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一種機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)剛度測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于剛度測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)剛度測(cè)試裝置。目的是準(zhǔn)確測(cè)量現(xiàn)有直線式機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的剛度。該裝置包括臺(tái)架（10），固定在臺(tái)架（10）兩端的第一支座（1）和第三支座（9），以及固定在臺(tái)架（10）中部的第二支座（7）；第二支座（7）和第三支座（9）之間置有被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)（8）；第一支座（1）和第二支座（7）之間置有加載裝置和測(cè)試裝置；所述測(cè)試裝置包括力傳感器（5）和千分表，力傳感器（5）安裝在加載裝置與被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)（8）自由端之間，千分表表頭（12）安裝在被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)（8）自由端的端面。該裝置操作簡(jiǎn)易、測(cè)量精度高、測(cè)試范圍寬、零位及行程適應(yīng)性好。
【專利說明】—種機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)剛度測(cè)試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于剛度測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)剛度測(cè)試裝置，尤其是一種具備測(cè)試機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)含扭轉(zhuǎn)、拉壓在內(nèi)的綜合剛度的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)作為伺服回路中最重要、最復(fù)雜的一環(huán)，其剛度、間隙等機(jī)械特性是伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的主要優(yōu)化目標(biāo)，是機(jī)電伺服系統(tǒng)性能仿真模型中最重要的參數(shù)，其數(shù)值的準(zhǔn)確性極大地影響了系統(tǒng)性能仿真模型的結(jié)果準(zhǔn)確性。機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)具有實(shí)際結(jié)構(gòu)復(fù)雜、傳遞環(huán)節(jié)多等問題，通常很難對(duì)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的剛度進(jìn)行精確的理論計(jì)算，因而，有必要采用測(cè)試手段，設(shè)計(jì)測(cè)試裝置，得出真實(shí)值，支撐伺服系統(tǒng)模型來預(yù)判方案可行性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型目的是為準(zhǔn)確測(cè)量現(xiàn)有直線式機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的剛度，提供一種機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)剛度測(cè)試裝置。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)剛度測(cè)試裝置，包括臺(tái)架，固定在臺(tái)架兩端的第一支座和第三支座，以及固定在臺(tái)架中部的第二支座；第二支座和第三支座之間置有被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)；第一支座和第二支座之間置有加載裝置和測(cè)試裝置；所述測(cè)試裝置包括力傳感器和千分表，力傳感器安裝在加載裝置與被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)自由端之間，千分表表頭安裝在被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)自由端的端面。
[0006]如上所述的一種機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)剛度測(cè)試裝置，其中:所述加載裝置包括依次相連的右旋絲杠、雙頭螺母和左旋絲杠，右旋絲杠與第一支座相連；左旋絲杠與力傳感器相連，力傳感器通過連接頭與被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)自由端相連。
[0007]如上所述的一種機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)剛度測(cè)試裝置，其中:所述被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的輸入端為伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子軸。
[0008]如上所述的一種機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)剛度測(cè)試裝置，其中:對(duì)于被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的輸出端，將精密直線導(dǎo)軌的滑塊與被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的輸出端單支耳相連。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0010]1.加載裝置采用固定雙絲杠軸向轉(zhuǎn)動(dòng)、單螺母手動(dòng)驅(qū)動(dòng)雙絲杠直線移動(dòng)的機(jī)械自鎖加載方式，一個(gè)方向加載，兩個(gè)方向微量移動(dòng)，加載力大小可無極調(diào)整，該方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可操作性好。
[0011]2.為模擬真實(shí)的機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)工作情況，機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的輸入端為伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子軸，電機(jī)轉(zhuǎn)子軸采用旋變位置閉環(huán)，旋轉(zhuǎn)變壓器實(shí)時(shí)采集電機(jī)軸電角度信號(hào)，并通過反饋算法對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸角度進(jìn)行定位控制，以達(dá)到電機(jī)轉(zhuǎn)子軸角度固定的目的，全過程監(jiān)測(cè)旋變位置，該方式測(cè)得的剛度含機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)內(nèi)所有的拉壓剛度及扭轉(zhuǎn)折算到拉壓方向的剛度，數(shù)據(jù)有效性高；[0012]3.將精密直線導(dǎo)軌的滑塊與被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的輸出端單支耳相連，使輸出端沿著精密直線導(dǎo)軌所在的直線方向變形，該方式操作簡(jiǎn)易、測(cè)量精度高、測(cè)試范圍寬、零位及行程適應(yīng)性好。
