CN107436241A - 一种滚翻和倾翻保护的检测试验装置 - Google Patents

一种滚翻和倾翻保护的检测试验装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种滚翻和倾翻保护的检测试验装置，其特征在于：包括支架、侧向加载装置、纵向加载装置、竖直加载装置；侧向加载装置包括侧向加载伺服油缸，侧向加载伺服油缸通过第一二维驱动装置与支架的第一侧面连接；纵向加载装置包括纵向加载伺服油缸，纵向加载伺服油缸通过第二二维驱动装置与支架的第二侧面连接；竖直加载装置包括竖直加载伺服油缸，竖直加载伺服油缸通过第三二维驱动装置与支架上表面连接；用于检测侧向加载伺服油缸、纵向加载伺服油缸、竖直加载伺服油缸驱动量大小的位置传感器；用于检测侧向加载伺服油缸、纵向加载伺服油缸、竖直加载伺服油缸驱动力大小的测力传感器；用于接收位置传感器、测力传感器输出信号的接收终端。

Description

一种滚翻和倾翻保护的检测试验装置
技术领域
本发明涉及工程机械设备技术领域，特别是涉及一种滚翻和倾翻保护的检测试验装置。
背景技术
现有的滚翻和倾翻保护装置检测试验装置多为简易结构，加载多为液压千斤顶或一般工程油缸加载，加载装置油缸不能横向或纵向移动，不利于快速对正滚翻和倾翻保护装置的加载位置，不能自动采集和计算加载的能量值，检测的数值参数准确度误差较大，不能满足现在当今工程机械、建筑机械、矿山机械及矿用运输车辆等驾驶室现在市场检测需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种滚翻和倾翻保护的检测试验装置。该滚翻和倾翻保护的检测试验装置具有竖直加载装置、侧向加载装置和纵向加载装置，且能够横向或纵向移动，便于快速对正滚翻和倾翻保护装置的加载位置，采用加载平稳性高液压伺服油缸加载，能够精确控制加载载荷。加载油缸内安放位移传感器，加载油缸端部安装测力传感器，可自动采集加载力、滚翻和倾翻保护装置的位移值,同时进行实时采集与存储，实时自动计算与存储加载的能量值。专利要求使可广泛应用于在工程机械、建筑机械、矿山机械及矿用运输车辆驾驶室的防落物和倾翻安全检测领域的专业检测装置的知识产权保护。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种滚翻和倾翻保护的检测试验装置，至少包括：
矩形结构的支架，所述支架包括矩形结构的平台(1)；在所述平台(1)上表面的四个角上分别固定安装有四根等高的机座(2)；相邻两根机座(2)的上端通过上上固定梁(6)连接；所述上固定梁(6)有两根，且两根上固定梁(6)之间彼此平行；
X轴方向上的侧向加载装置；所述侧向加载装置包括侧向加载伺服油缸(5)，所述侧向加载伺服油缸(5)通过第一二维驱动装置与支架的第一侧面相连接；
Y轴方向上的纵向加载装置；所述纵向加载装置包括纵向加载伺服油缸(23)，所述纵向加载伺服油缸(23)通过第二二维驱动装置与支架的第二侧面相连接；
Z轴方向上的竖直加载装置；所述竖直加载装置包括竖直加载伺服油缸(7)，所述竖直加载伺服油缸(7)通过第三二维驱动装置与支架的上表面相连接；
用于检测侧向加载伺服油缸(5)、纵向加载伺服油缸(23)、竖直加载伺服油缸(7)驱动量大小的位置传感器；
