便携式水液压教学实验箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种实验教学系统,进行了基于水液压技术的液压教学方面的探索，是结合机械、电子、控制技术为一体的机电一体化设备。
[0002]
【背景技术】
[0003]液压与气压传动是机械类专业必修的专业基础课，是一门实践性很强的课程，课程的实验教学在整个教学计划中占有很重要的地位。通过液压与气压传动的实验教学，可以培养和提闻学生的科学实验能力和实验素质。
[0004]针对以上的问题，本发明采取新的切入点，以水作为传动介质，吸取前人的研究成果，拟开发水液压教学用实验箱。
【发明内容】
[0005]本发明主要需要完成三大方面的任务:实验箱的设计制造，实验箱的使用探索，基于实验箱的水液压教学研究。
[0006]便携式实验箱需要进行以下的设计:
I)机械部分设计。该部分是整个实验箱的核心部分，它包括的内容有:柱塞式电机泵、溢流阀、节流阀、减压阀、二位二通阀、二位三通阀、三位四通电磁阀、蓄能器、水压缸、加载器、水箱等。
[0007]2)水液压实验辅件设计，涉及便携箱体的设计，液压元件的安装面板，电气元件的安装箱与安装面板，液压管接头与液压管路等。
[0008]3)电气供电系统设计，该部分主要是涉及到对电动机的供电与控制，其他电磁、测试元件的供电等。
[0009]4)测试部分设计，该部分需要考虑传感器的选型、安装、使用，采集卡选型、连接。
[0010]5)测试软件编写，该部分拟采用Labview软件编写测试程序，采集由感器收集到的信号，在该部分测试软件既起到测试作用，又要对实验数据进行及时的处理、实时的显
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[0011]针对第二方面一实验箱使用探索，主要包括内容为:测试自制水液压实验元件的性能、熟悉实验箱组装步骤、熟练测试流程等等。并且从中总结实验箱的使用经验，在完成以上的工作以后，编写相关的实验指导书，指导实验硬件的使用与实验台的搭建，实验软件的使用。
[0012]第三部分的任务就是完成基于便携式实验箱的水液压实验教学研究，探索该实验箱对于课堂教学和学生学习产生的影响。
【附图说明】
[0013]图1是主程序流程图。
【具体实施方式】
[0014]节流调速回路是由定量泵、节流阀、溢流阀、三位四通阀和执行元件等组成，它通过改变节流阀阀口的开度，即通流面积来调节和控制流入或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。节流调速回路按照流量控制阀安放位置的不同，有进口节流调速、出口节流调速和旁路节流调速三种。同时节流阀还可以替换为调速阀进行执行元件的速度控制。
[0015]在普通的油压节流调速实验中，执行元件的加载是通过实验系统提供另外的一套液压回路系统实现的，需要配备电动机、液压泵、控制阀、加载缸等各种元件。耗费的成本高、系统的质量大。针对传统实验的缺点，本文采用新式的加载方式——弹簧加载。
[0016]弹簧在加载的过程中，提供的是一个线性增大的、变化的力，不能提供恒定载荷，为此，本发明取用载荷的平均值进行比较。实验中共设计了三种不同型号的弹簧，弹簧的刚度依次增大。使用不同的弹簧与水液压缸进行对顶，记录下每种不同弹簧作用下，缸运动的平均速度。
[0017]经过反复尝试、实验，最终调定电动机的端电压为50V，对应的电动机转速为680r/min。在这一转速下，水液压缸的运行速度比较平稳，速度范围也较容易观测。
[0018]缸的行程为80mm。负载分为四种类型:空载、小刚度弹簧加载(0.8N/mm)、中刚度弹簧加载(1.6N/mm)、大刚度弹簧加载(2.4N/mm)。缸杆处于初始位置的时候，弹簧均无预压缩量。
[0019]实验时，调节进口节流阀开度，本文中测试两种开度下的实验数据作为演示与比较，一种在节流阀完全打开时，另一种为将节流阀关闭到某一开度。
[0020]实验数据是通过采用单根弹簧加载获得的，每次通过改变弹簧的类型来改变负载大小。另外也可以通过采用单一型号的弹簧加载，通过改变每次实验时的弹簧数量来改变负载，实验中最多可以实现五根同型号弹簧同时加载。
【主权项】
1.一种便携式水液压教学实验箱，进行水液压教学实验，检测水液压元件的工作性能，进行水液压泵性能实验、溢流阀静态特性实验、节流调速性能实验这三种具有代表性的液压实验，利用自编测试软件得到相关的数据，并对数据进行分析得到相关的实验结论。
2.根据权利要求1所述基于便携式水液压教学实验箱，其特征在于，所述试验箱进行水液压教学实验方面的尝试与探索，检测各种自制水液压元件的工作性能。
3.根据权利要求1所述便携式水液压教学实验箱，其特征在于，所述试验箱进行水液压泵性能实验、溢流阀静态特性实验、节流调速性能实验这三种具有代表性的液压实验。
4.根据权利要求1所述便携式水液压教学实验箱，其特征在于，所述试验箱利用自编测试软件得到相关的数据，并对数据进行分析得到相关的实验结论。
【专利摘要】本发明公开了一种基于为适应水液压教学实验的要求,研制了一种用于液压课堂教学的便携式水液压实验箱，其特征在于：实验箱包括水液压元器件、便携式箱体、电气系统、测试软件,利用该实验箱进行水液压教学实验方面的尝试与探索，检测各种自制水液压元件的工作性能，进行水液压泵性能实验、溢流阀静态特性实验、节流调速性能实验这三种具有代表性的液压实验，利用自编测试软件得到相关的数据，并对数据进行分析得到相关的实验结论。
【IPC分类】G09B25-02
【公开号】CN104700704
【申请号】CN201310685045
【发明人】孙宝恒
【申请人】孙宝恒
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月9日