專(zhuān)利名稱(chēng)：一種磁流變阻尼器測(cè)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種磁流變阻尼器測(cè)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
磁流變阻尼器是一種智能減振器件，其阻尼力的大小可通過(guò)控制其驅(qū)動(dòng)電流來(lái)調(diào) 節(jié)。目前，對(duì)磁流變阻尼器的測(cè)試，主要還是利用普通減振器示功機(jī)來(lái)進(jìn)行，因磁流變阻尼 器與常規(guī)的被動(dòng)式減振器存在根本上的差別；所以，在普通減振器示功機(jī)上難以對(duì)磁流變 阻尼器的性能進(jìn)行全面、準(zhǔn)確和有效的測(cè)試和評(píng)價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于提供一種磁流變阻尼器測(cè)控系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)磁流變阻尼器性 能的全面測(cè)試和評(píng)價(jià)。 本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案 —種磁流變阻尼器測(cè)控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊、拉壓力傳感器、滑動(dòng) 軸、電動(dòng)機(jī)及減速器、偏心輪、位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、角度傳感器、力矩傳感器。 其中，磁流變阻尼器的一端與拉壓力傳感器的一端相連，所述拉壓力傳感器的另 一端固定，所述磁流變阻尼器的另一端與滑動(dòng)軸的一端固定連接。 所述電動(dòng)機(jī)及減速器的動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)偏心輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，偏心輪帶動(dòng)滑動(dòng)軸和 磁流變阻尼器作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述固定滑動(dòng)軸的另一端安裝有位移傳感器、速度傳感器、加速 度傳感器。 在所述電動(dòng)機(jī)及減速器的動(dòng)力輸出軸上安裝角度傳感器和力矩傳感器； 所述數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊通過(guò)控制線(xiàn)連接磁流變阻尼器和電動(dòng)機(jī)及減速器，
用于所述磁流變阻尼器的通、斷電和增、減電流的控制，以及用于電動(dòng)機(jī)及減速器的起動(dòng)和
轉(zhuǎn)速的控制；各傳感器通過(guò)信號(hào)線(xiàn)連接所述數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊，數(shù)據(jù)采集處理和控
制模塊用于接收、處理各傳感器采集的數(shù)據(jù)。 所述系統(tǒng)還進(jìn)一步包括變頻器，與數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊通過(guò)控制線(xiàn)連接，所 述數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊通過(guò)變頻器控制電動(dòng)機(jī)及減速器的轉(zhuǎn)速，所述變頻器與所述電 動(dòng)機(jī)及減速器、安裝電動(dòng)機(jī)及減速器的動(dòng)力輸出軸上的力矩傳感器一起構(gòu)成了恒力矩閉環(huán) 調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 所述系統(tǒng)還進(jìn)一步包括恒流源、電控開(kāi)關(guān)和磁流變阻尼器電源線(xiàn)；所述恒流源通
過(guò)電控開(kāi)關(guān)和磁流變阻尼器電源線(xiàn)與磁流變阻尼器連接，向所述磁流變阻尼器供電。所述
恒流源和電控開(kāi)關(guān)有多個(gè)，每一個(gè)恒流源與電控開(kāi)關(guān)組成一個(gè)串聯(lián)支路，各串聯(lián)支路并聯(lián)
連接，所述數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊分別控制每一個(gè)串聯(lián)支路中的電控開(kāi)關(guān)。 所述數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊控制所述電控開(kāi)關(guān)的通斷，在磁流變阻尼器電源線(xiàn)
上安裝有電流傳感器，用于檢測(cè)輸入至所述磁流變阻尼器的電流。本系統(tǒng)通過(guò)在電動(dòng)機(jī)軸上裝有力矩傳感器，力矩傳感器與變頻器構(gòu)成了對(duì)電動(dòng)機(jī)的恒力矩閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以確保 電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的力矩穩(wěn)定。 本系統(tǒng)除了具備普通減振器示功機(jī)的全部測(cè)試功能外，還具有測(cè)試磁流變阻尼器 在不同電流條件下的過(guò)渡過(guò)程以及測(cè)試磁流變阻尼器在不同電流之間的過(guò)渡過(guò)程等功能， 又因本系統(tǒng)具有恒力矩閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所以在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中本系統(tǒng)能連續(xù)跟蹤磁流變阻 尼器阻尼力的變化，使測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可靠。


