專利名稱：一種磁流變阻尼器示功特性測試裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機電測試裝置，尤其涉及一種磁流變阻尼器示功特性測試裝置。
背景技術：
磁流變阻尼器是一種采用智能可控流體一磁流變液的半主動減振器件，其阻尼力大小由其驅(qū)動電流來調(diào)控，被廣泛應用于汽車、橋梁、建筑等結構減振控制領域。磁流變阻尼器測試的一個主要內(nèi)容就是其示功特性(又稱阻力特性)的測量，即磁流變阻尼器在規(guī)定的行程和試驗頻率下，兩端作相對簡諧運動，其阻力隨位移的變化特性。示功特性測量中的簡諧運動激振方式通常有電動式、電液式、機械凸輪/偏心輪式。其中機械凸輪/偏心輪激振方式相比于前兩者而言，結構簡單、容易安裝、造價較低。2011年10月26日公開的中 國發(fā)明專利CN101738329B公開了一種用于磁流變阻尼器性能測試的偏心輪激振機構(亦即傳統(tǒng)的等寬凸輪機構)，采用變頻器、電機及減速器、偏心輪、矩形框架、與矩形框架一體的滑動軸構成的傳動鏈來帶動阻尼器作往復直線運動。偏心輪為主動件，矩形框架為從動件。矩形框架的內(nèi)框上、下兩壁始終與偏心輪曲線輪廓接觸，實現(xiàn)上下兩個方向的往復直線運動，滿足阻尼器特性測試要求。但這種傳統(tǒng)的等寬凸輪機構中的矩形框架是中空的整體盒式結構的多面體，結構相對復雜，加工制作要求精度較高且相對不便，有待于進一步改進。同時，該專利沒有說明采用的電機是變頻調(diào)速電機還是普通的三相異步電機。磁流變阻尼器性能測試的其它現(xiàn)有技術，往往采用變頻調(diào)速電機來驅(qū)動凸輪，但變頻調(diào)速電機的成本較高，其價格一般是同功率普通三相異步電機價格的2 3倍。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是提供一種磁流變阻尼器示功特性測試裝置，設計一套整體機電結構更簡捷有效的示功特性測試系統(tǒng)，采用比傳統(tǒng)的等寬凸輪機構更簡便的凸輪傳動機構和成本更低的普通三相異步電機，滿足磁流變阻尼器的示功特性測試需求，實現(xiàn)既簡捷又實用的目的。為解決上述技術問題，本實用新型采用如下的技術方案一種磁流變阻尼器示功特性測試裝置，包括機械臺架、凸輪激振單元、磁流變阻尼器供電系統(tǒng)、以及傳感器測試系統(tǒng)。所述機械臺架由底座、框架和阻尼器部件構成；所述框架包括左后槽鋼立柱、右后槽鋼立柱、后連接板、橫梁、前連接板、右前槽鋼立柱、左前槽鋼立柱；垂直于底座的四個槽鋼立柱下端分別焊接在一塊底板上，底板通過螺栓連接固定于底座上；后連接板通過螺栓連接固定于左后槽鋼立柱、右后槽鋼立柱的上端部分，前連接板通過螺栓連接固定于右前槽鋼立柱、左前槽鋼立柱的上端部分；橫梁通過螺釘連接固定于后連接板與前連接板之間；阻尼器部件包括磁流變阻尼器、阻尼器上連接件、阻尼器下連接件和雙頭螺栓，阻尼器上連接件、阻尼器下連接件分別通過圓柱銷與磁流變阻尼器相連接，雙頭螺栓連接于阻尼器上連接件和拉壓力傳感器之間。所述凸輪激振單元由變頻器、普通三相異步電機、聯(lián)軸器、凸輪軸、帶座軸承、凸輪機構組成；凸輪機構包括有凸輪、凸輪上板、直線軸承、導向光桿、光桿支撐件、連接軸、凸輪下板；變頻器通過電纜與普通三相異步電機相連；聯(lián)軸器一端連接普通三相異步電機的輸出軸，另一端連接凸輪軸；凸輪軸由帶座軸承支承，凸輪軸與凸輪之間通過鍵連接傳動；凸輪上端、下端分別與凸輪上板、凸輪下板相接觸，凸輪上板、凸輪下板通過連接軸、螺母、彈簧墊圈連接為一個組合式整體平底傳動機構；直線軸承用螺釘固定于凸輪上板；導向光桿一端固定于光桿支撐件，另一端從直線軸承內(nèi)孔穿出。