CN106404383A - 磁流变减振器性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车零部件测试技术领域，尤其是涉及一种磁流变减振器性能测试装置，包括动力装置、导向机构、力传感器和位移传感器；动力装置用于使待测试磁流变减振器沿导向机构的导向方向往复运动；力传感器用于检测待测试磁流变减振器往复运动时，待测试磁流变减振器产生的阻尼力信息；位移传感器用于检测待测试磁流变减振器往复运动时，待测试磁流变减振器的位移信息。本发明该性能测试装置测试功能多样化，能满足磁流变减振器的激励可调的测试需求以及对不同型号的磁流变减振器的测试包容性。

Description

磁流变减振器性能测试装置

技术领域

本发明涉及汽车零部件测试技术领域，尤其是涉及一种磁流变减振器性能测试装置。

背景技术

磁流变减振器是一种阻尼力在线可调的新型智能减振器。它利用磁流变液体在磁场下的非牛顿流变特性，可以根据不同工况来实时调整减振器阻尼，以提高车辆的舒适性和操稳性。磁流变减振器由于其优越的阻尼调节作用、响应快、可靠性好、耗能小等特点，借助于半主动悬架形式，在振动控制领域，以及车身侧倾稳定性控制领域，得到越来越多的应用。

在利用磁流变减振器来进行车辆防侧翻控制***的研究与开发中，需要测试磁流变减振器的性能，这是整个执行器——磁流变减振器的建模中的重要环节。因此，需要开发针对于汽车用磁流变减振器的性能测试实验台。但是，现有的测量装置功能单一，只能简单地测量汽车用减振器产生的阻尼力，不能满足磁流变减振器的其它测试需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁流变减振器性能测试装置，以解决现有技术中存在的测量装置功能单一，不能满足磁流变减振器的其它测试需求的技术问题。

本发明提供了一种磁流变减振器性能测试装置，包括动力装置、导向机构、力传感器和位移传感器；

所述动力装置用于使待测试磁流变减振器沿所述导向机构的导向方向往复运动；

所述力传感器用于检测所述待测试磁流变减振器往复运动时，所述待测试磁流变减振器产生的阻尼力信息；

所述位移传感器用于检测所述待测试磁流变减振器往复运动时，所述待测试磁流变减振器的位移信息。

进一步地，还包括往复导板和可调导板；

所述往复导板安装于所述导向机构上，且所述动力装置的动力输出端与所述往复导板通过曲柄连杆机构连接，用于驱动所述往复导板沿所述导向机构的导向方向往复运动；

所述待测试磁流变减振器的一端与所述往复导板连接，所述待测试磁流变减振器的另一端通过所述力传感器与所述导向机构连接；

所述可调导板固定于所述导向机构上，且所述位移传感器位于所述往复导板和所述可调导板之间。

进一步地，所述动力装置为电机，所述曲柄连杆机构包括曲柄和连杆；所述电机的输出轴固定于所述曲柄的一端的轴孔中，所述曲柄的另一端与所述连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与所述往复导板的下端面铰接；

所述导向机构包括顶端导板，所述待测试磁流变减振器的一端与所述往复导板的上端面铰连，所述待测试磁流变减振器的另一端与所述力传感器的一端连接，所述力传感器的另一端与所述顶端导板固定连接。

