[发明专利]含间隙精密机构动态特征同步测试实验平台及方法

说明书

本发明公开了一种含间隙精密机构动态特征同步测试实验平台及方法，实验平台包括执行单元和测量单元两个部分。其中，执行单元包括底座、驱动电机、驱动曲柄、可调连杆、导轨、丝杠螺母副、可调滑块、同步电机以及间隙调节机构；测量单元由扭矩传感器、旋转编码器、第一测力传感器、第二测力传感器、速度传感器、位移传感器、音频接收器、数据采集卡以及显示存储器组成。该装置实现了含间隙精密机构动力学性能实验以及多类型数据的并联采集，保证同步测量精度，提高了机构动态特征参数的测量范围，进而为精密装备的设计与研发提供技术支持。

技术领域

本发明涉及一种含间隙精密机构动态特征同步测试实验平台及方法，属于精密装备测试技术领域，特别是一种含间隙精密机构动态特征多参数的同步测量。

背景技术

含间隙精密机构作为高速精密装备的一个重要组成部件，其动态特征对高速精密装备性能有重要的影响，而动态特征的多参数测量数据是评定高速精密装备性能的主要形式。为了更深入的探究间隙对精密机构动力学行为的影响，在试验过程中尽可能获取更多的动态特征参数，促使测量设备不断增加，测量时间逐渐变长，这将会增大数据采集误差以及降低测量精度。在含间隙精密机构运动过程中，振动、噪声和接触特征耦合，一直是行业内所关注的重要问题，想要研究机构动态特性，需要对机构及转动副的加速度、噪声和接触力数据进行高精度同步采集。

目前，现有精密机构动态特征测试的实验装置往往开展单一参数特征测量，再将不同参数的测量结果进行耦合分析，进而对机构动态特征进行评价。此类方法的数据采集过程较为复杂，数据处理过于繁琐，且采集数据的同步精度误差较大。此外，精密机构测试实验平台性能试验平台结构设计不完善，无法在同一安装方式下进行动态特征多参数的测量，测量精度较差，不适用于精密装备工程应用的推广。同时，精密机构测试实验平台测试机构类型单一，不能同时满足多种类型机构测试系统的搭建。根据工程应用需求，提出一种多功能含间隙精密机构动态特征同步测试实验平台，可将多种测量设备并联在一起，实现多类型机构瞬态多参数的动态特征数据采集与处理是精密装备技术升级的迫切任务。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术不足，提出一种含间隙精密机构动态特征同步测试实验平台及方法，主要用于精密机构动态特征并联数据的测量，并对多参数数据进行同步处理与耦合分析，从而为促进精密装备的设计与研发提供技术支持。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种含间隙精密机构动态特征同步测试实验平台，其特征在于：包括执行单元和测量单元两个部分；

所述执行单元包括底座、安装在所述底座上的驱动电机、连接在所述驱动电机的输出轴上的驱动曲柄、一端与所述驱动手柄转动连接的可调连杆、与所述可调连杆的另一端转动连接的可调滑块、设置在所述底座上的丝杠螺母副以及固定连接在所述丝杠螺母副的螺母上的导轨；所述可调滑块滑动连接在所述导轨上；所述可调连杆的一端和可调滑块上具有间隙调节机构，所述间隙调节机构包括外筒、圆周阵列贯穿所述外筒的多个间隙调节螺栓以及设置在所述外筒内的内筒；多个调节螺栓与所述外筒螺纹连接且顶紧或者固定连接在所述内筒的外壁面上；所述内筒采用弹性复合材料；

所述测量单元包括安装在所述驱动电机输出轴和所述驱动曲柄之间的第一扭矩传感器、安装在所述驱动曲柄的转轴上的旋转编码器、安装在所述驱动曲柄和所述可调连杆连接处的第一测力传感器、安装在所述可调连杆与可调滑块连接处的第二测力传感器、设置在所述可调滑块上的速度传感器、设置在所述导轨一端的位移传感器以及设置在所述导轨上的音频接收器；所述扭矩传感器、旋转编码器、第一测力传感器、第二测力传感器、速度传感器、位移传感器和音频接收器分别与数据采集卡相连接，并将数据传递给显示存储器。

进一步地，所述丝杠螺母副为一组，所述底座上还设置有与所述丝杠螺母副的丝杠平行设置的光杆，所述导轨的两端分别与所述丝杠螺母副的丝杠和光杆滑动连接。

进一步地，所述丝杠螺母副为相对设置的两组，所述导轨的两端分别与两丝杠螺母副的丝杠滑动连接，所述丝杠螺母副通过同步电机驱动。