CN114112347A - 一种小型模块化恒力加载寿命试验装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种小型模块化恒力加载寿命试验装置，属于机械设计技术领域，其定位夹紧机构、恒力加载机构固定在底板上，恒力加载机构通过加载连接机构与电磁作动器产品的芯轴连接，给电磁作动器产品提供轴向的加载恒力；行程测量机构位于加载连接机构上，将电磁作动器产品作动时测量的距离值上传至控制器；温度传感器固定在电磁作动器产品外壳上，采集电磁作动器产品工作时的实时温度，并上传至控制器；控制器对接收的行程信息或温度信息进行分析，并根据分析结果向电磁作动器产品输出控制信号。通过模块化、小型化、自动化试验手段，实现航空机载小型电磁作动器类产品带恒力加载的寿命试验，具备结构简单、系统可靠、成本低廉、通用性强的特点。
Description
技术领域
本申请属于机械设计技术领域，尤其涉及一种小型模块化恒力加载寿命试验装置。
背景技术
在试验室环境下开展航空机载小型电磁作动器类产品带恒力加载的寿命试验时，现有的采用液压加载手段的专用试验台结构复杂、系统庞大和自身可靠性不足，无法满足10万次寿命试验需求的问题，且成本较高。
发明内容
为了解决相关技术中开展航空机载小型电磁作动器类产品带恒力加载的寿命试验的问题，本发明提供一种小型模块化恒力加载寿命试验装置，所述技术方案如下：
一种小型模块化恒力加载寿命试验装置，包括：机械模块和控制器，其中，所述机械模块包括底板、定位夹紧机构、加载连接机构、恒力加载机构、行程测量机构和温度传感器，所述控制器分别与所述行程测量机构、所述温度传感器和电磁作动器产品连接，
所述定位夹紧机构固定在所述底板上，所述电磁作动器产品通过机械接口固定在定位夹紧机构上；
所述恒力加载机构固定在所述底板上，所述恒力加载机构通过所述加载连接机构与所述电磁作动器产品的芯轴连接，用于给所述电磁作动器产品提供轴向的加载恒力；
所述行程测量机构位于所述加载连接机构上，用于将所述电磁作动器产品作动时测量的距离值上传至所述控制器，以便于所述控制器计算所述电磁作动器产品的行程；
所述温度传感器固定在所述电磁作动器产品外壳上，用于采集所述电磁作动器产品工作时的实时温度，并上传至所述控制器；
所述控制器用于对接收的行程信息或温度信息进行分析，并根据分析结果向所述电磁作动器产品输出控制信号。
可选地，所述行程测量机构包括激光测距仪，
所述激光测距仪与所述控制器连接，用于将所述电磁作动器产品作动时测量的距离值上传至所述控制器。
可选地，所述恒力加载机构包括恒力卷簧和固定单元，
所述加载连接机构通过所述恒力弹簧与所述固定单元连接，所述恒力弹簧产生的弹力为所述电磁作动器提供加载恒力。
可选地，所述固定单元包括垫片、螺母、芯轴和底座，
所述芯轴位于所述底座上，所述恒力卷簧套接在所述芯轴上，所述螺母套接在所述芯轴上且位于所述恒力卷簧的上方，所述垫片位于所述螺母和所述恒力卷簧之间。
可选地，所述控制器具体用于：
在检测到所述电磁作动器产品的工作温度超过温度阈值时，向所述电磁作动器产品输出控制信号，所述控制信号用于指示所述电磁作动器产品中断试验，倒计时预设时长后重新开始试验。
可选地，所述控制器具体用于：
在检测到所述电磁作动器产品的行程不满足产品正常工作要求距离时，向所述电磁作动器产品输出控制信号，所述控制信号用于指示所述电磁作动器产品停止工作。
可选地，所述控制器还用于接收由用户触发的控制指令，以控制试验的进行。
可选地，所述控制器与打印机连接，用于在完成试验后将试验数据发送至所述打印机，以便于所述打印机打印出试验数据。
可选地，所述试验数据包括测量行程、作动次数和频率。
本发明提供的一种小型模块化恒力加载寿命试验装置，能够在试验室环境下，通过模块化、小型化、自动化的试验手段，实现航空机载小型电磁作动器类产品带恒力加载的寿命试验，具备结构简单、系统可靠、成本低廉、通用性强的特点。试验准备周期短，只需更换相应模块，就可以快速满足飞机飞行锁作动器等系列化的电磁能作动器产品的寿命试验需求，可大幅降低该类产品的试验成本；整个试验过程不需人工干预，可有效的解放劳动力，大幅节省人力，提高试验效率。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种小型模块化恒力加载寿命试验装置的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的恒力加载机构的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的本装置中机械部分俯视图；
