一種螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特性試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于傳動(dòng)性能試驗(yàn)技術(shù)，具體涉及一種螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特性試驗(yàn)裝置。其特點(diǎn)在于：它包括底座，以及同軸設(shè)置在底座上依次連接的加載作動(dòng)器、測試組件和驅(qū)動(dòng)組件；所述的加載作動(dòng)器包括電機(jī)、與電機(jī)連接的作動(dòng)缸；所述的測試組件包括固定在底座上的導(dǎo)軌和絲桿支撐、與導(dǎo)軌滑動(dòng)配合的滑塊、固定在滑塊上的測試支架、固定在測試支架上的夾緊套；所述的驅(qū)動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接的扭矩傳感器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)支架固定在底座上，扭矩傳感器通過傳感器支架固定在底座上。
【專利說明】一種螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特性試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳動(dòng)性能試驗(yàn)技術(shù)，具體涉及一種螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特性試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]航天伺服系統(tǒng)需求工作時(shí)間長，同時(shí)要求其效率高，系統(tǒng)質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)空間小。因此必須對伺服系統(tǒng)中滾動(dòng)絲杠的特性進(jìn)行試驗(yàn)，以確保其能夠在大承載、中低轉(zhuǎn)速、短時(shí)工作且潤滑受限的條件下工作。同時(shí)為了獲取滾動(dòng)絲杠的輕小化及特殊環(huán)境下的適用研究試驗(yàn)數(shù)據(jù)，迫切需要一種針對滾動(dòng)絲杠的試驗(yàn)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種針對伺服系統(tǒng)中滾動(dòng)絲杠的傳動(dòng)特性研究的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特性試驗(yàn)裝置，它能夠?yàn)闈L動(dòng)絲杠的輕小化及特殊環(huán)境適用研究提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案:
[0005]一種螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特性試驗(yàn)裝置，包括底座，以及同軸設(shè)置在底座上依次連接的加載作動(dòng)器、測試組件和驅(qū)動(dòng)組件；所述的加載作動(dòng)器包括電機(jī)、與電機(jī)連接的作動(dòng)缸；所述的測試組件包括固定在底座上的導(dǎo)軌和絲桿支撐、與導(dǎo)軌滑動(dòng)配合的滑塊、固定在滑塊上的測試支架、固定在測試支架上的夾緊套；所述的驅(qū)動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接的扭矩傳感器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)支架固定在底座上，扭矩傳感器通過傳感器支架固定在底座上。
[0006]如上所述的一種螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特性試驗(yàn)裝置，加載作動(dòng)器通過滑臺(tái)與底座連接，其中，電機(jī)通過電機(jī)支架安裝在滑臺(tái)上，作動(dòng)缸直接安裝在滑臺(tái)上，電機(jī)和作動(dòng)缸通過梅花聯(lián)軸器連接；底座上通過螺桿支架安裝有調(diào)整螺桿，與調(diào)整螺桿相匹配的調(diào)整螺母與滑臺(tái)固定連接。
[0007]如上所述的一種螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特性試驗(yàn)裝置，絲杠支撐由螺釘固連在底座上，絲杠支撐開有內(nèi)孔，內(nèi)孔中安裝兩個(gè)角接觸軸承，被測絲杠裝于軸承孔內(nèi)，并通過平鍵與軸套法蘭相連，軸套法蘭通過螺栓與法蘭軸固連。
[0008]如上所述的一種螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特性試驗(yàn)裝置，作動(dòng)缸輸出軸通過加載端銷軸與加載端聯(lián)接塊連接；測試支架通過測試端銷軸與測試端聯(lián)接塊連接，加載端聯(lián)接塊和測試端聯(lián)接塊之間安裝拉壓傳感器。
