模拟在运输过程中产生的运动的机器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于模拟在运输过程中的运动的机器，用于包装元件的测试，其中该机器包括：装载平台（1），所述平台的下部分具有附接至该下部分的多个具有±30°旋转角的上球形球节（3、61、71），所述上球形球节与旋转支撑件（5、5’、5’’）的旋转轴线共面；以及下平台（6），该下平台定位成与所述装载平台（1）相对，所述下平台设置有锚定件，用于将其附接至竖直振动台（25、26）；另外，中心支撑件（7）定位在所述装载平台（1）与所述下平台（6）之间，并且进一步地，多个彼此独立的液压伺服致动器（8、8’、8’’）附接在所述上球形球节（3）与所述下球节（4）之间，所述伺服致动器（8、8’、8’’）沿穿过所述旋转支撑件（5、5’、5’’）中心的形成90°角的两个垂直平面而布置。
【专利说明】模拟在运输过程中产生的运动的机器
【技术领域】
[0001]本文中，本发明的【技术领域】涉及一种机器，该机器执行三维运动以便在实验室中再现货物运输过程中发生的倾斜状态和随机振动。
【背景技术】
[0002]存在一些机器和/或装置，它们利用具有各种布置和耦接元件的伺服致动器来再现运输工具(陆、海、空的机动交通工具)的运动(移动)。一些机器仅再现了纵向运动(具有单一致动器的竖直振动台)，一些机器再现了彼此之间的纵向和正交的运动(具有三个致动器的沿三个正交轴线的振动台)，一些机器再现了角度运动(具有一个致动器的工作台)，一些机器再现了沿两个正交方向的角度运动(具有两个致动器的工作台)，一些机器再现了沿所有纵向和角度方向的运动(具有三个或更多个致动器的工作台)。
[0003]这些运输工具产生典型运动，该典型运动影响产品及其内容物和包装物在运输过程中的行为，该典型运动是由机动交通工具的悬挂系统产生的竖直振动以及上下颠簸和滚动的振动或运动。目前，振动台同时产生这三种运动，但是需要三个或更多个致动器来实现，这使得成本非常高并且具有非常复杂的运动控制器，原因在于，鉴于其设计和布置的原因，各轴线的运动不是彼此独立进行的。
[0004]文件W02010058632描述了一液压致动器和一机器，以执行振动测试，其设置有液压泵和液压缸单兀。但是，它们仅在一个方向上运动(竖直振动)。另一方面，文件ES2154658描述了一种振动装置，其包括支撑装置或模块、用于施加振动的缸、用于将液压液体供应至缸的液压单元、以及用于将致动信号供应至缸的致动部的控制单元。前述的缸由伺服机构组成。但是，仅有一个缸在连续投掷过程中机械地振动模块，在单一平面中产生振动和移动。
[0005]欧洲专利n0.EP1887338也是已知的，其描述了一种用于运输包装物的测试设备，该测试设备通过使用弹簧来执行三维振动运动。但是，该装置产生的运动无法在所有不同方向上得到控制，使得该模拟并不完全符合实际情况。西班牙专利号ES2154658描述了一种振动装置，其基本仅包括用于模块的支撑装置以及用于施加振动的缸，该振动装置不可能实现利用本文中的本发明的机器所获得的多种运动。
【发明内容】
[0006]为了解决上述问题，提出了用于模拟在运输过程中产生的运动的机器，其可用于模拟产品和/或包装物的运动状态(行为)，其特征在于，该机器利用两个液压伺服致动器来控制该机器装载平面的运动，所述平面的运动受到万向支架的限制，从而其仅仅能相对于锚定点而倾斜，而无法使得该锚定点移动。通过万向支架，在上述锚定点处，板件可以在其两个正交的角参考轴线上进行旋转运动。伺服致动器沿穿过万向支架中心的两个垂直平面而设置。这种90°的设置，即，从中心偏移并且使得两个伺服致动器的上球节的中心与万向支架的中心一致，意味着每个伺服致动器的运动彼此独立地进行，使得运动装置更简化并且该机器的成本少于现有技术中存在的已有的运动模拟器。
[0007]另一创新点在于，该机器设计成，安装在已能够在市场上买到的任何单一轴线的竖直振动台上，该振动台可能是在再现竖直振动的同时再现滚动和上下颠簸运动的振动台，由于无需购买具有三个或多个伺服致动器的附加的振动台，所以节省了成本。
[0008]为了模拟在上下颠簸和滚动运动两者中同时达到15°的移动，已经设计出了球形球节，其能够达到超过22°且并未达到其机械限值。为了防止上面安装了该机器的竖直振动台的致动器由于上下颠簸和滚动运动导致的动能的原因而承载过大的应力，包括了加强装置，当被安装在竖直振动台上时，该加强装置在不限制其竖直运动的情况下，协调其它方向上的已确定的硬度,从而在该系统中分配该负载。
[0009]致动器的设计可以是液压的或电的，但是液压致动器具有更大的优势，并且如果本发明的机器安装在液压竖直振动台上，则可以使用用于对本发明机器的伺服致动器进行供能的现有的液压源，而无需购买另外的液压源，购买另外液压源会增加成本。
