[发明专利]一种电动伺服直线加载测试系统

摘要

本发明公开了一种电动伺服直线加载测试系统，包括试验台、控制台和配电柜，试验台包括基础台架、伺服加载系统、运动转换系统、被测伺服系统及传感器系统。本发明采用滚珠丝杠副作为运动转换结构并结合直线导轨限制转动输出，故实现直线力加载；将直线导轨、滚珠丝杠副支撑单元、光栅尺集成安装到同一平台，可降低安装误差，保证整体性能；运动转换系统中转动部件仅有丝杆，其转动惯量小，有利于提高加载性能。对于电液式加载所存在的问题，本发明采用伺服电机取代液压阀构成电动加载系统，具有响应快速、体积小、结构简单、成本低及控制方便等优点；相对于以直线伺服电机为执行机构的主动式加载，本发明为被动式加载，技术成熟，性价比较高。

主权项

1.一种电动伺服直线加载测试系统，其特征在于，包括试验台、控制台和配电柜，其中控制台用于对试验台进行加载闭环控制并实现人机交互功能，配电柜为试验台和控制台提供动力并通过隔离电路将各部分电源模块进行隔离，其中试验台包括基础台架、伺服加载系统、运动转换系统、被测伺服系统及传感器系统，其中基础台架包括基座(1)和T型槽板(2)，伺服加载系统包括伺服加载电机(3)、伺服加载电机支座(4)、第一波纹管联轴器(5‑1)、第二波纹管联轴器(5‑2)、转矩转速传感器(6)及转矩转速传感器支座(7)，运动转换系统包括支撑平台(8)、滚珠丝杠副支撑单元(9)、滚珠丝杠(10)、滚珠丝杠副螺母(11)、套筒(12)、连接板(13)、光栅尺连接板(14)、光栅尺读数头(15)、滑块(16)、导轨(17)、光栅尺(18)、连接头(19)、拉压力传感器(20)、拖链(21)、限位开关挡板(22)、限位开关支座(23)、限位开关(24)及连接节(25)，被测伺服系统包括连接轴(26)、被测轴套(27)、微位移传感器(29)、微位移传感器支座(28)、被测直线运动机构(30)、固定夹板(31)、升降台(32)、编码器支座(33)、编码器(34)，传感器系统包括转矩转速传感器(6)、光栅尺(18)、拉压力传感器(20)、微位移传感器(29)及编码器(34)，传感器系统主要用于测试该系统输出的运动和动力信号；所述基础台架中，基座(1)的顶部设置T型槽板(2)，T型槽板(2)有长度、宽度两个方向的T槽通道，用来调整安装升降台以适应不同规格的直线运动机构，T型槽板(2)通过紧固件与基座(1)连接固定，伺服加载电机支座(4)、转矩转速传感器支座(7)、支撑平台(8)、升降台(32)、编码器支座(33)通过紧固件与T型槽板(2)连接固定；升降台(32)安装于宽度方向一侧的T槽通道上，编码器支座(33)、伺服加载电机支座(4)、转矩转速传感器支座(7)、支撑平台(8)位于长度方向的T槽通道上，支撑平台(8)位于编码器支座(33)和转矩转速传感器支座(7)之间，伺服加载电机支座(4)位于转矩转速传感器支座(7)的另一侧；所述伺服加载系统中，伺服加载电机(3)通过紧固件与伺服加载电机支座(4)紧固连接，电机轴与转矩转速传感器(6)之间通过第一波纹管联轴器(5‑1)相连，转矩转速传感器(6)与运动转换系统中的滚珠丝杠(10)之间通过第二波纹管联轴器(5‑2)相连，转矩转速传感器(6)通过紧固件安装在转矩转速传感器支座(7)上；所述运动转换系统中，支撑平台(8)上设置滚珠丝杠副支撑单元(9)、导轨(17)、光栅尺(18)、限位开关支座(23)以及拖链(21)的固定端；滚珠丝杠(10)一端固定，另一端自由，固定端由滚珠丝杠副支撑单元(9)固定，滚珠丝杠副支撑单元(9)通过紧固件固定到支撑平台(8)上；滚珠丝杠副螺母(11)与套筒(12)前端通过紧固件连接，套筒(12)上端面通过紧固件与连接板(13)固定，套筒(12)尾端通过紧固件与连接头(19)连接固定以实现直线运动输出；套筒(12)端部被限制在支撑平台(8)中部以实现机械限位，限位开关支座(23)安装在支撑平台(8)侧面，限位开关挡板(22)安装在连接板(13)上，限位开关(24)安装在限位开关支座(23)上以实现电气限位；连接板(13)中部与套筒(12)通过紧固件连接固定，连接板(13)两端与滑块(16)连接固定，并通过直线导轨的作用限制滚珠丝杠副螺母(11)和套筒(12)的转动，确保套筒(12)输出直线运动，连接板(13)与光栅尺连接板(14)通过紧固件连接固定；光栅尺(18)安装在支撑平台(8)一凹槽内，光栅尺读数头(15)与光栅尺连接板(14)通过紧固件连接固定，光栅尺(18)采集系统的位移信号反馈给计算机控制系统；拉压力传感器(20)一端与连接头(19)通过螺纹连接，另一端与连接节(25)通过螺纹连接，拉压力传感器(20)一侧安装有信号线，信号线将加载力反馈给计算机控制系统，信号线置于拖链(21)中，拖链(21)移动端固定在连接板(13)上，拖链(21)固定端安装在支撑平台(8)上；连接节(25)螺纹端与拉压力传感器(20)以螺纹方式连接，另一端通过连接轴(26)与被测直线运动机构(30)连接；所述被测伺服系统中，被测轴套(27)与连接轴(26)配合连接，微位移传感器(29)安装在微位移传感器支座(28)上，微位移传感器(29)测得被测轴套(27)的位移输出并反馈给计算机控制系统，被测直线运动机构(30)通过固定夹板(31)固定安装在升降台(32)上，升降台(32)一侧装有高度微调旋钮，可满足不同类型被测直线运动机构(30)对中性的要求，微位移传感器支座(28)通过紧固件固定在升降台(32)上；编码器支座(33)安装在T型槽板(2)上，编码器(34)安装在编码器支座(33)上，被测直线运动机构(30)输出轴另一侧与编码器(34)相连。