一種轉(zhuǎn)動負載模擬裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)動負載模擬裝置，距轉(zhuǎn)軸R的圓周上均勻分布4根導(dǎo)桿，關(guān)于轉(zhuǎn)軸對稱的2根導(dǎo)桿上安裝質(zhì)量相等的重塊，由4根導(dǎo)桿上重塊的質(zhì)量總和來模擬相對于轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量，調(diào)節(jié)對稱導(dǎo)桿上重塊組合質(zhì)心間的距離來獲得動不平衡情況下的慣性積；通過控制磁粉制動器的激勵電流來模擬軸系的摩擦力矩。本發(fā)明無復(fù)雜控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，慣性特性和摩擦力矩調(diào)整方便，模擬準確性高，通用性較好。
【專利說明】一種轉(zhuǎn)動負載模擬裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機和伺服機構(gòu)試驗【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種負載特性可調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)動 負載模擬裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 電機和伺服機構(gòu)在實際應(yīng)用中所帶的負載是復(fù)雜多變的，并且考慮到實際生產(chǎn)過 程無法對其在真實負載下進行測試，因此，提供一種能對實際應(yīng)用中機械負載進行模擬的 系統(tǒng)是必須的。
[0003] 當前機械負載的模擬主要有慣量盤、電動模擬、電液模擬三種方式：慣量盤的制造 成本高、慣量模擬準確性差、無法通過調(diào)節(jié)來適應(yīng)不同電機或伺服機構(gòu)的測試要求；電動模 擬就是利用電機電能-機械能的轉(zhuǎn)換特性，通過電控轉(zhuǎn)矩的方式為測試電機或伺服機構(gòu)加 載，以電動模型為基礎(chǔ)，根據(jù)速度變化和實際負載機械特性得到加載力矩，并快速補償速度 變化引起的負載電機反電動勢，不僅需要實時計算，還需要復(fù)雜的控制系統(tǒng)，準確性則取決 于控制的精度；電液模擬由驅(qū)動和加載兩部分組成，電控元件為液壓缸，它比電動模擬有更 寬的工作頻率和更大的輸出力矩，但也存在慣性負載、摩擦負載模擬不佳的缺點。此外，電 動模擬和電液模擬無法實現(xiàn)機械負載動不平衡特性的模擬。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供了一種轉(zhuǎn)動負載模擬裝置。本發(fā)明通 過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0005] -種轉(zhuǎn)動負載模擬裝置，包括：基座（1)、磁粉制動器（2)、安裝座（3)、接插件板 (4)、旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子（5)、旋轉(zhuǎn)變壓器定子（6)、聯(lián)軸器（7)、壓蓋（8)、深溝球軸承（9)、輸出 轉(zhuǎn)軸（10)、輸入轉(zhuǎn)軸（11)、角接觸軸承對（12)、內(nèi)隔圈（13)、外隔圈（14)、外壓圈（15)、內(nèi) 壓圈（16)、輪盤（17)、支撐板（18)、導(dǎo)桿（19)、重塊（20);
[0006] 其中，基座（1)為U形結(jié)構(gòu)，一端為輸出端，另一端為輸入端，兩端對外側(cè)面均有 同軸的階梯狀通孔，由外向內(nèi)直徑逐漸變小，輸出端依次為4個：安裝座安裝孔、旋轉(zhuǎn)變壓 器定子安裝孔、深溝球軸承安裝孔、擋肩，輸入端依次為3個：安裝定位孔、角接觸軸承安裝 孔、擋肩；安裝定位孔用于待測電機或伺服機構(gòu)固定部分的安裝定位，安裝定位孔的對外端 面有螺紋孔；深溝球軸承（9)安裝于基座（1)的深溝球軸承安裝孔，由壓蓋（8)壓緊外套圈 止動，壓蓋（8)固定于基座（1)的旋轉(zhuǎn)變壓器定子安裝孔底端平面；角接觸軸承對（12)為 背靠背或面對面安裝的兩個角接觸軸承，安裝于基座（1)的角接觸軸承安裝孔內(nèi)，其間由 內(nèi)隔圈（13)、外隔圈（14)隔開，內(nèi)隔圈（13)和外隔圈（14)的軸向?qū)挾炔顩Q定軸向預(yù)緊力， 用外壓圈（15)壓緊最外側(cè)角接觸軸承的外套圈止動；
