一種車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)及校準(zhǔn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機(jī)電校準(zhǔn)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種可自動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn)的車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)及校準(zhǔn)方法。該車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)包括校準(zhǔn)裝置、六自由度搖擺臺(tái)、反力支撐和控制系統(tǒng)，所述校準(zhǔn)裝置的一端與六自由度搖擺臺(tái)連接，另一端與反力支撐連接；所述六自由度搖擺臺(tái)驅(qū)動(dòng)校準(zhǔn)裝置同步運(yùn)動(dòng)；所述控制系統(tǒng)與六自由度搖擺臺(tái)、校準(zhǔn)裝置連接，用于對(duì)所述六自由度搖擺臺(tái)、校準(zhǔn)裝置進(jìn)行校對(duì)；該車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)可自動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn)，操作簡單，有效解決了在測試使用過程中發(fā)生測量偏差的問題，從而確保了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【專利說明】
一種車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)及校準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)電校準(zhǔn)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)及校準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)是用來進(jìn)行車端部件驗(yàn)證的一個(gè)非標(biāo)試驗(yàn)臺(tái)，其能夠?qū)囕v車端上的各種部件進(jìn)行空間關(guān)系驗(yàn)證、狀態(tài)模擬、剛度阻尼測試、疲勞試驗(yàn)及靜強(qiáng)度等相關(guān)試驗(yàn)。隨著科技的發(fā)展，車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)更是廣泛應(yīng)用到各種訓(xùn)練模擬器如飛行模擬器、艦艇模擬器、海軍直升機(jī)起降模擬平臺(tái)、坦克模擬器、汽車駕駛模擬器、火車駕駛模擬器、地震模擬器以及動(dòng)感電影、娛樂設(shè)備等領(lǐng)域。
[0003]現(xiàn)有車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)包括六自由度搖擺臺(tái)和反力支撐，六自由度搖擺臺(tái)通常是用做振動(dòng)平臺(tái)，通過設(shè)置在底座上的六個(gè)液壓伸縮桿完成在空間六個(gè)自由度(X向，y向，z向，繞X，繞y，繞z)的運(yùn)動(dòng)，從而可以模擬出各種空間運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。但是，由于車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)涉及機(jī)械、液壓、電氣、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器等多種部件，雖然自帶的位移轉(zhuǎn)角測試系統(tǒng)也可以進(jìn)行一定程度的校準(zhǔn)，但是，在高密度的使用過程中難免會(huì)發(fā)生測量偏差，且無法保證每一次都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校準(zhǔn)功能，容易造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差。
[0004]因此，針對(duì)以上不足，需要一種能夠自動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn)，操作簡便，避免出現(xiàn)測量偏差的車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)及校準(zhǔn)方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005](一 )要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供了一種車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)及校準(zhǔn)方法，使得在使用時(shí)可自動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn)，操作簡單，避免出現(xiàn)測量偏差。
[0007]( 二 )技術(shù)方案
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)，其包括校準(zhǔn)裝置、六自由度搖擺臺(tái)、反力支撐和控制系統(tǒng)，所述校準(zhǔn)裝置的一端與六自由度搖擺臺(tái)連接，另一端與反力支撐連接；所述六自由度搖擺臺(tái)驅(qū)動(dòng)校準(zhǔn)裝置同步運(yùn)動(dòng)；所述控制系統(tǒng)與六自由度搖擺臺(tái)、校準(zhǔn)裝置連接，用于對(duì)所述六自由度搖擺臺(tái)、校準(zhǔn)裝置進(jìn)行校對(duì)。