用于检测侧向加载伺服油缸(5)、纵向加载伺服油缸(23)、竖直加载伺服油缸(7)驱动力大小的测力传感器；
用于接收位置传感器、测力传感器输出信号的接收终端；
所述X轴、Y轴、Z轴两两垂直，且，X轴与上固定梁(6)平行，Z轴与机座(2)平行。
进一步：所述第一二维驱动装置包括与机座(2)固定连接的侧向固定梁(4)；在所述侧向固定梁(4)上安装有第五滑轨(27)和第四滚珠丝杆(29)，在所述第五滑轨(27)上安装有第五滑块(28)，所述第五滑块(28)通过第四滚珠丝杆(29)与第四驱动装置(30)连接；在所述第五滑块(28)上安装有Z轴方向上的侧向纵移动梁(31)，在所述侧向纵移动梁(31)上安装有第四滑轨(26)，在所述第四滑轨(26)上安装有第四滑块(25)和第五滚珠丝杆(32)，所述第四滑块(25)通过第五滚珠丝杆(32)与第五驱动装置(33)连接；所述侧向加载伺服油缸(5)安装于第四滑块(25)上。
更进一步：所述第四驱动装置(30)和第五驱动装置(33)为伺服电机。
更进一步：所述第二二维驱动装置包括与机座(2)固定连接的纵向固定梁(24)、与纵向固定梁(24)平行的第三滑轨(17)、以及第二驱动装置(20)，所述第三滑轨(17)的两端与纵向固定梁(24)固定连接；在所述第三滑轨(17)上安装有第三滑块(18)，所述第三滑块(18)通过第二滚珠丝杆(19)与第二驱动装置(20)连接；在所述第三滑块(18)上安装有位于Z轴方向上的纵向横移动梁(8)，在所述纵向横移动梁(8)上安装有第一滑轨(12)，在所述第一滑轨(12)上安装有第一滑块(11)，所述第一滑块(11)通过第三滚珠丝杆(22)与第三驱动装置(21)连接；与所述第一滑块(11)连接的纵向纵移动梁(9)，所述纵向加载伺服油缸(23)与纵向纵移动梁(9)固定连接。
更进一步：所述第二驱动装置(20)为伺服电机。
更进一步：所述第三二维驱动装置包括与上固定梁(6)固定连接的第二滑轨(15)，在所述第二滑轨(15)上安装有第二滑块(16)，与所述第二滑块(16)连接的竖直横移动梁(10)，所述竖直横移动梁(10)与平台(1)平行，所述第二滑块(16)通过第一滚珠丝杆(13)与第一驱动装置(14)连接；所述竖直横移动梁(10)上安装有第六滑轨(36)，在所述第六滑轨(36)上安装有第六滑块(35)，所述第六滑块(35)与竖向纵移动梁(39)连接；所述竖向纵移动梁(39)位于Z轴方向；所述第六滑块(35)通过第六滚珠丝杆(38)与第六驱动装置(37)连接。
更进一步：所述第六驱动装置(37)为伺服电机。
更进一步：所述接收终端包括下位机和上位机，所述位置传感器和测力传感器的输出信号端子通过模拟量输入卡与下位机连接，所述下位机通过以太网与上位机连接；所述下位机依次通过模拟量输出卡、伺服放大器、伺服阀与侧向加载伺服油缸(5)、竖直加载伺服油缸(7)、纵向加载伺服油缸(23)的控制端子电连接。
更进一步：所述上位机通过可编程控制器与控制侧向加载伺服油缸(5)、竖直加载伺服油缸(7)、纵向加载伺服油缸(23)工作状态的液压泵站电连接
更进一步：还包括视频采集系统，所述视频采集系统通过以太网与上位机连接。
本发明具有的优点和积极效果是：