[0013]4.由于機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的剛度隨外負(fù)載及工作行程的變化而變化，基于該特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了直線式機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的剛度測(cè)試裝置，該測(cè)試裝置測(cè)試零位可調(diào)，可以滿足現(xiàn)有直線式機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的剛度測(cè)試需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型提供的一種機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)剛度測(cè)試裝置的主視圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型提供的一種機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)剛度測(cè)試裝置的俯視圖；
[0016]圖中:1.第一支座；2.右旋絲杠；3.雙頭螺母；4.左旋絲杠；5.力傳感器；6.連接頭第二支座；8.被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)；9.第三支座；10.臺(tái)架；11.萬向磁力表座；12.千分表表頭；13.精密直線導(dǎo)軌。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提供的一種機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)剛度測(cè)試裝置進(jìn)行介紹:
[0018]如圖1、2所示，一種機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)剛度測(cè)試裝置，包括臺(tái)架10，固定在臺(tái)架10兩端的第一支座I和第三支座9，以及固定在臺(tái)架10中部的第二支座7 ;第二支座7和第三支座9之間置有被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)8 ;第一支座I和第二支座7之間置有加載裝置和測(cè)試裝置；測(cè)試裝置包括力傳感器5和千分表，力傳感器5安裝在加載裝置與被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)8自由端之間，千分表表頭12安裝在被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)8自由端的端面；千分表支架固定于臺(tái)架10的底座，千分表用來測(cè)量被測(cè)元件的總變形，該方式對(duì)被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的零位及行程適應(yīng)性好。
[0019]可采用萬向磁力表座11安裝千分表表頭12。
[0020]其中，加載裝置包括依次相連的右旋絲杠2、雙頭螺母3和左旋絲杠4，右旋絲杠2與第一支座I相連；左旋絲杠4與力傳感器5相連,力傳感器5通過連接頭6與被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)8自由端相連。利用工具扳手限制左旋雙絲杠4沿軸向的轉(zhuǎn)動(dòng)、并借助另一工具扳手手動(dòng)扳動(dòng)雙頭螺母3，從而使加載裝置直線微量移動(dòng)加載。
[0021]為模擬真實(shí)的機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)工作情況，被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)8的輸入端為伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子軸，電機(jī)轉(zhuǎn)子軸采用旋變位置閉環(huán)，旋轉(zhuǎn)變壓器實(shí)時(shí)采集電機(jī)軸電角度信號(hào)，并通過反饋算法對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸角度進(jìn)行定位控制，以達(dá)到電機(jī)轉(zhuǎn)子軸角度固定的目的，全過程監(jiān)測(cè)旋變位置，該方式測(cè)得的剛度含機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)內(nèi)所有的拉壓剛度及扭轉(zhuǎn)折算到拉壓方向的剛度，數(shù)據(jù)有效性高，試驗(yàn)表明該方式能較好地約束電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0022]對(duì)于被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)8的輸出端，將精密直線導(dǎo)軌13的滑塊與被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)8的輸出端單支耳相連，使輸出端沿著精密直線導(dǎo)軌13所在的直線方向變形。
[0023]該裝置進(jìn)行剛度測(cè)試的工作原理為:
[0024]伺服驅(qū)動(dòng)控制器對(duì)伺服機(jī)構(gòu)的電機(jī)軸位置環(huán)進(jìn)行定位控制，保證電機(jī)軸不動(dòng)；精密直線導(dǎo)軌可以滿足對(duì)直線式機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)全行程的剛度測(cè)量需要；利用力加載裝置對(duì)直線式滾珠絲杠伺服機(jī)構(gòu)施加拉力與壓力，并利用力傳感器測(cè)得該力Fi ;由千分表/百分表測(cè)量機(jī)構(gòu)的軸向變形量，記為ALi ;伺服機(jī)構(gòu)受壓時(shí)，F(xiàn)i由ON增加到6000N再減小到0N，步長(zhǎng)300N，繪制F-AL剛度回路曲線，并在回路曲線的基礎(chǔ)上繪制其平均值直線，該直線斜率即為受壓狀態(tài)剛度值，記為kp ;伺服機(jī)構(gòu)受拉時(shí)，同受壓，得到剛度值記為kd。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)剛度測(cè)試裝置，包括臺(tái)架(10)，固定在臺(tái)架(10)兩端的第一支座(I)和第三支座(9)，以及固定在臺(tái)架(10)中部的第二支座(7);第二支座(7)和第三支座(9)之間置有被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)(8);第一支座(I)和第二支座(7)之間置有加載裝置和測(cè)試裝置；所述測(cè)試裝置包括力傳感器(5)和千分表，力傳感器(5)安裝在加載裝置與被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)(8)自由端之間，千分表表頭(12)安裝在被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)(8)自由端的端面。
2.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)剛度測(cè)試裝置，其特征在于:所述加載裝置包括依次相連的右旋絲杠(2)、雙頭螺母(3)和左旋絲杠(4)，右旋絲杠(2)與第一支座(I)相連；左旋絲杠(4)與力傳感器(5)相連，力傳感器(5)通過連接頭(6)與被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)(8)自由端相連。
3.如權(quán)利要求2所述的一種機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)剛度測(cè)試裝置，其特征在于:所述被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)(8)的輸入端為伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子軸。
4.如權(quán)利要求3所述的一種機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)剛度測(cè)試裝置，其特征在于:對(duì)于被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)(8)的輸出端，將精密直線導(dǎo)軌(13)的滑塊與被測(cè)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)(8)的輸出端單支耳相連。
【文檔編號(hào)】G01M13/00GK203572643SQ201320681334
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】崔佩娟, 周海平, 鄭再平, 黃玉平, 鄭繼貴, 王春明 申請(qǐng)人:北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院