[0009]其中，所述校準(zhǔn)裝置包括第一安裝總成、第二安裝總成、拉線和傳感器，所述第一安裝總成固定在反力支撐上；所述傳感器可移動(dòng)地安裝在第一安裝總成上，并與所述控制系統(tǒng)電連接；所述第二安裝總成固定在六自由度搖擺臺(tái)上，通過拉線與所述傳感器連接。
[0010]其中，所述第一安裝總成上設(shè)有環(huán)形軌道，所述傳感器通過滑輪安裝于所述環(huán)形軌道上。
[0011]其中，所述第一安裝總成與第二安裝總成為同軸心設(shè)置。
[0012]其中，所述第一安裝總成與第二安裝總成的橫截面均為圓形或圓環(huán)形。
[0013]其中，所述傳感器的數(shù)量為6個(gè)。
[0014]其中，所述傳感器為拉線式位移傳感器。
[0015]其中，所述六自由度搖擺臺(tái)包括底座、伸縮桿和測試單元，所述伸縮桿的一端鉸接于所述底座，另一端與所述校準(zhǔn)裝置連接；所述測試單元設(shè)置在伸縮桿上，且與所述控制系統(tǒng)電連接。
[0016]本發(fā)明還提供一種該車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)的校準(zhǔn)方法，包括:
[0017]S1、將校準(zhǔn)裝置安裝在六自由度搖擺臺(tái)與反力支撐之間；
[0018]S2、通過六自由度搖擺臺(tái)驅(qū)動(dòng)校準(zhǔn)裝置同步運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)位置；
[0019]S3、六自由度搖擺臺(tái)與校準(zhǔn)裝置分別將運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的位移與轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并反饋至控制系統(tǒng)；
[0020]S4、控制系統(tǒng)根據(jù)反饋信號(hào)對(duì)六自由度搖擺臺(tái)與校準(zhǔn)裝置進(jìn)行校對(duì)。
[0021]其中，步驟S4包括:
[0022]S41、通過控制系統(tǒng)判斷兩個(gè)反饋信號(hào)是否一致；在反饋信號(hào)一致時(shí)，控制系統(tǒng)判定校準(zhǔn)合格，從而結(jié)束程序；在反饋信號(hào)不一致時(shí)，控制系統(tǒng)判定校準(zhǔn)不合格，執(zhí)行步驟S42 ；
[0023]S42、對(duì)六自由度搖擺臺(tái)進(jìn)行調(diào)整，直到控制系統(tǒng)判斷兩個(gè)反饋信號(hào)一致為止。
[0024](三)有益效果
[0025]本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有以下有益效果:本發(fā)明車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)將校準(zhǔn)裝置的一端與六自由度搖擺臺(tái)連接，另一端與反力支撐連接；并利用六自由度搖擺臺(tái)驅(qū)動(dòng)校準(zhǔn)裝置同步運(yùn)動(dòng)；通過控制系統(tǒng)完成對(duì)六自由度搖擺臺(tái)、校準(zhǔn)裝置的校對(duì)；該車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)可自動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn)，操作簡單，有效解決了在測試使用過程中發(fā)生測量偏差的問題，從而確保了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明實(shí)施例車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明實(shí)施例六自由度搖擺臺(tái)的正視圖；
[0028]圖3為本發(fā)明實(shí)施例反力支撐的正視圖；
[0029]圖4為本發(fā)明實(shí)施例校準(zhǔn)方法的原理圖。
[0030]其中，1:校準(zhǔn)裝置；2:六自由度搖擺臺(tái)；3:反力支撐；11:第一安裝總成；12:第二安裝總成；13:拉線；14:傳感器；21:底座；22:伸縮桿；111:環(huán)形軌道；112:滑輪。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。
[0032]在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上；術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0033]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0034]如圖1所示，本實(shí)施例提供的車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)，其包括校準(zhǔn)裝置1、六自由度搖擺臺(tái)2、反力支撐3和控制系統(tǒng)，校準(zhǔn)裝置I的一端與六自由度搖擺臺(tái)2連接，另一端與反力支撐3連接；六自由度搖擺臺(tái)2驅(qū)動(dòng)校準(zhǔn)裝置I同步運(yùn)動(dòng)，從而模擬出各種空間運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，SP，空間六個(gè)自由度(X向，y向，z向,繞X,繞y,繞z)的運(yùn)動(dòng)；控制系統(tǒng)與六自由度搖擺臺(tái)2、校準(zhǔn)裝置I連接，六自由度搖擺臺(tái)2、校準(zhǔn)裝置I可同時(shí)對(duì)其自身的位置變化(位移、轉(zhuǎn)角)進(jìn)行測量，并以電信號(hào)的形成反饋至控制系統(tǒng)中，而對(duì)于控制系統(tǒng)而言，可利用計(jì)算機(jī)程序?qū)Ψ答佇畔⑦M(jìn)行記錄、運(yùn)算及分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)六自由度搖擺臺(tái)2、校準(zhǔn)裝置I之間的校準(zhǔn)功能。