凸輪上板與阻尼器下連接件之間用螺栓連接。 所述磁流變阻尼器供電系統(tǒng)包括有直流穩(wěn)壓電源、恒流源和交直流安培表；直流穩(wěn)壓電源通過電纜連接恒流源，為其提供工作電壓；恒流源通過電纜連接磁流變阻尼器，為其供電；交直流安培表用于檢測輸入到磁流變阻尼器的電流。所述傳感器測試系統(tǒng)由拉壓力傳感器、位移傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、計算機組成；拉壓力傳感器用螺栓固定在橫梁下表面中間位置，位移傳感器安裝在橫梁和凸輪上板之間；數(shù)據(jù)采集卡的一端連接拉壓力傳感器和位移傳感器，另一端與計算機連接。本實用新型與背景技術相比，具有的有益效果是采用的磁流變阻尼器示功特性測試裝置具有簡潔的整體機電結構，安裝簡便，成本較低，性能穩(wěn)定可靠，既簡捷又實用。其中，凸輪機構采用凸輪上板、凸輪下板、連接軸組成的組合式整體平底傳動機構，較傳統(tǒng)的等寬凸輪機構中的矩形框架結構，加工制作更簡單，安裝拆卸更方便，結構更簡捷靈便；采用普通三相異步電機做動力源，比現(xiàn)有技術通常采用的變頻調(diào)速電機成本更低。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型作進一步說明。圖I是現(xiàn)有技術等寬凸輪機構中的矩形框架結構圖。圖2是本實用新型磁流變阻尼器示功特性測試裝置的俯視圖。圖3是沿圖2中A-A線的剖視圖。圖4是沿圖2中B-B線的剖視圖。圖5是本實用新型磁流變阻尼器示功特性測試裝置的機電系統(tǒng)總體示意圖。圖中底座I、變頻器2、三相異步電機3、聯(lián)軸器4、凸輪軸5、帶座軸承6、拉壓力傳感器7、雙頭螺栓8、阻尼器上連接件9、磁流變阻尼器10、阻尼器下連接件11、位移傳感器12、凸輪13、左后槽鋼立柱14、右后槽鋼立柱15、后連接板16、橫梁17、前連接板18、右前槽鋼立柱19、左前槽鋼立柱20、凸輪上板21、直線軸承22、導向光桿23、光桿支撐件24、連接軸25、凸輪下板26、偏心輪27、滑動軸28。
具體實施方式
圖I所示為前面背景技術部分所提到的中國發(fā)明專利CN101738329B公開的一種能實現(xiàn)往復直線運動的偏心輪激振機構，亦即傳統(tǒng)的等寬凸輪機構。圖I中偏心輪27旋轉(zhuǎn)，帶動從動件一滑動軸28作往復直線運動，滑動軸28上的矩形框架內(nèi)框上、下兩壁始終與偏心輪27的曲線輪廓接觸相切。這種傳統(tǒng)的等寬凸輪機構中矩形框架是中空的盒式結構的多面體，結構相對復雜，與偏心輪輪廓接觸的內(nèi)框上、下兩壁表面加工制作要求精度較高且相對不便。如圖2、圖3、圖4、圖4所示的本實用新型磁流變阻尼器示功特性測試裝置，包括機械臺架、凸輪激振單元、磁流變阻尼器供電系統(tǒng)、以及傳感器測試系統(tǒng)，同時也針對現(xiàn)有技術中等寬凸輪機構、驅(qū)動電機選型做出改進。其中，所述機械臺架由底座I、框架和阻尼器部件構成。所述框架包括左后槽鋼立柱14、右后槽鋼立柱15、后連接板16、橫梁17、前連接板18、右前槽鋼立柱19、左前槽鋼立柱20。四個槽鋼立柱14、15、19、20垂直于底座I且都分別焊接在一塊底板上，底板通過螺栓連接固定在底座I上。后連接板16通過螺栓連接固定于左后槽鋼立柱14、右后槽鋼立柱15的上端部分，前連接板18通過螺栓連接固定于右前槽鋼立柱19、左前槽鋼立柱20的上端部分。