一種液壓式多分量力組合校準裝置制造方法
【專利摘要】本發明屬于力值校準裝置，具體涉及一種液壓式多分量力組合校準裝置，它包括控制系統、伺服油源設備以及自下而上依次設置的底座、框架式動橫梁、上橫梁和橫梁升降驅動系統，所述橫梁升降驅動系統與所述框架式動橫梁和所述上橫梁傳動連接；所述框架式動橫梁上部設置有中央固定設置有Z向力主油缸，前、后兩側對稱設置有X向力和-X向力主油缸，左、右兩側對稱安裝Y向力和-Y向力主油缸；所述Z向力主油缸固定設置于所述上橫梁中，所述底座上表面中央設置有測試臺。本發明的有益效果在于：操作簡便，測量范圍大，測量精度高。
【專利說明】一種液壓式多分量力組合校準裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種液壓式多分量力組合校準裝置，屬于大型機械測量儀器設備領域。
【背景技術】
[0002]目前，多分力傳感器能同時檢測到三維空間的全力信息已廣泛應用于產品測試、自動化工業生產線、機器人和機器打磨拋光控制系統等。例如，車輪多分力檢測、機器人外科手術、風洞、水槽中飛機和船舶各種流體力學問題的試驗研究，以及神經學研究等。而現有的技術中，對于大型多分力傳感器的檢測和校準還沒有專門的裝置。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種能對大型多分力傳感器進行自動檢測和校準的液壓式多分量力組合校準裝置，以彌補現有技術的不足。
[0004]本發明的目的是通過下述技術方案實現的。
[0005]一種液壓式多分量力組合校準裝置，包括:控制系統、伺服油源設備以及自下而上依次設置的底座(I)、測試臺(8)、框架式動橫梁(2)、上橫梁(3)和橫梁升降驅動系統。
[0006]所述底座(I)上表面中央設置有測試臺(8)，測試臺(8)用于安裝被校準設備
(18)。所述橫梁升降驅動系統與框架式動橫梁(2)和上橫梁(3)傳動連接，橫梁升降驅動系統用于控制框架式動橫梁(2)和上橫梁(3)的上升與下降。
[0007]設定水平向右方向為Y方向，豎直向上方向為Z方向，水平向內方向為X方向。
[0008]所述框架式動橫梁(2)的前、后兩側對稱安裝X向力主油缸和-X向力主油缸
(11)，X向力主油缸和-X向力主油缸(11)同軸，X向力主油缸的作用是向被校準設備(18)施加-X方向壓力，-X向力主油缸(11)的作用是向被校準設備(18)施加X方向壓力；框架式動橫梁(2)的左、右兩側對稱安裝Y向力主油缸(13)和-Y向力主油缸(14)，Y向力主油缸(13)和-Y向力主油缸(14)同軸，Y向力主油缸(13)的作用是向被校準設備(18)施加-Y方向壓力，-Y向力主油缸(14)的作用是向被校準設備(18)施加Y方向壓力；所述上橫梁(3)中心安裝Z向力主油缸(9)，Z向力主油缸(9)的作用是向被校準設備(18)施加-Z方向壓力。
[0009]所述各油缸均與伺服油源設備連接，伺服油源設備與控制系統連接。油缸與伺服油源設備組成液壓加載系統，控制系統用于控制液壓加載系統加載力值。
[0010]優選的，所述橫梁升降驅動系統包括擺線針輪減速機(5)、鏈條輪(20)、鏈條(17)和4根橫梁升降絲杠(4)。擺線針輪減速機(5)、4個鏈條輪(20)和鏈條(17)設置于上橫梁(3)上方；擺線針輪減速機(5)與鏈條(17)連接；鏈條(17)在水平面上首尾相連呈環形；4個鏈條輪(20)位于鏈條(17)的環形內部，并與鏈條(17)連接；4根橫梁升降絲杠(4)上端分別與I個鏈條輪(20)固定連接，下端與底座(I)可旋轉連接；框架式動橫梁(2)和上橫梁
(3)上均設置有與橫梁升降絲杠(4)配合的螺孔，橫梁升降絲杠(4)通過螺釘與框架式動橫梁(2)和上橫梁(3)連接。擺線針輪減速機(5)工作時，帶動鏈條(17)在水平面上做環形運動，鏈條(17 )帶動4個鏈條輪(20 )轉動，鏈條輪(20 )帶動橫梁升降絲杠(4 )旋轉。框架式動橫梁(2)和上橫梁(3)隨著橫梁升降絲杠(4)的轉動，做向上或向下的運動。
[0011]優選的，所述Z向力主油缸(9)周邊均勻設置有4個Z向力副油缸(10)，所述4個Z向力副油缸(10 )均設置于所述上橫梁(3 )上。
