BANCO DE ENSAYOS UNIVERSAL PARA LA EVALUACiÓN DE ACTUADORES 5 OBJETO DE LA INVENCiÓN 10 La presente invención se puede aplicar en el campo técnico de los motores, en concreto, en el campo del ensayo de motores.

15 El objeto de la invención trata de un banco de ensayos universal para la evaluación de actuadores, que permite el control preciso en la simulación de las condiciones de funcionamiento del actuador evaluado. ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN

2º 25 30 Los documentos ES0191545U, ES0287650U y ES2211272B1 describen algunos bancos de ensayos de actuadores relacionados con la presente invención. Los documentos "Robinson, D. W. &Pratt, G. A. (2000) , 'Force Controllable Hydro-Elastic Actuator', IEEE Conference on Robotics and Automation." y US5650704 están relacionados con la presente invención. A continuación se describen brevemente los documentos mencionados: El modelo de utilidad español ES0191545U describe un banco de pruebas para motores eléctricos rotacionales, en el que el motor ensayado se instala sobre el chasis y su eje de salida se conecta mediante transmisión mecánica a un dispositivo de freno eléctrico. Este freno ejerce oposición al movimiento del motor ensayado, pudiéndose aumentar de forma progresiva el nivel de la fuerza de frenado. El modelo de utilidad español ES0287650U describe un banco de ensayos para motores endotérmicos. Este banco de ensayos utiliza guías motorizadas para acoplar el motor endotérmico a la bancada. 5 El modelo de utilidad español ES2211272B1 describe un banco de ensayos para validación y cualificación de actuadores hidráulicos de gran capacidad, en el que se pueden realizar las pruebas de durabilidad de actuadores simulando la condición de trabajo real de los mismos. El banco 10 de ensayos permite reproducir tanto la cinemática del actuador como las condiciones de temperatura y las cargas antagónicas que se producen en su vida real mediante un actuador realimentado. Este actuador es un cilindro hidráulico al que se programa una función continua de la fuerza antagónica a realizar. Sin embargo, el control de fuerza en actuadores 15 hidráulicos es un problema difícil de realizar debido a que se caracterizan por importantes no-linealidades, además de la fricción en las juntas que dificulta la realización de una ley de control de fuerza en lazo cerrado. El artículo "Robinson, D. W. &Pratt, G. A. (2000) , 'Force Controllable 2º Hydro-Elastic Actuator', IEEE Conference on Robotics and Automation.", así como la patente estadounidense US5650704 describen un actuador hidráulico específicamente diseñado para el control de fuerza en lazo cerrado. 25 Como se deduce del análisis de los documentos mencionados, los bancos de ensayos conocidos para evaluación de actuadores son específicos para un determinado tipo de actuador (rotacional o lineal) , y para un determinado tipo de energía de alimentación del actuador (eléctrica, hidráulica, neumática, térmica) . Algunos de dichos bancos permiten adaptar 3º el chasis a las dimensiones de actuadores de ensayo, pero no son adaptables a diferentes tecnologías de actuación. Los ensayos suelen realizarse mediante enfrentamiento a otro actuador antagónico que realiza fuerzas antagónicas al movimiento del actuador de ensayo. Estas fuerzas antagónicas son constantes y se incrementan progresivamente de forma discreta durante los ensayos. Estos actuadores antagónicos no facilitan el 5 control de fuerza en lazo cerrado con precisión, debido a la alta impedancia mecánica de los transductores utilizados en la medición de la fuerza ejercida y a la existencia de imprecisiones como fricción, holguras en transmisiones , inercia reflejada, y otras no-linealidades que generan un nivel de ruido que imposibilita el control preciso de la fuerza que ejerce el 10 dispositivo. Por tanto, se hace necesario disponer de diferentes bancos de ensayos si se requiere el análisis comparativo de prestaciones de actuadores de diferente naturaleza o bien, alternativamente, rediseñar y 15 modificar el banco cada vez que se precisa realizar el ensayo de un nuevo tipo de actuador. Por otro lado, algunos bancos de ensayos de actuadores conocidos permiten reproducir las condiciones cinemáticas y térmicas de 2º funcionamiento del actuador en su aplicación real. Esto es importante a la hora de validar el buen funcionamiento del actuador y su vida real. Otros reproducen las cargas antagónicas a las que se enfrentará el actuador de ensayo. Generalmente esto se consigue mediante el empleo de frenos o actuadores antagónicos que realizan fuerzas constantes de carga y que se 25 van variando de forma progresiva durante el ensayo. Sin embargo, en las aplicaciones reales de los actuadores en maquinaria industrial o en sistemas robóticas, la dinámica a la que se enfrentan los actuadores es una función continua de la fuerza. 30 Por lo tanto, si se pretende reproducir la dinámica a la que se enfrentará el actuador de ensayo en condiciones reales de funcionamiento, no es suficiente con ejercer fuerzas antagónicas constantes e ir variándolas progresivamente, sino que se necesita un dispositivo que permita la programación de una función continua de la fuerza antagónica y sea capaz de reproducirla mediante control de fuerza en lazo cerrado con precisión. 5 El documento ES2211272B1 presenta un banco de ensayos de actuadores hidráulicos que utiliza un actuador de cargas antagónicas realimentado. Este actuador es un cilindro hidráulico al que se programa una función continua de la fuerza antagónica a realizar. Sin embargo, el 10 control de fuerza en actuadores hidráulicos es un problema difícil de realizar debido a que se caracterizan por importantes no-linealidades, además de fricción en las juntas que dificulta la realización de una ley de control de fuerza en lazo cerrado. 15 A la vista de los documentos descritos, el problema técnico que se plantea consiste en presentar un banco de ensayos para actuadores de ensayo que se ajuste a la naturaleza y características de dichos actuadores de ensayo, capaz de reproducir las condiciones ambientales, así como también las condiciones cinemáticas y dinámicas reales, de funcionamiento 2 O del actuador de ensayo. DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN La presente invención resuelve el problema técnico planteado por 25 medio de un banco de ensayos universal para la evaluación de actuadores de ensayo que comprende un chasis regulable y un actuador antagónico programable y controlable unido al actuador de ensayo mediante un vástago central de rotación. El actuador de ensayo está comandado por una unidad de control que determina las condiciones de ensayo en cuanto a velocidad, 30 fuerza y posición , tal como es conocido en el estado de la técnica. El accionador antagónico reproduce los efectos de las acciones exteriores a las que va a estar sometido el accionador de ensayo en condiciones de servicio durante su vida útil. El banco de ensayos de la invención incorpora adicionalmente de 5 manera opcional una cámara climática capaz de reproducir las condiciones ambientales de funcionamiento del actuador de ensayo, de tal manera que la cámara climática y el actuador antagónico en conjunto permiten reproducir con precisión las condiciones cinemáticas, dinámicas y ambientales del actuador de ensayo. 10 El chasis es regulable y adaptable a la geometría y tipología del actuador de ensayo, para lo cual comprende una base y cuatro bastidores desplazables respecto de la base, que se conectan a dicha base. El actuador de ensayo que va a ser ensayado y el actuador antagónico se 15 conectan a sus respectivos bastidores y son accionados. El actuador de ensayo y el actuador antagónico están conectados a extremos opuestos de un vástago central de rotación, de modo que dicho vástago central de rotación es accionado simultáneamente por el actuador de ensayo y el actuador antagónico. En el vástago central de rotación está alojado un 2 O transductor de par, que recoge el valor del par, posición angular y velocidad de rotación existentes en el vástago central de rotación. El banco de...