进一步地，所述导向机构还包括间隔设置的第一导杆和第二导杆，所述第一导杆的长度方向和所述第二导杆的长度方向相互平行；所述导向机构的导向方向为第一导杆的长度方向；

所述往复导板套设于所述第一导杆和所述第二导杆上，所述可调导板套设于所述第一导杆和所述第二导杆上；所述顶端导板套设于所述第一导杆和所述第二导杆上；

所述可调导板位于所述往复导板的上方，所述顶端导板位于所述可调导板的上方。

进一步地，所述导向机构还包括底端导板，所述第一导杆和所述第二导杆分别固定于所述底端导板上，且所述底端导板位于所述往复导板的下方。

进一步地，还包括基座，所述动力装置固定于所述基座上。

进一步地，所述位移传感器为直线位移传感器。

进一步地，所述力传感器为拉力传感器。

进一步地，所述可调导板上设置有调紧组件，用于调节所述可调导板在所述导向机构上的高度。

本发明还提供了一种磁流变减振器性能测试装置，包括动力装置、导向机构、力传感器和位移传感器；

所述动力装置用于使待测试磁流变减振器沿所述导向机构的导向方向往复运动；

所述力传感器用于检测所述待测试磁流变减振器往复运动时，所述待测试磁流变减振器产生的阻尼力信息；

所述位移传感器用于检测所述待测试磁流变减振器往复运动时，所述待测试磁流变减振器的位移信息；

还包括加速度传感器，用于检测所述待测试磁流变减振器往复运动时，所述待测试磁流变减振器的加速度信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的磁流变减振器性能测试装置，通过动力装置带动待测试磁流变减振器沿导向机构的导向方向往复运动的同时，力传感器实时检测待测试磁流变减振器产生的阻尼力，位移传感器实时检测待测试磁流变减振器的位移，并且通过改变待测试磁流变减振器的激励电流，便可以得到在不同激励电流下，待测试磁流变减振器的位移信息和阻尼力信息；该性能测试装置测试功能多样化，能满足磁流变减振器的激励可调的测试需求以及对不同型号的磁流变减振器的测试包容性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的磁流变减振器性能测试装置的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大示意图；

图3为图1中B处的局部放大示意图；

图4为本发明实施例一提供的磁流变减振器性能测试装置的另一视角的结构示意图。

附图标记：

100-力传感器；102-位移传感器；103-往复导板；104-可调导板；105-第一接头；106-螺母；107-第二接头；108-电机；109-曲柄；110-连杆；111-连杆螺帽；112-下铰耳；113-顶端导板；114-上铰耳；115-第三接头；116-第四接头；117-第一导杆；118-第二导杆；119-第一套筒；120-底端导板；121-第二套筒；122-基座；123-第三套筒；124-调紧螺栓；125-多边形旋拧结构；126-待测试磁流变减振器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

参见图1至图4所示，本发明实施例一提供了一种磁流变减振器性能测试装置，用于汽车用磁流变减振器的性能测试，包括动力装置、导向机构、力传感器100和位移传感器102；动力装置用于使待测试磁流变减振器126沿导向机构的导向方向往复运动；力传感器100用于检测待测试磁流变减振器往复运动时，待测试磁流变减振器产生的阻尼力信息，也即是待测试磁流变减振器产生的阻尼力大小的信息；位移传感器102用于检测待测试磁流变减振器往复运动时，待测试磁流变减振器的位移信息，也即是待测试磁流变减振器产生的位移变化的信息。

具体而言，磁流变减振器性能测试装置还包括计算机，用于接收力传感器实时发送的待测试磁流变减振器产生的阻尼力大小的信息，以及接收位移传感器实时发送的待测试磁流变减振器产生的位移变化的信息。

本发明实施例一提供的磁流变减振器性能测试装置，通过动力装置带动待测试磁流变减振器沿导向机构的导向方向往复运动的同时，力传感器实时检测待测试磁流变减振器产生的阻尼力，位移传感器实时检测待测试磁流变减振器的位移，并且通过改变待测试磁流变减振器的激励电流，便可以得到在不同激励电流下，待测试磁流变减振器的位移信息和阻尼力信息；该性能测试装置测试功能多样化，能满足磁流变减振器的激励可调的测试需求以及对不同型号的磁流变减振器的测试包容性。

该实施例中，磁流变减振器性能测试装置，还包括往复导板103和可调导板104；往复导板103安装于导向机构上，且动力装置的动力输出端与往复导板103通过曲柄连杆机构连接，用于驱动往复导板103沿导向机构的导向方向往复运动，通过曲柄连杆机构可以实现往复导板103的往复运动，从而可以实现待测试磁流变减振器在不同运动情况下位移信息、阻尼力信息的实时测量。待测试磁流变减振器的一端与往复导板103连接，待测试磁流变减振器的另一端通过力传感器与导向机构连接；可调导板104固定于导向机构上，且位移传感器位于往复导板103和可调导板104之间，通过可调导板104可以满足不同的磁流变减振器的测试要求，并根据位移传感器的类型来确定可调导板104的高度值。

