[发明专利]一种单向压力动态加载装置

说明书

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，特别涉及一种单向压力动态加载装置。

背景技术

加载装置可以根据要求施加所需的载荷，在汽车、军工、电子、娱乐等行业应用越来越广，例如，手机需要通过加载装置进行一定次数的按键测试，以验证其可靠性；飞行模拟器通过加载装置来模拟飞行器在空中航行时的操纵力；机床通过各种典型的加载以检测机床的承载能力、动态响应特性等。随着设备不断向着高级、精密、尖端的方向发展，对加载装置的精度、响应性能和可靠性等方面的要求越来越高。

加载装置的形式主要有单向加载和复合加载，其中单向加载是加载的最基本也是最常用的加载方式，复合加载一般都是通过单向加载组合而成。单向加载中以压力加载最为常用，目前常见的单向压力加载装置主要有机械式、气动式、液压式等。现有的机械式单向压力加载装置主要是通过螺旋或者配重加载，无法实现对加载力的精确实时控制，且在加载对象移动时会产生附加的切向摩擦载荷，因此一般只适用于静态加载；液压加载虽然稳定且易控制，但动态特性较差，另外需要额外配备液压泵，设备和管线复杂，维护难度大，可靠性低；气动加载所需的设备较液压加载简单，动态性能稍好，但其所加压力不能过大，且加载力不稳定，加载精度低。

上述加载装置都无法完全实现高精度、快响应、高可靠性地单向可控压力加载要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种单向压力动态加载装置。

所述的装置包括伺服传动机构和加载机构：

所述的伺服传动机构的结构是：在底板1的一端固定有电机支撑座2，伺服电机3固定在所述的电机支撑座2上；滚珠丝杠4通过联轴器5与所述的伺服电机3的转轴连接；所述的滚珠丝杠4在靠近联轴器5的一端，通过固定在所述的电机支撑座2上的滚珠丝杠支撑固定端6进行支撑转动，另一端通过固定在所述的底板1上的滚珠丝杠支撑支持端7进行支撑转动；在所述的滚珠丝杠4上套接有法兰型式的丝杠螺母8；在所述的滚珠丝杠4的两侧平行且等间距的布置有第一滑动导轨9和第二滑动导轨10，在所述的第一滑动导轨9上安置有第一滑块11，在所述的第二滑动导轨10上安置有第二滑块12；所述的丝杠螺母8、第一滑块11和第二滑块12处于垂直于滚珠丝杠4轴线的同一横向位置；

所述的加载机构的结构是：万向球结构形式的加载球13固定在基板14上，在所述的基板14的另一侧固定连接有加载座15；压力传感器16的一端和所述的加载座15的另一侧的中间位置连接，另一端连接在连接座17上；在所述的连接座17的左右两侧各开有一个孔，左侧的孔中安装有法兰型式的第一直线轴承18，右侧的孔中安装有法兰型式的第二直线轴承19；在所述的加载座15的左侧连接有第一圆柱直线导轨20，右侧连接有第二圆柱直线导轨21；所述的第一圆柱直线导轨20和第二圆柱直线导轨21互相平行；其中第一圆柱直线导轨20穿过所述的第一直线轴承18，所述的第二圆柱直线导轨21穿过所述的第二直线轴承19；导向杆22和所述的连接座17的中间连接，其上套有加载弹簧23；所述的加载弹簧23的一端紧靠于所述的连接座17的中间端面，另一端紧靠于滑动支座24的中间端面；在所述的滑动支座24的左侧通孔靠近受力体29的一端安装有法兰型式的第三直线轴承25，左侧通孔靠近伺服电机3的一端安装有法兰型式的第四直线轴承26，右侧通孔靠近受力体29的一端安装有法兰型式的第五直线轴承27，右侧通孔靠近伺服电机3的一端安装有法兰型式的第六直线轴承28；所述的第一圆柱直线导轨20依次穿过第三直线轴承25、滑动支座24的左侧通孔和第四直线轴承26，所述的第二圆柱直线导轨21依次穿过第五直线轴承27、滑动支座24的右侧通孔和第六直线轴承28；所述的滑动支座24同时和所述的丝杠螺母8、第一滑块11和第二滑块12固定连接；所述的加载头13和受力体29的一个表面接触，以对其施加压力载荷。

本发明的有益效果为：

1、本发明的装置既可以实现定点的静态加载，也可以实现对移动受力体的动态加载；

2、本发明的装置是通过万向球结构形式的加载球与受力体表面接触进行加载的，因此在受力体移动过程中，加载力始终垂直于接触表面，不会产生附加摩擦力；

3、本发明的装置的加载机构中安装有压力传感器，因此可以通过闭环控制实现对加载力大小的精确控制；

4、本发明的装置的加载机构中的滑动支座通过安装于两侧的直线轴承在圆柱直线导轨上进行滑动导向，具有摩擦力小，运动顺畅的特点；

5、本发明的装置通过滑动支座将加载机构固定连接于伺服传动机构上，使得装置整体结构紧凑，加载可靠；