圖1是本發(fā)明的測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的偏心輪部分的A向視圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 本發(fā)明公開(kāi)的磁流變阻尼器測(cè)控系統(tǒng)，在系統(tǒng)的動(dòng)力輸出軸上裝有角度傳感器， 用以跟蹤動(dòng)力輸出軸的角度變化，為系統(tǒng)提供磁流變阻尼器的通、斷電和增、減電流的時(shí) 刻。磁流變阻尼器的一端固定在拉壓力傳感器上，在磁流變阻尼器的電流輸入端裝有電流 傳感器，以獲得在磁流變阻尼器中的電流數(shù)據(jù)。磁流變阻尼器的另一端與滑動(dòng)軸相連，滑動(dòng) 軸上裝有位移傳感器、速度傳感器和加速度傳感器，以獲得滑動(dòng)軸在不同位置時(shí)的有關(guān)數(shù) 據(jù)。 如圖1和圖2所示，磁流變阻尼器2的一端與拉壓力傳感器1相連，另一端則固定 在滑動(dòng)軸4上，電動(dòng)機(jī)及減速器11的動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)偏心輪6作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，偏心輪6通過(guò) 滑動(dòng)軸上的矩形框架帶動(dòng)滑動(dòng)軸4和磁流變阻尼器2作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；滑動(dòng)軸4的一端安裝有 位移傳感器7、速度傳感器8、加速度傳感器9 ;角度傳感器5安裝在電動(dòng)機(jī)及減速器11的 動(dòng)力輸出軸上；變頻器12與電動(dòng)機(jī)和安裝在電動(dòng)機(jī)軸上力矩傳感器10構(gòu)成了恒力矩閉環(huán) 調(diào)節(jié)系統(tǒng)；恒流源14通過(guò)電控開(kāi)關(guān)15、電流傳感器13和磁流變阻尼器電源線(xiàn)3向磁流變 阻尼器2供電。數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊16用于向變頻器12、電控開(kāi)關(guān)15發(fā)出控制指令 并采集和處理各傳感器收集到的數(shù)據(jù)。所述恒流源14和電控開(kāi)關(guān)15可以有多個(gè)，每一個(gè) 恒流源與電控開(kāi)關(guān)組成一個(gè)串聯(lián)支路，各串聯(lián)支路并聯(lián)連接，所述數(shù)據(jù)采集處理和控制模 塊分別控制每一個(gè)串聯(lián)支路中的電控開(kāi)關(guān)。 下面以本系統(tǒng)對(duì)磁流變阻尼器從無(wú)電狀態(tài)到通入設(shè)定電流狀態(tài)的整個(gè)過(guò)程的測(cè) 控內(nèi)容，來(lái)說(shuō)明本系統(tǒng)的工作原理。 在設(shè)定好電動(dòng)機(jī)及減速器11轉(zhuǎn)速和磁流變阻尼器2通電的時(shí)刻(即偏心輪轉(zhuǎn) 動(dòng)的角度)和通電的電流值后，數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊16就向變頻器12發(fā)出運(yùn)轉(zhuǎn)指令， 電動(dòng)機(jī)及減速器11在變頻器12的驅(qū)動(dòng)下，按設(shè)定好的轉(zhuǎn)速通過(guò)減速器帶動(dòng)偏心輪6旋轉(zhuǎn)， 偏心輪6帶動(dòng)滑動(dòng)軸4和磁流變阻尼器2作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，變頻器12通過(guò)電動(dòng)機(jī)及減速 器11軸上的力矩傳感器10的力矩反饋來(lái)保持其輸出力矩的穩(wěn)定，數(shù)據(jù)采集處理和控制模 塊16則通過(guò)各個(gè)傳感器來(lái)采集磁流變阻尼器2在未通電狀態(tài)下的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并不斷跟蹤 角度傳感器5的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊16完成無(wú)電狀態(tài)下的數(shù)據(jù)采集工作 后， 一旦偏心輪6轉(zhuǎn)動(dòng)的角度達(dá)到設(shè)定值，數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊16就向電控開(kāi)關(guān)15發(fā)出合閘指令，電控開(kāi)關(guān)15合閘后按設(shè)定電流對(duì)磁流變阻尼器2通電，通電后磁流變阻尼器 2的阻尼力即開(kāi)始發(fā)生變化，使帶動(dòng)滑動(dòng)軸4的偏心輪6受到的力矩也發(fā)生變化，使電動(dòng)機(jī) 及減速器11受到的力矩也在變化，這時(shí)，力矩傳感器IO將電動(dòng)機(jī)及減速器11力矩變化的 情況反饋到變頻器12，在力矩閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下，變頻器12使電動(dòng)機(jī)及減速器11的 輸出力矩跟蹤偏心輪6的力矩連續(xù)變化……。 一旦磁流變阻尼器2的阻尼力進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài) (即過(guò)渡過(guò)程結(jié)束)，數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊16就終止數(shù)據(jù)采集，由此，數(shù)據(jù)采集處理和 控制模塊16獲得了磁流變阻尼器2從無(wú)電到通電這一特殊運(yùn)行過(guò)程的全部數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)這 些數(shù)據(jù)的處理和比較即可獲得磁流變阻尼器在此過(guò)渡過(guò)程中的運(yùn)行狀況，也可對(duì)獲得的數(shù) 據(jù)進(jìn)行處理并繪制出各種相關(guān)曲線(xiàn)，因數(shù)據(jù)處理涉及到另一領(lǐng)域，且為公知常識(shí)，此處不在 贅述。