[0035]如圖3所示，本實(shí)施例中校準(zhǔn)裝置I包括第一安裝總成11、第二安裝總成12、拉線13和傳感器14，第一安裝總成11固定在反力支撐3上；傳感器14可移動(dòng)地安裝在第一安裝總成11上，并與控制系統(tǒng)電連接；第二安裝總成12固定在六自由度搖擺臺(tái)2上，通過拉線13與傳感器14連接，第二安裝總成12與六自由度搖擺臺(tái)2同步運(yùn)動(dòng)，從而通過拉線13帶動(dòng)傳感器14在第一安裝總成11上對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)，通過傳感器14可將運(yùn)動(dòng)中位移、轉(zhuǎn)角以電信號(hào)的形式發(fā)送至控制系統(tǒng)。
[0036]其中，第一安裝總成11與第二安裝總成12為同軸心設(shè)置，以使第一安裝總成11與第二安裝總成12之間保持對(duì)應(yīng)狀態(tài)。值得說明，第一安裝總成11與第二安裝總成12的形狀并不局限于某個(gè)特定形狀，只要滿足能夠模擬六自由度運(yùn)動(dòng)即可。
[0037]優(yōu)選地，第一安裝總成11與第二安裝總成12的橫截面均為圓形或圓環(huán)形，并使第一安裝總成11的圓心與第二安裝總成12的圓心在同一軸線上。
[0038]在第一安裝總成11上均勻地布置有三組傳感器14，傳感器14的總數(shù)為6個(gè)，與之相應(yīng)地，拉線的數(shù)量也為6個(gè)，每個(gè)傳感器14對(duì)應(yīng)一個(gè)拉線。
[0039]其中，拉線優(yōu)選為不銹鋼絲，便于取材與生產(chǎn)，降低制造成本。
[0040]對(duì)于傳感器14在第一安裝總成11上的移動(dòng)而言，可在第一安裝總成11上設(shè)有環(huán)形軌道111，傳感器14通過滑輪112安裝于環(huán)形軌道111上。
[0041]傳感器14為拉線式位移傳感器。拉線式位移傳感器，又名拉繩位移傳感器。拉線位移傳感器是在直線位移傳感器在結(jié)構(gòu)上的精巧集成，充分結(jié)合了角度位移傳感器和直線位移傳感器的優(yōu)點(diǎn)，從而成為一款結(jié)構(gòu)緊湊，測量行程長、安裝空間尺寸小、具有高精度測量的優(yōu)良傳感器。拉線式位移傳感器的拉線端與不銹鋼絲的一端連接，不銹鋼絲的另一端固定在與其中一個(gè)伸縮桿22對(duì)應(yīng)的第二安裝總成12上。
[0042]如圖2所示，本實(shí)施例六自由度搖擺臺(tái)2包括底座21、伸縮桿22和測試單元，伸縮桿22能夠沿其軸向做伸縮運(yùn)動(dòng)，伸縮桿22的一端鉸接于底座21，另一端與校準(zhǔn)裝置I連接；通過設(shè)置在底座21上的六個(gè)液壓伸縮桿21完成在空間六個(gè)自由度(X向，y向，z向，繞X，繞y，繞z)的運(yùn)動(dòng)；測試單元設(shè)置在伸縮桿22上，且與控制系統(tǒng)電連接。測試單元的結(jié)構(gòu)可與現(xiàn)有六自由度搖擺臺(tái)2的構(gòu)造相同，因此，該車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)可在原有的結(jié)構(gòu)上加裝校準(zhǔn)裝置1，達(dá)到節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。
[0043]本發(fā)明還提供一種車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)的校準(zhǔn)方法，如圖4所示，包括:
[0044]S1、將校準(zhǔn)裝置安裝在六自由度搖擺臺(tái)與反力支撐之間，反力支撐固定不動(dòng)，六自由度搖擺臺(tái)設(shè)置在與其對(duì)應(yīng)的位置上；
[0045]S2、通過六自由度搖擺臺(tái)驅(qū)動(dòng)校準(zhǔn)裝置同步運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)位置，S卩，某一特定位移處；
[0046]S3、利用六自由度搖擺臺(tái)與校準(zhǔn)裝置自身測試功能，將六自由度搖擺臺(tái)與校準(zhǔn)裝置在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的位移與轉(zhuǎn)角(測試數(shù)據(jù))分別以電信號(hào)的形式反饋至控制系統(tǒng)；
[0047]S4、控制系統(tǒng)根據(jù)反饋信號(hào)對(duì)六自由度搖擺臺(tái)與校準(zhǔn)裝置進(jìn)行校對(duì)，可使用專門開發(fā)的測試軟件計(jì)算三向位移和三向轉(zhuǎn)角，且測試結(jié)果能實(shí)時(shí)顯示，自動(dòng)記錄，并對(duì)測試數(shù)據(jù)導(dǎo)出進(jìn)行對(duì)比，全程自動(dòng)化操作，操作簡便，省時(shí)省力。
[0048]其中，步驟S4包括:
[0049]S41、控制系統(tǒng)判斷兩個(gè)反饋信號(hào)是否一致；在反饋信號(hào)一致時(shí)，控制系統(tǒng)判定校準(zhǔn)合格，從而結(jié)束程序；在反饋信號(hào)不一致時(shí)，控制系統(tǒng)判定校準(zhǔn)不合格，執(zhí)行步驟S42 ；
[0050]S42、對(duì)六自由度搖擺臺(tái)進(jìn)行調(diào)整，直到控制系統(tǒng)判斷兩個(gè)反饋信號(hào)一致為止。通過對(duì)測試結(jié)果進(jìn)行比對(duì)校準(zhǔn)，其校準(zhǔn)的最大能力:土 250mm (X向)，土 380mm (Y向)，±380mm(Z 向)，±25° (繞 X)，±l8° (繞 Y)，±20° (繞 Ζ)。
