一種車端關系試驗臺及校準方法
【專利摘要】本發明涉及機電校準【技術領域】，尤其涉及一種可自動進行校準的車端關系試驗臺及校準方法。該車端關系試驗臺包括校準裝置、六自由度搖擺臺、反力支撐和控制系統，所述校準裝置的一端與六自由度搖擺臺連接，另一端與反力支撐連接；所述六自由度搖擺臺驅動校準裝置同步運動；所述控制系統與六自由度搖擺臺、校準裝置連接，用于對所述六自由度搖擺臺、校準裝置進行校對；該車端關系試驗臺可自動進行校準，操作簡單，有效解決了在測試使用過程中發生測量偏差的問題，從而確保了實驗結果的準確性。
【專利說明】
一種車端關系試驗臺及校準方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及機電校準【技術領域】，尤其涉及一種可自動校準的車端關系試驗臺及校準方法。
【背景技術】
[0002]目前，車端關系試驗臺是用來進行車端部件驗證的一個非標試驗臺，其能夠對車輛車端上的各種部件進行空間關系驗證、狀態模擬、剛度阻尼測試、疲勞試驗及靜強度等相關試驗。隨著科技的發展，車端關系試驗臺更是廣泛應用到各種訓練模擬器如飛行模擬器、艦艇模擬器、海軍直升機起降模擬平臺、坦克模擬器、汽車駕駛模擬器、火車駕駛模擬器、地震模擬器以及動感電影、娛樂設備等領域。
[0003]現有車端關系試驗臺包括六自由度搖擺臺和反力支撐，六自由度搖擺臺通常是用做振動平臺，通過設置在底座上的六個液壓伸縮桿完成在空間六個自由度(X向，y向，z向，繞X，繞y，繞z)的運動，從而可以模擬出各種空間運動姿態。但是，由于車端關系試驗臺涉及機械、液壓、電氣、控制、計算機、傳感器等多種部件，雖然自帶的位移轉角測試系統也可以進行一定程度的校準，但是，在高密度的使用過程中難免會發生測量偏差，且無法保證每一次都能實現自動校準功能，容易造成實驗結果出現誤差。
[0004]因此，針對以上不足，需要一種能夠自動進行校準，操作簡便，避免出現測量偏差的車端關系試驗臺及校準方法。
【發明內容】
[0005](一 )要解決的技術問題
[0006]本發明要解決的技術問題是提供了一種車端關系試驗臺及校準方法，使得在使用時可自動進行校準，操作簡單，避免出現測量偏差。
[0007]( 二 )技術方案
[0008]為了解決上述技術問題，本發明提供一種車端關系試驗臺，其包括校準裝置、六自由度搖擺臺、反力支撐和控制系統，所述校準裝置的一端與六自由度搖擺臺連接，另一端與反力支撐連接；所述六自由度搖擺臺驅動校準裝置同步運動；所述控制系統與六自由度搖擺臺、校準裝置連接，用于對所述六自由度搖擺臺、校準裝置進行校對。
[0009]其中，所述校準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；所述傳感器可移動地安裝在第一安裝總成上，并與所述控制系統電連接；所述第二安裝總成固定在六自由度搖擺臺上，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有環形軌道，所述傳感器通過滑輪安裝于所述環形軌道上。
[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形。
[0013]其中，所述傳感器的數量為6個。
[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，另一端與所述校準裝置連接；所述測試單元設置在伸縮桿上，且與所述控制系統電連接。
[0016]本發明還提供一種該車端關系試驗臺的校準方法，包括:
[0017]S1、將校準裝置安裝在六自由度搖擺臺與反力支撐之間；
[0018]S2、通過六自由度搖擺臺驅動校準裝置同步運動到預設位置；
[0019]S3、六自由度搖擺臺與校準裝置分別將運動產生的位移與轉角轉換為電信號并反饋至控制系統；
[0020]S4、控制系統根據反饋信號對六自由度搖擺臺與校準裝置進行校對。
[0021]其中，步驟S4包括:
[0022]S41、通過控制系統判斷兩個反饋信號是否一致；在反饋信號一致時，控制系統判定校準合格，從而結束程序；在反饋信號不一致時，控制系統判定校準不合格，執行步驟S42 ；
[0023]S42、對六自由度搖擺臺進行調整，直到控制系統判斷兩個反饋信號一致為止。
[0024](三)有益效果
[0025]本發明的上述技術方案具有以下有益效果:本發明車端關系試驗臺將校準裝置的一端與六自由度搖擺臺連接，另一端與反力支撐連接；并利用六自由度搖擺臺驅動校準裝置同步運動；通過控制系統完成對六自由度搖擺臺、校準裝置的校對；該車端關系試驗臺可自動進行校準，操作簡單，有效解決了在測試使用過程中發生測量偏差的問題，從而確保了實驗結果的準確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明實施例車端關系試驗臺的結構示意圖；
[0027]圖2為本發明實施例六自由度搖擺臺的正視圖；
[0028]圖3為本發明實施例反力支撐的正視圖；
[0029]圖4為本發明實施例校準方法的原理圖。