橫梁17通過螺釘固定于后連接板16與前連接板18之間。阻尼器部件由磁流變阻尼器10、阻尼器上連接件9、阻尼器下連接件11和雙頭螺栓8組成，磁流變阻尼器10通過圓柱銷分別與阻尼器上連接件9、阻尼器下連接件11相連接，阻尼器上連接件9通過雙頭螺栓8連接拉壓力傳感器7。所述凸輪激振單元由變 頻器2、普通三相異步電機3、聯(lián)軸器4、凸輪軸5、帶座軸承6及凸輪機構構成，凸輪機構包括有凸輪13、凸輪上板21、直線軸承22、導向光桿23、光桿支撐件24、連接軸25、凸輪下板26。變頻器2通過電纜與普通三相異步電機3相連。聯(lián)軸器4 一端連接普通三相異步電機3的輸出軸，另一端連接凸輪軸5。凸輪軸5由帶座軸承6支承，凸輪軸5與凸輪13之間通過鍵連接傳動，凸輪13上端、下端分別與凸輪上板21、凸輪下板26相接觸，凸輪上板21、凸輪下板26通過連接軸25、螺母、彈簧墊圈連接為一個組合式整體平底傳動機構，直線軸承22用螺釘固定在凸輪上板21上，凸輪上板21與阻尼器下連接件11用螺栓連接，導向光桿23 一端固定于光桿支撐件24，另一端從直線軸承22內(nèi)孔穿出。所述磁流變阻尼器供電系統(tǒng)包括有直流穩(wěn)壓電源、恒流源和交直流安培表，直流穩(wěn)壓電源通過電纜連接恒流源，恒流源通過電纜連接磁流變阻尼器，交直流安培表用于檢測輸入到磁流變阻尼器的電流。所述傳感器測試系統(tǒng)由拉壓力傳感器、位移傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、計算機組成，拉壓力傳感器用螺栓固定在橫梁下表面中間位置，位移傳感器安裝在橫梁和凸輪上板之間，數(shù)據(jù)采集卡的一端連接拉壓力傳感器、位移傳感器，另一端與計算機連接。本實用新型的工作過程如下變頻器2驅(qū)動普通三相異步電機3轉(zhuǎn)動，經(jīng)聯(lián)軸器4帶動凸輪軸5，凸輪軸5通過鍵連接傳動驅(qū)動凸輪13旋轉(zhuǎn)，凸輪13驅(qū)動凸輪上板21、凸輪下板26所組成的組合式整體平底傳動機構作往復直線運動，帶動阻尼器下連接件11、磁流變阻尼器10下端的活塞桿作往復直線運動，磁流變阻尼器10的上端通過阻尼器上連接件9、雙頭螺栓8、拉壓力傳感器7與橫梁17連接固定為一體，從而實現(xiàn)磁流變阻尼器示功特性測試所要求的阻尼器兩端的相對運動，且可通過設計凸輪13的輪廓曲線形狀來獲得所要求的簡諧運動規(guī)律。與此同時，磁流變阻尼器供電系統(tǒng)開始工作直流穩(wěn)壓電源通過電纜連接至恒流源，為恒流源提供工作電壓；恒流源通過電纜連接磁流變阻尼器，為磁流變阻尼器供電；交直流安培表用于檢測輸入到磁流變阻尼器的電流。當磁流變阻尼器處于正常測試工作狀態(tài)時，傳感器測試系統(tǒng)中的拉壓力傳感器、位移傳感器分別測量出磁流變阻尼器的阻尼力和阻尼器兩端相對位移，然后經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡送入計算機，在計算機中進行相應的數(shù)據(jù)處理與運算，最終得到磁流變阻尼器的示功特性曲線及相應數(shù)據(jù)。[0022]上述具體實施方式
用來解釋說明本實用新型，而不是對本實用新型進行限制，在不脫離本實用新型的精神和范圍的前提下，本實用新型還可有各種變化和改進，這些變化和改進都落在本實用新型的保護范 圍之內(nèi)。