图4为图3所示结构的轴视图；
图5为本申请实施例提供的控制器的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种小型模块化恒力加载寿命试验装置，请参见图1，包括：机械模块和控制器10，其中，机械模块包括底板20、定位夹紧机构30、加载连接机构40、恒力加载机构50、行程测量机构60和温度传感器70，控制器10分别与行程测量机构60、温度传感器70和电磁作动器产品80通过电缆90连接，
定位夹紧机构30固定在底板20上，电磁作动器产品80通过机械接口固定在定位夹紧机构30上；
恒力加载机构50通过螺栓固定在底板20上，恒力加载机构50通过加载连接机构40与电磁作动器产品80的芯轴81连接，用于给电磁作动器产品80提供轴向的加载恒力，本实施例中，可为电磁作动器提供轴向20N的加载恒力。
可选地，如图2所示，恒力加载机构50包括恒力卷簧51和固定单元，加载连接机构40通过恒力弹簧51与固定单元连接，恒力弹簧51产生的弹力为电磁作动器提供加载恒力。
其中，固定单元包括垫片52、螺母53、芯轴54和底座55，芯轴位于底座上，恒力卷簧51套接在芯轴54上，螺母53套接在芯轴54上且位于恒力卷簧51的上方，垫片52位于螺母53和恒力卷簧51之间。
行程测量机构60位于加载连接机构40上，用于将电磁作动器产品80作动时测量的距离值上传至控制器10，以便于控制器10计算电磁作动器产品80的行程。
可选地，如图3所示，行程测量机构包括激光测距仪61，激光测距仪61通过激光测距仪电缆62与控制器10连接，用于将电磁作动器产品80作动时测量的距离值上传至控制器10。行程测量机构60还包括光靶63、光线隔离舱64等部分，与激光测距仪61配合实现距离值的测量，关于测量过程可以参考相关技术，在此不再赘述。
如图3所示，温度传感器70通过紧固件固定在电磁作动器产品80外壳上，用于采集电磁作动器产品80工作时的实时温度，并通过温度传感器电缆71上传至控制器。
如图3所示，控制器10通过产品控制电缆82与电磁作动器产品80连接，用于对接收的行程信息或温度信息进行分析，并根据分析结果向电磁作动器产品80输出控制信号。
图4为图3所示结构的轴视图。
一方面，控制器可以根据接收的温度数据对电磁作动器产品实现过温保护，具体地，控制器可以用于：在检测到电磁作动器产品的工作温度超过温度阈值时，向电磁作动器产品输出控制信号，控制信号用于指示电磁作动器产品中断试验，倒计时预设时长后重新开始试验。本实施例中，控制器根据内置的温度控制规则进行计算，一旦超过警戒温度，则中断试验，倒计时30分钟后重新开始试验，从而控制试验的进度，防止温度过高而造成产品损坏。
另一方面，控制器可以基于计算的电磁作动器产品的行程判断是否满足产品正常工作要求距离，并决定电磁作动器产品是否停止工作。具体地，控制器可以用于：在检测到电磁作动器产品的行程不满足产品正常工作要求距离时，向电磁作动器产品输出控制信号，控制信号用于指示电磁作动器产品停止工作。
进一步地，控制器还用于接收由用户触发的控制指令，以控制试验的进行。本实施例中，如图5所示，控制器可采用显控一体的工业级小型控制器，设有显示屏11、操作按钮12、信号输入接口13和信号输出接口14，显示屏上显示有试验交互界面，用户(如试验操作人员)可结合操作按钮，根据试验内容在试验界面下达控制指令，完成试验的设置。
进一步地，控制器还可与打印机连接，用于在完成试验后将试验数据通过网络发送至打印机，以便于打印机打印出试验数据。试验数据包括测量行程、作动次数和频率。其中，控制器与打印机可以通过有线网络连接，也可以通过无线网络连接，本实施例对此不作限定。
本发明提供的小型模块化恒力加载寿命试验装置的工作过程为：电磁作动器产品装夹在恒力加在寿命试验台，设置好通断电时间和加载次数后，本装置开始工作，控制器给产品通断电，恒力加载机构用于保证每次加载力的恒定，整个试验过程中控制器监控产品温度及距离，保证产品在整个寿命试验中正常工作。