權(quán)利要求
一種磁流變阻尼器測(cè)控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊(16)、拉壓力傳感器(1)、滑動(dòng)軸(4)、電動(dòng)機(jī)及減速器(11)、偏心輪(6)、位移傳感器(7)、速度傳感器(8)、加速度傳感器(9)、角度傳感器(5)、力矩傳感器(10)，其特征在于磁流變阻尼器(2)的一端與拉壓力傳感器(1)的一端相連，所述拉力傳感器(1)的另一端固定，所述磁流變阻尼器(2)的另一端與滑動(dòng)軸(4)的一端固定連接；所述電動(dòng)機(jī)及減速器(11)的動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)偏心輪(6)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，偏心輪(6)帶動(dòng)滑動(dòng)軸(4)和磁流變阻尼器(2)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述固定滑動(dòng)軸(4)的另一端安裝有位移傳感器(7)、速度傳感器(8)、加速度傳感器(9)；在所述電動(dòng)機(jī)及減速器(11)的動(dòng)力輸出軸上安裝角度傳感器(5)和力矩傳感器(10)；所述數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊(16)通過(guò)控制線(xiàn)連接磁流變阻尼器(2)和電動(dòng)機(jī)及減速器(11)，用于所述磁流變阻尼器(2)的通、斷電和增、減電流的控制，以及用于電動(dòng)機(jī)及減速器(11)的起動(dòng)和轉(zhuǎn)速的控制；各傳感器通過(guò)信號(hào)線(xiàn)連接所述數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊(16)，數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊(16)用于接收、處理各傳感器采集的數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述磁流變阻尼器測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還進(jìn)一步包括變 頻器(12)，與數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊(16)通過(guò)控制線(xiàn)連接，所述數(shù)據(jù)采集處理和控制模 塊(16)通過(guò)變頻器(12)控制電動(dòng)機(jī)及減速器(11)的轉(zhuǎn)速，所述變頻器(12)與所述電動(dòng) 機(jī)及減速器(11)、安裝電動(dòng)機(jī)及減速器(11)的動(dòng)力輸出軸上的力矩傳感器(10) —起構(gòu)成 了恒力矩閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述磁流變阻尼器測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還進(jìn)一步包 括恒流源(14)、電控開(kāi)關(guān)(15)和磁流變阻尼器電源線(xiàn)(3);所述恒流源(14)通過(guò)電控開(kāi)關(guān) (15)和磁流變阻尼器電源線(xiàn)(3)與磁流變阻尼器(2)連接，向所述磁流變阻尼器(2)供電。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁流變阻尼器測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集處理和 控制模塊(16)控制所述電控開(kāi)關(guān)(15)的通斷，在磁流變阻尼器電源線(xiàn)(3)上安裝有電流 傳感器(13)，用于檢測(cè)輸入至所述磁流變阻尼器(2)的電流。
5. 如權(quán)利要求4所述磁流變阻尼器測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述恒流源(14)和電控開(kāi) 關(guān)(15)有多個(gè)，每一個(gè)恒流源(14)與電控開(kāi)關(guān)(15)組成一個(gè)串聯(lián)支路，各串聯(lián)支路并聯(lián) 連接，所述數(shù)據(jù)采集處理和控制模塊(16)分別控制每一個(gè)串聯(lián)支路中的電控開(kāi)關(guān)(15)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種磁流變阻尼器測(cè)控系統(tǒng)，系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)軸上裝有力矩傳感器，力矩傳感器與變頻器構(gòu)成了對(duì)電動(dòng)機(jī)的恒力矩閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以確保電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的力矩穩(wěn)定。在系統(tǒng)的動(dòng)力輸出軸上裝有角度傳感器，用以跟蹤動(dòng)力輸出軸的角度變化，為系統(tǒng)提供磁流變阻尼器的通、斷電和增、減電流的時(shí)刻。磁流變阻尼器的一端固定在拉壓力傳感器上，在磁流變阻尼器的電流輸入端裝有電流傳感器，以獲得在磁流變阻尼器中的電流數(shù)據(jù)。磁流變阻尼器的另一端與滑動(dòng)軸相連，滑動(dòng)軸上裝有位移傳感器、速度傳感器和加速度傳感器，以獲得滑動(dòng)軸在不同位置時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)可對(duì)磁流變阻尼器的性能進(jìn)行較為全面的評(píng)價(jià)。
文檔編號(hào)G01M99/00GK101738329SQ200910191359
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者譚和平 申請(qǐng)人:重慶儀表材料研究所