[0010]该机器支持多个实际的实施例，其中，使用了不同的耦接元件，其构造能够实现其适当操作。
[0011]在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”及其类似词不意味着排除其他的技术特征、增加物、部件或步骤。对于本领域技术人员来说，从说明书以及通过本发明的实施将部分地了解本发明的其他目的、优点和特征。通过示例性方式给出了下面的实例和附图，它们不旨在限制本发明。而且，本发明覆盖这里阐述的具体实施例和优选实施例的任何可能的组合。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1示出了本发明的机器的整体图。
[0013]图2示出了安装在竖直振动台上的本发明的机器的视图。图2A示出了图2所示的视图的截面图。
[0014]图3示出了安全、锁定和自齐平装置的详图，该安全、锁定和自齐平装置构成本发明的机器的一部分。
[0015]图4示出了本发明的机器的运动的详图。
[0016]图5示出了加强装置的详图，其用于降低支撑上面安装了本发明的机器的竖直振动台中的液压伺服致动器的力矩。
[0017]图6示出了本发明的机器的第二实际实施例的示意图。
[0018]图7示出了本发明的机器的第三实际实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示，用于模拟在运输过程中产生的运动的机器，可用于模拟产品和/或包装物的行为(运动状态)，其作为本发明的目标，该机器包括装载平台(1)，待测试的物品、包装物或堆垛负载放置在该装载平台上，在其下部分上附接有两个上球形球节，该两个上球形球节与万向支架(5)的旋转轴线共面且均具有大的±30°的旋转角。
[0020]下平台(6)与装载平台(I)相对，该下平台设置有多个锚定件以附接至市场上可得到的任何竖直振动台(I)。[0021 ] 连接两个平台的中心支撑件(7 )位于装载平台(I)与下平台(6 )之间。
[0022]类似地，用于在上装载平台上产生上下颠簸和滚动运动的两个独立的液压伺服致动器(8)整体地附接在具有±30°旋转角的上球形球节(3)与具有±15°旋转角的下球节
(4)之间。
[0023]多个气动致动器(2)整合至平台(6)的安全、锁定和自齐平装置(位于下平台6上)并且整体地附接至下平台，以便当液压伺服致动器(8)中没有液压时，操纵装载平台(I)上的齐平负载。该安全、锁定和自齐平装置在附图3中更详细示出。
[0024]图2和图2a示出了安装在竖直振动台(25、26)上的本发明的机器的整体图。在该图中，可看到加强装置(21)，其被构造成降低支撑上面安装了该机器的竖直振动台(26)的液压伺服致动器的力矩。在图5中更细示出了这些加强装置(21)。
[0025]本发明的机器包括位于下平台(6 )上的配重(22 )，所述配重(22 )被构造成将质心保持在该系统的中心轴线上。另外，具有整体附接至装载平台(I)的惯性测量单元(23)，其测量上下颠簸和滚动运动。
[0026]图2a进一步示出了竖直振动台(25)的平台和竖直振动台(26)的液压伺服致动器两者。该附图进一步示出了气动的安全、锁定和自齐平致动器(2)，其位于缩回位置上，以备开始测试。
[0027]图3示出了由多个气动致动器(2)构成的安全、锁定和自齐平装置，其主要功能是，当在液压伺服致动器(8)中没有液压时，将齐平负载放置到装载平台(I)上，在其优选实施例中，位于左侧的伺服致动器(8a)处于缩回位置，以备开始测试，而当没有液压时，位于右侧的伺服致动器(8b)处于伸出位置。
[0028]另一方面，万向支架(5)支撑该系统的重量并且维持装载平面的旋转中心，实现了滚动和上下颠簸旋转，但是对其旋转进行了限制。
[0029]图4示出了如何在本发明的机器中产生运动。影响所述运动的主要部件是:中心支撑件(7);液压伺服致动器(8)，其负责在上装载平台(I)上产生上下颠簸和滚动运动；万向支架(5)，其支撑该系统的重量并且维持装载平面的旋转中心，实现了上下颠簸和滚动旋转，但是对该旋转进行限制；具有±30°旋转角的上球形球节(3)，其与万向支架(5)的旋转轴线共面；以及具有±15°旋转角的下球形球节。伺服致动器(8)沿穿过万向支架中心的形成90°角的两个垂直平面而设置。
[0030]图5示出了加强装置(21)，其构造成降低支撑上面安装了装置的竖直振动台(25、26)的液压伺服致动器(8)的力矩。
[0031]所述加强装置(21)至少包括多个低摩擦衬套(213)，低摩擦衬套整体地结合至多个加强板(215)，其被构造成降低支撑上面安装了该机器的竖直振动台(25、26)的液压伺服致动器的力矩，并且附接至竖直振动台(25、26)的质量块(seismic mass)。