本发明提供的一种小型模块化恒力加载寿命试验装置，能够在试验室环境下，通过模块化、小型化、自动化的试验手段，实现航空机载小型电磁作动器类产品带恒力加载的寿命试验，具备结构简单、系统可靠、成本低廉、通用性强的特点。试验准备周期短，只需更换相应模块，就可以快速满足飞机飞行锁作动器等系列化的电磁能作动器产品的寿命试验需求，可大幅降低该类产品的试验成本；整个试验过程不需人工干预，可有效的解放劳动力，大幅节省人力，提高试验效率。
本发明提供的小型模块化恒力加载寿命试验装置具备以下优势：
1)传统工装与控制系统相结合，实现了寿命试验过程全自动化；
2)采用最简化系统，提高了试验设备可靠性；
3)采用通用化设计，主要立板均可拆卸，留出升级空间；
4)采用小型化加载机构，降低结构复杂度；
5)采用激光测距传感器，实现非接触式距离测量；
6)能够自动记录试验数据；
7)能够自动出具试验报告和分析报告。
以上仅表达了本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但且不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (9)
1.一种小型模块化恒力加载寿命试验装置，其特征在于，包括：机械模块和控制器，其中，所述机械模块包括底板、定位夹紧机构、加载连接机构、恒力加载机构、行程测量机构和温度传感器，所述控制器分别与所述行程测量机构、所述温度传感器和电磁作动器产品连接，
所述定位夹紧机构固定在所述底板上，所述电磁作动器产品通过机械接口固定在定位夹紧机构上；
所述恒力加载机构固定在所述底板上，所述恒力加载机构通过所述加载连接机构与所述电磁作动器产品的芯轴连接，用于给所述电磁作动器产品提供轴向的加载恒力；
所述行程测量机构位于所述加载连接机构上，用于将所述电磁作动器产品作动时测量的距离值上传至所述控制器，以便于所述控制器计算所述电磁作动器产品的行程；
所述温度传感器固定在所述电磁作动器产品外壳上，用于采集所述电磁作动器产品工作时的实时温度，并上传至所述控制器；
所述控制器用于对接收的行程信息或温度信息进行分析，并根据分析结果向所述电磁作动器产品输出控制信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述行程测量机构包括激光测距仪，
所述激光测距仪与所述控制器连接，用于将所述电磁作动器产品作动时测量的距离值上传至所述控制器。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述恒力加载机构包括恒力卷簧和固定单元，
所述加载连接机构通过所述恒力弹簧与所述固定单元连接，所述恒力弹簧产生的弹力为所述电磁作动器提供加载恒力。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述固定单元包括垫片、螺母、芯轴和底座，
所述芯轴位于所述底座上，所述恒力卷簧套接在所述芯轴上，所述螺母套接在所述芯轴上且位于所述恒力卷簧的上方，所述垫片位于所述螺母和所述恒力卷簧之间。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器具体用于：
在检测到所述电磁作动器产品的工作温度超过温度阈值时，向所述电磁作动器产品输出控制信号，所述控制信号用于指示所述电磁作动器产品中断试验，倒计时预设时长后重新开始试验。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器具体用于：
在检测到所述电磁作动器产品的行程不满足产品正常工作要求距离时，向所述电磁作动器产品输出控制信号，所述控制信号用于指示所述电磁作动器产品停止工作。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述控制器还用于接收由用户触发的控制指令，以控制试验的进行。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述控制器与打印机连接，用于在完成试验后将试验数据发送至所述打印机，以便于所述打印机打印出试验数据。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述试验数据包括测量行程、作动次数和频率。
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