專利名稱：一種直線步進電機測試設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電機性能測試領域，尤其涉及一種直線步進電機測試設備。
背景技術：
直線步進電機，或稱線性步進電機，是在電機內(nèi)部把旋轉運動轉化為線性運動的一種步進電機。直線步進電機的基本原理是采用一根螺桿和螺母相嚙合，采取某種方法防止螺桿螺母相對轉動，從而使螺桿軸向移動。直線步進電機被廣泛應用于包括制造、精密校準、精密流體測量、精確位置移動等諸多高精度要求領域，這些應用都對直線步進電機的步距角精度、牽入牽出轉矩以及電機的最大推力等性能有很高的要求，所以，對直線步進電機的性能測試尤其重要。目前，對直線步進電機進行性能測試時，給被測電機加載負載的方式主要有以下兩種:(I)采用掉砝碼的形式，砝碼通過繩子固定于電機的一端，通過改變砝碼的大小就可以改變負載值；(2)采用彈簧的形式，用不同彈性系數(shù)的彈簧產(chǎn)生不同的負載。現(xiàn)有的測試設備中，彈簧的加載方式不能提供恒定的加載力，彈簧的彈力會隨電機運動的位移而變化；在經(jīng)過長時間的測試后，彈簧就會失效。掉砝碼的測試方式中，由于砝碼通過繩子與被測電機連接，繩子的彈性變形導致測量結果不準確，重復性也不好。可見，現(xiàn)有的對直線步進電機的測試技術存在以下缺點:測試結果的精度低、重復性差；數(shù)據(jù)采集和記錄不方便，測試效率低，不利于問題追溯和數(shù)據(jù)分析。因此，如何實現(xiàn)對直線步進電機的可重復測試，并提高其測試精度，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供一種直線步進電機測試設備，用于實現(xiàn)對直線步進電機的可重復測試，并提高其測試精度。為了解決上述問題，本實用新型提供一種直線步進電機測試設備，包括:底座；負載模擬組件，包括加載電機、直線導軌和滑塊，所述加載電機的定子通過第一支架固定于所述底座，所述加載電機的動子與固定于所述滑塊的第二支架固定連接，所述直線導軌固定于所述底座，所述滑塊可滑動的安裝于所述直線導軌；力傳感器，所述力傳感器的一端與所述第二支架固定連接，所述力傳感器的另一端與所述直線步進電機的輸出軸連接；用于測量所述動子位移的位移傳感器；用于固定所述直線步進電機的定子的安放支架，所述安放支架固定于所述底座。優(yōu)選地，所述設備還包括在垂直于所述直線步進電機的輸出軸的平面內(nèi)可調(diào)位移的滑動臺，所述安放支架安裝于所述滑動臺。[0016]優(yōu)選地，所述力傳感器的一端連接有第一傳動軸，所述第一傳動軸與所述動子連接，所述力傳感器的另一端連接有第二傳動軸，所述第二傳動軸通過聯(lián)軸器與所述直線步進電機的輸出軸相連。優(yōu)選地，所述力傳感器與所述聯(lián)軸器之間設有帶通孔的支撐架，所述支撐架的通孔處設有直線軸承，所述第二傳動軸穿過所述直線軸承與所述聯(lián)軸器連接。優(yōu)選地，所述位移傳感器為光柵尺位移傳感器，所述光柵尺位移傳感器的光柵尺固定于所述直線導軌，所述光柵尺位移傳感器的讀數(shù)頭固定于所述滑塊。優(yōu)選地，所述力傳感器為應變片式力傳感器。優(yōu)選地，所述底座上設有用于安裝所述負載模擬組件與所述安放支架的槽。優(yōu)選地，所述負載模擬組件還包括固定于所述底座的底板，所述第一支架與所述直線導軌固定安裝于所述底板。本實用新型方案優(yōu)點:本方案提供的直線步進電機測試設備包括安裝在底座上的負載模擬組件和用于固定直線步進電機的安放支架，還包括用于測試被測電機性能的力傳感器和位移傳感器。其中，負載模擬組件中的加載電機的定子通過第一支架固定于底座，力口載電機的動子通過第二支架固定于直線導軌上的滑塊，力傳感器的兩端分別連接第二支架與直線步進電機的輸出軸，位移傳感器則安裝于直線導軌及其滑塊上。測試時，加載電機提供負載力，其負載模擬大小可根據(jù)不同的測試需求而進行調(diào)節(jié)，并且加載電機提供的負載力較恒定，在經(jīng)過多次測試后也不會發(fā)生變化，所以，與現(xiàn)有技術中掉砝碼與采用彈簧的加載方式相比，本方案實現(xiàn)了十分簡便的可重復測試。本方案在加載過程中采用力傳感器實時地測量加載力，便于分析加載過程中出現(xiàn)的問題，位移傳感器的測量頭固定于滑塊上，可以跟隨加載電機的動子運動而在直線導軌上作直線往復運動，用以測量被測電機的運動位移值，從而判斷被測電機是否失步，力傳感器與位移傳感器的測量精度較高，所以與現(xiàn)有的測試技術相比，本方案提高了直線步進電機的測試精度。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例提供的測試設備整體結構示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的測試設備整體結構主視圖。圖1至圖2中:底座1、加載電機21、定子211、動子212、直線導軌22、滑塊23、第一支架24、第二支架25、底板26、力傳感器3、第一傳動軸31、第二傳動軸32、位移傳感器4、光柵尺41、讀數(shù)頭42、安放支架5、滑動臺6、聯(lián)軸器7、支撐架8、直線軸承9、直線步進電機10。
