專利名稱：一種直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)綜合試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機(jī)測(cè)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(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性試 驗(yàn)、推力系數(shù)測(cè)定、溫升試驗(yàn)及低速運(yùn)動(dòng)特性試驗(yàn)的一種直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)綜合試驗(yàn)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(shì)，已受到國(guó)家和行業(yè)的重視。制造 裝備的性能測(cè)試與試驗(yàn)是裝備投入市場(chǎng)和實(shí)現(xiàn)應(yīng)用前的必須進(jìn)行的環(huán)節(jié)，對(duì)于確定直線電 機(jī)驅(qū)動(dòng)的制造裝備性能指標(biāo)、指出裝備存在的問(wèn)題和提高裝備的應(yīng)用水平有著重要意義。已有的典型測(cè)試裝置如圖1所示。圖1是哈爾濱工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量直線電機(jī)定 位力的測(cè)試裝置。本裝置采用步進(jìn)電機(jī)121通過(guò)同步帶輪114拖動(dòng)吧，直線電機(jī)初級(jí)101 往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在測(cè)定直線電機(jī)定位力時(shí)，由計(jì)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(dòng)。由于定位力的存在，直線電機(jī)初級(jí)101兩端的第一力傳感器 108和第二力傳感器109會(huì)產(chǎn)生電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)分析得到行程內(nèi)推力波動(dòng)的情況。本裝置的 不足之處是直線電機(jī)初級(jí)101相對(duì)于直線電機(jī)次級(jí)102的位置是根據(jù)計(jì)算機(jī)131發(fā)出的 脈沖計(jì)算得出的，計(jì)算過(guò)程會(huì)引入偏差；在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)101的速度波動(dòng) 會(huì)影響測(cè)量精度。該試驗(yàn)裝置存在如下幾個(gè)問(wèn)題(1)采用同步帶作為傳動(dòng)介質(zhì)，但由于其撓度過(guò) 大導(dǎo)致蠕變和響應(yīng)延遲，并不適用于定位和動(dòng)態(tài)力測(cè)試；(2)僅能用于完成一項(xiàng)試驗(yàn)(伺服 剛度)；(2)試驗(yàn)裝置中沒(méi)能有效排除干擾因素，測(cè)量精度難以保證，重復(fù)性差。尚未見(jiàn)直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)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(yàn))的綜合測(cè)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(dòng)系統(tǒng)綜合試驗(yàn)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(dòng)機(jī)構(gòu)組成；被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)1-1安裝 在直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌2上，被測(cè)直線電機(jī)次級(jí)1-2、直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌2和直線位置傳感器5固定在 工作臺(tái)16上，并且直線位置傳感器5在被測(cè)直線電機(jī)1的側(cè)面；第一鋼絲出繩主動(dòng)輪11和 第二鋼絲出繩主動(dòng)輪12分別安裝在被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)1-1及直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌2的兩端，鋼絲 出繩主動(dòng)輪上面的鋼絲繩15分別通過(guò)第一拉力傳感器8、第二拉力傳感器9與被測(cè)直線電 機(jī)初級(jí)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(dòng)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(dòng)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(cè)直線電機(jī)初級(jí)1-1的左右端面、第一鋼絲出繩從動(dòng)輪10與第 一鋼絲出繩主動(dòng)輪11相連，第二鋼絲出繩從動(dòng)輪13與第二鋼絲出繩主動(dòng)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(jí)繞組內(nèi)和直線電機(jī)初級(jí)殼體上，控制器14的輸出通過(guò)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(jí)1和力矩電機(jī)3 ；各個(gè)傳感器通過(guò)傳感器接口將獲得的試 