程中試件11的位移和所受的力/力矩，當試驗結束時，通過管理與處理單元發出控制指令，液壓驅動的六自由度并聯機構回復到運動起始點。由試件11的位移和所受的力/力矩即可精確計算出試件11的性能參數，例如剛度和阻尼特性。本試驗裝置也可進行試件11的疲勞測試等試驗。以上對本技術的一個實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本技術的較佳實施例，不能被認為用于限定本技術的實施范圍。凡依本技術申請范圍所作 的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本技術的專利涵蓋范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于六自由度并聯機構的加載裝置，該裝置設置于地基上，其特征在于：包括前反力基礎、六自由度并聯機構、重力平衡機構、測力機構、試件和后反力基礎，所述六自由度并聯機構包括與前反力基礎連接的下鉸支座、一端與下鉸支座連接的液壓執行機構和與液壓執行機構的另一端連接的運動平臺；所述重力平衡機構包括與運動平臺通過托架連接的空氣彈簧、與空氣彈簧通過連接架連接的前端過渡板；所述測力機構包括運動平臺上的傳感器，所述傳感器與前端過渡板連接；所述前端過渡板與所述試件連接；所述試件與后端過渡板一端連接；所述后反力基礎與后端過渡板另一端連接；所述后反力基礎與地基為可調節性連接；所述前反力基礎與地基固定連接。

【技術特征摘要】
1.一種基于六自由度并聯機構的加載裝置，該裝置設置于地基上，其特征在于包括前反力基礎、六自由度并聯機構、重力平衡機構、測力機構、試件和后反力基礎，所述六自由度并聯機構包括與前反力基礎連接的下鉸支座、一端與下鉸支座連接的液壓執行機構和與液壓執行機構的另一端連接的運動平臺；所述重力平衡機構包括與運動平臺通過托架連接的空氣彈簧、與空氣彈簧通過連接架連接的前端過渡板；所述測力機構包括運動平臺上的傳感器，所述傳感器與前端過渡板連接；所述前端過渡板與所述試件連接；所述試件與后端過渡板一端連接；所述后反力基礎與后端過渡板另一端連接；所述后反力基礎與地...

【專利技術屬性】
技術研發人員：不公告發明人，
申請(專利權)人：天津福云天翼科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：