CN107063672A - 一种封闭式舱门启闭及加载模拟装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种封闭式舱门启闭及加载模拟装置，包括：舱门开启电液伺服模块，用于基于来自工控机的控制信号来开启封闭式被测舱门；舱门内和外辅助作动器，用于基于来自工控机的控制信号辅助所述舱门开启电液伺服模块来开启封闭式被测舱门；舱门关闭作动器，用于基于来自工控机的控制信号来关闭封闭式被测舱门；外载荷加载作动器，用于基于来自工控机的控制信号来对封闭式被测舱门施加预定的载荷；以及工控机，用于控制所述舱门开启电液伺服模块、所述舱门内和外辅助作动器、所述舱门关闭作动器以开启和关闭所述封闭式被测舱门，以及控制所述外载荷加载作动器以对所述封闭式被测舱门施加预定的载荷。

Description

一种封闭式舱门启闭及加载模拟装置
技术领域
本发明涉及疲劳试验加载领域，具体而言，涉及一种封闭式舱门启闭及加载模拟装置。
背景技术
疲劳试验是指重复模拟机械结构正常使用过程中的一系列动作以及所受的外部载荷，加速试验件的老化，以考核试验件的疲劳寿命。对于封闭式、启闭动作复杂的舱门，在设计时进行必要的疲劳可靠性测试是十分必要的。
由于舱门启闭动作复杂，传统的舱门疲劳试验方法，往往是通过人工操作来完成一系列启闭动作和外部载荷加载，不仅劳动强度大、试验周期长，而且对试验件及试验人员安全保护不足。同时，由于人工操作加载不稳定，达不到理想的加载精度和试验频率，很难对试验件的极限性能进行考核，因此在舱门的疲劳测试领域需要自动化、高精度、高可靠性的试验装置。
发明内容
鉴于以上问题，本发明提供了一种封闭式舱门启闭及加载模拟装置，其能够实现对封闭式舱门顺序动作以启闭舱门，同时对舱门所受外部载荷进行模拟加载，完成对舱门的疲劳试验，从而提高舱门外载荷加载精度与频率，提高疲劳测试的自动化程度以及试验的安全性。
根据本发明的一方面，提供了一种封闭式舱门启闭及加载模拟装置，包括：
舱门开启电液伺服模块，用于基于来自工控机的控制信号来开启封闭式被测舱门；
舱门内和外辅助作动器，用于基于来自工控机的控制信号辅助所述舱门开启电液伺服模块来开启封闭式被测舱门；
舱门关闭作动器，用于基于来自工控机的控制信号来关闭封闭式被测舱门；
外载荷加载作动器，用于基于来自工控机的控制信号来对封闭式被测舱门施加预定的载荷；以及
工控机，用于控制所述舱门开启电液伺服模块、所述舱门内和外辅助作动器、所述舱门关闭作动器以开启和关闭所述封闭式被测舱门，以及控制所述外载荷加载作动器以对所述封闭式被测舱门施加预定的载荷。
根据实施例，该封闭式舱门启闭及加载模拟装置，还包括：
台架，用于安装所述舱门关闭作动器、所述外载荷加载作动器以及所述封闭式被测舱门。
根据实施例，在封闭式舱门启闭及加载模拟装置中，所述舱门开启电液伺服模块安装在所述封闭式被试舱门的开启位置。
根据实施例，在封闭式舱门启闭及加载模拟装置中，所述舱门开启电液伺服模块包括：
伺服阀，用于将输入电流信号输出为油液压力信号；
过渡块，用于沟通所述伺服阀与油缸的油道；
油缸，经由所述过渡块与所述伺服阀连接并且通过外螺纹环固定于所述封闭式被试舱门的开启位置；以及
压力传感器，设置在所述过渡块上，用于检测所述油液压力信号；
其中，所述工控机基于所检测的油液压力信号来控制所述输入电流信号。
