CN208780419U - 混合试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种混合试验装置，包括：振动装置，用于振动固定在振动装置上的被测试件；振动装置包括：振动导向装置，用于约束被测试件的振动方向；振动台面，置于振动导向装置上，用于固定被测试件；驱动电机单元，用于驱动振动台面按导向装置约束的振动方向振动。

Description

混合试验装置

技术领域

本实用新型涉及伺服测试试验相关技术领域，具体涉及一种混合试验装置。

背景技术

混合试验是一种数值模拟与试验相结合的试验方式，其原理是将结构非线性(或者不确定性)较强的部分作为实际试验对象(试验模拟)，其余部分用数值模型予以模拟(数值模拟)，进行联机试验。这样既可以降低试验费用，又可以提高试验结果的精度。

相关技术中，采用功率较大的伺服液压设备，应用在土木、桥梁等试验领域，但由于液压设备噪音等级高，而且若出现漏油的情况、还会污染环境，不适用于试验室环境下。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种混合试验装置。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：一种混合试验装置，包括振动装置，用于振动固定在所述振动装置上的被测试件；所述振动装置包括：

振动导向装置，用于约束被测试件的振动方向；

振动台面，置于所述振动导向装置上，用于固定所述被测试件；

驱动电机单元，用于驱动所述振动台面按所述导向装置约束的振动方向振动。

优选的，还包括：加载装置，用于对所述被测试件施加作用力。

优选的，还包括支架，用于固定所述加载装置。

优选的，所述振动导向装置为滑轨。

优选的，所述振动装置还包括反力质量块，所述反力质量块与所述振动导向装置相连接，用于提供所述振动试验装置振动时的反力。

优选的，所述振动装置还包括底座，所述振动导向装置通过所述底座固定于所述反力质量块上。

优选的，所述反力质量块的底部设有减震地脚。

优选的，还包括控制主机；所述驱动电机单元具有第一驱动器；所述加载装置具有第二驱动器和第一传感器；所述控制主机与所述第一驱动器和第二驱动器相连接；

所述控制主机，用于将第一控制指令发送至所述第一驱动器和第二驱动器；

所述第一驱动器，用于接收所述第一控制指令并驱动所述驱动电机单元工作；

所述第二驱动器，用于接收所述第一控制指令并使所述加载装置对所述被测试件施加作用力；

所述第一传感器，用于将所述被测试件的载荷信息发送至所述控制主机；

所述控制主机，还用于根据所述载荷信息向所述第一驱动器和第二驱动器发送第二控制指令。

优选的，还包括第二传感器；

所述第二传感器与所述控制主机相连接，用于测量所述振动台面的运动物理量，并发送至所述控制主机；

所述控制主机，还用于根据接收的所述运动物理量向所述第一驱动器和第二驱动器发送第三控制指令。

优选的，所述振动台面上设有固定所述被测试件的固定装置。

本实用新型采用以上技术方案可以包括以下有益效果：

本申请的混合试验装置，包括振动装置，用于振动固定在所述振动装置上的被测试件；所述振动装置包括：包括：振动导向装置、振动台面、驱动电机单元，被测试件被固定在振动台面上，振动台面在驱动电机单元的带动下沿振动导向装置方向振动，如此，使用驱动电机单元替代了液压油源，避免了液压伺服中使用液压油源而产生的噪声；同时，也不会有漏油的情况产生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种实施例提供的混合试验装置的结构示意图。

图2是本实用新型另一种实施例提供的混合试验装置的结构示意图。

图3是本实用新型另一种实施例提供的混合试验装置的结构示意图。

图中：振动导向装置-1；振动台面-2；驱动电机单元-3；第一驱动器-31；加载装置-4；第二驱动器-41；第一传感器-42；支架-5；反力质量块-6；底座-7；减震地脚-8；第二传感器-9；控制主机-10；伺服控制器-101；高性能计算机-102；控制电脑-103。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

图1是本实用新型实施例一提供的混合试验装置。如图1所示，本实施例的混合试验装置，包括振动装置，用于振动固定在振动装置上的被测试件；振动装置包括：振动导向装置1，用于约束被测试件的振动方向；振动台面2，置于振动导向装置上，用于固定被测试件；驱动电机单元3，用于驱动振动台面按导向装置约束的振动方向振动。

