本發(fā)明屬于測試計量裝備領域，特別是一種用于準靜態(tài)校準的全自動化脈沖壓力激勵裝置。

背景技術：

壓力傳感器長期使用后靈敏度會發(fā)生偏移，導致組建的壓力測試系統(tǒng)的工作特性參數存在很大的不確定性。因此，壓力傳感器在進行現場測試前，應進行靈敏度等工作特性的校準。

準靜態(tài)校準是利用落錘液壓校準裝置產生類似于半正弦的壓力激勵源對壓力傳感器進行校準。半正弦信號的有效頻譜從零頻開始并且具有一定的有效頻帶，能充分激發(fā)傳感系統(tǒng)DC～1kHz的低頻模態(tài)。現有的落錘液壓校準裝置只能產生峰值大于10MPa的半正弦脈沖，而要實現低于10MPa，落錘液壓校準裝置中要采用二次錘的方案，而二次錘釋放及接錘不能像一次錘一樣可實現自動接錘功能，從而導致錘體在撞擊精密活塞桿時會出現多次撞擊的情況，產生的壓力波形和半正弦波形有極大差異。而且現有的落錘液壓校準裝置結構復雜，體積笨重，不便移動，不宜實現不同場所的校準。

技術實現要素：

本發(fā)明所解決的技術問題在于提供一種用于準靜態(tài)校準的全自動化脈沖壓力激勵裝置，壓力激勵裝置能夠防止擺桿的二次撞擊，結構簡單，重量輕，適用于不同場合的校準；采用PLC控制操作方便。

實現本發(fā)明目的的技術解決方案為：

一種用于準靜態(tài)校準的全自動化脈沖壓力激勵裝置，包括底座、造壓油缸、擺桿軸組件、離合器從動件、離合器主動件、減速器、步進電機、第一軸承座、第二軸承座、激光傳感器發(fā)射端、激光傳感器接收端、擺桿；

所述造壓油缸、第一軸承座、第二軸承座、步進電機均固定在底座上，所述造壓油缸安裝在底座的一端，步進電機安裝在底座的另一端；第一軸承座、第二軸承座位于油缸與步進電機之間；所述第一軸承座靠近步進電機端安裝，第二軸承座靠近油缸端安裝，且第一軸承座與第二軸承座的軸孔同軸；所述擺桿組件中間安裝在第一軸承座與第二軸承座上，擺桿組件靠近第二軸承座側端部安裝有擺桿，擺桿組件靠近第一軸承座側端部安裝有離合器從動件；離合器主動件安裝在減速器上，減速器與步進電機相連；采用PLC控制步進電機、離合器主動件；所述擺桿的敲擊端位于造壓油缸的活塞桿中心位置的上方。

本發(fā)明與現有技術相比，其顯著優(yōu)點：

(1)本發(fā)明的用于準靜態(tài)校準的全自動化脈沖壓力激勵裝置結構簡單、體積小、重量輕可移動，適用于不同場所的校準；

(2)本發(fā)明的用于準靜態(tài)校準的全自動化脈沖壓力激勵裝置具有防止二次撞擊的功能，擺桿下落時只有一次落錘；

(3)本發(fā)明的用于準靜態(tài)校準的全自動化脈沖壓力激勵裝置采用PLC全自動控制，操作簡單；

(4)本發(fā)明的用于準靜態(tài)校準的全自動化脈沖壓力激勵裝置可根據需要產生壓力的大小調整擺桿的長度、材料、升高角度。

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明全自動化脈沖壓力激勵裝置結構示意圖的主視圖。

圖2為本發(fā)明全自動化脈沖壓力激勵裝置結構示意圖的俯視圖。

圖3為本發(fā)明全自動化脈沖壓力激勵裝置結構示意圖的由視圖。

圖4為本發(fā)明擺桿軸組件結構示意圖。

具體實施方式

一種用于準靜態(tài)校準的全自動化脈沖壓力激勵裝置，其特征在于：包括底座1、造壓油缸2、擺桿軸組件、離合器從動件7、離合器主動件8、減速器9、步進電機10、第一軸承座11、第二軸承座12、激光傳感器發(fā)射端13、激光傳感器接收端14、擺桿15；

結合圖1-3，所述造壓油缸2、第一軸承座11、第二軸承座12、步進電機10均固定在底座1上，所述造壓油缸2安裝在底座1的一端，步進電機10安裝在底座的另一端，第一軸承座11、第二軸承座12位于造壓油缸2與步進電機10之間，用于支撐擺桿組件的旋轉運動；所述第一軸承座11靠近步進電機10端安裝，第二軸承座12靠近造壓油缸2端安裝，且第一軸承座11與第二軸承座12的軸孔同軸；所述第一軸承座11、第二支撐軸承20均設有軸孔，分別用于安裝第一支撐軸承19和第二支撐軸承20；所述擺桿組件中間安裝在第一軸承座11與第二軸承座12上，擺桿組件用于提供擺桿15旋轉的輸出軸；擺桿組件靠近第二軸承座12側端部安裝有擺桿15，擺桿組件靠近第一軸承座11端部安裝有離合器從動件；離合器主動件8安裝在減速器9上，通過PLC控制離合器主動件8的通斷電，即可控制離合器主動件8與離合器從動件7之間的閉合與分離，從而達到控制減速器9與擺桿軸3之間扭矩的傳遞。減速器9與步進電機10相連；步進電機10采用PLC控制；所述擺桿15的敲擊端位于造壓油缸2的活塞桿18中心位置的上方；