根据实施例，在封闭式舱门启闭及加载模拟装置中，所述外螺纹环内部设置有活塞杆，用于致动所述封闭式被试舱门。
根据实施例，在封闭式舱门启闭及加载模拟装置中，所述舱门内辅助作动器安装在所述封闭式被试舱门内部，以辅助开启所述封闭式被试舱门；并且所述舱门外辅助作动器安装在所述封闭式被试舱门外部，以辅助开启所述封闭式被试舱门。
根据实施例，在封闭式舱门启闭及加载模拟装置中，所述舱门关闭作动器的一端安装在所述台架上并且另一端与所述封闭式被试舱门连接。
根据实施例，在封闭式舱门启闭及加载模拟装置中，所述外载荷加载作动器的一端安装在所述台架上并且另一端与所述封闭式被试舱门的加载位置连接。
附图说明
图1示出根据本发明实施例的封闭式舱门启闭及加载模拟装置的结构原理图。
图2示出根据本发明实施例的封闭式舱门启闭及加载模拟装置的立体图。
图3示出根据本发明实施例的封闭式舱门启闭及加载模拟装置的舱门开启电液伺服模块的结构示意图。
具体实施方式
以下参照附图具体描述根据本发明实施例的封闭式舱门启闭及加载模拟装置。
图1示出根据本发明实施例的封闭式舱门启闭及加载模拟装置的结构原理图。如图1所示，本实施例的封闭式舱门启闭及加载模拟装置，包括：
舱门开启电液伺服模块，用于基于来自工控机的控制信号来开启封闭式被测舱门；
舱门内和外辅助作动器，用于基于来自工控机的控制信号辅助所述舱门开启电液伺服模块来开启封闭式被测舱门；
舱门关闭作动器，用于基于来自工控机的控制信号来关闭封闭式被测舱门；
外载荷加载作动器，用于基于来自工控机的控制信号来对封闭式被测舱门施加预定的载荷；以及
工控机，用于控制所述舱门开启电液伺服模块、所述舱门内和外辅助作动器、所述舱门关闭作动器以开启和关闭所述封闭式被测舱门，以及控制所述外载荷加载作动器以对所述封闭式被测舱门施加预定的载荷。
优选地，工控机控制各作动器的作动顺序，以实现具有复杂动作的舱门的自动化开启、关闭试验，并且控制外载荷加载作动器，以实现力闭环输出，从而精确模拟舱门所受的外部载荷。
图2示出根据本发明实施例的封闭式舱门启闭及加载模拟装置的立体图。如图2所示，本实施例的封闭式舱门启闭及加载模拟装置还包括：台架201，用于安装舱门关闭作动器202、外载荷加载作动器203以及封闭式被测舱门204。
具体地，舱门关闭作动器202的一端安装在台架201上并且另一端与封闭式被试舱门204连接。外载荷加载作动器203的一端安装在台架201上并且另一端与封闭式被试舱门204的加载位置连接。
进一步地，舱门开启电液伺服模块205安装在封闭式被试舱门204的开启位置。舱门内辅助作动器206安装在封闭式被试舱门204内部，以辅助开启封闭式被试舱门204；并且舱门外辅助作动器207安装在封闭式被试舱门204外部，以辅助开启封闭式被试舱门204。
图3示出根据本发明实施例的封闭式舱门启闭及加载模拟装置的舱门开启电液伺服模块的结构示意图。如图3所示，在本实施例的封闭式舱门启闭及加载模拟装置中，舱门开启电液伺服模块包括：
伺服阀301，用于将输入电流信号输出为油液压力信号；
过渡块302，用于沟通伺服阀301与油缸303的油道；
油缸303，经由过渡块302与伺服阀301连接并且通过外螺纹环304固定于封闭式被试舱门的开启位置；以及
压力传感器305，设置在过渡块上，用于检测油液压力信号；
其中，工控机基于所检测的油液压力信号来控制伺服阀301的输入电流信号。
进一步地，外螺纹环304内部设置有活塞杆306，用于致动封闭式被试舱门。