[0030]其中，1:校準裝置；2:六自由度搖擺臺；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:環形軌道；112:滑輪。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖和實施例對本發明的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不能用來限制本發明的范圍。
[0032]在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上；術語“上”、“下”、“左”、“右”、“內”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，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、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“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重要性。
[0033]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，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。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0034]如圖1所示，本實施例提供的車端關系試驗臺，其包括校準裝置1、六自由度搖擺臺2、反力支撐3和控制系統，校準裝置I的一端與六自由度搖擺臺2連接，另一端與反力支撐3連接；六自由度搖擺臺2驅動校準裝置I同步運動，從而模擬出各種空間運動姿態，SP，空間六個自由度(X向，y向，z向,繞X,繞y,繞z)的運動；控制系統與六自由度搖擺臺2、校準裝置I連接，六自由度搖擺臺2、校準裝置I可同時對其自身的位置變化(位移、轉角)進行測量，并以電信號的形成反饋至控制系統中，而對于控制系統而言，可利用計算機程序對反饋信息進行記錄、運算及分析，從而實現對六自由度搖擺臺2、校準裝置I之間的校準功能。
[0035]如圖3所示，本實施例中校準裝置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可移動地安裝在第一安裝總成11上，并與控制系統電連接；第二安裝總成12固定在六自由度搖擺臺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2同步運動，從而通過拉線13帶動傳感器14在第一安裝總成11上對應運動，通過傳感器14可將運動中位移、轉角以電信號的形式發送至控制系統。
[0036]其中，第一安裝總成11與第二安裝總成12為同軸心設置，以使第一安裝總成11與第二安裝總成12之間保持對應狀態。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特定形狀，只要滿足能夠模擬六自由度運動即可。
[0037]優選地，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的總數為6個，與之相應地，拉線的數量也為6個，每個傳感器14對應一個拉線。
[0039]其中，拉線優選為不銹鋼絲，便于取材與生產，降低制造成本。
[0040]對于傳感器14在第一安裝總成11上的移動而言，可在第一安裝總成11上設有環形軌道111，傳感器14通過滑輪112安裝于環形軌道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構上的精巧集成，充分結合了角度位移傳感器和直線位移傳感器的優點，從而成為一款結構緊湊，測量行程長、安裝空間尺寸小、具有高精度測量的優良傳感器。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伸縮桿22對應的第二安裝總成12上。
[0042]如圖2所示，本實施例六自由度搖擺臺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動，伸縮桿22的一端鉸接于底座21，另一端與校準裝置I連接；通過設置在底座21上的六個液壓伸縮桿21完成在空間六個自由度(X向，y向，z向，繞X，繞y，繞z)的運動；測試單元設置在伸縮桿22上，且與控制系統電連接。測試單元的結構可與現有六自由度搖擺臺2的構造相同，因此，該車端關系試驗臺可在原有的結構上加裝校準裝置1，達到節約生產成本的目的。
[0043]本發明還提供一種車端關系試驗臺的校準方法，如圖4所示，包括:
[0044]S1、將校準裝置安裝在六自由度搖擺臺與反力支撐之間，反力支撐固定不動，六自由度搖擺臺設置在與其對應的位置上；
[0045]S2、通過六自由度搖擺臺驅動校準裝置同步運動到預設位置，S卩，某一特定位移處；