[0007] 安裝座（3)為管狀結(jié)構(gòu)，一端有用于定位的外圓柱面和外法蘭盤，外圓柱面與基 座（1)的安裝座安裝孔配合，法蘭盤固定于基座（1)輸出端最外側(cè)端面，安裝座（3)的另一 端沿徑向有矩形凸起，凸起部分中心開有矩形通孔，該部分頂端面安裝接插件板（4)，接插 件板（4)上安裝磁粉制動器（2)和旋轉(zhuǎn)變壓器定子￠)的引線接插件；
[0008] 旋轉(zhuǎn)變壓器定子（6)前端外圓柱套入基座（1)的旋轉(zhuǎn)變壓器定子安裝孔，由外法 蘭固定于安裝座安裝孔底端平面；
[0009] 輸出轉(zhuǎn)軸（10)為中空的階梯軸，分為軸肩、深溝球軸承安裝段、定位段，深溝球 軸承安裝段套入深溝球軸承（9)內(nèi)套圈的內(nèi)孔，軸肩端面距軸承最近內(nèi)套圈端面的距離 為1_，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子（5)由內(nèi)法蘭盤內(nèi)孔與輸出轉(zhuǎn)軸（10)定位段外圓定位后固定于深 溝球軸承安裝段的端平面，聯(lián)軸器（7)外圓柱面與定位段內(nèi)孔定位后固定于內(nèi)孔底的端平 面，聯(lián)軸器（7)另一端內(nèi)孔形狀與磁粉制動器（2)輸出軸的截面相同，二者套入后即可防止 周向轉(zhuǎn)動；
[0010] 輸入轉(zhuǎn)軸（11)為中空的階梯軸，分為軸肩、角接觸軸承安裝段、定位段，角接觸軸 承安裝段套入角接觸軸承對（12)內(nèi)套圈的內(nèi)孔，由內(nèi)壓圈（16)壓緊最外側(cè)角接觸軸承的 內(nèi)套圈至軸肩端面與最近內(nèi)套圈端面貼緊，定位段內(nèi)孔用于待測電機或伺服機構(gòu)轉(zhuǎn)動部分 的安裝定位，定位段底部端面有安裝通孔；
[0011] 輪盤（17)由內(nèi)外環(huán)和4根均勻分布的輻條構(gòu)成，輻條所在徑向方向上有4個等直 徑的均布圓孔，圓孔周邊有安裝螺紋孔，兩個輪盤（17)的中心圓孔分別與輸出轉(zhuǎn)軸（10)、 輸入轉(zhuǎn)軸（11)的軸肩圓柱套合，由中心圓孔底部的法蘭盤固定在軸肩端面上；
[0012] 支撐板（18)垂直于長邊的兩個端面分別與兩個輪盤（17)相連，其最外側(cè)表面垂 直于各輻條所在徑向；
[0013] 導(dǎo)桿（19)為一端帶法蘭盤的光桿，光桿外圓與輪盤（17)徑向方向的4個均布圓 孔為小間隙配合，4根導(dǎo)桿（19)分別穿過輪盤（17)上的4個圓孔，導(dǎo)桿（19)上穿入一定數(shù) 量的重塊（20)后再插入另一輪盤（17)對應(yīng)的圓孔內(nèi)，用沉頭螺釘固定導(dǎo)桿（19)的法蘭盤 至輪盤（17);
[0014] 重塊（20)截面為正方形，中心通孔與導(dǎo)桿（19)光桿外圓間隙配合，且一個側(cè)面與 支持板（18)表面接觸，同一導(dǎo)桿（19)上相鄰重塊（20)間貼緊后從重塊（20)側(cè)面旋入緊 定螺釘以頂住導(dǎo)桿（19);關(guān)于轉(zhuǎn)軸軸線對稱的兩個導(dǎo)桿（19)上的重塊（20)數(shù)量相等。
[0015] 本發(fā)明有如下有益效果：
[0016] 1)模擬時分為獨立的負載慣量特性模擬和摩擦力矩模擬兩個部分，降低了對復(fù)雜 控制系統(tǒng)的要求，調(diào)整方便，模擬準確性高；
[0017] 2)能實現(xiàn)動不平衡負載情況的模擬，適用范圍更廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1所示的是本發(fā)明的正視圖；
[0019] 圖2所示的是本發(fā)明的側(cè)視圖；
[0020] 圖3所示的是本發(fā)明圖1中I部分的放大圖；
[0021] 圖4所示的是本發(fā)明圖1中II部分的放大圖；
[0022] 符號說明：1.基座，2.磁粉制動器，3.安裝座，4.接插件板，5.旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子， 6.旋轉(zhuǎn)變壓器定子，7.聯(lián)軸器，8.壓蓋，9.深溝球軸承，10.輸出轉(zhuǎn)軸，11.輸入轉(zhuǎn)軸，12.角 接觸軸承對，13.內(nèi)隔圈，14.外隔圈，15.外壓圈，16.內(nèi)壓圈，17.輪盤，18.支撐板，19.導(dǎo) 桿，20.重塊。