该实施例中，位移传感器为直线位移传感器；位移传感器的一端通过第一接头105与可调导板104固定连接，位移传感器的另一端通过第二接头107与往复导板103固定连接。具体而言，位移传感器的一端与第一接头105的一端铰接，第一接头105的另一端具有螺纹段，第一接头105的另一端与可调导板104通过螺母106固定连接，即通过在第一接头105的另一端的上安装两个螺母106，将可调导板104限位于两个螺母106之间。位移传感器的另一端与第二接头107的一端铰接，第二接头107的另一端具有螺纹段，第二接头107的另一端与往复导板103通过螺母106固定连接，即通过在第二接头107的另一端的上安装两个螺母106，将往复导板103限位于两个螺母106之间。需要说明的是，该实施例中，第一接头105的另一端还可以直接与可调导板104螺纹连接，第二接头107的另一端还可以直接与往复导板103螺栓连接。

该实施例中，动力装置为电机108，电机的输出轴即为动力输出端，曲柄连杆机构包括曲柄109和连杆110；电机的输出轴固定于曲柄的一端的轴孔中，曲柄的另一端与连杆110的一端铰接，连杆110的另一端与往复导板103的下端面铰接。具体而言，曲柄的另一端设置有伸出轴，连杆110的一端套设在伸出轴上，且通过连杆螺帽111与伸出轴螺纹连接，用于轴向限制连接杆，使连接保持与伸出轴的连接状态，且连杆110能够绕伸出轴的轴向转动；往复导板103的下端面通过螺栓固定有下铰耳112，连杆110的另一端与铰耳通过螺栓铰接。这样，通过曲柄连杆机构将电机的输出轴的转动转变为往复导板103的往复运动，也就是说，电机的输出轴转动时，带动曲柄转动，曲柄带动连杆110运动，从而带动往复导板103的往复运动，往复导板103往复运动带动待测试磁流变减振器的运动，同时通过力传感器实时检测阻尼力。

该实施例中，导向机构包括顶端导板113，待测试磁流变减振器的一端与往复导板103的上端面铰连，待测试磁流变减振器的另一端与力传感器的一端连接，力传感器的另一端与顶端导板113固定连接。具体而言，力传感器为拉力传感器；往复导板103的上端面通过螺栓固定有上铰耳114，待测试磁流变减振器的一端通过螺栓与上铰耳114铰接，这样可以使待测试磁流变减振器具有在参考平面内的摆动幅度，保护待测试磁流变减振器，其中，参考平面与导向机构的导向方向平行。待测试磁流变减振器的一端与力传感器的一端通过第三接头115连接，其中，第三接头115的一端与待测试磁流变减振器的一端螺纹连接，第三接头115的另一端与力传感器的一端螺纹连接。力传感器的另一端与顶端导板113通过第四接头116固定连接，其中，第四接头116的一端与力传感器的另一端螺纹连接，第四接头116的另一端具有螺纹段，第四接头116的另一端与顶端导板113通过螺母106固定连接，即通过在第四接头116的另一端的上安装两个螺母106，将顶端导板113限位于两个螺母106之间。第四接头116的中间部分具有多边形旋拧结构125，以便于用扳手对第四接头116进行操作。需要说明的是，该实施例中，第四接头116的另一端还可以直接与顶端导板113螺纹连接。

该实施例中，电机为变频电机。

该实施例中，导向机构还包括间隔设置的第一导杆117和第二导杆118，第一导杆117的长度方向和第二导杆118的长度方向相互平行；导向机构的导向方向为第一导杆117的长度方向。往复导板103套设于第一导杆117和第二导杆118上，具体而言，往复导板103的长度方向的两端分别固定有第一套筒119，第一套筒119套设于第一导杆117上和第二导杆118上。可调导板104套设于第一导杆117和第二导杆118上。顶端导板113套设于第一导杆117和第二导杆118上，具体而言，第一导杆117的顶端和第二导杆118的顶端均设置有轴肩，顶端导板113套设于第一导杆117和第二导杆118上后，第一导杆117的顶端和第二导杆118的顶端再分别通过螺母106将顶端导板113固定于两个导杆的顶端，由于轴肩的作用，因此顶端导板113和螺母106配合，即可以实现固定；可调导板104位于往复导板103的上方，顶端导板113位于可调导板104的上方。

该实施例中，导向机构还包括底端导板120，第一导杆117和第二导杆118分别固定于底端导板120上，且底端导板120位于往复导板103的下方。具体而言，底端导板120上固定有两个第二套筒121，第一导杆117和第二导杆118分别穿设在两个第二套筒121中并通过螺栓将第一导杆117和第二导杆118固定于第二套筒121中。底端导板120上还设有固定孔，用于将底端导板120固定于地板上或其它工作台上。

