專利名稱：用于檢測?；愤\(yùn)輸工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種運(yùn)輸工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國是世界上能源和化工原料等?；飞a(chǎn)、運(yùn)輸和使用的最大的國家之一，實(shí) 現(xiàn)危化學(xué)的安全檢測跟蹤監(jiān)測也已成為重中之重。近年來，一些惡性事故如中石油吉化雙 苯廠爆炸造成松花江水大面積污染，大連石油廠的儲(chǔ)油罐大爆炸，某火箭推進(jìn)劑在裝填過 程中發(fā)生重大泄漏事故等等，引發(fā)了社會(huì)各界對?；飞a(chǎn)安全的高度關(guān)注。。近年來，我 國開展了?；钒踩O(jiān)測與跟蹤微系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)、試驗(yàn)技術(shù)，環(huán)境防護(hù)技術(shù)、防爆等 級(jí)，以及由各種傳感器、檢測模塊和GPS、GSM、GPRS局域網(wǎng)組成的安全監(jiān)測微系統(tǒng)的集成應(yīng) 用技術(shù)以及面向?；返纳a(chǎn)、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)和使用等方面的應(yīng)用技術(shù)研究。針對危化品生 產(chǎn)、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、使用的實(shí)際需要，對開發(fā)實(shí)用化的液氯、液氨、苯、油類、冰醋酸、醇、酮、烯、 烴類等主要化工原料檢測MEMS傳感器；繼續(xù)完善前期開發(fā)的有關(guān)傳感器的性能，提高可靠 性和批量制造水平，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的要求十分迫切。同時(shí)對多傳感器的信號(hào)檢測與信息融合 技術(shù)，對檢測信息進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠的分析處理，開發(fā)系列化傳感器檢測模塊，研究傳感器與 網(wǎng)絡(luò)通訊的接口技術(shù)，實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測與跟蹤系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化的工作也已經(jīng)展。國家有關(guān)部門 已經(jīng)研制成功利用GPS系統(tǒng)監(jiān)管危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛的新技術(shù)，目前這項(xiàng)技術(shù)已在一些企業(yè)試 用并通過國家有關(guān)部門的鑒定。針對?；钒踩O(jiān)測的特殊要求和特點(diǎn)，分析?；繁O(jiān)測用MEMS傳感器及其系 統(tǒng)集成產(chǎn)品的在運(yùn)輸過程中的可靠性、失效模式，并提高系統(tǒng)可靠性的措施和給出系統(tǒng)壽 命評(píng)估、故障診斷及維護(hù)等方法是保障?；窓z測傳感器及系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用的前提。但 目前尚無用于檢測?；愤\(yùn)輸工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于檢測?；愤\(yùn)輸工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以確保?；愤\(yùn) 輸過程的可靠性和安全性。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是所述系統(tǒng)包括運(yùn)動(dòng)模擬器、可燃 氣體傳感器、慣性傳感單元、溫度傳感器、濕度傳感器、主控機(jī)和危化品承裝罐，主控機(jī)發(fā)出 電機(jī)的輸出軸的位移、速度和加速度的運(yùn)動(dòng)控制指令給運(yùn)動(dòng)模擬器的三個(gè)第一電機(jī)和三個(gè) 第二電機(jī)，可燃?xì)怏w傳感器用于測量位于運(yùn)動(dòng)模擬器的上平臺(tái)的?