通过采用上述技术方案，竖直加载装置、侧向加载装置和纵向加载装置均能够横向或纵向移动，便于快速对正滚翻和倾翻保护装置的加载位置，采用加载平稳性高液压伺服油缸加载，能够精确控制加载载荷。加载油缸内安放位移传感器，加载油缸端部安装测力传感器，可自动采集加载力、滚翻和倾翻保护装置的位移值,同时进行实时采集与存储，实时自动计算与存储加载的能量值。
附图说明：
图1是本发明优选实施例的结构图；
图2是本发明优选实施例的主视图；
图3是本发明优选实施例中图2的A向视图；
图4是本发明优选实施例中图2的B向视图；
图5是本发明优选实施例中图2的C向视图；
图6是本发明优选实施例的电路图。
其中：1、平台；2、机座；3、螺栓；4、侧向固定梁；5、侧向加载伺服油缸；6、上固定梁；7、竖直加载伺服油缸；8、纵向横移动梁；9、纵向纵移动梁；10、竖直横移动梁；11、第一滑块；12、第一滑轨；13、第一滚珠丝杆；14、第一驱动装置；15、第二滑轨；16、第二滑块；17、第三滑轨；18、第三滑块；19、第二滚珠丝杆；20、第二驱动装置；21、第三驱动装置；22、第三滚珠丝杆；23、纵向加载伺服油缸；24、纵向固定梁；25、第四滑块；26、第四滑轨；27、第五滑轨；28、第五滑块；29、第四滚珠丝杆；30、第四驱动装置；31、侧向纵移动梁；32、第五滚珠丝杆；33、第五驱动装置；34、侧向横移动梁；35、第六滑块；36、第六滑轨；37、第六驱动装置；38、第六滚珠丝杆；39、竖向纵移动梁。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1至图6，一种滚翻和倾翻保护的检测试验装置，包括：
矩形结构的支架，所述支架包括矩形结构的平台1；在所述平台1上表面的四个角上分别固定安装有四根等高的机座2；相邻两根机座2的上端通过上上固定梁6连接；所述上固定梁6有两根，且两根上固定梁6之间彼此平行；
X轴方向上的侧向加载装置；所述侧向加载装置包括侧向加载伺服油缸5，所述侧向加载伺服油缸5通过第一二维驱动装置与支架的第一侧面相连接；所述第一二维驱动装置包括与机座2固定连接的侧向固定梁4；在所述侧向固定梁4上安装有第五滑轨27和第四滚珠丝杆29，在所述第五滑轨27上安装有第五滑块28，所述第五滑块28通过第四滚珠丝杆29与第四驱动装置30连接；在所述第五滑块28上安装有Z轴方向上的侧向纵移动梁31，在所述侧向纵移动梁31上安装有第四滑轨26，在所述第四滑轨26上安装有第四滑块25和第五滚珠丝杆32，所述第四滑块25通过第五滚珠丝杆32与第五驱动装置33连接；所述侧向加载伺服油缸5安装于第四滑块25上；
Y轴方向上的纵向加载装置；所述纵向加载装置包括纵向加载伺服油缸23，所述纵向加载伺服油缸23通过第二二维驱动装置与支架的第二侧面相连接；所述第二二维驱动装置包括与机座2固定连接的纵向固定梁24、与纵向固定梁24平行的第三滑轨17、以及第二驱动装置20，所述第三滑轨17的两端与纵向固定梁24固定连接；在所述第三滑轨17上安装有第三滑块18，所述第三滑块18通过第二滚珠丝杆19与第二驱动装置20连接；在所述第三滑块18上安装有位于Z轴方向上的纵向横移动梁8，在所述纵向横移动梁8上安装有第一滑轨12，在所述第一滑轨12上安装有第一滑块11，所述第一滑块11通过第三滚珠丝杆22与第三驱动装置21连接；与所述第一滑块11连接的纵向纵移动梁9，所述纵向加载伺服油缸23与纵向纵移动梁9固定连接；