具體實施方式
本實用新型的核心是提供一種直線步進電機測試設備，用于實現(xiàn)對直線步進電機的可重復測試，并提高其測試精度。[0029]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。請參照圖1和圖2，圖1為本實用新型實施例提供的測試設備整體結構示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的測試設備整體結構主視圖。在一種具體實施例中，本方案提供的一種直線步進電機測試設備包括底座1、負載模擬組件、力傳感器3、位移傳感器4以及用于固定直線步進電機10的定子的安放支架5。底座I上設有用于固定負載模擬組件和安放支架5等部件的固定裝置，如螺紋孔、定位孔或槽等，本實施例在底座I上設有多個槽，槽可以很方便的將負載模擬組件或安放支架5等部件牢固的固定于底座1，并可以實現(xiàn)將各部件的安裝位置沿槽方向適當調(diào)整，還可以方便地拆卸和更換各部件。負載模擬組件是本測試設備中提供負載力與進行測試的主要組件，該組件又包括加載電機21、直線導軌22和滑塊23，加載電機21的定子211通過第一支架24固定于底座1，因此，定子211也固定不動；加載電機21的動子212與固定于滑塊23的第二支架25固定連接，直線導軌22固定于底座1，滑塊23可滑動的安裝于直線導軌22，如此動子212就可以沿直線導軌22做直線往復運動，從而對直線步進電機10施加模擬負載力。力傳感器3是本測試設備中用于測量直線步進電機10的出力大小的部件，力傳感器3 —端與第二支架25固定連接，其另一端與直線步進電機10的輸出軸連接。力傳感器3的種類有應變管式、應變片式和組合式等，由于應變片式力傳感器的精度較高，可以更加精確的測試直線步進電機10的出力性能，故本實施例中力傳感器3選用了應變片式力傳感器。為了方便利用力傳感器3將動子212與直線步進電機10的輸出軸連接起來，通常在力傳感器3的一端連接有第一傳動軸31，第一傳動軸31與動子212連接，在力傳感器3的另一端連接有第二傳動軸32，第二傳動軸32通過聯(lián)軸器7與直線步進電機10的輸出軸相連。由于增加第二傳動軸32后，力傳感器3與直線步進電機10之間的距離加大，測試過程中第二傳動軸32會產(chǎn)生振動，為了減少測試過程中的振動，使測試過程更加平穩(wěn)，所以，通常在力傳感器3與聯(lián)軸器7之間設有帶通孔的支撐架8，支撐架8可以減少第二傳動軸32的一部分振動，從而使測試過程更加平穩(wěn)。為了減小電機運動的摩擦力，同時提高第二傳動軸32的受力能力，通常在支撐架8的通孔處設有直線軸承9，第二傳動軸32則穿過該直線軸承9與聯(lián)軸器7連接，該直線軸承9具有導向作用，可以保證電機運動過程中的同軸度。在測試過程中，需要將被測的直線步進電機10的定子固定，這樣才能使直線步進電機10的輸出軸沿著第二傳動軸32的軸線方向做直線往復運動，所以將被測的直線步進電機10的定子固定于安放支架5，安放支架5固定于底座I。安放支架5是可更換的，以便于安裝不同規(guī)格的直線步進電機10進行測試。被測直線步進電機10與加載電機21以及力傳感器3之間的同軸度越高，則測試結果的精度也就越高，故為了提高其同軸度，本測試設備還包括在垂直于直線步進電機10的輸出軸的平面內(nèi)可調(diào)位移的滑動臺6，安放支架5則安裝于該滑動臺6。在測試之前安裝被測直線步進電機10時，就可以對滑動臺6進行微調(diào)，被測直線步進電機10的空間位置則隨之微調(diào)，從而可以使其同軸度達到預設的標準。位移傳感器4的種類有多種，如電位器式位移傳感器、電容式位移傳感器、霍爾式位移傳感器、光柵尺位移傳感器等，由于光柵尺位移傳感器精度高、信號處理較容易，所以，本實施例中的位移傳感器4選用了光柵尺位移傳感器，光柵尺位移傳感器的光柵尺41固定于直線導軌22的一側，光柵尺位移傳感器的讀數(shù)頭42則固定于滑塊23的同側，讀數(shù)頭42隨加載電機21的動子212以及滑塊23 —起運動，從而可以測量被測直線步進電機10的位移，可以判斷被測直線步進電機10在一定負載下是否失步。