CN103325293B - 一种利用飞轮储能的应用到物体碰撞时等效质量模拟装置 - Google Patents

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Abstract

一种利用飞轮储能的应用到物体碰撞时等效质量模拟装置，它涉及一种等效质量模拟装置。本发明为了解决现有模拟方式不但增加了装置的质量和体积，而且降低了物体碰撞模拟装置的可控性。同时，还无法实现质量在500Kg-1000Kg之间的物体碰撞工程化模拟的问题。本发明的伺服电机固装在平台上，齿轮加速器、齿轮减速器、第一电磁离合器、飞轮组件、第二电磁离合器、电磁制动器和滚珠丝杠螺母轴由下至上依次设置在伺服电机上，连接盘设置在齿轮加速器和齿轮减速器之间，丝杠的一端插装在滚珠丝杠螺母轴内，丝杠的另一端与联轴器连接。本发明适用于物体碰撞时等效质量模拟。

Description

一种利用飞轮储能的应用到物体碰撞时等效质量模拟装置
技术领域
本发明涉及一种等效质量模拟装置，具体涉及一种利用飞轮储能的应用到物体碰撞时等效质量模拟装置。
背景技术
目前，对于物体碰撞模拟平台来讲，人们更多是采用配重的方式来模拟质量，这种模拟方式不但增加了装置的质量和体积，而且降低了物体碰撞模拟装置的可控性。同时，还无法实现质量在500Kg-1000Kg之间的物体碰撞工程化模拟。基于以上所述，公开号为WO2013/066747A1、公开日为2013年5月10日的发明专利公开了一种用于碰撞模拟实验的试验装置，该装置包括轨道装置、第一运载装置，其沿轨道装置的纵向轴线可移位地设置；以及加速单元，通过其将力传递至第一运载装置以加速运载装置。为使得运载装置和待试验对象组成的总质量尽可能减少，同时使得试验设备成本尽可能降低，还设置能够沿轨道装置可移位的第二运载装置，通过可拆式离合器，第二运载装置与第一运载装置相结合，因此施加到第一运载装置的加速力和制动力也被传递至第二运载装置，因此节省附加重量。但该文献中并未公开如何方便的调节飞轮组的整体质量，以及如何监控飞轮的转速。
发明内容
本发明为解决现有模拟装置不能方便的调节飞轮组的整体质量，也不能监控飞轮转速的问题，进而提供一种利用飞轮储能的应用到物体碰撞时等效质量模拟装置。
本发明的技术方案是：一种利用飞轮储能的应用到物体碰撞时等效质量模拟装置包括伺服电机、齿轮加速器、齿轮减速器、连接盘、第一电磁离合器、第二电磁离合器、飞轮组件、电磁制动器、滚珠丝杠螺母轴、丝杠和联轴器，伺服电机固装在平台上，齿轮加速器、齿轮减速器、第一电磁离合器、飞轮组件、第二电磁离合器、电磁制动器和滚珠丝杠螺母轴由下至上依次设置在伺服电机上，连接盘设置在齿轮加速器和齿轮减速器之间，丝杠的一端插装在滚珠丝杠螺母轴内，丝杠的另一端与联轴器连接。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
1.本发明利用伺服电机驱动飞轮组件所具有的转动惯量代替移动质量，通过改变飞轮质量和飞轮转速实现等效质量可调节。
2.本发明体积小，质量轻，易于控制。
附图说明
图1是本发明的轴测图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种利用飞轮储能的应用到物体碰撞时等效质量模拟装置包括伺服电机1、齿轮加速器2、齿轮减速器3、连接盘4、第一电磁离合器5、第二电磁离合器6、飞轮组件7、电磁制动器8、滚珠丝杠螺母轴9、丝杠10和联轴器11，伺服电机1固装在平台上，齿轮加速器2、齿轮减速器3、第一电磁离合器5、飞轮组件7、第二电磁离合器6、电磁制动器8和滚珠丝杠螺母轴9由下至上依次设置在伺服电机1上，连接盘4设置在齿轮加速器2和齿轮减速器3之间，丝杠10的一端插装在滚珠丝杠螺母轴9内，丝杠10的另一端与联轴器11连接。
本发明在模拟碰撞时质量等效方面，用相对运动等效，即一物体固定，另一物体以碰撞的相对速度运动，其速度和质量的实现，通过滚珠丝杠螺母轴9实现旋转运动与直线运动的转换，将转动惯量代替移动质量，实现等效质量。
本发明模拟物体的相对运动速度时，由齿轮加速器2实现，齿轮减速器3的输出轴上装有飞轮组件7，飞轮组件7由齿轮加速器2驱动。飞轮组件7能够转动到一定的角速度，并由飞轮组件7转速传感器进行监控。一旦飞轮组件7的转速达到给定角速度值，控制台就发出指令使第一电磁离合器5脱开，关闭伺服电机1，并同时接通第二电磁离合器6飞轮组件7带动滚珠丝杠螺母轴9转动，实现丝杆10的移动，从而将飞轮组件7的动能转化为丝杠10的直线运动。通过调节飞轮组件7质量或伺服电机1转速可以调节飞轮转动惯量，从而实现模拟等效质量可调。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的飞轮组件7包括工字型支撑盘7-1和多片配重片7-2，多片配重片7-2可拆卸设置在工字型支撑盘7-1上。如此设置，便于调整飞轮组件的整体质量。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式的飞轮组件7还包括转速传感器7-3，转速传感器7-3设置在工字型支撑盘上。如此设置，便于监控飞轮的转速。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

Claims (1)

1.一种利用飞轮储能的应用到物体碰撞时等效质量模拟装置，它包括伺服电机(1)、齿轮加速器(2)、齿轮减速器(3)、连接盘(4)、第一电磁离合器(5)、第二电磁离合器(6)、飞轮组件(7)、电磁制动器(8)、滚珠丝杠螺母轴(9)、丝杠(10)和联轴器(11)，伺服电机(1)固装在平台上，齿轮加速器(2)、齿轮减速器(3)、第一电磁离合器(5)、飞轮组件(7)、第二电磁离合器(6)、电磁制动器(8)和滚珠丝杠螺母轴(9)由下至上依次设置在伺服电机(1)上，连接盘(4)设置在齿轮加速器(2)和齿轮减速器(3)之间，丝杠(10)的一端插装在滚珠丝杠螺母轴(9)内，丝杠(10)的另一端与联轴器(11)连接，其特征在于：所述飞轮组件(7)包括工字型支撑盘(7-1)和多片配重片(7-2)，多片配重片(7-2)可拆卸设置在工字型支撑盘(7-1)上，所述飞轮组件(7)还包括转速传感器(7-3)，转速传感器(7-3)设置在工字型支撑盘上。
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