[0032]最后，加强装置(21)还包括附接至竖直振动台(25)的平台的多个缸(214)，并且其中，所述缸(214)增加竖直振动台(26)的伺服致动器的惯量动能。
[0033]本发明的第二实际实施例
[0034]在第二实际实施例中，如图6所示，可以看到，在万向支架(5 ’)支撑该组件的重量且维持装载平面的旋转中心(实现了滚动和上下颠簸旋转，但是对该旋转进行限制)的同时，用于产生上装载平台(I’)的上下颠簸和滚动运动的该独立液压致动器(8’)如何布置成与上、下球形球体(61、64)成90°角。
[0035]本发明的第三实际实施例
[0036]在第三实际实施例中，如图7所示，可以看到，致动器(8 ’ ’)如何包括球节(71)，其与位于该致动器上部分上的中心球形球节(5’’)的中心共面，其支撑该组件的重量且维持装载平面的旋转中心，实现了滚动和上下颠簸旋转。最后，该致动器(8”)的下部分通过与单一旋转轴线(75)的连接而附接至该平台。
【权利要求】
1.一种用于模拟在运输过程中产生的运动的机器，具体地，其能够被用于模拟产品和/或包装物的运动状态，所述机器包括:装载平台(1)，待测试的物品、包装物、堆垛负载或类似负载放置在所述装载平台处，其特征在于，所述平台(I)的下部分具有附接至所述下部分的多个具有大约±30°旋转角的上球形球节(3、61、71)，所述上球形球节与旋转支撑件(5、5’、5’ ’)的旋转轴线共面，并且其中，下平台(6)定位成与所述装载平台(I)相对，并且所述下平台设置有锚定件，用于附接至竖直振动台(25、26)，并且其中，构造成将质心保持在所述系统的中心轴线上的配重(22)定位在所述下平台(6)上；另外，连接两个平台的中心支撑件(7)定位在所述装载平台(I)与所述下平台(6)之间，并且进一步地，构造成产生所述上装载平台(I)的上下颠簸和滚动运动的多个彼此独立的液压伺服致动器(8、8’、8’’)整体地附接在具有±30°旋转角的所述上球形球节(3)与具有±15°旋转角的所述下球节(4)之间，进一步地，所述伺服致动器(8、8’、8’’)沿穿过所述旋转支撑件(5、5’、5’’)中心的形成90°角的两个垂直平面而布置。
2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，多个气动、液压或电的致动器(2)整合成位于所述下平台(6)上的平台(6)的安全、锁定和自齐平装置并且整体地附接至所述下平台，所述安全、锁定和自齐平装置构造成，当所述液压伺服致动器(8)中没有液压时操纵所述装载平台(I)上的齐平负载。
3.根据前述权利要求所述的机器，其特征在于，所述机器包括加强装置(21)，所述加强装置至少包括多个低摩擦衬套(213)，所述多个低摩擦衬套整体地结合至多个加强板(215)并且附接至所述竖直振动台(25)的所述平台的多个缸(214)，并且其中，所述加强装置(21)被构造成降低支撑上面安装了所述装置的所述竖直振动台(25)的液压伺服致动器(26)的力矩。
4.根据前述权利要求所述的机器，其特征在于，构造成测量所述组件的上下颠簸和滚动运动的惯性测量单元(23 )整体地连接至所述装载平台(I)。
5.根据前述权利要求所述的机器，其特征在于，所述旋转支撑件(5、5’、5’’)是万向支架(5)，其被构造成支撑所述组件的重量并且维持装载平面的旋转中心，实现滚动和上下颠簸旋转，对其旋转进行限制。
6.根据前述权利要求所述的机器，其特征在于，相互独立的液压致动器(8)产生所述上装载平台0-)的上下颠簸和滚动运动并设置在90°角，并且所述机器进一步包括上球形球体和下球形球体(61、64)，同时，万向支架(5’)支撑所述组件的重量且维持所述装载平面的旋转中心，实现滚动和上下颠簸旋转，但是对旋转进行限制。
7.根据前述权利要求所述的机器，其特征在于，所述致动器(8’’ )包括球节(71)，所述球节与位于所述致动器的上部分上的中心球形球节(5’’)的中心共面，其支撑所述组件的重量且维持所述装载平面的旋转中心，实现滚动和上下颠簸旋转，并且其中，所述致动器(8”)的下部分通过与单一旋转轴线(75)的连接而附接至所述平台。
8.根据权利要求1至7所述的机器的用途，用于包装物和类似物的测试。
【文档编号】G01M7/02GK103548070SQ201280012169
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年3月8日 优先权日:2011年3月8日
【发明者】曼纽尔-阿尔费雷多·加西亚-罗梅乌·马蒂内斯, 胡安·阿尔卡拉兹罗卡尔, 安帕罗·马蒂内斯吉内, 恩里克·德拉克鲁兹纳瓦罗, 帕特丽夏·纳瓦罗杰维瑞, 哈维尔·扎巴雷塔梅里 申请人:丹奥包装物流运输创新研发中心