Z轴方向上的竖直加载装置；所述竖直加载装置包括竖直加载伺服油缸7，所述竖直加载伺服油缸7通过第三二维驱动装置与支架的上表面相连接；所述第三二维驱动装置包括与上固定梁6固定连接的第二滑轨15，在所述第二滑轨15上安装有第二滑块16，与所述第二滑块16连接的竖直横移动梁10，所述竖直横移动梁10与平台1平行，所述第二滑块16通过第一滚珠丝杆13与第一驱动装置14连接；所述竖直横移动梁10上安装有第六滑轨36，在所述第六滑轨36上安装有第六滑块35，所述第六滑块35与竖向纵移动梁39连接；所述竖向纵移动梁39位于Z轴方向；所述第六滑块35通过第六滚珠丝杆38与第六驱动装置37连接；
用于检测侧向加载伺服油缸5、纵向加载伺服油缸23、竖直加载伺服油缸7驱动量大小的位置传感器；
用于检测侧向加载伺服油缸5、纵向加载伺服油缸23、竖直加载伺服油缸7驱动力大小的测力传感器；
用于接收位置传感器、测力传感器输出信号的接收终端；
所述X轴、Y轴、Z轴两两垂直，且，X轴与上固定梁6平行，Z轴与机座2平行。
所述第四驱动装置30和第五驱动装置33为伺服电机。
所述第二驱动装置20为伺服电机。
所述第六驱动装置37为伺服电机。
所述接收终端包括下位机和上位机，所述位置传感器和测力传感器的输出信号端子通过模拟量输入卡与下位机连接，所述下位机通过以太网与上位机连接；所述下位机依次通过模拟量输出卡、伺服放大器、伺服阀与侧向加载伺服油缸5、竖直加载伺服油缸7、纵向加载伺服油缸23的控制端子电连接。
所述上位机通过可编程控制器与控制侧向加载伺服油缸5、竖直加载伺服油缸7、纵向加载伺服油缸23工作状态的液压泵站电连接
为了实现远程视频监控，还包括视频采集系统，所述视频采集系统通过以太网与上位机连接。
平台1固定在大地上，机座2通过螺栓3与平台1固定在一起，上固定梁6通过螺栓3与机座2固定在一起，侧向固定梁4通过螺栓3与机座2固定在一起，纵向固定梁24通过螺栓3与机座2固定在一起。第二滑轨15固定在上固定梁6上，第二滑块16固定在竖直横移动梁10上，竖直加载伺服油缸7固定在竖向纵移动梁39上，第六滑块35固定在竖向纵移动梁39上，第六滑轨36固定在竖向横移动梁10上，第六驱动装置37驱动第六滚珠丝杆38旋转，第六滚珠丝杆38带动竖向纵移动梁39移动，实现竖直加载伺服油缸7的纵向移动Ⅵ—Ⅵ。第一驱动装置14驱动第一滚珠丝杆13旋转，第一滚珠丝杆13带动竖直横移动梁10移动，实现竖直加载伺服油缸7的横向移动Ⅴ-Ⅴ。从而实现了竖直加载伺服油缸7的横向Ⅵ—Ⅵ和纵向Ⅴ-Ⅴ移动，满足竖直加载伺服油缸7加载位置调整。
第三滑轨17固定在纵向固定梁24上，第三滑块18固定在纵向横移动梁上8，第一滑块11固定在纵向纵移动梁9上，第一滑轨12滑轨固定在纵向横移动梁8上，纵向加载伺服油缸23固定在纵向纵移动梁9上，第二驱动装置20驱动第二滚珠丝杆19旋转，第二滚珠丝杆19带动纵向横移动梁8移动，实现纵向加载伺服油缸23的横向移动Ⅱ-Ⅱ。第三驱动装置21驱动第三滚珠丝杆22旋转，第三滚珠丝杆22带动纵向纵移动梁9纵向移动Ⅰ-Ⅰ。从而实现了纵向加载伺服油缸23的横向Ⅱ-Ⅱ和纵向Ⅰ-Ⅰ移动，满足纵向加载伺服油缸23加载位置调整。