；烦醒b罐內(nèi)物質(zhì)的可 燃?xì)怏w的濃度，慣性傳感單元用于測量位于運(yùn)動(dòng)模擬器的上平臺(tái)的?；烦醒b罐的加速 度、位置和姿態(tài)，溫度傳感器用于測量位于運(yùn)動(dòng)模擬器的上平臺(tái)的危化品承裝罐內(nèi)物質(zhì)的 溫度，濕度傳感器用于測量位于運(yùn)動(dòng)模擬器的上平臺(tái)的?；烦醒b罐內(nèi)物質(zhì)的濕度，主控 機(jī)的控制信號(hào)輸出端與運(yùn)動(dòng)模擬器的控制信號(hào)輸入端連接，可燃?xì)怏w傳感器的輸出端與主 控機(jī)的可燃?xì)怏w信息采集輸入端連接，慣性傳感單元的輸出端與主控機(jī)的慣性信息采集輸 入端連接，溫度傳感器的輸出端與主控機(jī)的溫度信息采集輸入端連接，濕度傳感器的輸出
3端與主控機(jī)的濕度信息采集輸入端連接。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明可以有效模擬實(shí)際工作環(huán)境與車、船的運(yùn)行狀 態(tài)，對?；繁O(jiān)測與跟蹤微系統(tǒng)的環(huán)境可靠性和安全性進(jìn)行試驗(yàn)和驗(yàn)證，縮短研發(fā)周期，降 低成本，提高分析的準(zhǔn)確性和測試的安全性具有重要的作用。


圖1是本發(fā)明的示意圖，圖2是運(yùn)動(dòng)模擬器1的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖2的俯視圖， 圖4是上部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是圖4的左視圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的系統(tǒng)包括運(yùn)動(dòng)模擬器 1、可燃?xì)怏w傳感器18-1、慣性傳感單元18-2、溫度傳感器18-3、濕度傳感器18_4、主控機(jī)19 和?；烦醒b罐28，主控機(jī)19發(fā)出電機(jī)的輸出軸的位移、速度和加速度的運(yùn)動(dòng)控制指令給 運(yùn)動(dòng)模擬器1的三個(gè)第一電機(jī)3和三個(gè)第二電機(jī)4，可燃?xì)怏w傳感器18-1用于測量位于運(yùn) 動(dòng)模擬器1的上平臺(tái)的?；烦醒b罐28內(nèi)物質(zhì)的可燃?xì)怏w的濃度，慣性傳感單元18-2用 于測量位于運(yùn)動(dòng)模擬器1的上平臺(tái)的?；烦醒b罐28的加速度、位置和姿態(tài)，溫度傳感器 18-3用于測量位于運(yùn)動(dòng)模擬器1的上平臺(tái)的?；烦醒b罐28內(nèi)物質(zhì)的溫度，濕度傳感器 18-4用于測量位于運(yùn)動(dòng)模擬器1的上平臺(tái)的?；烦醒b罐28內(nèi)物質(zhì)的濕度，主控機(jī)19的 控制信號(hào)輸出端與運(yùn)動(dòng)模擬器1的控制信號(hào)輸入端連接，可燃?xì)怏w傳感器18-1的輸出端與 主控機(jī)19的可燃?xì)怏w信息采集輸入端連接，慣性傳感單元18-2的輸出端與主控機(jī)19的慣 性信息采集輸入端連接，溫度傳感器18-3的輸出端與主控機(jī)19的溫度信息采集輸入端連 接，濕度傳感器18-4的輸出端與主控機(jī)19的濕度信息采集輸入端連接。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖2和圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)模擬器1由 底座17、三個(gè)運(yùn)動(dòng)模擬單元2、上平臺(tái)7和上部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)16組成，所述上平臺(tái)7通過三個(gè)運(yùn) 動(dòng)模擬單元2與底座17連接，所述上部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)16設(shè)置在上平臺(tái)7上，所述三個(gè)運(yùn)動(dòng)模擬 單元2沿底座17的寬度方向成列設(shè)置在底座17的上端面上；每個(gè)運(yùn)動(dòng)模擬單元2由第一 電機(jī)3、第二電機(jī)4、第一絲杠5、第二絲杠6、導(dǎo)軌8、第一滑塊9、第二滑塊10、第一虎克鉸軸 