驗(yàn)過(guò)程中的位置、加速度、拉力和溫度測(cè)量信號(hào)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(guò)通信接口實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)；—種直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)綜合試驗(yàn)裝置，其特征在于，由驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)系統(tǒng)17、被測(cè) 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(duì)稱安裝在驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)系統(tǒng)17和被測(cè)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(dòng)直線電機(jī)系統(tǒng)17次級(jí)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(cè)直線電機(jī)次級(jí)1-2的兩端，以保證通過(guò)滑輪 的鋼絲繩15與兩個(gè)電機(jī)的運(yùn)行方向一致；鋼絲繩15通過(guò)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(dòng)直線電機(jī)系統(tǒng)17，驅(qū)動(dòng)被測(cè)直線電機(jī)1運(yùn)行，或者為被測(cè)直線電機(jī)1施加負(fù) 載力，通過(guò)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)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以滿足直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試、推力系數(shù) 測(cè)定、溫升試驗(yàn)及低速運(yùn)動(dòng)特性試驗(yàn)等多個(gè)試驗(yàn)的需求，可以縮短試驗(yàn)周期和提高測(cè)試的 可重復(fù)性與測(cè)試精度。(1)綜合了直線電機(jī)性能測(cè)試中的多種測(cè)試要求，在不需更換試驗(yàn)裝 置的情況下，能夠完成推力波動(dòng)、系統(tǒng)穩(wěn)定性試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)、推力系數(shù)試驗(yàn)和摩擦力參數(shù) 的測(cè)試等試驗(yàn)，大大縮短了整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)試周期；(2)系統(tǒng)中的直線位置傳感器可以為旋 轉(zhuǎn)伺服電機(jī)提供位置或者速度反饋，使旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)拖動(dòng)直線電機(jī)初級(jí)的位置定位或者運(yùn) 動(dòng)速度精度更高，有利于提高測(cè)試精度。(3)本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使被測(cè)試直線電機(jī)平臺(tái)具有很小的 加速度，即產(chǎn)生可以忽略的慣性力，從而得到較準(zhǔn)確的牽引力測(cè)量結(jié)果；(4)該機(jī)構(gòu)具有很 高的定位能力，用力矩電機(jī)可以將被測(cè)電機(jī)定位在指定電角度位置，它使得測(cè)試平臺(tái)又可 以同時(shí)滿足測(cè)量在某一位置下的全電流范圍內(nèi)的推力系數(shù)的測(cè)量要求，利于研究直線電機(jī) 的極限輸出狀態(tài)。


圖1是哈爾濱工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量直線電機(jī)定位力的測(cè)試裝置(CN101520348A)；圖2是是本發(fā)明中實(shí)施方案一的示意圖；圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，如圖2所示。實(shí)施方式一本發(fā)明的被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)1-1安裝在直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌2上，被測(cè)直線 電機(jī)次級(jí)1-2、直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌2和直線位置傳感器5固定在工作臺(tái)16上，并且直線位置傳感 器5在被測(cè)直線電機(jī)1的側(cè)面；第一鋼絲出繩主動(dòng)輪11和第二鋼絲出繩主動(dòng)輪12分別安 裝在被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)1-1及直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌2的兩端，鋼絲出繩主動(dòng)輪上面的鋼絲繩15分 別通過(guò)第一拉力傳感器8、第二拉力傳感器9與被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)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(dòng)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(dòng)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(cè)直線 電機(jī)初級(jí)1-1的左右端面、第一鋼絲出繩從動(dòng)輪10與第一鋼絲出繩主動(dòng)輪11相連，第二鋼 絲出繩從動(dòng)輪13與第二鋼絲出繩主動(dòng)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)、被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)繞組內(nèi)和 