一種穩(wěn)定的動態(tài)直線運(yùn)動發(fā)生裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種運(yùn)動發(fā)生裝置，尤其是一種穩(wěn)定的動態(tài)直線運(yùn)動發(fā)生裝置。屬于運(yùn)動參數(shù)溯源技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]直線運(yùn)動是常見的運(yùn)動狀態(tài)之一，在國防軍事、工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，都有對直線運(yùn)動狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行測量的需求。例如:在導(dǎo)彈發(fā)射過程中，內(nèi)彈道出筒(導(dǎo)彈發(fā)射筒/箱)速度及加速度是判定發(fā)射系統(tǒng)性能是否正常，發(fā)射過程成功與否的重要參數(shù)。在乳鋼生產(chǎn)線中對入爐鋼坯進(jìn)行速度監(jiān)測，可以降低廢品率，從而降低生產(chǎn)成本優(yōu)化生產(chǎn)過程，預(yù)測和消除故障隱患。許多特殊的工程應(yīng)用問題，例如氣缸活塞的沖擊運(yùn)動，機(jī)床臺面的過渡過程等，都是工業(yè)生產(chǎn)中重要的環(huán)節(jié)，在設(shè)計和應(yīng)用中都需要測量其直線運(yùn)動參數(shù)。在日常生活中，車輛速度的限制和監(jiān)控是安全行駛的保證，尤其高速鐵路中火車的運(yùn)行速度較快，對其進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，能夠確保車輛快速安全行駛。
[0003]為了更準(zhǔn)確地對直線運(yùn)動狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行測量，就必需要研究對應(yīng)的先進(jìn)測量技術(shù)，直線運(yùn)動發(fā)生裝置無疑是必需的，用以提供可控的、可重復(fù)使用的、穩(wěn)定的動態(tài)直線運(yùn)動過程。目前，常見的直線運(yùn)動發(fā)生裝置類型較少，常見的裝置有振動臺、空氣炮、跌落裝置、碰撞裝置等。振動臺只能產(chǎn)生小位移、低幅度狀態(tài)振動，運(yùn)動行程短，速度幅度小，無法模擬多數(shù)直線運(yùn)動狀態(tài);空氣炮利用空氣動力原理，工作介質(zhì)為空氣，由差壓裝置和可實(shí)現(xiàn)自動控制的快速排氣閥、瞬間將空氣壓力能轉(zhuǎn)變成空氣射流動力能，可以產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，其設(shè)備體積龐大，運(yùn)動目標(biāo)發(fā)射后被破壞，無法在其上安裝其他傳感器，成本較高，使用中存在一定危險性;跌落裝置僅可提供自由落體過程，形式單一;碰撞裝置利用物體的機(jī)械碰撞產(chǎn)生沖擊運(yùn)動，可控性較差，在有限空間內(nèi)能量回收形式復(fù)雜。綜上所述，目前的直線運(yùn)動發(fā)生裝置存在參數(shù)單一、可控性差、成本較高或是安全系數(shù)低等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種穩(wěn)定的動態(tài)直線運(yùn)動發(fā)生裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，滿足直線運(yùn)動動態(tài)參數(shù)的研究的需求。該裝置產(chǎn)生的直線運(yùn)動過程具有動態(tài)性和連續(xù)性，運(yùn)動過程穩(wěn)定，便于控制，使用方便，安全系數(shù)高。
[0005]本發(fā)明一種穩(wěn)定的動態(tài)直線運(yùn)動發(fā)生裝置，由驅(qū)動模塊、運(yùn)動模塊和支撐模塊三個部分組成。它們相互之間的關(guān)系是:支撐模塊是驅(qū)動模塊與運(yùn)動模塊的支撐平臺，并限定驅(qū)動模塊和運(yùn)動模塊的運(yùn)動空間范圍;驅(qū)動模塊負(fù)責(zé)帶動運(yùn)動模塊進(jìn)行勢能存儲。
