電磁摩擦主動(dòng)加載系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能模擬各種負(fù)載信號(hào)的負(fù)載模擬裝置，屬于伺服控制及半實(shí)物仿真領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在航空航天、武器裝備等各種高精尖技術(shù)領(lǐng)域中，通常需要對(duì)驅(qū)動(dòng)單元或者產(chǎn)品其他關(guān)鍵部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試，測試其性能以保證所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可靠性，并通過改進(jìn)優(yōu)化產(chǎn)品滿足產(chǎn)品對(duì)性能的要求。要保證檢測數(shù)據(jù)的可信度，必須要真實(shí)負(fù)載環(huán)境下對(duì)被測試設(shè)備檢測。但是，在真實(shí)環(huán)境中進(jìn)行產(chǎn)品檢測需要耗費(fèi)大量的人力物力，有的甚至不可實(shí)現(xiàn)，如地震波動(dòng)載荷。所以需要在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下模擬所需要的負(fù)載，實(shí)現(xiàn)地面半實(shí)物仿真，對(duì)被測試物體進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試。此技術(shù)具有良好的可控性、無破壞性、全天候以及操作簡單方便、實(shí)驗(yàn)具有可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)，其經(jīng)濟(jì)性是經(jīng)典自破壞性實(shí)驗(yàn)所無法比擬的。為了實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室條件下半實(shí)物的復(fù)現(xiàn)被測對(duì)象在實(shí)際工作過程中所受的動(dòng)力載荷，模擬被測對(duì)象在實(shí)際工作中所受動(dòng)力載荷環(huán)境，將經(jīng)典的自破壞性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)室條件下的預(yù)測研究，傳統(tǒng)的負(fù)載模擬器應(yīng)運(yùn)而生。但是傳統(tǒng)的負(fù)載模擬器一直存在很多技術(shù)難題:傳統(tǒng)負(fù)載模擬器受到被測試物體運(yùn)動(dòng)干擾，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的加載性能，難以保證小力矩加載性能和高精度的動(dòng)態(tài)加載;真實(shí)負(fù)載變化多樣，變化劇烈，傳統(tǒng)負(fù)載模擬器的帶寬很難滿足要求;為提高傳統(tǒng)負(fù)載模擬器性能，其控制策略復(fù)雜，控制策略通用性較差。
[0003]負(fù)載模擬器性能的高低直接關(guān)系到被加載設(shè)備測試和仿真的準(zhǔn)確度，高性能的加載系統(tǒng)才能保證產(chǎn)品性能。為了徹底消除負(fù)載模擬器的弊端，急需新的設(shè)備和技術(shù)去提高動(dòng)態(tài)加載性能和加載帶寬，實(shí)現(xiàn)精確的負(fù)載模擬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的負(fù)載模擬器易受到被測試物體運(yùn)動(dòng)干擾，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的加載性能，難以實(shí)現(xiàn)高精度和高帶寬加載的問題，提供一種電磁摩擦主動(dòng)加載系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明所述的電磁摩擦主動(dòng)加載系統(tǒng)，包括一號(hào)電機(jī)15、控制器001、D/A模塊002、放大器003、丨旦流源004、穩(wěn)壓源005、A/D模塊006、二號(hào)電機(jī)41、一號(hào)電磁離合器14、二號(hào)電磁離合器16、力矩傳感器3和軸34;
[0006]力矩傳感器3用于檢測被測試設(shè)備I的力矩，力矩傳感器3的檢測信號(hào)輸出端通過A/D模塊006連接控制器001的反饋信號(hào)輸入端，控制器001的電流控制信號(hào)輸出端依次通過D/A模塊002和放大器003連接恒流源004的電流控制信號(hào)輸入端，恒流源004的兩個(gè)電流信號(hào)輸出端分別連接一號(hào)電磁離合器14和二號(hào)電磁離合器16的線圈；
[0007]被測試設(shè)備I的轉(zhuǎn)軸通過三號(hào)聯(lián)軸器2和四號(hào)聯(lián)軸器4與軸34連接；
[0008]—號(hào)電機(jī)15和二號(hào)電機(jī)41分別用于帶動(dòng)一號(hào)電磁離合器14和二號(hào)電磁離合器16的主動(dòng)件旋轉(zhuǎn)，且兩個(gè)主動(dòng)件的旋轉(zhuǎn)方向相反，轉(zhuǎn)速相同；