被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)殼體上，電機(jī)控制器14的輸出通過(guò)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、被 測(cè)直線電機(jī)初級(jí)1-1和力矩電機(jī)3 ；各個(gè)傳感器通過(guò)傳感器接口將獲得的試驗(yàn)過(guò)程中的位 置、加速度、拉力和溫度測(cè)量信號(hào)傳出；旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、力矩電機(jī)、被測(cè)直線電機(jī)1與電機(jī)控 制器14通過(guò)通信接口實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)；保證其測(cè)力方向與被測(cè)直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向相一致、加 速度傳感器6和溫度傳感器7分別安裝在被測(cè)直線電機(jī)硅鋼片內(nèi)、被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)繞組 內(nèi)和直線電機(jī)初級(jí)殼體上，電機(jī)控制器14的輸出分別連接旋轉(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、被測(cè)直線電機(jī)初 級(jí)1-1和力矩電機(jī)3 ；加速度傳感器6安裝在被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)1-1上，跟隨其運(yùn)動(dòng)，保證 所測(cè)加速度為被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)1-1在運(yùn)動(dòng)方向的加速度。直線位置傳感器5可以選用直 線光柵尺或直線磁柵尺。將直線位置傳感器5的讀數(shù)頭與被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)1-1聯(lián)接。電 機(jī)控制器4由DSP控制板和驅(qū)動(dòng)板組成。在簡(jiǎn)單試驗(yàn)的情況下，控制板亦可以采用其它控 制芯片系統(tǒng)，如ARM控制板、各種單片機(jī)控制板替代。各電機(jī)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)控制器間通過(guò)串口 RS232、RS485或者SPI數(shù)據(jù)接口相互通信；本發(fā)明的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，如圖3所示。雙向鋼絲繩滑輪牽引機(jī)構(gòu)18對(duì)稱安裝 在驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)系統(tǒng)17和被測(cè)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(dòng)直線電機(jī)系統(tǒng)17次級(jí)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(cè)直線電機(jī)次級(jí)1-2的兩端，以保證通過(guò)滑輪的鋼絲繩15 與兩個(gè)電機(jī)的運(yùn)行方向一致；鋼絲繩15通過(guò)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(dòng)直線電機(jī)系統(tǒng)17，驅(qū)動(dòng)被測(cè)直線電機(jī)1運(yùn)行，或者為被測(cè)直線電機(jī)1施加負(fù)載力，通過(guò) 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)。工作原理1.直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性試驗(yàn)方案利用本發(fā)明進(jìn)行被測(cè)直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)時(shí)，首先啟動(dòng)被測(cè)直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)系 統(tǒng)，控制被測(cè)直線電機(jī)加速至0. 5倍額定速度，并保持勻速運(yùn)行；控制力矩電機(jī)3的輸入電 流值，對(duì)被測(cè)直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)施加0. 5倍額定推力的負(fù)載，同時(shí)記錄被測(cè)直線電機(jī)運(yùn)動(dòng) 系統(tǒng)的速度隨時(shí)間的響應(yīng)情況。2.被測(cè)直線電機(jī)推力系數(shù)測(cè)定試驗(yàn)本發(fā)明提出的被測(cè)直線電機(jī)連續(xù)位置的變化規(guī)律的測(cè)試方法詳細(xì)說(shuō)明如下。(1)測(cè)定指定電流下電磁輸出推力關(guān)于電角度(位置)變化規(guī)律的測(cè)定方法第 一步，不啟動(dòng)被測(cè)直線電機(jī)，拖動(dòng)被測(cè)直線電機(jī)低速運(yùn)動(dòng)，測(cè)量被測(cè)直線電機(jī)在非運(yùn)行狀態(tài) 下的各種外力狀況，包括齒槽力Fripple、摩擦力f、端部力及拖鏈阻力Fd等外力，由于基本消 除了慣性力的影響，傳感器所測(cè)量的拉力為h = Fripple+f+Fd ；第二步控制被測(cè)直線電機(jī)工 作在電流環(huán)，保持被測(cè)直線電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)在各個(gè)位置的電樞電流I。不變，此時(shí)牽引電機(jī) 所需的實(shí)際拉力為F2 = Fthrust+Fripple+f+Fd，其中電機(jī)的輸出推力為Fthrust = Kt(x) I。，式中 Kt(x)為連續(xù)位置的電磁推力系數(shù)。兩式相減后除以恒值電樞電流，則Kt(x) = Fthrust/Ic = (h-FD/I。。設(shè)定另一恒定驅(qū)動(dòng)電流，以使被測(cè)直線電機(jī)產(chǎn)生不同的理論輸出力，重復(fù)上述 試驗(yàn)過(guò)程，便可以得到不同的驅(qū)動(dòng)電流下電磁推力系數(shù)關(guān)于位置的變化情況。