【具體實施方式】
[0023] 以下將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述 和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本發(fā)明的一部分實例，并不是全部的實例，基于本發(fā)明 中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施 例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0024] 為了便于對本發(fā)明實施例的理解，下面將結(jié)合附圖以具體實施例為例作進一步的 解釋說明，且各個實施例不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。
[0025] 如圖1至圖4所示，本發(fā)明提供的一種轉(zhuǎn)動負載模擬裝置包括：基座1、磁粉制動 器2、安裝座3、接插件板4、旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子5、旋轉(zhuǎn)變壓器定子6、聯(lián)軸器7、壓蓋8、深溝球 軸承9、輸出轉(zhuǎn)軸10、輸入轉(zhuǎn)軸11、角接觸軸承對12、內(nèi)隔圈13、外隔圈14、外壓圈15、內(nèi)壓 圈16、輪盤17、支撐板18、導(dǎo)桿19、重塊20。
[0026] 所述的基座1為U形結(jié)構(gòu)，兩端對外側(cè)面均有階梯狀通孔，由外向內(nèi)直徑逐漸變 小，輸出端依次為4段：安裝座安裝孔、旋轉(zhuǎn)變壓器定子安裝孔、深溝球軸承安裝孔、擋肩， 輸入端依次為3段：安裝定位孔、角接觸軸承安裝孔、擋肩，所有安裝孔均同軸，安裝定位孔 用于待測電機或伺服機構(gòu)固定部分的安裝定位，其對外端面有螺紋孔；所述的深溝球軸承 9安裝于基座1的深溝球軸承安裝孔，由壓蓋8壓緊外套圈止動，壓蓋8固定于基座1的旋 轉(zhuǎn)變壓器定子安裝孔底端平面；所述的角接觸軸承對12為背靠背或面對面安裝的兩個角 接觸軸承，安裝于基座1的角接觸軸承安裝孔內(nèi)，其間由內(nèi)隔圈13、外隔圈14隔開，內(nèi)隔圈 13和外隔圈14的軸向?qū)挾炔顩Q定軸向預(yù)緊力，用外壓圈15壓緊最外側(cè)角接觸軸承的外套 圈止動；
[0027] 所述的安裝座3為管狀結(jié)構(gòu)，一端有用于定位的外圓柱面和外法蘭盤，外圓柱面 與基座1的安裝座安裝孔配合，法蘭盤固定于基座1輸出端最外側(cè)端面，安裝座3的另一端 沿徑向有矩形凸起，凸起部分中心開有矩形通孔，該部分頂端面安裝接插件板4,接插件板 4上安裝磁粉制動器2和旋轉(zhuǎn)變壓器定子6的引線接插件；
[0028] 所述的旋轉(zhuǎn)變壓器定子6前端外圓柱套入基座1的旋轉(zhuǎn)變壓器定子安裝孔，由外 法蘭固定于安裝座安裝孔底端平面；
[0029] 所述的輸出轉(zhuǎn)軸10為中空的階梯軸，分為軸肩、深溝球軸承安裝段、定位段，深溝 球軸承安裝段套入深溝球軸承9內(nèi)套圈的內(nèi)孔，軸肩端面距軸承最近內(nèi)套圈端面的距離為 1_，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子5由內(nèi)法蘭盤內(nèi)孔與輸出轉(zhuǎn)軸10定位段外圓定位后固定于深溝球軸 承安裝段的端平面，聯(lián)軸器7外圓柱面與定位段內(nèi)孔定位后固定于內(nèi)孔底的端平面，聯(lián)軸 器7另一端內(nèi)孔形狀與磁粉制動器2輸出軸的截面相同，二者套入后即可防止周向轉(zhuǎn)動；
[0030] 所述的輸入轉(zhuǎn)軸11為中空的階梯軸，分為軸肩、角接觸軸承安裝段、定位段，角接 觸軸承安裝段套入角接觸軸承對12內(nèi)套圈的內(nèi)孔，由內(nèi)壓圈16壓緊最外側(cè)角接觸軸承的 內(nèi)套圈至軸肩端面與最近內(nèi)套圈端面貼緊，定位段內(nèi)孔用于待測電機或伺服機構(gòu)轉(zhuǎn)動部分 的安裝定位，定位段底部端面有安裝通孔；
[0031] 所述的輪盤17由內(nèi)外環(huán)和4根均勻分布的輻條構(gòu)成，輻條所在徑向方向上有4個 等直徑的均布圓孔，圓孔周邊有安裝螺紋孔，兩個輪盤17的中心圓孔分別與輸出轉(zhuǎn)軸10、 輸入轉(zhuǎn)軸11的軸肩圓柱套合，由中心孔底部的法蘭盤固定在軸肩端面上；