[0006]所述驅(qū)動模塊包括三相步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)減速器、纜繩卷筒、纜繩、纜繩高度導(dǎo)向滑輪、纜繩銜接滑輪、纜繩寬度導(dǎo)向滑輪、拉力傳感器、滾珠滑塊、滾珠滑塊導(dǎo)軌、電磁鎖和光電限位裝置;它們相互之間的關(guān)系是:三相步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)減速器、纜繩卷筒和纜繩高度導(dǎo)向滑輪依次安裝于電機(jī)平臺上，三相步進(jìn)電機(jī)直接與電機(jī)減速器相聯(lián)接，電機(jī)減速器與纜繩卷筒相聯(lián)接，纜繩一端繞在纜繩卷筒上的纜繩收納凹槽內(nèi)，另一端經(jīng)過纜繩高度導(dǎo)向滑輪、纜繩銜接滑輪和纜繩寬度導(dǎo)向滑輪與拉力傳感器相連接;拉力傳感器固定在滾珠滑塊靠近三相步進(jìn)電機(jī)一側(cè);滾珠滑塊沿滾珠滑塊導(dǎo)軌移動;三相步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動時帶動纜繩卷筒旋轉(zhuǎn)，卷繞纜繩，通過纜繩銜接滑輪帶動滾珠滑塊沿滾珠滑塊導(dǎo)軌運(yùn)動;光電限位裝置安裝在運(yùn)動模塊中的氣浮導(dǎo)軌底部靠近三相步進(jìn)電機(jī)一端，滾珠滑塊導(dǎo)軌的上方；電磁鎖固定在滾珠滑塊的遠(yuǎn)離三相步進(jìn)電機(jī)一側(cè)；
[0007]該三相步進(jìn)電機(jī)采用森創(chuàng)130BYG350FH;
[0008]該電機(jī)減速器采用森創(chuàng)PS142-010;
[0009]該纜繩卷筒為圓柱體，一個底面設(shè)有聯(lián)接三相步進(jìn)電機(jī)的凹槽，為圓柱形凹槽;側(cè)面有兩個纜繩收納凹槽，為圓環(huán)形凹槽；以及兩個纜繩固定凹槽，為圓柱形凹槽；
[0010]該纜繩采用鋼絲繩，其直徑為3-4mm;
[0011]該纜繩高度導(dǎo)向滑輪為定滑輪，保證此處纜繩高度與滾珠滑塊纜繩連接處高度一致；
[0012]該纜繩銜接滑輪為定滑輪，一端通過纜繩高度導(dǎo)向滑輪連接纜繩卷筒，另外一端通過纜繩寬度導(dǎo)向滑輪連接拉力傳感器，以保證兩個拉力傳感器受力均勻，避免對滾珠滑塊產(chǎn)生側(cè)向拉力；
[0013]該纜繩寬度導(dǎo)向滑輪為定滑輪，避免對滾珠滑塊產(chǎn)生側(cè)向拉力；
[0014]該拉力傳感器采用MCL-Sl，用以監(jiān)測滾珠滑塊兩側(cè)所受拉力是否均衡；
[0015]該滾珠滑塊及導(dǎo)軌采用R1853;
[0016]該電磁鎖采用120LBS;
[0017]該光電限位裝置采用紅外發(fā)光二極管和紅外光電二極管，限定滾珠滑塊最大運(yùn)動位置；
[0018]所述運(yùn)動模塊包括氣浮滑塊、氣浮導(dǎo)軌、附加設(shè)備固定座、電磁鎖吸板、彈力繩和彈力繩導(dǎo)向滑輪;它們相互之間的關(guān)系是:附加設(shè)備固定座固定在氣浮滑塊上;氣浮滑塊可沿氣浮導(dǎo)軌移動；電磁鎖吸板固定在氣浮滑塊靠近三相步進(jìn)電機(jī)一側(cè)，安裝位置與驅(qū)動模塊中的滾珠滑塊上的電磁鎖對應(yīng)。彈力繩導(dǎo)向滑輪固定在支撐模塊中的導(dǎo)軌平臺上，彈力繩圍繞四個彈力繩導(dǎo)向滑輪布置，兩端分別固定在氣浮滑塊兩側(cè)。
[0019]該氣浮滑塊采用NewwayABLM，為多孔材質(zhì)材料，在運(yùn)動過程中，氣浮滑塊與氣浮導(dǎo)軌之間沒有接觸，無摩擦力，并且不易產(chǎn)生側(cè)向振動；
[0020]該氣浮導(dǎo)軌采用Newway ABLM組件；
[0021]該附加設(shè)備固定座為立方體，其中一面有貫通式凹槽，其上設(shè)有多個附加設(shè)備安裝位置，以便使用多種其他方法進(jìn)行直線運(yùn)動參數(shù)測量；
[0022]該電磁鎖吸板采用120LBS組件；
[0023]該彈力繩采用航空用彈射繩，可以通過改變規(guī)格來獲得不同范圍的動態(tài)直線運(yùn)動過程，既能存儲勢能，又進(jìn)行能量回收；
[0024]該彈力繩導(dǎo)向滑輪采用定滑輪，用來限制彈力繩位置，同時能使彈力繩各個部位產(chǎn)生均勻的伸縮量，避免對氣浮滑塊產(chǎn)生側(cè)向拉力；