本实施例中，混合试验装置包括：振动装置，用于振动固定在振动装置上的被测试件；振动装置包括：振动导向装置、振动台面、驱动电机单元，被测试件被固定在振动台面上，振动台面在驱动电机单元的带动下沿振动导向装置约束的振动方向振动，如此，使用驱动电机单元替代了液压油源，避免了液压伺服中使用液压油源而产生的噪声；同时，也不会有漏油的情况产生。如此也实现了对被测试件的试验模拟的试验方式。

可以理解的是，驱动电机单元可以为一个驱动电机，也可以为多个。驱动电机单元为两个以上驱动电机时，可以是多个驱动电机的驱动方向相同，如此，可以增大推力；也可以是各驱动电机耦合且各驱动电机的驱动方向均不同，如此可以根据驱动电机的选择，调节振动台面的振动方向。

其中，驱动电机可以但不限于为直线电机。

其中，振动导向装置可以但不限于为滑轨。将振动台面置在滑轨上，可以使被测试件沿滑轨的路径振动，相应的，滑轨为直线滑轨。

图2是本实用新型另一种实施例提供的混合试验装置的结构示意图，参照图2，一些实施例提供的混合试验装置，还包括加载装置4，用于对被测试件施加作用力。通设置加载装置，对被测试件施加作用力，观测不同的作用力对被测试件的影响。如此也实现了对被测试件的数值模拟的试验方式。

其中，加载装置的运动方向与振动导向装置的运动方向相平行。

其中，加载装置可以但不限于为作动器。

一些实施例提供的混合试验装置，还包括支架5，用于固定加载装置。如此，可以避免加载装置在为被测试件提供作用力时，由于没有固定位置，使得作用力不均。

进一步的，为使加载装置可以根据被测试件的不同，进行调节，优选的，支架为高度可调的支架，例如，支架可以但不限于为反力架。

一些实施例提供的混合试验装置，振动台面上设有固定被测试件的固定装置，以防止被测试件在试验过程中脱离振动台面。其中，固定装置的种类有多种，例如，可以在振动台面上设置螺纹孔，还可以在振动台面上设置卡扣，将被测试件固定在振动台面上。

为减少振动时，混合试验装置对周围环境的影响，一些实施例提供的混合试验装置，还包括反力质量块6，反力质量块与振动导向装置相连接，用于提供振动试验装置振动时的反力。进一步的，为避免周围环境对振动试验装置的影响，在反力质量块4的底部还设有减震地脚8。

为安装方便，一些实施例提供的混合试验装置还包括底座7，振动导向装置通过底座固定于反力质量块上。

图3是本实用新型另一种实施例提供的混合试验装置的结构示意图，参照图3，一些实施例提供的混合试验装置，还包括控制主机10；驱动电机单元具有第一驱动器31；加载装置具有第二驱动器41和第一传感器42；控制主机与第一驱动器和第二驱动器相连接；控制主机，用于将第一控制指令发送至第一驱动器和第二驱动器；第一驱动器，用于接收第一控制指令并驱动驱动电机单元工作；第二驱动器，用于接收第一控制指令并使加载装置对被测试件施加作用力；第一传感器，用于将被测试件的载荷信息发送至控制主机；控制主机，还用于根据载荷信息向第一驱动器和第二驱动器发送第二控制指令。

其中，控制主机包括伺服控制器101、高性能计算机102和控制电脑103，高性能计算机分别连接伺服控制器和控制电脑，上述第一驱动器、第二驱动器和第一传感器均与伺服控制器相连接。其中，高性能计算机中设置有数值模型，可根据本实施例中，由控制电脑将第一控制指令通过高性能计算机和伺服控制器发送至第一驱动器、第二驱动器，使得振动装置和加载装置开始工作，对被测试件振动和施力，得到被测试件在振动及外部载荷下反馈的变形及载荷信息，伺服控制器接收这些信息并发送给高性能计算机，高性能计算机实时计算数值模型的变化信息，并将信息传递给控制电脑，控制电脑根据高性能计算机的发送的信号实时调整控制命令，并发送到伺服控制器，进而调节振动装置的振动及作动器的作用力。其中，数值模型为高性能计算机的内部程序。