[0012]優選的，所述X向力主油缸兩側各設置有I個X向力副油缸，所述X向力副油缸均設置于所述框架式動橫梁(2)上。所述-X向力主油缸(11)兩側各設置有I個-X向力副油缸(12)，所述-X向力副油缸(12)均設置于所述框架式動橫梁(2)上。
[0013]優選的，所述各油缸的活塞桿頭均設置有高精度標準傳感器(16)，用于實時測量加載力值。
[0014]優選的，所述各油缸上均設置有激光位移傳感器(15)，用于確保使用主油缸加載時，加載點在框架式動橫梁(2)中心點位置，使用副油缸加載時，測量加載點與框架式動橫梁(2)中心點的距離，從而計算產生的力矩。
[0015]尤為優選的，所述底座(I)上還固定設置有4個導向立柱(6)，所述導向立柱(6)上有滑軌(19)，滑軌(19)與框架式動橫梁(2)連接，滑軌(19)的作用是配合框架式動橫梁
(2)的上下滑動。
[0016]尤為優選的，所述液壓式多分量力組合校準裝置還包括四周剛性支架(7)，四周剛性支架(7 )設置于所述底座(I)上。
[0017]其工作過程是:
[0018]步驟1:將被校準設備(18)安裝在測試臺(8)上，并通過各油缸上的激光位移傳感器(15)調整被校準設備(18)的安裝，保證被校準設備(18)安裝在框架式動橫梁(2)中心點的位置；
[0019]步驟2:控制系統通過控制各個方向的液壓加載系統加載力值來模擬多分力傳感器的受力情況。
[0020]步驟3:每個油缸活塞頭部的高精度標準傳感器(16)反饋測量力值大小，并將結果反饋到控制系統；每個油缸上的激光位移傳感器(15)測量加載點與框架式動橫梁(2)中心點的距離，再讀出被校準設備(18)的顯示力值和力矩，并將結果反饋到控制系統；
[0021]步驟4:重復步驟I至步驟3，控制系統全自動控制并計算來完成進行檢測和校準。
[0022]有益效果
[0023]本發明提出的一種液壓式多分量力組合校準裝置與現有技術相比，具有操作簡便，測量范圍大，測量精度高等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明【具體實施方式】中液壓式多分量力組合校準裝置的結構示意圖；
[0025]其中，1-底座、2-框架式動橫梁、3-上橫梁、4-橫梁升降絲杠、5-擺線針輪減速機、6-導向立柱、7-四周剛性支架、8-測試臺、9-Z向力主油缸、IO-Z向力副油缸、Il-X向力主油缸、12-X向力副油缸、13-Y向力主油缸、14—Y向力主油缸、15-激光位移傳感器、16-高精度標準傳感器、17-鏈條、18-被校準設備、19-滑軌、20-鏈條輪。【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本發明做詳細說明。
[0027]本實施例中的液壓式多分量力組合校準裝置，包括:控制系統、伺服油源設備以及自下而上依次設置的底座1、測試臺8、框架式動橫梁2、上橫梁3和橫梁升降驅動系統。圖1是液壓式多分量力組合校準裝置過Z向力主油缸和Y向力主油缸軸線的剖面示意圖，其中，控制系統、伺服油源設備以及伺服油源設備與各油缸的連接線未在圖1中畫出。
[0028]底座I上表面中央設置有測試臺8，測試臺8用于安裝被校準設備18。橫梁升降驅動系統與框架式動橫梁2和上橫梁3傳動連接，橫梁升降驅動系統用于控制框架式動橫梁2和上橫梁3的上升與下降。
[0029]設定水平向右方向為Y方向，豎直向上方向為Z方向，水平向內方向為X方向。
[0030]框架式動橫梁2的前、后兩側對稱安裝X向力主油缸(由于被遮擋，圖1中未標出)和-X向力主油缸11，X向力主油缸和-X向力主油缸11同軸，X向力主油缸的作用是向被校準設備18施加-X方向壓力，-X向力主油缸11的作用是向被校準設備18施加X方向壓力；框架式動橫梁2的左、右兩側對稱安裝Y向力主油缸13和-Y向力主油缸14，Y向力主油缸13和-Y向力主油缸14同軸，Y向力主油缸13的作用是向被校準設備18施加-Y方向壓力，-Y向力主油缸14的作用是向被校準設備18施加Y方向壓力；所述上橫梁3中心安裝Z向力主油缸9，Z向力主油缸9的作用是向被校準設備18施加-Z方向壓力。
[0031]各油缸均與伺服油源設備連接，伺服油源設備與控制系統連接。油缸與伺服油源設備組成液壓加載系統，控制系統用于控制液壓加載系統加載力值。