[0051]綜上所述，本發(fā)明車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)將校準(zhǔn)裝置的一端與六自由度搖擺臺(tái)連接，另一端與反力支撐連接；并利用六自由度搖擺臺(tái)驅(qū)動(dòng)校準(zhǔn)裝置同步運(yùn)動(dòng)；通過控制系統(tǒng)完成對(duì)六自由度搖擺臺(tái)、校準(zhǔn)裝置的校對(duì)；該車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)可自動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn)，操作簡單，有效解決了在測試使用過程中發(fā)生測量偏差的問題，從而確保了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0052]本發(fā)明的實(shí)施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，包括校準(zhǔn)裝置(I)、六自由度搖擺臺(tái)(2)、反力支撐(3)和控制系統(tǒng)，所述校準(zhǔn)裝置(I)的一端與六自由度搖擺臺(tái)(2)連接，另一端與反力支撐(3)連接；所述六自由度搖擺臺(tái)(2)驅(qū)動(dòng)校準(zhǔn)裝置(I)同步運(yùn)動(dòng)；所述控制系統(tǒng)分別與六自由度搖擺臺(tái)(2)、校準(zhǔn)裝置(I)連接，用于對(duì)所述六自由度搖擺臺(tái)(2)、校準(zhǔn)裝置(I)進(jìn)行校對(duì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述校準(zhǔn)裝置(I)包括第一安裝總成(11)、第二安裝總成(12)、拉線(13)和傳感器(14)，所述第一安裝總成(11)固定在反力支撐(3)上；所述傳感器(14)可移動(dòng)地安裝在第一安裝總成(11)上，并與所述控制系統(tǒng)電連接；所述第二安裝總成(12)固定在六自由度搖擺臺(tái)(2)上，通過拉線(13)與所述傳感器(14)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述第一安裝總成(11)上設(shè)有環(huán)形軌道(111)，所述傳感器(14)通過滑輪(112)安裝于所述環(huán)形軌道(111)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述第一安裝總成(11)與第二安裝總成(12)為同軸心設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述第一安裝總成(11)與第二安裝總成(12)的橫截面均為圓形或圓環(huán)形。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述傳感器(14)的數(shù)量為6個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述傳感器(14)為拉線式位移傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述六自由度搖擺臺(tái)(2)包括底座(21)、伸縮桿(22)和測試單元，所述伸縮桿(22)的一端鉸接于所述底座(21)，另一端與所述校準(zhǔn)裝置(I)連接；所述測試單元設(shè)置在伸縮桿(22)上，且與所述控制系統(tǒng)電連接。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)的校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括: s1、將校準(zhǔn)裝置安裝在六自由度搖擺臺(tái)與反力支撐之間； s2、通過六自由度搖擺臺(tái)驅(qū)動(dòng)校準(zhǔn)裝置同步運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)位置； s3、六自由度搖擺臺(tái)與校準(zhǔn)裝置分別將運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的位移與轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并反饋至控制系統(tǒng)； s4、控制系統(tǒng)根據(jù)反饋信號(hào)對(duì)六自由度搖擺臺(tái)與校準(zhǔn)裝置進(jìn)行校對(duì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車端關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，步驟S4包括: s41、通過控制系統(tǒng)判斷兩個(gè)反饋信號(hào)是否一致；在反饋信號(hào)一致時(shí)，控制系統(tǒng)判定校準(zhǔn)合格，從而結(jié)束程序；在反饋信號(hào)不一致時(shí)，控制系統(tǒng)判定校準(zhǔn)不合格，執(zhí)行步驟S42 ； s42、對(duì)六自由度搖擺臺(tái)進(jìn)行調(diào)整，直到控制系統(tǒng)判斷兩個(gè)反饋信號(hào)一致為止。
【文檔編號(hào)】G01M17/00GK104266842SQ201410527441
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】張志強(qiáng), 李明, 劉志祥, 關(guān)岳, 徐冠基 申請(qǐng)人:南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司
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