该实施例中，磁流变减振器性能测试装置，还包括基座122，动力装置固定于基座122上。电机固定于基座122上，并且基座122上设置有固定孔，用于将底基座122固定于地板上或其它工作台上。

该实施例中，可调导板104上设置有调紧组件，用于调节可调导板104在导向机构上的高度。具体而言，可调导板104上还设置有穿孔，供第四接头116或力传感器穿过。调紧组件包括第三套筒123及调紧螺栓124；可调导板104的长度方向的两端分别固定有第三套筒123，第三套筒123套设于第一导杆117上和第二导杆118上，并且通过调紧螺栓124穿过第三套筒123上的调紧螺孔，来调节来第三套筒123在第一导杆117和第二导杆118上高度。

该实施例中，磁流变减振器性能测试装置还包括变频器和稳压电源，变频器与变频电机电连接，通过变频器可以改变变频电机的频率；稳压电源与待测试磁流变减振器电连接，通过稳压电源可以改变待测试磁流变减振器的激励电流。

该实施例中，磁流变减振器性能测试装置的安装调整过程为：

根据测试需求选择不同长度的曲柄，其中，曲柄的不同长度对应不同的激励幅值，也就是说，曲柄的不同长度对应不同的位移激励幅值以及不同的速度激励幅值，由于曲柄的长度的变化，待测试磁流变减振器的位移最大量和速度最大值也会发生变化。根据待测试磁流变减振器的型号，选择相应的螺栓与上铰耳114铰接。待测试磁流变减振器的上端依次连接第三接头115、力传感器、第四接头116，调整好长度后，拧紧第四接头116上的螺母106。根据试验所选位移传感器的型号，分别组装第一接头105、第二接头107，调整好长度以后，拧紧第一接头105和第二接头107的螺母106。由此确定好可调导板104的高度位置后，锁紧第三套筒123上的调紧螺栓124，使可调导板104在工作时保持高度位置不变，这样便可实现待测试磁流变减振器的位移测量。最后，第一导杆117和第二导杆118顶端的螺母106，将顶端导板113与第一导杆117和第二导杆118的顶端固定连接。

该实施例中，磁流变减振器性能测试装置的测试过程为：

给电机通电，电机的输出轴带动曲柄连杆机构，将电机的旋转运动转化为往复导板103的往返直线运动。连杆110通过下铰耳112带动往复导板103做往复直线运动，由此带动待测试磁流变减振器振动。与此同时，与待测试磁流变减振器同轴串联的力传感器受到待测试磁流变减振器传递过来的阻尼力，并将该阻尼力信息发送给计算机，计算机接收后，便可实时得到测量的阻尼力的大小信息。而与待测试磁流变减振器并联的位移传感器记录下往复导板103的位移，也即待测试磁流变减振器的实时位移。

通过变频器改变变频电机的频率，并通过计算机采样及信号处理，便可输出在不同激励频率下，待测试磁流变减振器产生的阻尼力特性曲线；通过更换不同长度的曲柄，并通过计算机采样及信号处理，便可输出不同激励幅值下，待测试磁流变减振器产生的阻尼力特性曲线；通过稳压电源，依次改变待测试磁流变减振器的激励电流，并通过计算机采样及信号处理，便可输出在不同激励电流下，待测试磁流变减振器产生的阻尼力特性曲线。

实施例二

本实施例中的磁流变减振器性能测试装置是在实施例一基础上的改进，实施例一中公开的技术内容不重复描述，实施例一公开的内容也属于本实施例公开的内容。

该实施例中，磁流变减振器性能测试装置还包括加速度传感器，用于检测待测试磁流变减振器往复运动时，待测试磁流变减振器的加速度信息，也就是说，实时测量待测试磁流变减振器的加速度。具体而言，加速度传感器与计算机电连接，计算机构还用于接收加速度传感器实时发送的待测试磁流变减振器的加速度信息。加速度传感器安装于往复导板103上，用于检测往复导板103的加速度；由于往复导板103与待测试磁流变减振器共同运动，加速度传感器检测到的往复导板103的加速度，即为待测试磁流变减振器的加速度。需要说明的是，加速度传感器可以安装于往复导板103的中部。加速度传感器为压电式加速度传感器。