[0009]本發(fā)明的效果在于:加載電機(jī)與作動(dòng)器固定于軸向位置可調(diào)的滑臺(tái)上，滿足更廣范圍的滾動(dòng)絲杠測試需要，如滾珠絲杠和滾柱絲杠。底座采用鑄件，螺母導(dǎo)向結(jié)構(gòu)采用導(dǎo)軌滑塊的通用結(jié)構(gòu)，對于不同規(guī)格的滾動(dòng)絲杠，只需更換夾緊套即可，適用范圍廣。測試儀接受由拉壓傳感器與扭矩傳感器米集的被測絲杠輸出軸向載荷和輸入轉(zhuǎn)矩信號，依據(jù)軸向載荷與輸入轉(zhuǎn)矩之間對應(yīng)關(guān)系測算出被測絲杠在不同潤滑和載荷條件下的傳動(dòng)效率和摩擦力矩，從而實(shí)現(xiàn)功率30kW以下伺服作動(dòng)器用滾動(dòng)絲杠在不同潤滑條件的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)測試，實(shí)現(xiàn)加載條件可控，并可以完成短時(shí)靜態(tài)、單向超載以及長時(shí)試驗(yàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明所提供的一種螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特性試驗(yàn)裝置主視圖；
[0011]圖2為本發(fā)明所提供的一種螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特性試驗(yàn)裝置俯視圖。
[0012]圖中:1底座、2滑臺(tái)、3電機(jī)、4電機(jī)支架、5梅花聯(lián)軸器、6作動(dòng)缸、7加載端銷軸、8加載端聯(lián)結(jié)塊、9測試端聯(lián)結(jié)塊，10測試端銷軸、11測試支架、12夾緊套、13被測螺母和絲杠組件、14角接觸軸承、15絲杠支撐、16軸套法蘭、17鎖緊螺母、18法蘭軸、19梅花聯(lián)軸器、20扭矩傳感器、21傳感器支架、22梅花聯(lián)軸器、23滑塊、24拉壓傳感器、25導(dǎo)軌、26螺桿支架、27調(diào)整螺桿、28調(diào)整螺母、29壓塊、33、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、34驅(qū)動(dòng)電機(jī)支架。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0014]如圖1、圖2所示，本發(fā)明的包括底座1，以及同軸設(shè)置在底座I上依次連接的加載作動(dòng)器、測試組件和驅(qū)動(dòng)組件。加載作動(dòng)器包括電機(jī)3、與電機(jī)3連接的作動(dòng)缸6。加載作動(dòng)器包括電機(jī)3、與電機(jī)3連接的作動(dòng)缸6。測試組件包括固定在底座I上的導(dǎo)軌25和絲桿支撐15、與導(dǎo)軌25滑動(dòng)配合的滑塊23、固定在滑塊23上的測試支架11、固定在測試支架11上的夾緊套12。驅(qū)動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)33、與驅(qū)動(dòng)電機(jī)33連接的扭矩傳感器20，驅(qū)動(dòng)電機(jī)33通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)支架34固定在底座I上，扭矩傳感器20通過傳感器支架21固定在底座I上。
[0015]整個(gè)測試臺(tái)都安裝在底座I上，滑臺(tái)2在底座I上可以滑動(dòng)。調(diào)整螺桿27通過螺桿支架26安裝在底座上，與調(diào)整螺母28組成螺旋副，螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)可以轉(zhuǎn)化為螺母的直線運(yùn)動(dòng)，調(diào)整螺母28同時(shí)與滑臺(tái)2相固連，這樣通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿27可以調(diào)整滑臺(tái)2的軸向位置。
[0016]加載作動(dòng)器部分:電機(jī)3通過電機(jī)支架組件4安裝在滑臺(tái)2上，作動(dòng)缸6直接安裝在滑臺(tái)2上，電機(jī)3和作動(dòng)缸6通過梅花聯(lián)軸器5連接在一起。
[0017]作動(dòng)缸6輸出軸和加載端聯(lián)接塊8通過加載端銷軸7連接。測試支架11和測試端聯(lián)接塊9通過銷軸10連接，加載端聯(lián)接塊8和測試端聯(lián)接塊9之間安裝拉壓傳感器24。
[0018]驅(qū)動(dòng)組件部分:驅(qū)動(dòng)電機(jī)33通過驅(qū)動(dòng)支架組件34安裝在底座上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)33輸出軸與扭矩傳感器20通過梅花聯(lián)軸器22連接在一起。扭矩傳感器20通過傳感器支架21安裝在底座上。扭矩傳感器20與法蘭軸18通過梅花聯(lián)軸器19連接在一起。
[0019]絲杠支撐15由螺釘固連在底座I上，內(nèi)孔中安裝兩個(gè)角接觸軸承14，被測絲杠13裝于軸承孔內(nèi)，且通過平鍵與軸套法蘭16相連，由鎖緊螺母17限定絲杠軸向竄動(dòng)。軸套法蘭16則于驅(qū)動(dòng)端的法蘭軸18由螺栓固連。
[0020]測試組件部分:導(dǎo)軌25由螺釘固定在底座I上，被測絲杠的螺母13由夾緊套12夾緊，夾緊套12則與測試支架11固連，測試支架11的下板則固定在滑塊23上，借助于滑塊23與導(dǎo)軌25的直線滑動(dòng)配合，起到對螺母支撐、防轉(zhuǎn)和直線導(dǎo)向的作用。該結(jié)構(gòu)可以承擔(dān)因安裝和制造誤差，從作動(dòng)缸關(guān)節(jié)軸承，即加載端銷軸7處，端經(jīng)由測試聯(lián)結(jié)塊9傳遞過來的軸向載荷產(chǎn)生的徑向分量，使?jié)L動(dòng)絲杠避免直接承受徑向力，影響測試結(jié)果。