所述減速器9采用的帶自鎖功能的蝸輪蝸桿減速結構，通過PLC控制離合器主動件8的通斷電，即可控制離合器主動件8與離合器從動件7之間的閉合與分離，從而達到控制減速器9與擺桿軸3之間扭矩的傳遞。

結合圖4，所述擺桿組件包括擺桿軸3、第一支撐軸承19、第二支撐軸承20、單向軸承21和單向軸承座4；擺桿軸3作為安裝擺桿15的旋轉軸，擺桿軸3的中間安裝有第一支撐軸承19、第二支撐軸承20；所述第一支撐軸承19、第二支撐軸承20分別安裝在第一軸承座11和第二軸承座12上；位于第二支撐軸承20和擺桿15之間，擺桿軸3上安裝有單向軸承21，單向軸承21外部安裝有單向軸承座4；擺桿15安裝在擺桿組件的擺桿軸3上，采用過盈配合的安裝方式，并且擺桿15與擺桿軸3之間裝有平鍵，用于傳遞扭矩；所述擺桿15的軸線與擺桿軸3的軸線相互垂直；

結合圖2，所述擺桿軸3上安裝有限位桿17，且限位桿17位于第一軸承座11和第二軸承座12之間；所述限位桿17的軸線與擺桿15相的軸線相互平行，限位桿17與擺桿15的安裝方向呈180度；所述第一軸承座11下端安裝有激光傳感器發(fā)射端13，第二軸承座12下端安裝有激光傳感器接收端14；所述激光傳感器發(fā)射端13和激光傳感器接收端14的軸線重合，并且均位于擺桿軸3的正下方；當擺桿15向上擺動至最高點(即轉動90度)時，限位桿17轉動至向下的最低點，限位桿17會擋住激光傳感器發(fā)射端13和激光傳感器接收端14之間的激光信號，PLC接收到信號時，立即停止驅動步進電機10，從而達到限位保護的作用。

結合圖1，所述單向軸承座4上還安裝有制動器銜鐵16，第二軸承座12上安裝有電磁制動器5；單向軸承21的安裝方向設置為：當單向軸承21的外圈固定時，擺桿15可以自由提升；通過PLC控制電磁制動器5的通斷電，即可通過制動器銜鐵16控制單向軸承21外圈固定不動或者自由轉動。

在一些實施方式中，第一軸承座11上還固定有旋轉編碼器6，且旋轉編碼器6位于第一支撐軸承19和第二支撐軸承20之間，所述旋轉編碼器6用于檢測擺桿軸3的轉角和旋轉方向。

在一些實施方式中，所述擺桿15根據需要可以設計為不同的長度和不同的材料的擺桿，當需要產生小壓力時，可采用較短的長度和輕質的材料，如塑料、陶瓷材料；當需要產生較大壓力時，可采用較長的長度和密度較大的金屬材料，如鐵制材料、銅制材料、合金材料、碳鋼材料。

作為對上述實施方式的進一步優(yōu)化，根據擺桿3長度的不同，所述底座1上設有不同位置的造壓油缸2的安裝槽22，用于保證不同長度的擺桿15能夠打擊在造壓油缸2的活塞桿18上。

作為對上述實施方式的進一步優(yōu)化，所述油缸安裝槽22可以是數量固定的定位孔，根據幾個常用長度的擺桿安裝造壓油缸22設置孔位；油缸安裝槽22也可以是長孔槽，通過調節(jié)造壓油缸2的安裝位置以適應不同長度擺桿15的長度。

工作時，通過PLC控制離合器主動件8通電，使得離合器從動件7和離合器主動件8相結合。PLC給步進電機10發(fā)出脈沖指令，步進電機10按PLC給出的脈沖數旋轉，擺桿15向上提升，并通過旋轉編碼器6實時讀取擺桿15的提升角度；當擺桿15到達預設角度后，步進電機10停止旋轉，利用減速器9的自鎖功能使得擺桿15固定在預設的角度位置。當需要擺桿15下落時，將離合器主動件8斷電，擺桿15在重力作用下向下擺動，此時PLC實時讀取擺桿軸3的旋轉方向；當擺桿軸3的旋轉方向使擺桿15由下落突變?yōu)樯仙龝r，表明擺桿15已經撞擊在活塞桿18上并產生了反彈，此時立即控制電磁制動器5通電，從而使得單向軸承座4固定不動。雖然單向軸承21的外圈被電磁制動器5固定，但擺桿15仍能向上反彈一定的角度，但由于單向軸承21的作用，擺桿15不能自由下落，防止了擺桿15和活塞桿18之間的二次撞擊，從而實現了壓力激勵裝置僅產生一個壓力脈沖的功能。

若因輸入PLC的角度錯誤或其它原因，當擺桿15向上擺動至最高點(即轉動90度)時，此時限位桿17轉動至向下的最低點，限位桿17會擋住激光傳感器發(fā)射端13和激光傳感器接收端14之間的激光信號，PLC接收到這一變化信號時，立即停止驅動步進電機10，從而達到限位保護的作用。當需要再次產生壓力脈沖時，通過PLC再次控制離合器從動件7和電磁制動器5斷電，擺桿3在重力作用下自由落在活塞桿18上。重復上述過程，即可全自動控制產生半正弦壓力脈沖。