优选地，舱门开启电液伺服模块采用端面安装，通过外螺纹环304直接固定在舱门开启处，因此结构紧凑并且安装方便。
另外，通过工控机控制伺服阀301，从而控制活塞杆306的输出力，其中通过压力传感器305检测油液压力，以间接检测输出力，再将其发送给工控机，形成力闭环控制，从而可以精确地输出作用力，实现对舱门开启机构极限疲劳强度的测试。
综上所述，本发明提供了一种封闭式舱门启闭及加载模拟装置，其能够实现舱门各运动环节的顺序动作与外载荷加载，从而实现对于舱门的高精度、高可靠性及高度自动化的疲劳测试。
具体地，通过将辅助作动器安装在封闭舱门的内、外部，由工控机控制作动器之间进行作动顺序配合，实现舱门关键部位的配合动作，使得舱门能够自动化循环启闭。
并且，通过使用小型电液伺服模块，实现精确力输出，以开启封闭式舱门，从而对舱门开启机构进行精确的极限疲劳强度测试。
另外，通过工控机控制外载荷加载作动器，实现力闭环输出，能够精确模拟舱门所受外部载荷，从而对舱门进行疲劳强度测试。

Claims (8)

1.一种封闭式舱门启闭及加载模拟装置，包括：
舱门开启电液伺服模块，用于基于来自工控机的控制信号来开启封闭式被测舱门；
舱门内和外辅助作动器，用于基于来自工控机的控制信号辅助所述舱门开启电液伺服模块来开启封闭式被测舱门；
舱门关闭作动器，用于基于来自工控机的控制信号来关闭封闭式被测舱门；
外载荷加载作动器，用于基于来自工控机的控制信号来对封闭式被测舱门施加预定的载荷；以及
工控机，用于控制所述舱门开启电液伺服模块、所述舱门内和外辅助作动器、所述舱门关闭作动器以开启和关闭所述封闭式被测舱门，以及控制所述外载荷加载作动器以对所述封闭式被测舱门施加预定的载荷。
2.根据权利要求1所述的封闭式舱门启闭及加载模拟装置，还包括：
台架，用于安装所述舱门关闭作动器、所述外载荷加载作动器以及所述封闭式被测舱门。
3.根据权利要求1或2所述的封闭式舱门启闭及加载模拟装置，其中，所述舱门开启电液伺服模块安装在所述封闭式被试舱门的开启位置。
4.根据权利要求3所述封闭式舱门启闭及加载模拟装置，其中，所述舱门开启电液伺服模块包括：
伺服阀，用于将输入电流信号输出为油液压力信号；
过渡块，用于沟通所述伺服阀与油缸的油道；
油缸，经由所述过渡块与所述伺服阀连接并且通过外螺纹环固定于所述封闭式被试舱门的开启位置；以及
压力传感器，设置在所述过渡块上，用于检测所述油液压力信号；
其中，所述工控机基于所检测的油液压力信号来控制所述输入电流信号。
5.根据权利要求4所述的封闭式舱门启闭及加载模拟装置，其中，所述外螺纹环内部设置有活塞杆，用于致动所述封闭式被试舱门。
6.根据权利要求1或2所述的封闭式舱门启闭及加载模拟装置，其中，所述舱门内辅助作动器安装在所述封闭式被试舱门内部，以辅助开启所述封闭式被试舱门；并且所述舱门外辅助作动器安装在所述封闭式被试舱门外部，以辅助开启所述封闭式被试舱门。
7.根据权利要求2所述的封闭式舱门启闭及加载模拟装置，其中，所述舱门关闭作动器的一端安装在所述台架上并且另一端与所述封闭式被试舱门连接。
8.根据权利要求2所述的封闭式舱门启闭及加载模拟装置，其中，所述外载荷加载作动器的一端安装在所述台架上并且另一端与所述封闭式被试舱门的加载位置连接。
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