[0021]驅(qū)動(dòng)電機(jī)將工作在1、3象限，即轉(zhuǎn)矩生成方向與轉(zhuǎn)子運(yùn)行方向相同；加載電機(jī)則工作于2、4象限，即轉(zhuǎn)矩生成方向與轉(zhuǎn)子運(yùn)行方向相反。
[0022]本裝置的工作原理:在測試儀中完成舵機(jī)或噴管位置指令到絲杠螺母位置指令的轉(zhuǎn)化和負(fù)載載荷譜定義，驅(qū)動(dòng)器接收位置指令使絲杠在驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)下按照指令旋轉(zhuǎn)；力口載控制器將驅(qū)動(dòng)電機(jī)端的旋變編碼器間接測量的絲杠轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)化為舵機(jī)或噴管擺角的同時(shí)，根據(jù)測試儀傳來的載荷譜參數(shù)將當(dāng)前擺角下的負(fù)載力矩轉(zhuǎn)化加載電機(jī)的加載轉(zhuǎn)矩指令，并下達(dá)給加載電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，最后加載電機(jī)通過作動(dòng)器將軸向力作用于絲杠螺母，并實(shí)現(xiàn)測試。
[0023]本裝置可以通過被測絲杠在許用效率下限之上的運(yùn)行時(shí)間和對應(yīng)的載荷評價(jià)絲杠的承載能力，本裝置還可以通過在測試支架和工作臺(tái)面之間加裝光柵尺，在扭矩傳感器與被測絲杠之間加裝圓光柵的方式，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)程誤差測試和靜剛度測試以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)測試。
[0024]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。倘若這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特性試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括底座(1)，以及同軸設(shè)置在底座(O上依次連接的加載作動(dòng)器、測試組件和驅(qū)動(dòng)組件；所述的加載作動(dòng)器包括電機(jī)(3)、與電機(jī)(3)連接的作動(dòng)缸(6);所述的測試組件包括固定在底座(I)上的導(dǎo)軌(25)和絲桿支撐(15)、與導(dǎo)軌(25)滑動(dòng)配合的滑塊(23 )、固定在滑塊(23 )上的測試支架(11)、固定在測試支架(11)上的夾緊套(12);所述的驅(qū)動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)(33)、與驅(qū)動(dòng)電機(jī)(33)連接的扭矩傳感器(20 )，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(33 )通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)支架(34 )固定在底座(I)上，扭矩傳感器(20 )通過傳感器支架(21)固定在底座(I)上。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特性試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的加載作動(dòng)器通過滑臺(tái)(2)與底座(I)連接，其中，電機(jī)(3)通過電機(jī)支架(4)安裝在滑臺(tái)(2)上，作動(dòng)缸(6)直接安裝在滑臺(tái)(2)上，電機(jī)(3)和作動(dòng)缸(6)通過梅花聯(lián)軸器(5)連接；底座(I)上通過螺桿支架(26)安裝有調(diào)整螺桿(27)，與調(diào)整螺桿(27)相匹配的調(diào)整螺母(28)與滑臺(tái)(2)固定連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特性試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的絲杠支撐(15)由螺釘固連在底座(I)上，絲杠支撐(15)開有內(nèi)孔，內(nèi)孔中安裝兩個(gè)角接觸軸承(14)，被測絲杠(13)裝于軸承孔內(nèi)，并通過平鍵與軸套法蘭(16)相連，軸套法蘭(16)通過螺栓與法蘭軸(18)固連。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特性試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的作動(dòng)缸(6)輸出軸通過加載端銷軸(7)與加載端聯(lián)接塊(8)連接；測試支架(11)通過測試端銷軸(10)與測試端聯(lián)接塊(9)連接，加載端聯(lián)接塊(8)和測試端聯(lián)接塊(9)之間安裝拉壓傳感器(24)。
【文檔編號】G01M13/02GK103543008SQ201210237701
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月10日
【發(fā)明者】徐強(qiáng), 劉亭, 胡寶軍, 趙國平, 黃玉平 申請人:北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院