[发明专利]一种惯量模拟共用轴系装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种惯量模拟共用轴系装置，属于物理实验装置领域。

背景技术

目前在惯量模拟方面，主要是惯量电模拟和惯量机械模拟两种方式。电惯量模拟是根据一定的规律控制电机的电磁转矩，使得在相同驱动扭矩作用下电机与机械惯量飞轮组具有相同的动力学特性，可以降低设备的复杂度，提高实验精度。但是惯量机械模拟，具有真实性好、稳定性好等一系列优点，还有着广泛的应用。但是在许多领域，既想拥有惯量电模拟的高精度，又想同时拥有惯量机械模拟的高稳定性，往往是同时做成两套装置，极大的浪费了人力物力。

目前惯量模拟装置不能同时实现惯量电模拟和惯量机械模拟两方面惯量同时进行模拟的问题，进行惯量电模拟与惯量机械模拟的转化时需要更换设备。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种惯量模拟共用轴系装置，能够实现惯量电模拟和惯量机械模拟的共同使用，采用的技术方案是：

一种惯量模拟共用轴系装置，其特征在于，所述惯量模拟共用轴系装置包括输出装置、增速和监测装置、输入装置和限位开关装置；

所述输出装置包括输出轴1、轴承压盖Ⅰ2、第一大法兰3、轴承压盖Ⅱ4、第一弹性联轴器W1、O型密封圈W2、角接触球轴承W3和气动快插接头W12，其中：输出轴1上端与第一弹性联轴器W1相连接，下端与轴承压盖Ⅰ2相连，输出轴1外侧设有密封外壳，密封外壳内设有气动快插接头W12和凹槽，凹槽内部填有O型密封圈W2，轴承压盖Ⅰ2下端设有角接触球轴承W3，角接触球轴承W3外侧安装有第一大法兰3；

所述增速和监测装置包括编码器连接套5、套筒6、增速器连接轴7、垫片8、增速器法兰9、抱轴套10、过渡轴11、编码器W4、扭矩传感器W5、增速器W6和第二弹性联轴器W7，其中：套筒6与第一大法兰3通过螺栓相连接，套筒6内部安装有编码器W4、编码器连接套5、扭矩传感器W5和增速器连接轴7，扭矩传感器W5下端通过增速器连接轴7与增速器W6相连，在套筒6下方设有增速器W6，增速器W6外壳设有增速器法兰9，增速器法兰9与套筒6通过螺栓相连接，增速器W6输出端通过抱轴套10与过渡轴11连接；

所述输入装置包括电磁离合器连接板12、电机轴13、电磁离合器连接法兰17、第二大法兰18、电机法兰19、电磁离合器W8、胀紧套W9、十字交叉滚柱轴承W10和电机W11，其中：电机轴13与过渡轴11通过第二弹性联轴器W7相连接，电机轴13外端套有胀紧套W9，电机轴13外部设有电磁离合器W8，电磁离合器W8外部设有电磁离合器连接板12和限位开关装置，电磁离合器连接法兰17与第二大法兰18、电机法兰19之间分别通过螺栓相互连接，电机法兰19凹面内设有十字交叉滚柱轴承W10，十字交叉滚柱轴承W10内圈与电机轴13配合，外圈与电机法兰19配合，电机法兰19与电机W11外壳之间通过螺栓连接，同时电机W11内部有启动快换插头，使电机W11转动换向。

所述限位开关装置包括限位开关支架14、限位开关15和限位开关法兰16，其中：限位开关支架14与电磁离合器W8相连，限位开关15固定在限位开关支架14上，限位开关法兰16固定在电磁离合器W8下端轴系上。

所述限位开关15随着电磁离合器W8吸合改变限位开关法兰16位置从而改变状态，再将信号传输至计算机，使装置互锁。

所述输出轴1通过弹性联轴器W1与测试轴相连接。

所述输出轴1、增速器连接轴7、扭矩传感器W5、过渡轴11和电机轴13位于同一轴线上。

所述大法兰18带有连接螺栓，可以与飞轮或者其他机械惯量模拟装置相连接。

所述电磁离合器W8闭合时进行惯量机械模拟，断开进行惯量电模拟。

所述惯量模拟共用轴系装置，使用增速器W6来放大惯量，其输入与输出惯量成一定比例，同时能够降低惯量机械模拟对飞轮的尺寸的要求和电机的性能要求，而不影响惯量模拟的精度，尤其对大惯量模拟装置，能够降低对飞轮尺寸的要求。

所述惯量模拟共用轴系装置，使用编码器W4和扭矩传感器W5来监测和测量轴系参数。

所述惯量模拟共用轴系装置工作原理为：当进行惯量机械模拟时，将电磁离合器吸合，使电磁离合器上下两部同步转动，带动第二大法兰转动，第二大法兰外沿与惯量机械模拟装置相连接，电机外壳通过法兰与第二大法兰相连接，从而电机外壳与电机轴同步转动，不会产生电惯量；当进行惯量电模拟，将电磁离合器断开，使电磁离合器下部分不再进行转动，从而使第二大法兰与电机外壳不再转动，从而消除机械惯量影响，仅剩惯量电模拟。