[0025]所述支撐模塊包括電機(jī)平臺和導(dǎo)軌平臺；它們相互之間的關(guān)系是:導(dǎo)軌平臺和電機(jī)平臺以互相垂直的方式放置。導(dǎo)軌平臺用于放置氣浮導(dǎo)軌和彈力繩導(dǎo)向滑輪，電機(jī)平臺用于放置三相步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)減速器、纜繩卷筒及纜繩高度導(dǎo)向滑輪等設(shè)備。導(dǎo)軌平臺和電機(jī)平臺為可拆卸設(shè)計。
[0026]該電機(jī)平臺采用槽鋼和矩形鋼焊接組成，整體為長方體；
[0027]該導(dǎo)軌平臺采用矩形鋼焊接組成，整體為長方體。
[0028]本發(fā)明有益效果如下:
[0029]本裝置可產(chǎn)生動態(tài)的、連續(xù)的、穩(wěn)定的直線運(yùn)動，可用于各種動態(tài)直線運(yùn)動參數(shù)測量實(shí)驗(yàn)。
[0030]本裝置在使用相同設(shè)備組件情況下，可以多次重復(fù)實(shí)現(xiàn)相同的動態(tài)直線運(yùn)動過程。
[0031]本裝置通過調(diào)整不同規(guī)格的彈力繩，可產(chǎn)生不同運(yùn)動參數(shù)的動態(tài)直線運(yùn)動。
[0032]本裝置使用的氣浮滑塊在運(yùn)動中與氣浮導(dǎo)軌沒有接觸，運(yùn)動過程中無摩擦力，產(chǎn)生的直線運(yùn)動無冗余方向分量。
[0033]本裝置設(shè)置有激光反射鏡、加速度傳感器和發(fā)光設(shè)備等多種附加設(shè)備安裝位置，可用于激光技術(shù)、視覺技術(shù)等多種動態(tài)直線運(yùn)動參數(shù)測量方法手段。
[0034]本裝置的直線運(yùn)動過程安全系數(shù)高。
[0035]本裝置運(yùn)行消耗能源少，運(yùn)行成本低。
[0036]本裝置相對體積較小，占地少，墊腳可調(diào)節(jié)高度，保證運(yùn)動平面處于水平狀態(tài)，適用于室內(nèi)外各種場地使用。
[0037]本裝置可拆卸，組裝方便快捷，便于移動運(yùn)輸。
【附圖說明】
[0038]圖1本發(fā)明中裝置的結(jié)構(gòu)示意圖1(俯視圖)。
[0039]圖2本發(fā)明中裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2(正視圖)。
[0040]圖3本發(fā)明中纜繩卷筒結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041 ]圖4本發(fā)明中附加設(shè)備固定座結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖中具體標(biāo)號如下:
[0043]1-三相步進(jìn)電機(jī);2-電機(jī)減速器;3-纜繩卷筒;4-纜繩高度導(dǎo)向滑輪;5-纜繩卷筒支架;6-纜繩;7-纜繩銜接滑輪;8-纜繩寬度導(dǎo)向滑輪;9-拉力傳感器；10-滾珠滑塊；11-彈力繩導(dǎo)向滑輪；12-氣浮滑塊；13-氣浮導(dǎo)軌；14-彈力繩；15-滾珠滑塊導(dǎo)軌；16-附加設(shè)備固定座；17-光電限位裝置;18-電磁鎖;19-電磁鎖吸板;20-纜繩固定凹槽;21 -聯(lián)接電機(jī)凹槽；22-纜繩收納凹槽;23-發(fā)光設(shè)備安裝螺孔;24-加速度傳感器安裝螺孔;25-激光反射鏡安裝孔;26-電機(jī)平臺；27-導(dǎo)軌平臺；
【具體實(shí)施方式】
[0044]下面結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4，對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0045]如圖1和圖2所示，本發(fā)明一種穩(wěn)定的動態(tài)直線運(yùn)動發(fā)生裝置，它包括驅(qū)動模塊、運(yùn)動模塊和支撐模塊三個部分。它們相互之間的關(guān)系是:支撐模塊是驅(qū)動模塊與運(yùn)動模塊的支撐平臺，并限定驅(qū)動模塊和運(yùn)動模塊的運(yùn)動空間范圍；驅(qū)動模塊負(fù)責(zé)帶動運(yùn)動模塊進(jìn)行勢能存儲。
[0046]所述驅(qū)動模塊包括三相步進(jìn)電機(jī)1、電機(jī)減速器2、纜繩卷筒3、纜繩6、纜繩高度導(dǎo)向滑輪4、纜繩銜接滑輪7、纜繩寬度導(dǎo)向滑輪8、拉力傳感器9、滾珠