第五滑轨27固定在侧向固定梁4上，第五滑块28固定在侧向横移动梁34上，第四滑块25固定在侧向纵移动梁31上，第四滑轨26固定在侧向横移动梁34上，侧向加载伺服油缸5固定在侧向纵移动梁31上，第四驱动装置30驱动第四滚珠丝杆29旋转，第四滚珠丝杆29带动侧向横移动梁34横向移动Ⅳ-Ⅳ，第五驱动装置33驱动第五滚珠丝杆32旋转，第五滚珠丝杆32带动侧向纵移动梁31纵向移动Ⅲ-Ⅲ，从而实现了测向加载伺服油缸5的横向Ⅳ-Ⅳ和纵向Ⅲ-Ⅲ移动，满足纵向加载伺服油缸5加载位置调整。
测控系统采用上、下位机控制结构，上位机作为人机界面，实现人机交互功能，操作人员通过人机界面可以实现远程图像采集、泵站控制、加载伺服油缸加载位置调整和加载试验等功能。下位机采用实时控制器，搭载高速模拟量板卡，对力和位移传感器信号进行实时采集；同时完成对伺服放大器的实时控制输出，进而控制加载伺服油缸动作。
用户将机型和相应的ROPS数据输入后，软件自动在参数数据库中索引相应的参数如加载能量、最大承载力、振动幅值和频率等。上位机对数据进行存储并生成报告。操作者按流程点击相应的按钮即可完成测控任务。
下位机作为控制系统核心，负责控制及传感器数据采集，采用NI CRIO硬件平台，搭载高速模拟量输入输出模块。下位机从上位机接收力标准值和能量标准值，采用加载力闭环控制，下位机将控制信号给伺服放大器，伺服放大器控制伺服阀，进而控制伺服缸给被试件加载力，同时下位机实时采集力和位移信号第一输出，将采集的力信号分为两路，一路上传给上位机，另一路作为反馈与规划力进行比较，将比较结果经过软件PID调节后输出控制信号，形成闭环控制，同时通过采集力和位移，进行加载能量计算，变形位移间隔小于15mm。将加载实测的力和给定标准加载力进行比较、加载能量计算值和给定标准能量值进行比较，直到加载到给定的标准加载力或能量，加载完成。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种滚翻和倾翻保护的检测试验装置；其特征在于：至少包括：
矩形结构的支架，所述支架包括矩形结构的平台(1)；在所述平台(1)上表面的四个角上分别固定安装有四根等高的机座(2)；相邻两根机座(2)的上端通过上上固定梁(6)连接；所述上固定梁(6)有两根，且两根上固定梁(6)之间彼此平行；
X轴方向上的侧向加载装置；所述侧向加载装置包括侧向加载伺服油缸(5)，所述侧向加载伺服油缸(5)通过第一二维驱动装置与支架的第一侧面相连接；
Y轴方向上的纵向加载装置；所述纵向加载装置包括纵向加载伺服油缸(23)，所述纵向加载伺服油缸(23)通过第二二维驱动装置与支架的第二侧面相连接；
Z轴方向上的竖直加载装置；所述竖直加载装置包括竖直加载伺服油缸(7)，所述竖直加载伺服油缸(7)通过第三二维驱动装置与支架的上表面相连接；
用于检测侧向加载伺服油缸(5)、纵向加载伺服油缸(23)、竖直加载伺服油缸(7)驱动量大小的位置传感器；
用于检测侧向加载伺服油缸(5)、纵向加载伺服油缸(23)、竖直加载伺服油缸(7)驱动力大小的测力传感器；
用于接收位置传感器、测力传感器输出信号的接收终端；
所述X轴、Y轴、Z轴两两垂直，且，X轴与上固定梁(6)平行，Z轴与机座(2)平行。