權利要求1.一種磁流變阻尼器示功特性測試裝置，包括有機械臺架、凸輪激振單元、磁流變阻尼器供電系統(tǒng)、以及由拉壓力傳感器(7)、位移傳感器(12)、數(shù)據(jù)采集卡、計算機組成的傳感器測試系統(tǒng)，其特征在于 1)所述機械臺架由底座(I)、框架和阻尼器部件構成；所述框架包括左后槽鋼立柱(14)、右后槽鋼立柱(15)、后連接板(16)、橫梁(17)、前連接板(18)、右前槽鋼立柱(19)、左前槽鋼立柱(20);垂直于底座(I)的四個槽鋼立柱(14、15、19、20)下端分別焊接在一塊底板上，底板通過螺栓連接固定于底座(I)上；后連接板(16)通過螺栓連接固定于左后槽鋼立柱(14)、右后槽鋼立柱(15)的上端部分，前連接板(18)通過螺栓連接固定于右前槽鋼立柱(19)、左前槽鋼立柱(20)的上端部分；橫梁(17)用螺釘固定在后連接板(16)與前連接板(18)之間；阻尼器部件包括磁流變阻尼器(10)、阻尼器上連接件(9)、阻尼器下連接件(11)和雙頭螺栓(8)，阻尼器上連接件(9)、阻尼器下連接件(11)分別通過圓柱銷與磁流變阻尼器(10)相連接，雙頭螺栓(8)連接于阻尼器上連接件(9)和拉壓力傳感器(7)之間； 2)所述凸輪激振單元由變頻器(2)、普通三相異步電機(3)、聯(lián)軸器(4)、凸輪軸(5)、帶座軸承(6)、凸輪機構組成；凸輪機構包括有凸輪(13)、凸輪上板(21)、直線軸承(22)、導向光桿(23)、光桿支撐件(24)、連接軸(25)、凸輪下板(26);變頻器⑵通過電纜與普通三相異步電機(3)相連；聯(lián)軸器(4) 一端連接普通三相異步電機(3)的輸出軸，另一端連接凸輪軸(5);凸輪軸(5)由帶座軸承(6)支承，凸輪軸(5)與凸輪(13)之間通過鍵連接傳動；凸輪(13)上端、下端分別與凸輪上板(21)、凸輪下板(26)相接觸，凸輪上板(21)、凸輪下板(26)通過連接軸(25)、螺母、彈簧墊圈連接為一個組合式整體平底傳動機構；直線軸承(22)用螺釘固定在凸輪上板(21)上；導向光桿(23) —端固定于光桿支撐件(24)，另一端從直線軸承(22)內(nèi)孔穿出；凸輪上板(21)與阻尼器下連接件(11)之間用螺栓連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的磁流變阻尼器示功特性測試裝置，其特征在于，所述磁流變阻尼器供電系統(tǒng)包括有直流穩(wěn)壓電源、恒流源和交直流安培表；直流穩(wěn)壓電源通過電纜連接恒流源，為其提供控制電壓；恒流源通過電纜連接磁流變阻尼器(10)，為其供電；交直流安培表用于檢測輸入到磁流變阻尼器(10)的電流。
3.根據(jù)權利要求I所述的磁流變阻尼器示功特性測試裝置，其特征在于，所述凸輪激振單元中的普通三相異步電機(3)具體型號為Y系列電機中的Y132M-8，也可采用Y2系列二相異步電機。
專利摘要本實用新型公開一種磁流變阻尼器示功特性測試裝置，包括機械臺架、凸輪激振單元、磁流變阻尼器供電系統(tǒng)、以及傳感器測試系統(tǒng)。本測試裝置具有簡捷的整體機電結構，尤其在凸輪傳動機構中采用一種組合式整體平底傳動機構，相對于傳統(tǒng)的等寬凸輪機構中的矩形框架結構，安裝拆卸更方便，加工制作更簡單；變頻調(diào)速系統(tǒng)采用普通三相異步電機，比采用變頻調(diào)速電機成本更低。本裝置可對磁流變阻尼器的示功特性和速度特性進行測試，其工作性能穩(wěn)定可靠，既簡捷又實用。
文檔編號G01M99/00GK202648979SQ201220309148
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權日2012年6月29日
發(fā)明者金耀, 李仲陽 申請人:湖南師范大學