(2)測(cè)定指定位置下電磁輸出推力關(guān)于直軸電流變化規(guī)律的測(cè)定方法進(jìn)行試驗(yàn) 時(shí)，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)使被測(cè)直線電機(jī)定位在某位置。然后再使被測(cè)直線電機(jī)運(yùn)行在電流環(huán)，設(shè) 定直軸電流在全額定范圍內(nèi)變化，采集拉力傳感器輸出并計(jì)算被測(cè)直線電機(jī)的電磁輸出推 力，繪出推力一電流曲線。曲線的斜率即為推力系數(shù)。3.被測(cè)直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)溫升試驗(yàn)方案采用本發(fā)明的第一實(shí)施例，進(jìn)行被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)1-1溫升試驗(yàn)前，根據(jù)電機(jī)的 額定推力計(jì)算出力矩電機(jī)3所需輸出的制動(dòng)力矩，再根據(jù)力矩與電流的關(guān)系設(shè)定力矩電機(jī) 3的定子電流，使得電機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所克服的阻力剛好為額定推力。采用本發(fā)明的第二實(shí)施例，進(jìn)行被測(cè)直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)溫升試驗(yàn)前，根據(jù)電機(jī)的 額定推力計(jì)算出驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)所需輸出的力，使得電機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所克服的阻力剛好為額 定推力。試驗(yàn)開(kāi)始后，通過(guò)檢測(cè)埋置在電機(jī)初級(jí)中的溫度傳感器7得到溫升曲線圖。4.庫(kù)侖摩擦力、摩擦力粘滯系數(shù)的試驗(yàn)方案首先在速度閉環(huán)的前提下，拖動(dòng)被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)1-1從工作臺(tái)16的一端以恒定 的速度Vl運(yùn)動(dòng)到另一端(如圖2所示)，通過(guò)直線位置傳感器5記錄運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位置，及 與位置對(duì)應(yīng)的第一拉力傳感器8的輸出值&、第二拉力傳感器9的輸出值F2，加速度傳感器 6輸出值a。在某一位置Xl處，根據(jù)牛頓第二定律可得FrF2+Fr-Ffvl = ma(1)式中Ffvl代表在速度Vl下的摩擦力；&代表位置Xl處的定位力值。再拖動(dòng)被測(cè)直 線電機(jī)初級(jí)1以相同的恒定的速度Vl反向運(yùn)動(dòng)到另一端，可得F；-F； + F； + F'm = ma'(2)由于兩次運(yùn)動(dòng)的速度大小相等且為恒速，所以可以認(rèn)為巧=巧 ,a ‘ = a ^ 0 o 式⑴和式⑵相加，可以得到 Fl-F2+Fr+ F^-F2' + F'r = ma + ma' 0(3)由于定位力值大小也只與被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)1-1的運(yùn)動(dòng)位置相關(guān)，則在相同的位 置時(shí)有^；=盡，代入式(1)中可以求得在速度Vl下的摩擦力Ffvl:Ffvl = FrF2+Fr(5)最后，在速度閉環(huán)的前提下，拖動(dòng)被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)1-1以恒定的速度v2做往返 運(yùn)動(dòng)，采用同樣的方法計(jì)算在速度v2下的摩擦力Ffv2 Ffv2 = Flv2-F2v2+Frv2(6)通過(guò)式(6)和式(5)就可以計(jì)算得出直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌⑵的摩擦力粘滯系數(shù)b b=Ffi2~Ffil(7)
V2-Vl
權(quán)利要求
一種直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)綜合試驗(yàn)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(dòng)機(jī)構(gòu)組成；被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)(1 1)安裝在直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(2)上，被測(cè)直線電機(jī)次級(jí)(1 2)、直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(2)和直線位置傳感器(5)固定在工作臺(tái)(16)上，并且直線位置傳感器(5)在被測(cè)直線電機(jī)(1)的側(cè)面；第一鋼絲出繩主動(dòng)輪(11)和第二鋼絲出繩主動(dòng)輪(12)分別安裝在被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)(1 