[发明专利]笼式直线机电作动器性能试验台

说明书

所属领域

本发明涉及一种用于测量端面安装式直线机电作动器性能的机械装置。

现有技术

直线机电作动器以其精度高、频响快、体积小、重量轻、生存能力强、无污染和维护方便等优点正逐步取代传统的液压作动器，并广泛应用于飞控系统、精密机床、机器人和工业过程控制等领域。直线机电作动器主要由电机、减速机构、滚珠丝杠(或滚柱丝杠)和电控系统四部分组成，通过丝杠的旋转和滚动体的行星运动，将动力传递给螺母以实现直线输出。直线机电作动器的直线作动性能直接影响到其作动速度、效率和对作动对象的控制精度等，故需要对作动器进行性能试验。

现有技术中，直线机电作动器性能实验台主要集中于对作动系统的传动部分进行测试，即对滚珠丝杠的性能进行测试，如文献“精密滚珠丝杠副摩擦力矩波动的分析与测试”和“高速滚珠丝杠副动力学性能分析及其试验研究”中，分别对滚珠丝杠的摩擦力矩和综合动力学性能进行了测试和研究，这类实验台没有将电机和减速机构的性能考虑进去，无法测量直线作动器的整体性能指标。而对整个作动系统的性能试验，国内少有的实验台大多采用液压系统作为作动器的加载装置，结构相对复杂，而且存在液压源易污染、维护不方便和占用面积大等问题。国外已有采用机电作动器作为加载装置的整体性能试验台，如文献“Experimental and Analytical Development of Health Management for Electro-Mechanical Actuators”，但这种实验台成本较高，测试范围较窄，试验台设计、加工和操作较为复杂。

发明内容

本发明的目的是：为了克服现有直线机电作动器试验台多采用液压系统作为加载装置，易污染、难维护、占地大，并且试验台各个零部件的安装位置较为固定，不便于更换不同行程规格的被测直线机电作动器，同时没有综合考虑电机和减速机构的性能，无法测试作动系统的整体性能指标等诸多不足，本发明设计了一种用于测量端面安装式直线机电作动器性能的试验台。

本发明的是技术方案是，一种笼式直线机电作动器性能试验台，主要包括基础平台7、安装架2、长螺杆5、止转组件10、止转滑杆8、限位开关11、限位开关撞块12、连接套3、拉压力传感器9、球铰链4、位移传感器组件13、加载直线机电作动器1和被测直线作动器6；基础平台7用来支撑整个试验台零部件；两个结构完全相同的安装架2固定在基础平台7上；四根长螺杆5的两端均通过高强度螺栓与两个安装架2连接起来，构成试验台的笼式结构，使试验台在一个封闭的内力系统中进行测试；加载直线机电作动器1和被测直线机电作动器6固定在安装架2上，加载直线机电作动器1的推杆穿过其中一个安装架2的推杆伸出孔，通过外螺纹与连接套3一端的内螺纹连接；连接套3另一端的外螺纹与拉压力传感器9一端的内螺纹配合；拉压力传感器9的另一端通过球铰链4与穿过另一个安装架2推杆伸出孔的被测直线作动器6的推杆连接；所述加载直线机电作动器1的推杆、连接套3、拉压力传感器9、球铰链4、被测直线作动器6的推杆均同轴；止转组件10由止转环14、L型板a15和L型板b16组成，L型板a15和L型板b16分别用螺钉与止转环14固连，止转环14内壁上的平面与相应直线机电作动器推杆的外壁平面配合，并通过紧定螺钉锁紧；四根止转滑杆8的一端分别与相应的L型板a15固连，另一端在安装架2的止转滑杆导向滑孔中滑动，其中有两根止转滑杆8上固连有限位开关撞块12；两个限位开关11分别固定在装有加载直线机电作动器1的安装架2的两侧，当加载直线机电作动器1推杆带动止转滑杆8往返滑动时，固定在止转滑杆8上的限位开关撞块12撞击限位开关11顶部滚轮并将其压下，起到限位的作用；位移传感器组件13由位移传感器和位移传感器安装板20组成；位移传感器安装板20固定在装有加载直线机电作动器1的安装架2上，位移传感器安装在位移传感器安装板20上，其测量杆端部与L型板a16固连，用于测试加载直线机电作动器1推杆的位移。

本发明的有益效果是：上述笼式直线机电作动器性能试验台能够通过加载直线机电作动器1对被测直线机电作动器6施加不同大小的恒定轴向推力和拉力，从而能够模拟不同负载。直线机电作动器通过控制系统进行控制，其直线作动速度连续可调，同时能够控制直线机电作动器往复运动的行程和频率，以及对作用力和行程大小进行测量等。该直线机电作动器试验台能够测量直线机电作动器的静动载荷、作动行程、作动速度、作动加速度和响应时间等性能参数。