需要说明的是，在磁流变减振器性能测试装置的安装调整过程中，加速度传感器最后安装，且安装于往复导板103。

另外，在磁流变减振器性能测试装置的测试过程中，加速度传感器，实时测量往复导板103的加速度，也即待测试磁流变减振器的加速度，并将该加速度信息实时发送给计算机，计算机接收后，经过积分处理便得到待测试磁流变减振器的运动速度。

综上所述，本发明实施例提供的磁流变减振器性能测试装置设计合理且巧妙，结构简单可靠，在减振器有效工作区间内能实现无极可调，因此可以适应不同大小和类型的磁流变减振器。同时，本发明实施例提供的磁流变减振器性能测试装置，可以调节振动激励和电流激励，满足了磁流变减振器在不同磁场激励和电流激励下，获取其位移-阻尼力特性曲线和速度-阻尼力特性曲线的性能测试需求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

Claims (10)

1.一种磁流变减振器性能测试装置，其特征在于，包括动力装置、导向机构、力传感器和位移传感器；

所述动力装置用于使待测试磁流变减振器沿所述导向机构的导向方向往复运动；

所述力传感器用于检测所述待测试磁流变减振器往复运动时，所述待测试磁流变减振器产生的阻尼力信息；

所述位移传感器用于检测所述待测试磁流变减振器往复运动时，所述待测试磁流变减振器的位移信息。

2.根据权利要求1所述的磁流变减振器性能测试装置，其特征在于，还包括往复导板和可调导板；

所述往复导板安装于所述导向机构上，且所述动力装置的动力输出端与所述往复导板通过曲柄连杆机构连接，用于驱动所述往复导板沿所述导向机构的导向方向往复运动；

所述待测试磁流变减振器的一端与所述往复导板连接，所述待测试磁流变减振器的另一端通过所述力传感器与所述导向机构连接；

所述可调导板固定于所述导向机构上，且所述位移传感器位于所述往复导板和所述可调导板之间。

3.根据权利要求2所述的磁流变减振器性能测试装置，其特征在于，

所述动力装置为电机，所述曲柄连杆机构包括曲柄和连杆；所述电机的输出轴固定于所述曲柄的一端的轴孔中，所述曲柄的另一端与所述连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与所述往复导板的下端面铰接；

所述导向机构包括顶端导板，所述待测试磁流变减振器的一端与所述往复导板的上端面铰连，所述待测试磁流变减振器的另一端与所述力传感器的一端连接，所述力传感器的另一端与所述顶端导板固定连接。

4.根据权利要求3所述的磁流变减振器性能测试装置，其特征在于，所述导向机构还包括间隔设置的第一导杆和第二导杆，所述第一导杆的长度方向和所述第二导杆的长度方向相互平行；所述导向机构的导向方向为第一导杆的长度方向；

所述往复导板套设于所述第一导杆和所述第二导杆上，所述可调导板套设于所述第一导杆和所述第二导杆上；所述顶端导板套设于所述第一导杆和所述第二导杆上；

所述可调导板位于所述往复导板的上方，所述顶端导板位于所述可调导板的上方。

5.根据权利要求4所述的磁流变减振器性能测试装置，其特征在于，所述导向机构还包括底端导板，所述第一导杆和所述第二导杆分别固定于所述底端导板上，且所述底端导板位于所述往复导板的下方。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的磁流变减振器性能测试装置，其特征在于，还包括基座，所述动力装置固定于所述基座上。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的磁流变减振器性能测试装置，其特征在于，所述位移传感器为直线位移传感器。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的磁流变减振器性能测试装置，其特征在于，所述力传感器为拉力传感器。

9.根据权利要求2-5中任一项所述的磁流变减振器性能测试装置，其特征在于，所述可调导板上设置有调紧组件，用于调节所述可调导板在所述导向机构上的高度。

10.一种磁流变减振器性能测试装置，其特征在于，包括动力装置、导向机构、力传感器和位移传感器；

所述动力装置用于使待测试磁流变减振器沿所述导向机构的导向方向往复运动；

所述力传感器用于检测所述待测试磁流变减振器往复运动时，所述待测试磁流变减振器产生的阻尼力信息；

所述位移传感器用于检测所述待测试磁流变减振器往复运动时，所述待测试磁流变减振器的位移信息；

还包括加速度传感器，用于检测所述待测试磁流变减振器往复运动时，所述待测试磁流变减振器的加速度信息。