1. Banco de ensayos universal para la evaluación de actuadores de ensayo (8) que comprende: 5 -una unidad de control que determina las condiciones de ensayo en cuanto a velocidad, fuerza y posición del actuador de ensayo (8) ; - un actuador antagónico (3) , conectado a la unidad de control; - un chasis (1) dotado de: - una base (14) ; y 10 -unos bastidores (4) que se encuentran fijados a la base (14) y unidos a los actuadores (3, 8) ; - un vástago central de rotación (6) acoplado a los actuadores (3, 8) Y accionado rotatoriamente por dichos actuadores (3, 8) , para transmitir desde el actuador antagónico (3) hasta el actuador de ensayo (8) los efectos 15 representativos de acciones exteriores en condiciones de servicio determinados por la unidad de control; y - un transductor de par (16) alojado en el vástago central de rotación (6) , que recoge el valor del par, posición angular y velocidad de rotación de dicho vástago central de rotación (6) , 2 O caracterizado porque comprende adicionalmente: - unas primeras barras (18) fijadas a la base, a las cuales primeras barras (18) están fijados desplazablemente los bastidores (4) ; y - unos soportes (12, 21) fijables a los bastidores (4) y a los actuadores (3, 8) , para fijar los actuadores (3, 8) a las primeras barras (18) 25 en distintas posiciones. 2. Banco de ensayos universal para la evaluación de actuadores de ensayo (8) , de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el actuador antagónico (3) es de tipo lineal y comprende: 3 O -un conjunto de muelles (10) , cuya elongación se corresponde con el recorrido del actuador antagónico (3) ,

- un sensor de posición (11) , que detecta la elongación de los

muelles (10) y determina la fuerza del actuador antagónico (3) , y -un controlador que permite la programación de una función continua de la fuerza antagónica y es capaz de reproducir dicha función 5 continua con precisión mediante control de fuerza en lazo cerrado.

3. Banco de ensayos universal para la evaluación de actuadores de ensayo (8) , de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque un actuador (3, 8) rotacional está fijado a un primer soporte (12) por medio de

unas ranuras (7) y un agujero (9) central ubicados en el primer soporte (12) .

4. Banco de ensayos universal para la evaluación de actuadores de ensayo (8) , de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque un actuador (3, 8) de tipo lineal está fijado a un segundo soporte (21) que se

desplaza a lo largo de una segunda barra (20) perpendicular a la primera barra (18) respectiva y a la base (14) del chasis (1) .

5. Banco de ensayos universal para la evaluación de actuadores de ensayo (8) , de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el 2º vástago central de rotación (6) está acoplado a un accionador (3, 8) de tipo lineal por medio de una oreja (25) y de una biela (5) .

6. Banco de ensayos universal para la evaluación de actuadores de ensayo (8) , de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el 25 vástago central de rotación (6) está acoplado a un accionador rotacional por medio de un acoplamiento elástico (26) .

7. Banco de ensayos universal para la evaluación de actuadores de ensayo (8) , de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque 3 o comprende adicionalmente una cámara climática que reproduce condiciones ambientales de ensayo seleccionadas entre al menos una de:

- condiciones de temperatura, -condiciones de presión , y -condiciones de humedad.

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