為了方便各部件的安裝，負載模擬組件還包括固定于底座I的底板26，第一支架24與直線導軌22固定安裝于底板26。這樣,加載電機21、直線導軌22、滑塊23、第一支架24和第二支架25都可以預先安裝于底板26，從而減少了裝配工序。另外，由于底板26固定于底座1，所以，其他固定于底座I的部件也可以安裝于底板26，比如將安放支架5和支撐架8按照預設的位置預先固定于底板26，這樣不僅可以提高電機的同軸度，還可以進一步的減少裝配工序。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求1.一種直線步進電機測試設備，其特征在于，包括: 底座(I); 負載模擬組件，包括加載電機(21)、直線導軌(22)和滑塊(23)，所述加載電機(21)的定子(211)通過第一支架(24)固定于所述底座(1)，所述加載電機(21)的動子(212)與固定于所述滑塊(23)的第二支架(25)固定連接，所述直線導軌(22)固定于所述底座(1)，所述滑塊(23)可滑動的安裝于所述直線導軌(22)； 力傳感器(3)，所述力傳感器(3)的一端與所述第二支架(25)固定連接，所述力傳感器(3)的另一端與所述直線步進電機的輸出軸連接； 用于測量所述動子(212)位移的位移傳感器(4)； 用于固定所述直線步進電機的定子的安放支架(5)，所述安放支架(5)固定于所述底座(I)。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括在垂直于所述直線步進電機的輸出軸的平面內(nèi)可調(diào)位移的滑動臺(6)，所述安放支架(5)安裝于所述滑動臺(6)。
3.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述力傳感器(3)的一端連接有第一傳動軸(31)，所述第一傳動軸(31)與所述動子(212)連接，所述力傳感器(3)的另一端連接有第二傳動軸(32)，所述第二傳動軸(32)通過聯(lián)軸器(7)與所述直線步進電機的輸出軸相連。
4.根據(jù)權利要求3所述的設備，其特征在于，所述力傳感器(3)與所述聯(lián)軸器(7)之間設有帶通孔的支撐架(8)，所述支撐架(8)的通孔處設有直線軸承(9)，所述第二傳動軸(32)穿過所述直線軸承(9)與所述聯(lián)軸器(7)連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述位移傳感器(4)為光柵尺位移傳感器，所述光柵尺位移傳感器的光柵尺固定于所述直線導軌(22)，所述光柵尺位移傳感器的讀數(shù)頭固定于所述滑塊(23)。
6.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述力傳感器(3)為應變片式力傳感器。
7.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述底座(I)上設有用于安裝所述負載模擬組件與所述安放支架(5)的槽。
8.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述負載模擬組件還包括固定于所述底座(I)的底板(26 )，所述第一支架(24 )與所述直線導軌(22 )固定安裝于所述底板(26 )。
專利摘要本實用新型公開了一種直線步進電機測試設備，包括安裝在底座上的負載模擬組件、用于固定直線步進電機的安放支架以及用于測試被測電機性能的力傳感器和位移傳感器，負載模擬組件中的加載電機的定子通過第一支架固定于底座，加載電機的動子通過第二支架固定于直線導軌上的滑塊，力傳感器的兩端分別連接第二支架與直線步進電機的輸出軸，位移傳感器則安裝于直線導軌及其滑塊上。本方案采用加載電機提供負載力，其負載力大小可根據(jù)不同的測試需求進行調(diào)節(jié)，并且加載電機提供的負載力較恒定，采用較高精度的力傳感器和位移傳感器實時地測量被測電機的運行情況，本方案實現(xiàn)了對直線步進電機的可重復測試，提高了直線步進電機的測試精度。
文檔編號G01R31/34GK203025327SQ201320017148
公開日2013年6月26日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權日2013年1月11日
發(fā)明者楊軍, 李艷波, 李波 申請人:北京經(jīng)緯恒潤科技有限公司