[发明专利]机械零部件可重构力学试验系统

说明书

技术领域

 本发明涉及一种力学试验设备，具体涉及一种机械零部件可重构力学试验系统。

背景技术

近年来制造业发展迅速，传统制造行业面临着产品转型升级速度加快，生产线需要动态调整等诸多挑战。传统的单一功能机械零部件力学试验系统已经不能适应此类要求。

事实上，不同的机械零部件力学试验项目可按其相似性分别归类。例如，从试验方式划分，力学试验可分为振动试验、疲劳试验、性能试验等；按试验时间分，力学试验可分为长期试验和短期试验；从参数测量类型划分，力学试验可分为位移、转角、移动速度、转速、力、转矩测量等。如果将机械零部件的试验项目进一步抽象为功能的组合，再从物理上开发相应的可重组模块分别实现这些功能，这样通过这些功能模块的组合即可实现针对不同种类零部件的试验设备。

基于可重构方式组建的机械零部件力学试验系统，在被试件或试验项目发生变化时，用户可通过重新选择试验系统的模块，改变整体构架以快速响应被测对象的测试需求。可重构力学试验系统有助于提高试验设备的重用程度，加快企业生产线的转型升级速度。可重构力学试验系统强调用户参与试验设备的重新设计与配置，在模块化结构的基础上便于用户主导开发，以适应多品种机械零部件。

经过对现有文献技术的检索，发现目前可重构制造系统和可重构设备的理论技术已经取得了一定的发展，但处于生产重要环节的产品检测过程尚没有相应的可重构试验设备出现，导致可重构制造系统的部署存在缺环。目前可重构力学试验系统尚没有技术资料见诸于世，其他可重构设备的相关技术与可重构力学试验系统相差较大，不足以支撑可重构力学试验系统的设计与制造。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种机械零部件可重构力学试验系统，它可以对试验系统的构型进行变化，满足动态变化的测试需求。

为解决上述技术问题，本发明机械零部件可重构力学试验系统的技术解决方案为：

包括多个模块，多个模块通过控制系统进行控制；多个模块包括核心模块和辅助模块，核心模块包括作动测量模块和空间定位模块，作动测量模块用于实现对被测零部件进行某一类别物理量作动和测量的功能；空间定位模块用以确定作动测量模块在空间中的位姿；作动测量模块通过机械接口与空间定位模块连接，使作动测量模块能够安装到空间定位模块上，实现作动与测量过程在空间六自由度环境中任意位置和姿态的确定。

所述作动测量模块包括综合作动测量模块、独立测量模块，综合作动测量模块包括旋转作动测量模块、直线作动测量模块、流体作动测量模块；旋转作动测量模块用于对旋转自由度下角度、转速、力矩等物理量进行作动加载以及测量；直线作动测量模块用于对直线自由度下位移、速度、力等物理量进行作动加载以及测量；流体作动测量模块用于对流体运动中的流量、流速、压力等物理量进行作动加载以及测量；独立测量模块用于对单一物理量位移、速度、力、转角、转速、力矩、流量、流速、压强进行测量。

所述作动测量模块的每个模块包括电气组件、机械组件和控制器，电气组件和机械组件通过控制器实现控制；所述作动测量模块的每个模块设置有信号接口、电气连接接口、机械接口，供与其他模块的相互连接。

所述空间定位模块包括底板模块、直线定位模块、回转定位模块、摆动定位模块；底板模块为系统重构的基座，其他空间定位模块均由底板模块开始装配并确定初始位姿；直线定位模块用于确定直线自由度下其他模块的位姿；回转定位模块用于确定其他模块相对于竖直轴的旋转姿态；摆动定位模块用于确定其他模块相对于水平轴的旋转位姿。

所述辅助模块包括通用工夹具模块、环境生成模块、动力源模块，通用工夹具模块包括通用铰链、多功能连杆、通用夹具；通用铰链用于对被测零部件添加自由度，多功能连杆用于延伸作动测量模块的工作范围，通用夹具用于机械零部件的定位和夹持；环境生成模块包括温度环境模块、臭氧环境模块、盐雾环境模块、泥水环境模块；环境生成模块用于生成机械零部件力学试验的环境条件；动力源模块包括液压动力源模块、电力源模块、气压动力源模块；动力源模块用于为作动测量及定位模块提供动力。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明采用模块化设计，具有标准的机械结构和连接界面。本发明的模块采用软硬件同粒度的设计方式，各模块封装有独立控制核心、机电硬件等。用户通过重构方法可以对试验系统的构型进行变化，满足如试验产品变化、试验方法变化等动态变化的测试需要，以适应机械行业中被试零部件种类或试验项目变化的需求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：