[0009]—號(hào)電磁離合器14的從動(dòng)件和二號(hào)電磁離合器16的從動(dòng)件均與軸34鍵連接。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:通過電磁摩擦主動(dòng)加載方式可以模擬多種負(fù)載來測試驅(qū)動(dòng)元件或系統(tǒng)，改變了以往被測試設(shè)備和加載器之間的剛性連接，這種電磁摩擦加載系統(tǒng)把原來的被動(dòng)加載轉(zhuǎn)換成主動(dòng)加載，被測試物體運(yùn)動(dòng)對(duì)加載系統(tǒng)幾乎沒有影響，而且電磁響應(yīng)快速，所以本發(fā)明的電磁摩擦主動(dòng)加載系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高頻響應(yīng)的動(dòng)態(tài)加載。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明所述的電磁摩擦主動(dòng)加載系統(tǒng)的原理框圖；
[0012]圖2是一號(hào)電磁離合器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3是負(fù)載曲線，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示電流大小，位于X軸上方表示給一號(hào)磁粉離合器通電，位于X軸下方表示給二號(hào)磁粉離合器通電；
[0014]圖4是本發(fā)明所述的電磁摩擦主動(dòng)加載系統(tǒng)機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中25表示分離彈簧，36表示銜鐵。
【具體實(shí)施方式】
[0015]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1至圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的電磁摩擦主動(dòng)加載系統(tǒng)，包括控制器001、D/A模塊002、放大器003、恒流源004、穩(wěn)壓源005、A/D模塊006、一號(hào)電機(jī)15、二號(hào)電機(jī)41、一號(hào)電磁離合器14、二號(hào)電磁離合器16、力矩傳感器3和軸34;
[0016]力矩傳感器3用于檢測被測試設(shè)備I的力矩，力矩傳感器3的檢測信號(hào)輸出端通過A/D模塊006連接控制器001的反饋信號(hào)輸入端，控制器001的電流控制信號(hào)輸出端依次通過D/A模塊002和放大器003連接恒流源004的電流控制信號(hào)輸入端，恒流源004的兩個(gè)電流信號(hào)輸出端分別連接一號(hào)電磁離合器14和二號(hào)電磁離合器16的線圈；
[0017]被測試設(shè)備I的轉(zhuǎn)軸通過三號(hào)聯(lián)軸器2和四號(hào)聯(lián)軸器4與軸34連接；
[0018]—號(hào)電機(jī)15和二號(hào)電機(jī)41分別用于帶動(dòng)一號(hào)電磁離合器14和二號(hào)電磁離合器16的主動(dòng)件旋轉(zhuǎn)，且兩個(gè)主動(dòng)件的旋轉(zhuǎn)方向相反，轉(zhuǎn)速相同；
[0019]一號(hào)電磁離合器14的從動(dòng)件和二號(hào)電磁離合器16的從動(dòng)件均與軸34鍵連接。
[0020]如圖3和圖4所示，一號(hào)電磁離合器14與二號(hào)電磁離合器16結(jié)構(gòu)相同。一號(hào)電磁離合器14中，外摩擦片51與主動(dòng)件54通過花鍵連接，外摩擦片51能夠與主動(dòng)件54—起轉(zhuǎn)動(dòng)并且沿軸向移動(dòng)，所述軸向是指軸34的長度方向，內(nèi)摩擦片50與從動(dòng)件55通過花鍵連接。
[0021]如圖4所示，被測試設(shè)備I的轉(zhuǎn)軸通過三號(hào)聯(lián)軸器2和四號(hào)聯(lián)軸器4與軸34連接，力矩傳感器3設(shè)置在三號(hào)聯(lián)軸器2和四號(hào)聯(lián)軸器4之間。一號(hào)電機(jī)15通過一號(hào)電磁離合器14的主動(dòng)件54連接帶動(dòng)外摩擦片51旋轉(zhuǎn)，外摩擦片51與內(nèi)摩擦片50發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)一號(hào)電磁離合器14的線圈48通電時(shí)，銜鐵52沿著軸向移動(dòng)將外摩擦片51和內(nèi)摩擦片50壓緊，外摩擦片51和內(nèi)摩擦片50之間就會(huì)產(chǎn)生摩擦力矩，此力矩傳遞給從動(dòng)件55。二號(hào)電機(jī)41通過二號(hào)電磁離合器16的主動(dòng)件27連接帶動(dòng)外摩擦片23旋轉(zhuǎn)，外摩擦片23和內(nèi)摩擦片24發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)二號(hào)電磁離合器16的線圈20通電時(shí)，銜鐵26沿著軸向移動(dòng)將外摩擦片23和內(nèi)摩擦片24壓緊，外摩擦片23和內(nèi)摩擦片24之間就會(huì)產(chǎn)生摩擦力矩，此力矩傳遞給從動(dòng)件29。一號(hào)電機(jī)15和二號(hào)電機(jī)41反向同速旋轉(zhuǎn)，這樣一號(hào)電磁離合器14的外摩擦片51和二號(hào)電磁離合器16的外摩擦片23就會(huì)反向同速旋轉(zhuǎn)，使得它們分別與一號(hào)電磁離合器14的內(nèi)摩擦片50和二號(hào)電磁離合器16的內(nèi)摩擦片24發(fā)生摩擦?xí)r，輸出方向相反的摩擦力矩。力矩傳感器3檢測的力矩信號(hào)經(jīng)A/D模塊006處理后傳輸給控制器001，控制器OOl將接收到的信號(hào)與給定信號(hào)作比較，得出控制信號(hào)，控制器001將控制信號(hào)經(jīng)D/A模塊002傳輸給放大器003將信號(hào)放大，根據(jù)放大后的信號(hào)控制恒流源004輸出所需電流，穩(wěn)壓源005能夠穩(wěn)定恒流源004電流大小，電流傳輸給一號(hào)電磁離合器