[0046]S3、利用六自由度搖擺臺與校準裝置自身測試功能，將六自由度搖擺臺與校準裝置在運動時產生的位移與轉角(測試數據)分別以電信號的形式反饋至控制系統；
[0047]S4、控制系統根據反饋信號對六自由度搖擺臺與校準裝置進行校對，可使用專門開發的測試軟件計算三向位移和三向轉角，且測試結果能實時顯示，自動記錄，并對測試數據導出進行對比，全程自動化操作，操作簡便，省時省力。
[0048]其中，步驟S4包括:
[0049]S41、控制系統判斷兩個反饋信號是否一致；在反饋信號一致時，控制系統判定校準合格，從而結束程序；在反饋信號不一致時，控制系統判定校準不合格，執行步驟S42 ；
[0050]S42、對六自由度搖擺臺進行調整，直到控制系統判斷兩個反饋信號一致為止。通過對測試結果進行比對校準，其校準的最大能力: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，本發明車端關系試驗臺將校準裝置的一端與六自由度搖擺臺連接，另一端與反力支撐連接；并利用六自由度搖擺臺驅動校準裝置同步運動；通過控制系統完成對六自由度搖擺臺、校準裝置的校對；該車端關系試驗臺可自動進行校準，操作簡單，有效解決了在測試使用過程中發生測量偏差的問題，從而確保了實驗結果的準確性。
[0052]本發明的實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明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領域的普通技術人員而言是顯而易見的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發明的原理和實際應用，并且使本領域的普通技術人員能夠理解本發明從而設計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
【權利要求】
1.一種車端關系試驗臺，其特征在于，包括校準裝置(I)、六自由度搖擺臺(2)、反力支撐(3)和控制系統，所述校準裝置(I)的一端與六自由度搖擺臺(2)連接，另一端與反力支撐(3)連接；所述六自由度搖擺臺(2)驅動校準裝置(I)同步運動；所述控制系統分別與六自由度搖擺臺(2)、校準裝置(I)連接，用于對所述六自由度搖擺臺(2)、校準裝置(I)進行校對。
2.根據權利要求1所述的車端關系試驗臺，其特征在于，所述校準裝置(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)可移動地安裝在第一安裝總成(11)上，并與所述控制系統電連接；所述第二安裝總成(12)固定在六自由度搖擺臺(2)上，通過拉線(13)與所述傳感器(14)連接。
3.根據權利要求2所述的車端關系試驗臺，其特征在于，所述第一安裝總成(11)上設有環形軌道(111)，所述傳感器(14)通過滑輪(112)安裝于所述環形軌道(111)上。
4.根據權利要求2所述的車端關系試驗臺，其特征在于，所述第一安裝總成(11)與第二安裝總成(12)為同軸心設置。
5.根據權利要求4所述的車端關系試驗臺，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形。
6.根據權利要求2所述的車端關系試驗臺，其特征在于，所述傳感器(14)的數量為6個。
7.根據權利要求7所述的車端關系試驗臺，其特征在于，所述傳感器(14)為拉線式位移傳感器。
8.根據權利要求1所述的車端關系試驗臺，其特征在于，所述六自由度搖擺臺(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)，另一端與所述校準裝置(I)連接；所述測試單元設置在伸縮桿(22)上，且與所述控制系統電連接。
9.一種根據權利要求1-8中任一項所述的車端關系試驗臺的校準方法，其特征在于，包括: s1、將校準裝置安裝在六自由度搖擺臺與反力支撐之間； s2、通過六自由度搖擺臺驅動校準裝置同步運動到預設位置； s3、六自由度搖擺臺與校準裝置分別將運動產生的位移與轉角轉換為電信號并反饋至控制系統； s4、控制系統根據反饋信號對六自由度搖擺臺與校準裝置進行校對。
10.根據權利要求9所述的車端關系試驗臺，其特征在于，步驟S4包括: s41、通過控制系統判斷兩個反饋信號是否一致；在反饋信號一致時，控制系統判定校準合格，從而結束程序；在反饋信號不一致時，控制系統判定校準不合格，執行步驟S42 ； s42、對六自由度搖擺臺進行調整，直到控制系統判斷兩個反饋信號一致為止。
【文檔編號】G01M17/00GK104266842SQ201410527441
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月9日 優先權日:2014年10月9日
【發明者】張志強, 李明, 劉志祥, 關岳, 徐冠基 申請人:南車青島四方機車車輛股份有限公司
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