[0032]橫梁升降驅動系統包括擺線針輪減速機5、鏈條輪20、鏈條17和4根橫梁升降絲杠4。擺線針輪減速機5、4個鏈條輪20和鏈條17設置于上橫梁3上方；擺線針輪減速機5與鏈條17連接；鏈條17在水平面上首尾相連呈環形；4個鏈條輪20位于鏈條17的環形內部，并與鏈條17連接；4根橫梁升降絲杠4上端分別與I個鏈條輪20固定連接，下端與底座I可旋轉連接；框架式動橫梁2和上橫梁3上均設置有與橫梁升降絲杠4配合的螺孔，橫梁升降絲杠4通過螺釘與框架式動橫梁2和上橫梁3連接。擺線針輪減速機5工作時，帶動鏈條17在水平面上做環形運動，鏈條17帶動4個鏈條輪20轉動，鏈條輪20帶動橫梁升降絲杠4旋轉。框架式動橫梁2和上橫梁3隨著橫梁升降絲杠4的轉動，做向上或向下的運動。
[0033]Z向力主油缸9周邊均勻設置有4個Z向力副油缸10，4個Z向力副油缸10均設置于上橫梁3上。由于圖1為剖面示意圖，其中一個Z向力副油缸被截掉，一個Z向力副油缸被Z向力主油缸9遮擋，因此只能看到2個Z向力副油缸。
[0034]X向力主油缸兩側各設置有I個X向力副油缸(由于被遮擋，圖1中未標出)，X向力副油缸均設置于所述框架式動橫梁2上。-X向力主油缸11兩側各設置有I個-X向力副油缸12，-X向力副油缸12均設置于所述框架式動橫梁2上。
[0035]上述各油缸的活塞桿頭均設置有高精度標準傳感器16，用于實時測量加載力值。
[0036]上述各油缸上均設置有激光位移傳感器15，用于確保使用主油缸加載時，加載點在框架式動橫梁2中心點位置，使用副油缸加載時，測量加載點與框架式動橫梁2中心點的距離，從而計算產生的力矩。
[0037]底座I上還固定設置有4個導向立柱6，導向立柱6上有滑軌19，滑軌19與框架式動橫梁2連接，滑軌19的作用是配合框架式動橫梁2的上下滑動。
[0038]液壓式多分量力組合校準裝置還包括四周剛性支架7，四周剛性支架7設置于所述底座I上。
[0039]伺服油源設備由七套獨立的工作的伺服油源組成，每套伺服油源上有一個閥板，其中6個套伺服油源的閥板上有兩個電磁閥；另外一套油源的閥板上只有一個電磁閥，每個電磁閥控制一個油缸。七套伺服油源可以單獨或同時工作，即，可以單獨對被測多分力傳感器施加某一方向的力，或者同時施加多個方向的力。
[0040]其工作過程是:
[0041]步驟1:將被校準設備18安裝在測試臺8上，并通過各油缸上的激光位移傳感器15調整被校準設備18的安裝，保證被校準設備18安裝在框架式動橫梁2中心點的位置；
[0042]步驟2:控制系統通過控制各個方向的液壓加載系統加載力值來模擬多分力傳感器的受力情況。
[0043]步驟3:每個油缸活塞頭部的高精度標準傳感器16反饋測量力值大小，并將結果反饋到控制系統；每個油缸上的激光位移傳感器15測量加載點與框架式動橫梁2中心點的距離，再讀出被校準設備18的顯示力值和力矩，并將結果反饋到控制系統；
[0044]步驟4:重復步驟I至步驟3，控制系統全自動控制并計算來完成進行檢測和校準。
[0045]以上僅是本發明的具體應用范例，對本發明的保護范圍不構成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本發明權利保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種液壓式多分量力組合校準裝置，其特征在于:其包括:控制系統、伺服油源設備以及自下而上依次設置的底座(1)、測試臺(8)、框架式動橫梁(2)、上橫梁(3)和橫梁升降驅動系統； 所述底座(1)上表面中央設置有測試臺(8)，測試臺(8)用于安裝被校準設備(18);所述橫梁升降驅動系統與框架式動橫梁(2)和上橫梁(3)傳動連接，橫梁升降驅動系統用于控制框架式動橫梁(2)和上橫梁(3)的上升與下降； 設定水平向右方向為Y方向，豎直向上方向為Z方向，水平向內方向為X方向； 所述框架式動橫梁(2)的前、后兩側對稱安裝X向力主油缸和-X向力主油缸(11)，X向力主油缸和-X向力主油缸(11)同軸，X向力主油缸的作用是向被校準設備(18)施加-X方向壓力，-X向力主油缸(11)的作用是向被校準設備(18)施加X方向壓力；框架式動橫梁(2)的左、右兩側對稱安裝Y向力主油缸(13)和-Y向力主油缸(14)，Y向力主油缸(13)和-Y向力主油缸(14)同軸，Y向力主油缸(13)的作用是向被校準設備(18)施加-Y方向壓力，-Y向力主油缸(14)的作用是向被校準設備(18)施加Y方向壓力；所述上橫梁(3)中心安裝Z向力主油缸(9)，Z向力主油缸(9)的作用是向被校準設備(18)施加-Z方向壓力；所述各油缸均與伺服油源設備連接，伺服油源設備與控制系統連接；油缸與伺服油源設備組成液壓加載系統，控制系統用于控制液壓加載系統加載力值。