2.根据权利要求1所述的滚翻和倾翻保护的检测试验装置，其特征在于：所述第一二维驱动装置包括与机座(2)固定连接的侧向固定梁(4)；在所述侧向固定梁(4)上安装有第五滑轨(27)和第四滚珠丝杆(29)，在所述第五滑轨(27)上安装有第五滑块(28)，所述第五滑块(28)通过第四滚珠丝杆(29)与第四驱动装置(30)连接；在所述第五滑块(28)上安装有Z轴方向上的侧向纵移动梁(31)，在所述侧向纵移动梁(31)上安装有第四滑轨(26)，在所述第四滑轨(26)上安装有第四滑块(25)和第五滚珠丝杆(32)，所述第四滑块(25)通过第五滚珠丝杆(32)与第五驱动装置(33)连接；所述侧向加载伺服油缸(5)安装于第四滑块(25)上。
3.根据权利要求2所述的滚翻和倾翻保护的检测试验装置，其特征在于：所述第四驱动装置(30)和第五驱动装置(33)为伺服电机。
4.根据权利要求2或3所述的滚翻和倾翻保护的检测试验装置，其特征在于：所述第二二维驱动装置包括与机座(2)固定连接的纵向固定梁(24)、与纵向固定梁(24) 平行的第三滑轨(17)、以及第二驱动装置(20)，所述第三滑轨(17)的两端与纵向固定梁(24)固定连接；在所述第三滑轨(17)上安装有第三滑块(18)，所述第三滑块(18)通过第二滚珠丝杆(19)与第二驱动装置(20)连接；在所述第三滑块(18)上安装有位于Z轴方向上的纵向横移动梁(8)，在所述纵向横移动梁(8)上安装有第一滑轨(12)，在所述第一滑轨(12)上安装有第一滑块(11)，所述第一滑块(11)通过第三滚珠丝杆(22)与第三驱动装置(21)连接；与所述第一滑块(11)连接的纵向纵移动梁(9)，所述纵向加载伺服油缸(23)与纵向纵移动梁(9)固定连接。
5.根据权利要求4所述的滚翻和倾翻保护的检测试验装置，其特征在于：所述第二驱动装置(20)为伺服电机。
6.根据权利要求4所述的滚翻和倾翻保护的检测试验装置，其特征在于：所述第三二维驱动装置包括与上固定梁(6)固定连接的第二滑轨(15)，在所述第二滑轨(15)上安装有第二滑块(16)，与所述第二滑块(16)连接的竖直横移动梁(10)，所述竖直横移动梁(10)与平台(1)平行，所述第二滑块(16)通过第一滚珠丝杆(13)与第一驱动装置(14)连接；所述竖直横移动梁(10)上安装有第六滑轨(36)，在所述第六滑轨(36)上安装有第六滑块(35)，所述第六滑块(35)与竖向纵移动梁(39)连接；所述竖向纵移动梁(39)位于Z轴方向；所述第六滑块(35)通过第六滚珠丝杆(38)与第六驱动装置(37)连接。
7.根据权利要求4所述的滚翻和倾翻保护的检测试验装置，其特征在于：所述第六驱动装置(37)为伺服电机。
8.根据权利要求4所述的滚翻和倾翻保护的检测试验装置，其特征在于：所述接收终端包括下位机和上位机，所述位置传感器和测力传感器的输出信号端子通过模拟量输入卡与下位机连接，所述下位机通过以太网与上位机连接；所述下位机依次通过模拟量输出卡、伺服放大器、伺服阀与侧向加载伺服油缸(5)、竖直加载伺服油缸(7)、纵向加载伺服油缸(23)的控制端子电连接。
9.根据权利要求8所述的滚翻和倾翻保护的检测试验装置，其特征在于：所述上位机通过可编程控制器与控制侧向加载伺服油缸(5)、竖直加载伺服油缸(7)、纵向加载伺服油缸(23)工作状态的液压泵站电连接。
10.根据权利要求9所述的滚翻和倾翻保护的检测试验装置，其特征在于：还包括视频采集系统，所述视频采集系统通过以太网与上位机连接。
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