[發(fā)明專利]一種直線電機(jī)運(yùn)動系統(tǒng)綜合試驗裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010538340.1
• 申請日: 2010-11-08
• 公開（公告）號: CN101980037A
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉成穎;李志軍;沈祥明;孟凡偉;王昊
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機(jī)測試設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及用于實(shí)現(xiàn)直線電機(jī)運(yùn)動系統(tǒng)的穩(wěn)定性試驗、推力系數(shù)測定、溫升試驗及低速運(yùn)動特性試驗的一種直線電機(jī)運(yùn)動系統(tǒng)綜合試驗裝置。

背景技術(shù)

直線電機(jī)應(yīng)用于制造裝備行業(yè)有著突出的優(yōu)勢，已受到國家和行業(yè)的重視。制造裝備的性能測試與試驗是裝備投入市場和實(shí)現(xiàn)應(yīng)用前的必須進(jìn)行的環(huán)節(jié)，對于確定直線電機(jī)驅(qū)動的制造裝備性能指標(biāo)、指出裝備存在的問題和提高裝備的應(yīng)用水平有著重要意義。

已有的典型測試裝置如圖1所示。圖1是哈爾濱工業(yè)大學(xué)設(shè)計的測量直線電機(jī)定位力的測試裝置。本裝置采用步進(jìn)電機(jī)121通過同步帶輪114拖動吧，直線電機(jī)初級101往復(fù)運(yùn)動。在測定直線電機(jī)定位力時，由計算機(jī)131向步進(jìn)電機(jī)控制器130發(fā)出脈沖指令，進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)121運(yùn)動。由于定位力的存在，直線電機(jī)初級101兩端的第一力傳感器108和第二力傳感器109會產(chǎn)生電壓信號，經(jīng)過分析得到行程內(nèi)推力波動的情況。本裝置的不足之處是：直線電機(jī)初級101相對于直線電機(jī)次級102的位置是根據(jù)計算機(jī)131發(fā)出的脈沖計算得出的，計算過程會引入偏差；在運(yùn)動過程中，被測直線電機(jī)初級101的速度波動會影響測量精度。

該試驗裝置存在如下幾個問題：(1)采用同步帶作為傳動介質(zhì)，但由于其撓度過大導(dǎo)致蠕變和響應(yīng)延遲，并不適用于定位和動態(tài)力測試；(2)僅能用于完成一項試驗(伺服剛度)；(2)試驗裝置中沒能有效排除干擾因素，測量精度難以保證，重復(fù)性差。

尚未見直線電機(jī)運(yùn)動系統(tǒng)的多參數(shù)和性能(如摩擦力、粘滯系數(shù)等參數(shù)和系統(tǒng)的穩(wěn)定性試驗)的綜合測試裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種直線電機(jī)運(yùn)動系統(tǒng)綜合試驗裝置，其特征在于，由直線電機(jī)、旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、力矩電機(jī)、傳感器模塊和傳動機(jī)構(gòu)組成；被測直線電機(jī)初級1-1安裝在直線運(yùn)動導(dǎo)軌2上，被測直線電機(jī)次級1-2、直線運(yùn)動導(dǎo)軌2和直線位置傳感器5固定在工作臺16上，并且直線位置傳感器5在被測直線電機(jī)1的側(cè)面；第一鋼絲出繩主動輪11和第二鋼絲出繩主動輪12分別安裝在被測直線電機(jī)初級1-1及直線運(yùn)動導(dǎo)軌2的兩端，鋼絲出繩主動輪上面的鋼絲繩15分別通過第一拉力傳感器8、第二拉力傳感器9與被測直線電機(jī)初級1-1的兩端相連；旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)4的輸出軸與第二鋼絲出繩主動輪12滑輪軸相連接，力矩電機(jī)3的輸出軸與第一鋼絲出繩主動輪11滑輪軸相連；第一拉力傳感器8和第二拉力傳感器9分別固定在被測直線電機(jī)初級1-1的左右端面、第一鋼絲出繩從動輪10與第一鋼絲出繩主動輪11相連，第二鋼絲出繩從動輪13與第二鋼絲出繩主動輪12相連，張緊鋼絲并提供預(yù)緊力和防滑摩擦力；加速度傳感器6和溫度傳感器7分別安裝在直線電機(jī)硅鋼片內(nèi)、直線電機(jī)初級繞組內(nèi)和直線電機(jī)初級殼體上，控制器14的輸出通過通信接口分別連接旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)4、第一拉力傳感器8、第二拉力傳感器9、直線位置傳感器5、加速度傳感器6、溫度傳感器7、直線電機(jī)初級1和力矩電機(jī)3；各個傳感器通過傳感器接口將獲得的試驗過程中的位置、加速度、拉力和溫度測量信號傳出；旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、力矩電機(jī)和直線電機(jī)與控制器14通過通信接口實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)運(yùn)動；

一種直線電機(jī)運(yùn)動系統(tǒng)綜合試驗裝置，其特征在于，由驅(qū)動直線電機(jī)系統(tǒng)17、被測直線電機(jī)1、傳感器模塊和雙向鋼絲繩滑輪牽引機(jī)構(gòu)18組成，雙向鋼絲繩滑輪牽引機(jī)構(gòu)18對稱安裝在驅(qū)動直線電機(jī)系統(tǒng)17和被測直線電機(jī)1的外側(cè)，雙向鋼絲繩滑輪牽引機(jī)構(gòu)18分別連接驅(qū)動直線電機(jī)系統(tǒng)17次級和第三拉力傳感器19和第四拉力傳感器20；第三拉力傳感器19和第四拉力傳感器20分別連接被測直線電機(jī)次級1-2的兩端，以保證通過滑輪的鋼絲繩15與兩個電機(jī)的運(yùn)行方向一致；鋼絲繩15通過雙向鋼絲繩滑輪牽引機(jī)構(gòu)18進(jìn)行預(yù)緊；控制驅(qū)動直線電機(jī)系統(tǒng)17，驅(qū)動被測直線電機(jī)1運(yùn)行，或者為被測直線電機(jī)1施加負(fù)載力，通過第三拉力傳感器19和第是，第四拉力傳感器20記錄電機(jī)的受力狀態(tài)。