2.如權利要求1所述的一種液壓式多分量力組合校準裝置，其特征在于: 優選的，所述橫梁升降驅動系統包括擺線針輪減速機(5)、鏈條輪(20)、鏈條(17)和4根橫梁升降絲杠(4);擺線針輪減速機(5)、4個鏈條輪(20)和鏈條(17)設置于上橫梁(3)上方；擺線針輪減速機(5)與鏈條(17)連接；鏈條(17)在水平面上首尾相連呈環形；4個鏈條輪(20)位于鏈條(17)的環形內部，并與鏈條(17)連接；4根橫梁升降絲杠(4)上端分別與I個鏈條輪(20)固定連接，下端與底座(1)可旋轉連接；框架式動橫梁(2)和上橫梁(3)上均設置有與橫梁升降絲杠(4)配合的螺孔，橫梁升降絲杠(4)通過螺釘與框架式動橫梁(2)和上橫梁(3)連接；擺線針輪減速機(5)工作時，帶動鏈條(17)在水平面上做環形運動，鏈條(17)帶動4個鏈條輪(20)轉動，鏈條輪(20)帶動橫梁升降絲杠(4)旋轉；框架式動橫梁(2)和上橫梁(3)隨著橫梁升降絲杠(4)的轉動，做向上或向下的運動。
3.如權利要求1或2所述的一種液壓式多分量力組合校準裝置，其特征在于: 優選的，所述Z向力主油缸(9)周邊均勻設置有4個Z向力副油缸(10)，所述4個Z向力副油缸(10)均設置于所述上橫梁(3)上。
4.如權利要求1至3之一所述的一種液壓式多分量力組合校準裝置，其特征在于: 優選的，所述X向力主油缸兩側各設置有I個X向力副油缸，所述X向力副油缸均設置于所述框架式動橫梁(2)上；所述-X向力主油缸(11)兩側各設置有I個-X向力副油缸(12)，所述-X向力副油缸(12)均設置于所述框架式動橫梁(2)上。
5.如權利要求1至4之一所述的一種液壓式多分量力組合校準裝置，其特征在于: 優選的，所述各油缸的活塞桿頭均設置有高精度標準傳感器(16)，用于實時測量加載力值。
6.如權利要求1至5之一所述的一種液壓式多分量力組合校準裝置，其特征在于: 優選的，所述各油缸上均設置有激光位移傳感器(15)，用于確保使用主油缸加載時，加載點在框架式動橫梁(2)中心點位置，使用副油缸加載時，測量加載點與框架式動橫梁(2)中心點的距離，從而計算產生的力矩。
7.如權利要求1至6之一所述的一種液壓式多分量力組合校準裝置，其特征在于: 尤為優選的，所述底座(1)上還固定設置有4個導向立柱(6)，所述導向立柱(6)上有滑軌(19)，滑軌(19)與框架式動橫梁(2)連接，滑軌(19)的作用是配合框架式動橫梁(2)的上下滑動。
8.如權利要求1至7之一所述的一種液壓式多分量力組合校準裝置，其特征在于: 尤為優選的，所述液壓式多分量力組合校準裝置還包括四周剛性支架(7)，四周剛性支架(7)設置于所述底座(1)上。
9.如權利要求1至8之一所述的一種液壓式多分量力組合校準裝置，其特征在于:其工作過程是:步驟1:將被校準設備(18)安裝在測試臺(8)上，并通過各油缸上的激光位移傳感器(15)調整被校準設備(18)的安裝，保證被校準設備(18)安裝在框架式動橫梁(2)中心點的位置； 步驟2:控制系統通過控制各個方向的液壓加載系統加載力值來模擬多分力傳感器的受力情況； 步驟3:每個油缸活塞頭部的高精度標準傳感器(16)反饋測量力值大小，并將結果反饋到控制系統；每個油缸上的激光位移傳感器(15)測量加載點與框架式動橫梁(2)中心點的距離，再讀出被校準設備(18)的顯示力值和力矩，并將結果反饋到控制系統； 步驟4:重復步驟I至步驟3，控制系統全自動控制并計算來完成進行檢測和校準。
【文檔編號】G01L25/00GK103884470SQ201410148104
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月14日 優先權日:2014年4月14日
【發明者】秦海峰, 劉永錄, 周海龍, 王麗, 王磊, 田峰 申請人:中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所