總成11、第二虎克鉸軸總成12、多個(gè)支座13、第一絲母連接座14和第二絲母連接座15組 成，所述第一絲杠5通過支座13設(shè)置在底座17的上端面上，所述第二絲杠6通過13設(shè)置 在底座17的上端面上，且第一絲杠5與第二絲杠6平行設(shè)置，所述第一電機(jī)3固裝在底座 17 一端的上端面上，且第一電機(jī)3的輸出軸與第一絲杠5傳動(dòng)連接，所述第二電機(jī)4固裝在 底座17另一端的上端面上，且第二電機(jī)4的輸出軸與第二絲杠6傳動(dòng)連接，所述導(dǎo)軌8設(shè) 置在第一絲杠5和第二絲杠6之間，且導(dǎo)軌8與第一絲杠5和第二絲杠6平行設(shè)置，所述第 一滑塊9和第二滑塊10穿裝在導(dǎo)軌8的上端面上，所述第一絲母連接座14套裝在第一絲 杠5上且二者之間螺紋連接，所述第一絲母連接座14與第一滑塊9的側(cè)壁固接，所述第二 絲母連接座15套裝在第二絲杠6上且二者之間螺紋連接，所述第二絲母連接座15與第二 滑塊10的側(cè)壁固接，所述第一虎克鉸軸總成11的一端固裝在第一滑塊9的上端面上，所述 第一虎克鉸軸總成11的另一端與上平臺(tái)7固接，所述第二虎克鉸軸總成12的一端固裝在 第二滑塊10的上端面上，所述第二虎克鉸軸總成12的另一端與上平臺(tái)7固接；
4
此結(jié)構(gòu)采用三個(gè)運(yùn)動(dòng)模擬單元和上部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了模擬危化品運(yùn)輸中俯仰運(yùn) 動(dòng)、滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)以及加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)輸工作狀況；能夠較好模擬出罐箱車、船的 部分運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如罐箱車、船的起動(dòng)、加速、減速、轉(zhuǎn)彎、上下坡、左右偏擺以及顛簸狀態(tài)。其 他組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖4和圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的上部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 16包括傳感器箱旋轉(zhuǎn)減速器21、傳感器箱俯仰減速器22、傳感器箱俯仰支架23、俯仰減速 器座24和傳感器俯仰軸26，所述傳感器箱28通過傳感器俯仰軸26安裝在傳感器箱俯仰支 架23上，所述俯仰減速器座24安裝在傳感器箱俯仰支架23的側(cè)壁上，所述傳感器箱俯仰 減速器22的一端穿過傳感器俯仰軸承支座25與傳感器箱28的側(cè)壁上，所述傳感器箱旋轉(zhuǎn) 減速器21的上端與傳感器箱俯仰支架23的底端面固接；通過此結(jié)構(gòu)通過多個(gè)傳感器可采 集一系列參數(shù)。其他組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。工作原理根據(jù)要檢測的?；愤\(yùn)輸?shù)奶摂M場景的運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算出運(yùn)動(dòng)模擬器1 的運(yùn)動(dòng)學(xué)解，從而求出三個(gè)第一電機(jī)3和三個(gè)第二電機(jī)4的運(yùn)動(dòng)輸出，通過計(jì)算機(jī)19發(fā)出 第一電機(jī)3和三個(gè)第二電機(jī)4輸出軸的位移、速度和加速度的運(yùn)動(dòng)指令給運(yùn)動(dòng)模擬器1，將 第一電機(jī)3和第二電機(jī)4的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的直線運(yùn)動(dòng)。滑塊的直線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)支鏈的 下端往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使6個(gè)支鏈的上端呈現(xiàn)出不同的位置關(guān)系，由于6個(gè)支鏈末端與上平臺(tái) 連接，相互構(gòu)成耦合，所以使得上平臺(tái)表現(xiàn)出不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這樣，就由6個(gè)軸的獨(dú)立運(yùn) 動(dòng)合成了末端平臺(tái)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。