1)及直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(2)的兩端，鋼絲出繩主動(dòng)輪上面的鋼絲繩(15)分別通過(guò)第一拉力傳感器(8)、第二拉力傳感器(9)與被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)(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(dòng)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(dòng)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(cè)直線電機(jī)初級(jí)(1 1)的左右端面、第一鋼絲出繩從動(dòng)輪(10)與第一鋼絲出繩主動(dòng)輪(11)相連，第二鋼絲出繩從動(dòng)輪(13)與第二鋼絲出繩主動(dòng)輪(12)相連，張緊鋼絲并提供預(yù)緊力和防滑摩擦力；控制器(14)的輸出通過(guò)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(jí)(1)和力矩電機(jī)(3)；各個(gè)傳感器通過(guò)傳感器接口將獲得的試驗(yàn)過(guò)程中的位置、加速度、拉力和溫度測(cè)量信號(hào)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(guò)通信接口實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)綜合試驗(yàn)裝置，其特征在于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用 繩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，保持出繩主動(dòng)輪的出繩位置不變，出繩方向與直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向一致；所采用 的繩為鋼絲繩或高剛度復(fù)合材料繩；
3.如權(quán)利要求1直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)綜合試驗(yàn)裝置，其特征在于直線位置傳感器(5) 選用直線光柵尺或者直線磁柵尺；加速度傳感器(6)和溫度傳感器(7)分別安裝在被測(cè)直 線電機(jī)硅鋼片內(nèi)、被測(cè)直線電機(jī)初級(jí)(1-1)內(nèi)部或置于外表。
4.一種直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)綜合試驗(yàn)裝置，其特征在于，由驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)系統(tǒng)(17、被測(cè) 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(duì)稱安裝在驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)系統(tǒng)(17)和被測(cè)直線電機(jī)⑴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(dòng)直線電機(jī)系統(tǒng)(17)次級(jí)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(cè)直線電機(jī)次級(jí)(1-2)的 兩端，以保證通過(guò)滑輪的鋼絲繩(15)與兩個(gè)電機(jī)的運(yùn)行方向一致；鋼絲繩(15)通過(guò)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(dòng)直線電機(jī)系統(tǒng)(17)，驅(qū)動(dòng)被測(cè)直線電機(jī)⑴運(yùn) 行，或者為被測(cè)直線電機(jī)⑴施加負(fù)載力，通過(guò)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)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了屬于電機(jī)測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域的的一種直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)綜合試驗(yàn)裝置。由被測(cè)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(dòng)機(jī)構(gòu)組成；直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和直線位置傳感器固定工作臺(tái)面上，直線電機(jī)初級(jí)安裝在直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上，控制器的輸出通過(guò)通信接口分別連接各個(gè)傳感器，各個(gè)傳感器通過(guò)通信接口將獲得的試驗(yàn)過(guò)程中的位置、加速度、拉力和溫度測(cè)量信號(hào)傳出；旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、力矩電機(jī)和直線電機(jī)與控制器通過(guò)通信接口實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)；本測(cè)試裝置可以完成直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)剛度試驗(yàn)、推力系數(shù)測(cè)定、溫升試驗(yàn)及低速運(yùn)動(dòng)特性試驗(yàn)等多種試驗(yàn)。解決直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)缺少成套測(cè)試裝置、測(cè)試精度低和可重復(fù)性差的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01R31/34GK101980037SQ201010538340
公開(kāi)日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者劉成穎, 孟凡偉, 李志軍, 沈祥明, 王昊 申請(qǐng)人:清華大學(xué)