CN105332972B - 一种液压位移伺服系统现场校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压位移伺服系统现场校准装置，属于几何量测量技术领域，包括两路激光位移传感器(5)、传感器位姿调整机构(4)、立柱(2)、激光反射板(7)、磁性靶标(6)以及工作台导向机构；两个立柱对称安装于液压缸底座上，立柱上通过磁力安装传感器位姿调整机构，传感器位姿调整机构上固定安装激光位移传感器，激光反射板安装于液压位移伺服系统工作台上，磁性靶标通过磁力吸附于激光反射板上，工作台导向机构固定安装于液压缸底座上。本发明能够对液压位移伺服系统进行现场校准，实现位移量溯源，通过采用两路激光位移传感器对称布置，有效地消除了由于激光位移传感器不能安装在运动轴线中心而产生的阿贝误差，提高了校准精度。

Description

一种液压位移伺服系统现场校准装置

技术领域

本发明涉及一种现场校准装置，特别涉及一种液压位移伺服系统现场校准装置，属于几何量测量技术领域。

背景技术

液压位移伺服系统可作为一种垂直运动激振系统来提供模拟车辆运动环境，研究车辆行驶时振动对车辆舒适性、各系统的动载荷、零部件的强度与寿命的影响情况，可对中、重型及越野车辆的整车、有关系统、总成零部件进行道路和振动环境的模拟试验和常规试验。

液压位移伺服系统是安装固定，结构复杂，由单套或多套液压缸组成的综合测试系统，伺服系统工作时工作台处于一种悬浮状态，产生绕液压缸轴线的回转运动，伺服系统传感器集成在液压缸的内部，不可拆卸，伺服系统在使用工作中，随着环境和时间的变化，由于振动、磨损等因素影响，伺服系统的精度也将发生一定的变化。若不对伺服系统进行校准而直接使用将会影响到测试结果，因此对液压位移伺服系统进行周期性的校准尤为必要。目前，对液压位移伺服系统校准测试，缺少必要的校准装置，难以实施有效的校准，缺乏完善的量值溯源渠道。

发明内容

本发明的目的是为解决目前无法对液压位移伺服系统进行现场校准、实现现场位移量溯源的问题，提出了一种液压位移伺服系统现场校准装置，利用该装置可以实现现场校准以及现场位移量溯源。

本发明的思想是采用激光位移传感器作为测量标准，在液压位移伺服系统工作台两个斜对角的位置下方安装两路激光位移传感器，工作台运动到任一位置时传感器能够同时记录当前位移值，并计算两者平均值，作为标准位移，对液压位移伺服系统校准，消除了由于激光位移传感器不能安装在运动轴线中心而产生的阿贝误差，提高校准精度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种液压位移伺服系统现场校准装置，包括两路激光位移传感器、传感器位姿调整机构、立柱、激光反射板、磁性靶标以及工作台导向机构；两个立柱对称安装于液压缸底座上，立柱上通过磁力安装传感器位姿调整机构，传感器位姿调整机构上固定安装激光位移传感器，激光反射板安装于液压位移伺服系统工作台上，磁性靶标通过磁力吸附于激光反射板上，工作台导向机构固定安装于液压缸底座上；

激光位移传感器作为测量标准用于采集液压位移伺服系统工作台运动到任意位置时的位移值；

传感器位姿调整机构用于安装激光位移传感器并调整传感器位置和姿态，实现传感器精密升降调整、偏摆调整；

激光反射板用于将激光位移传感器发出激光反射回激光位移传感器；

磁性靶标用于调整激光光轴与液压位移伺服系统的液压缸轴线平行时，观察激光点的位置；

工作台导向机构用于限制液压位移伺服系统的工作台在运动过程中产生的回转运动。

作为优选，所述立柱底部为由质量大到足以稳固支撑安装于其上端的组件的金属材料制成。

作为优选，为方便安装拆卸，所述立柱上端固定安装传感器位姿调整机构的安装方式为通过磁性表座将传感器位姿调整机构吸附于立柱上，对应的，所述立柱上部采用对磁力敏感的金属材料制成，传感器位姿调整机构的底部亦采用对磁力敏感的金属材料制成。

作为优选，所述传感器位姿调整机构由自下而上依次连接的精密升降台、2个方向正交的精密角位移台和传感器安装座组成；精密升降台用于调整位移传感器升降，使激光位移传感器零位和液压位移伺服系统的工作台零位一致；2个精密角位移台用于调整激光位移传感器两个正交方向的偏摆,使得激光位移传感器的激光轴线与液压位移伺服系统的液压缸的中心轴线平行；传感器安装座用于安装激光位移传感器。