其中，第一传感器为作动器内的力传感器。

进一步的，一些实施例提供的混合试验装置，还包括第二传感器9；第二传感器与控制主机相连接，用于测量振动台面的运动物理量，并发送至控制主机；控制主机，还用于根据接收的运动物理量向第一驱动器和第二驱动器发送第三控制指令。

基于上述相关实施例，第二传感器与控制主机中的伺服控制器相连接。其中，第二传感器为位移传感器和加速度传感器，相应的，上述运动物理量为被测试件的加速度和位移。其中，位移传感器设置于底座上，加速度传感器设置于振动平台上。

位移传感器与加速度传感器均与伺服控制器相连接，并将感测的位移信号与加速度信号通过伺服控制器和高性能计算机发送至控制电脑，当加速度传感器感测的振动台面的加速度与控制电脑设定的加速度不相符时，控制电脑便调整控制信号，来调节第一驱动器输入电流，使得振动台面的实际加速度与控制电脑设定的加速度相一致。

通常，加速度传感器测量的是振动台面的加速度信号，加速度信号形式通常是电压。例如，加速度传感器测得的加速度信号是5v，对应加速度为5g，而控制电脑设定振动台面运动加速度达到6g，此时，振动台面的加速度与控制电脑设定的加速度不相符，因此，控制电脑便会调整控制信号，调节驱动器的输出电流，使得第一驱动器以更大的电流驱动直线电机，带动振动台面振动，直到使得振动台面的实际加速度与控制电脑设定的加速度相一致，使加速度值达到6g。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种混合试验装置，其特征在于，包括振动装置、加载装置、被测试件，

所述振动装置，用于振动固定在所述振动装置上的被测试件；

所述加载装置，用于对所述被测试件施加作用力；

所述振动装置包括：

振动导向装置，用于约束被测试件的振动方向；

振动台面，置于所述振动导向装置上，用于固定所述被测试件；

驱动电机单元，用于驱动所述振动台面按所述导向装置约束的振动方向振动。

2.根据权利要求1所述的混合试验装置，其特征在于，还包括：支架，用于固定所述加载装置。

3.根据权利要求1所述的混合试验装置，其特征在于，所述振动导向装置为滑轨。

4.根据权利要求1所述的混合试验装置，其特征在于，所述振动装置还包括反力质量块，所述反力质量块与所述振动导向装置相连接，用于提供所述振动试验装置振动时的反力。

5.根据权利要求4所述的混合试验装置，其特征在于，所述振动装置还包括底座，所述振动导向装置通过所述底座固定于所述反力质量块上。

6.根据权利要求4所述的混合试验装置，其特征在于，所述反力质量块的底部设有减震地脚。

7.根据权利要求1所述的混合试验装置，其特征在于，还包括控制主机；所述驱动电机单元具有第一驱动器；所述加载装置具有第二驱动器和第一传感器；所述控制主机与所述第一驱动器和第二驱动器相连接；

所述控制主机，用于将第一控制指令发送至所述第一驱动器和第二驱动器；

所述第一驱动器，用于接收所述第一控制指令并驱动所述驱动电机单元工作；

所述第二驱动器，用于接收所述第一控制指令并使所述加载装置对所述被测试件施加作用力；

所述第一传感器，用于将所述被测试件的载荷信息发送至所述控制主机；

所述控制主机，还用于根据所述载荷信息向所述第一驱动器和第二驱动器发送第二控制指令。

8.根据权利要求7所述的混合试验装置，其特征在于，还包括第二传感器；

所述第二传感器与所述控制主机相连接，用于测量所述振动台面的运动物理量，并发送至所述控制主机；

所述控制主机，还用于根据接收的所述运动物理量向所述第一驱动器和第二驱动器发送第三控制指令。

9.根据权利要求1所述的混合试验装置，其特征在于，所述振动台面上设有固定所述被测试件的固定装置。