由運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系可實(shí)現(xiàn)末端對各種工況的仿真。設(shè)計(jì)上平臺(tái) 高度距底座400mm且上平臺(tái)與底座平行時(shí)為初始位置，沿導(dǎo)軌方向?yàn)棣州S方向，垂直于底座 平面方向?yàn)棣品较?，且y方向可由右手定則得到。承載能力20Kg ；最大位移X向士 1000mm、 Y向士400mm、Z向士400mm ；最大轉(zhuǎn)角X軸士30°、Y軸士30°、Ζ軸士40°。由6個(gè)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)支鏈可實(shí)現(xiàn)上平臺(tái)的各種運(yùn)動(dòng)，實(shí)時(shí)模擬罐箱車、船的起動(dòng)、加速、減速、轉(zhuǎn)彎、上下坡、 左右偏擺以及顛簸等狀態(tài)；置于平臺(tái)17的傳感器箱28內(nèi)有多個(gè)數(shù)據(jù)采集傳感器18，可采 集一系列參數(shù)，并將這些參數(shù)反饋給計(jì)算機(jī)19 ；計(jì)算機(jī)19可分析出在當(dāng)前運(yùn)動(dòng)中，罐中的 氣體或液體所處的狀態(tài)，以及是否存在危險(xiǎn)等等。
權(quán)利要求
一種用于檢測?；愤\(yùn)輸工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括運(yùn)動(dòng)模擬器(1)、可燃?xì)怏w傳感器(18 1)、慣性傳感單元(18 2)、溫度傳感器(18 3)、濕度傳感器(18 4)、主控機(jī)(19)和?；烦醒b罐(28)，主控機(jī)(19)發(fā)出電機(jī)的輸出軸的位移、速度和加速度的運(yùn)動(dòng)控制指令給運(yùn)動(dòng)模擬器(1)的三個(gè)第一電機(jī)(3)和三個(gè)第二電機(jī)(4)，可燃?xì)怏w傳感器(18 1)用于測量位于運(yùn)動(dòng)模擬器(1)的上平臺(tái)的?；烦醒b罐(28)內(nèi)物質(zhì)的可燃?xì)怏w的濃度，慣性傳感單元(18 2)用于測量位于運(yùn)動(dòng)模擬器(1)的上平臺(tái)的?；烦醒b罐(28)的加速度、位置和姿態(tài)，溫度傳感器(18 3)用于測量位于運(yùn)動(dòng)模擬器(1)的上平臺(tái)的?；烦醒b罐(28)內(nèi)物質(zhì)的溫度，濕度傳感器(18 4)用于測量位于運(yùn)動(dòng)模擬器(1)的上平臺(tái)的?；烦醒b罐(28)內(nèi)物質(zhì)的濕度，主控機(jī)(19)的控制信號(hào)輸出端與運(yùn)動(dòng)模擬器(1)的控制信號(hào)輸入端連接，可燃?xì)怏w傳感器(18 1)的輸出端與主控機(jī)(19)的可燃?xì)怏w信息采集輸入端連接，慣性傳感單元(18 2)的輸出端與主控機(jī)(19)的慣性信息采集輸入端連接，溫度傳感器(18 3)的輸出端與主控機(jī)(19)的溫度信息采集輸入端連接，濕度傳感器(18 4)的輸出端與主控機(jī)(19)的濕度信息采集輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于檢測?；愤\(yùn)輸工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于運(yùn)動(dòng)模擬器 ⑴由底座(17)、三個(gè)運(yùn)動(dòng)模擬單元(2)、上平臺(tái)(7)和上部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(16)組成，所述上平 臺(tái)(7)通過三個(gè)運(yùn)動(dòng)模擬單元(2)與底座(17)連接，所述上部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(16)設(shè)置在上平臺(tái) (7)上，所述三個(gè)運(yùn)動(dòng)模擬單元(2)沿底座(17)的寬度方向成列設(shè)置在底座(17)的上端面 