作为优选，所述工作台导向机构由导向套、导向套安装座、导向柱、导向柱安装座组成，导向柱安装座固定安装于液压位移伺服系统的底座上，导向柱固定安装于导向柱安装座上，导向套安装座通过压紧螺钉将其固定于液压位移伺服系统的工作台侧面上，导向套固定安装于导向套安装座上，并且套于导向柱上，两者之间留有适当间隙，导向套采用摩擦系数小，可以有效降低运动时和导向柱间产生的摩擦阻力的材质制成。

有益效果

对比现有技术，本发明提出的一种液压位移伺服系统现场校准装置，能够对液压位移伺服系统进行现场校准，实现位移量溯源，本发明采用两路激光位移传感器对称布置，有效地消除了由于激光位移传感器不能安装在运动轴线中心而产生的阿贝误差，提高了校准精度，同时通过安装导向机构，有效消除了液压位移伺服系统工作台运动时工作台回转运动对测量所造成的扰动影响。

附图说明

图1是本发明实施例的装置总体结构示意图；

图2是本发明实施例的传感器位姿调整机构结构示意图；

图3是本发明实施例的靶标形状示意图。

图4是本发明实施例的导向套安装座安装示意图。

附图标记：1-液压位移伺服系统，2-立柱，3-磁性表座，4-传感器位姿调整机构，5-激光位移传感器，6-磁性靶标，7-激光反射板，8-导向套，9-导向套安装座，10-导向柱，11-导向柱安装座，12-压紧螺钉,041-精密升降台，042-精密角位移台，043-传感器安装座。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明加以详细说明。

实施例1

如图1、图2、图3、图4所示，一种液压位移伺服系统现场校准装置，包括两路激光位移传感器5、传感器位姿调整机构4、立柱2、激光反射板7、磁性靶标6以及导向机构。

两个立柱2固定安装于液压缸底座斜对角位置，采用螺钉固定方式或将立柱2底部做的够大够重使传感器位姿调整机构能稳定放置，将其直接放置在液压缸底座上即可，为使本发明装置通用性强，本实施例采用后者。立柱可用铝型材、铸铁、钢等材质制成，截面形状可采用圆形或方形等稳定形状。此外，为便于安装拆卸，立柱2上通过磁力安装传感器位姿调整机构4，即可采用磁性材料制成的磁力片将二者吸附在一起，由此，立柱2上部应由对磁力敏感的金属材料制成。当然，此二立柱亦可以安装于以液压缸的中心轴线为中心的任意对称位置。

传感器位姿调整机构4结构如图2所示，由精密升降台041、2个方向正交的精密角位移台042和传感器安装座043组成。精密升降台041、精密角位移台042、传感器安装座043之间通过螺钉或通过增加过渡板联成一体。激光位移传感器5通过螺钉固定到传感器安装座043上，传感器位姿调整机构4固定安装于立柱2上，为方便安装拆卸，本实施例采用磁性表座3将其吸附于立柱2上。精密升降台041用于调整位移传感器升降，使激光位移传感器5零位和液压位移伺服系统工作台零位一致。2个精密角位移台042用于调整激光位移传感器5两个正交方向的偏摆,使得激光位移传感器5的激光轴线与液压缸的中心轴线平行。

两个激光反射板7可通过磁力或螺钉固定方式安装于液压位移伺服系统1的工作台侧面，其位置分别与两个立柱相对应，2个磁性靶标6分别吸附在2个激光反射板7上，2个磁性靶标6上均刻有一系列同心圆，如图3所示。

导向机构用于限制液压位移伺服系统工作台的回转运动，消除工作台回转对测量的影响。本实施例中设置其由导向套8、导向套安装座9、导向柱10、导向柱安装座11组成。液压位移伺服系统底座上固定安装导向柱安装座11，导向柱安装座11上加工法兰连接孔。导向柱10一端通过焊接或螺纹方式连接法兰盘，导向柱10通过法兰连接于导向柱安装座11上，导向套安装座9通过两个压紧螺钉12将其固定于液压位移伺服系统工作台侧面上，如图4所示。导向套8安装在导向套安装座9上，导向套8套在导向柱10上，两者之间留有适当间隙，导向套8采用摩擦系数小，可以有效降低运动时和导向柱间产生的摩擦阻力的材质制成，如工程尼龙。

实施校准前的调整方法如下：

校准装置在进行校准之前，需要先对本发明装置进行调整，调整方法如下：

首先，通过调整2个立柱2上的2个正交的角位移台042使两路激光光轴和液压缸的轴线平行。

调整方法:

(1)将液压位移伺服系统工作台下降到最低点，将磁性靶标6吸附于激光反射板7上，挪动磁性靶标6将其放置在激光位移传感器发出的激光打在磁性靶标6的同心圆内中心点上；

(2)将液压位移伺服系统工作台上升到最高点，观察磁性靶标6上激光点的位置偏离中心点的方向和距离；

(3)依据两个位置点的相对位置，旋转两个正交的精密角位移台042旋转手轮，使磁性靶标6上激光点向靶标中心点移动，移动距离为之前观测距离的一半。

(4)将液压位移伺服系统工作台下降到最低点，重复步骤(1)、(2)(3)。

反复调整几次，最终可使液压位移伺服系统工作台在上升和下降过程中，激光位移传感器发出的激光始终落靶标内中心点上，此时传感器的激光光轴和液压缸的轴线平行，将磁性靶标6取下，激光位移传感器5发出激光经激光反射板7反射回位移传感器5。

其次，激光位移传感器的轴线和液压缸轴线平行后，将液压位移伺服系统工作台回到零位，调整升降台041使传感器和液压位移伺服系统工作台零位一致。完成调整工作。

两套激光位移传感器可同时进行调整，提高效率。

完成以上工作后可实施校准

依据JJF1305-2011《线位移传感器校准规范》，在位移伺服系统的行程范围内均分11个测量点，系统往复运行三次，软件记录测量数据，并计算出液压伺服系统灵敏度、基本误差、线性度、回程误差、重复性等指标。

以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种液压位移伺服系统现场校准装置，其特征在于：包括两路激光位移传感器(5)、传感器位姿调整机构(4)、立柱(2)、激光反射板(7)、磁性靶标(6)以及工作台导向机构；两个立柱(2)对称安装于液压位移伺服系统(1)的液压缸底座上，立柱(2)上端固定安装传感器位姿调整机构(4)，传感器位姿调整机构(4)上固定安装激光位移传感器(5)，激光反射板(7)安装于液压位移伺服系统(1)的工作台上，其位置与激光位移传感器(5)相对应，磁性靶标(6)通过磁力吸附于激光反射板(7)上，工作台导向机构固定安装于液压缸底座上；

激光位移传感器(5)作为测量标准用于采集液压位移伺服系统(1)的工作台运动到任意位置时的位移值；

传感器位姿调整机构(4)用于安装激光位移传感器(5)并调整传感器位置和姿态，实现传感器精密升降调整、偏摆调整；

激光反射板(7)用于将激光位移传感器(5)发出的激光反射回激光位移传感器(5)；

磁性靶标(6)用于调整激光光轴与液压位移伺服系统(1)的液压缸轴线平行时，观察激光点的位置；

工作台导向机构用于限制液压位移伺服系统(1)的工作台在运动过程中产生的回转运动。

2.根据权利要求1所述的一种液压位移伺服系统现场校准装置，其特征在于：所述立柱(2)底部为由质量大到足以稳固支撑安装于其上端的组件的金属材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种液压位移伺服系统现场校准装置，其特征在于：为方便安装拆卸，所述立柱(2)上端固定安装传感器位姿调整机构(4)的安装方式为通过磁性表座(3)将传感器位姿调整机构(4)吸附于立柱(2)上，对应的，所述立柱(2)上部采用对磁力敏感的金属材料制成，传感器位姿调整机构(4)的底部亦采用对磁力敏感的金属材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种液压位移伺服系统现场校准装置，其特征在于：所述传感器位姿调整机构(4)由自下而上依次连接的精密升降台(041)、2个方向正交的精密角位移台(042)和传感器安装座(043)组成；精密升降台(041)用于调整激光位移传感器(5)升降，使激光位移传感器(5)零位和液压位移伺服系统(1)的工作台零位一致；2个精密角位移台(042)用于调整激光位移传感器(5)两个正交方向的偏摆,使得激光位移传感器(5)的激光轴线与液压缸的中心轴线平行；传感器安装座(043)用于安装激光位移传感器(5)。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种液压位移伺服系统现场校准装置，其特征在于：所述工作台导向机构由导向套(8)、导向套安装座(9)、导向柱(10)、导向柱安装座(11)组成，导向柱安装座(11)固定安装于液压位移伺服系统(1)的底座上，导向柱(10)固定安装于导向柱安装座(11)上，导向套安装座(9)通过压紧螺钉(12)将其固定于液压位移伺服系统(1)的工作台侧面上，导向套(8)固定安装于导向套安装座(9)上，并且套于导向柱(10)上，两者之间留有适当间隙，导向套(8)采用摩擦系数小，可以有效降低运动时和导向柱(10)间产生的摩擦阻力的材质制成。