上；每個(gè)運(yùn)動(dòng)模擬單元(2)由第一電機(jī)(3)、第二電機(jī)(4)、第一絲杠(5)、第二絲杠(6)、導(dǎo) 軌(8)、第一滑塊(9)、第二滑塊(10)、第一虎克鉸軸總成(11)、第二虎克鉸軸總成(12)、多 個(gè)支座(13)、第一絲母連接座(14)和第二絲母連接座(15)組成，所述第一絲杠(5)通過支 座(13)設(shè)置在底座(17)的上端面上，所述第二絲杠(6)通過(13)設(shè)置在底座(17)的上 端面上，且第一絲杠(5)與第二絲杠(6)平行設(shè)置，所述第一電機(jī)(3)固裝在底座(17) — 端的上端面上，且第一電機(jī)(3)的輸出軸與第一絲杠(5)傳動(dòng)連接，所述第二電機(jī)(4)固裝 在底座(17)另一端的上端面上，且第二電機(jī)(4)的輸出軸與第二絲杠(6)傳動(dòng)連接，所述 導(dǎo)軌(8)設(shè)置在第一絲杠(5)和第二絲杠(6)之間，且導(dǎo)軌(8)與第一絲杠(5)和第二絲 杠(6)平行設(shè)置，所述第一滑塊(9)和第二滑塊(10)穿裝在導(dǎo)軌(8)的上端面上，所述第 一絲母連接座(14)套裝在第一絲杠(5)上且二者之間螺紋連接，所述第一絲母連接座(14) 與第一滑塊(9)的側(cè)壁固接，所述第二絲母連接座(15)套裝在第二絲杠(6)上且二者之間 螺紋連接，所述第二絲母連接座(15)與第二滑塊(10)的側(cè)壁固接，所述第一虎克鉸軸總成 (11)的一端固裝在第一滑塊(9)的上端面上，所述第一虎克鉸軸總成(11)的另一端與上平 臺(tái)(7)固接，所述第二虎克鉸軸總成(12)的一端固裝在第二滑塊(10)的上端面上，所述第 二虎克鉸軸總成(12)的另一端與上平臺(tái)(7)固接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于檢測危化品運(yùn)輸工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述上部旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(16)包括傳感器箱旋轉(zhuǎn)減速器(21)、傳感器箱俯仰減速器(22)、傳感器箱俯仰支架 (23)、俯仰減速器座(24)和傳感器俯仰軸(26)，所述?；烦醒b罐(28)通過傳感器俯仰 軸(26)安裝在傳感器箱俯仰支架(23)上，所述俯仰減速器座(24)安裝在傳感器箱俯仰支 架(23)的側(cè)壁上，所述傳感器箱俯仰減速器(22)的一端穿過傳感器俯仰軸承支座(25)與 ?；烦醒b罐(28)的側(cè)壁上，所述傳感器箱旋轉(zhuǎn)減速器(21)的上端與傳感器箱俯仰支架 (23)的底端面固接。
全文摘要
一種用于檢測?；愤\(yùn)輸工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，它涉及一種運(yùn)輸工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。確保危化品運(yùn)輸過程的可靠性和安全性的問題。主控機(jī)發(fā)出電機(jī)的輸出軸的位移、速度和加速度的運(yùn)動(dòng)控制指令給運(yùn)動(dòng)模擬器的三個(gè)第一電機(jī)和三個(gè)第二電機(jī)，可燃?xì)怏w傳感器用于測量位于運(yùn)動(dòng)模擬器的上平臺(tái)的危化品承裝罐內(nèi)物質(zhì)的可燃?xì)怏w的濃度，慣性傳感單元用于測量危化品承裝罐的加速度、位置和姿態(tài)，溫度傳感器用于測量?；烦醒b罐內(nèi)物質(zhì)的溫度濕，度傳感器用于測量危化品承裝罐內(nèi)物質(zhì)的濕度，主控機(jī)與運(yùn)動(dòng)模擬器連接，可燃?xì)怏w傳感器與主控機(jī)連接，慣性傳感單元與主控機(jī)連接，溫度傳感器與主控機(jī)連接，濕度傳感器與主控機(jī)連接。本發(fā)明用于?；钒踩珯z測。
文檔編號(hào)G01D21/02GK101982738SQ20101052310
公開日2011年3月2日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者孔民秀, 孫立寧, 杜志江, 游瑋, 肖永強(qiáng) 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)