[0032] 所述的支撐板18垂直于長邊的兩個端面分別與兩個輪盤17相連，其最外側(cè)表面 垂直于各輻條所在徑向；
[0033] 所述的導(dǎo)桿19為一端帶法蘭盤的光桿，光桿外圓與輪盤17徑向方向的4個均布 圓孔為小間隙配合，4根導(dǎo)桿19分別穿過輪盤17上的4個圓孔，待導(dǎo)桿19上穿入一定數(shù) 量的重塊20后再插入另一輪盤17對應(yīng)的圓孔內(nèi)，用沉頭螺釘固定導(dǎo)桿19的法蘭盤至輪盤 17 ；
[0034] 所述的重塊20截面為正方形，中心通孔與導(dǎo)桿19光桿外圓間隙配合，且一個側(cè)面 與支持板18表面接觸，待同一導(dǎo)桿19上相鄰重塊20間貼緊后從重塊20側(cè)面旋入緊定螺 釘以頂住導(dǎo)桿19 ;關(guān)于轉(zhuǎn)軸軸線對稱的兩個導(dǎo)桿19上的重塊（20)數(shù)量相等。
[0035] 本發(fā)明的完整工作流程如下：
[0036] I.模擬裝置無重塊20時轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)動慣量為L，軸系本身的摩擦力矩為M。，重 塊20的質(zhì)量為m，對于中心圓孔軸線的轉(zhuǎn)動慣量為I m，待模擬負載對于轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量為 L (1331^41^2)，與轉(zhuǎn)軸相關(guān)的慣性積分別為12和13，摩擦力矩為吣(MPM。)。兩組對稱 導(dǎo)桿19上重塊20的數(shù)量分別為 ηι和η2, ηι塊重塊20組成的重塊組合的質(zhì)心距另一 &塊 重塊20組成的重塊組合的質(zhì)心軸向距離為Q，n2塊重塊20組成的重塊組合的質(zhì)心距另一 n2塊重塊20組成的重塊組合的質(zhì)心軸向距離為L2，其按下式選取：
[0037]

【權(quán)利要求】
1. 一種轉(zhuǎn)動負載模擬裝置，其特征在于，包括：基座（1)、磁粉制動器（2)、安裝座（3)、 接插件板（4)、旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子（5)、旋轉(zhuǎn)變壓器定子（6)、聯(lián)軸器（7)、壓蓋（8)、深溝球軸承 (9)、輸出轉(zhuǎn)軸（10)、輸入轉(zhuǎn)軸（11)、角接觸軸承對（12)、內(nèi)隔圈（13)、外隔圈（14)、外壓圈 (15)、內(nèi)壓圈（16)、輪盤（17)、支撐板（18)、導(dǎo)桿（19)、重塊（20); 其中，所述基座（1)為U形結(jié)構(gòu)，一端為輸出端，另一端為輸入端，兩端對外側(cè)面均有 同軸的階梯狀通孔，由外向內(nèi)直徑逐漸變小，輸出端依次為4個：安裝座安裝孔、旋轉(zhuǎn)變壓 器定子安裝孔、深溝球軸承安裝孔、擋肩，輸入端依次為3個：安裝定位孔、角接觸軸承安裝 孔、擋肩；所述安裝定位孔用于待測電機或伺服機構(gòu)固定部分的安裝定位，所述安裝定位孔 的對外端面有螺紋孔；所述深溝球軸承（9)安裝于基座（1)的深溝球軸承安裝孔，由壓蓋 (8)壓緊外套圈止動，壓蓋（8)固定于基座（1)的旋轉(zhuǎn)變壓器定子安裝孔底端平面；所述角 接觸軸承對（12)為背靠背或面對面安裝的兩個角接觸軸承，安裝于基座（1)的角接觸軸承 安裝孔內(nèi)，其間由內(nèi)隔圈（13)、外隔圈（14)隔開，內(nèi)隔圈（13)和外隔圈（14)的軸向?qū)挾炔?決定軸向預(yù)緊力，用外壓圈（15)壓緊最外側(cè)角接觸軸承的外套圈止動； 所述安裝座（3)為管狀結(jié)構(gòu)，一端有用于定位的外圓柱面和外法蘭盤，外圓柱面與基座 (1)的安裝座安裝孔配合，法蘭盤固定于基座（1)輸出端最外側(cè)端面，安裝座（3)的另一端 沿徑向有矩形凸起，凸起部分中心開有矩形通孔，該部分頂端面安裝接插件板（4)，接插件 板（4)上安裝磁粉制動器（2)和旋轉(zhuǎn)變壓器定子（6)的引線接插件； 所述旋轉(zhuǎn)變壓器定子（6)前端外圓柱套入基座（1)的旋轉(zhuǎn)變壓器定子安裝孔，由外法 蘭固定于安裝座安裝孔底端平面； 所述輸出轉(zhuǎn)軸（10)為中空的階梯軸，分為軸肩、深溝球軸承安裝段、定位段，深溝球 軸承安裝段套入深溝球軸承（9)內(nèi)套圈的內(nèi)孔，軸肩端面距軸承最近內(nèi)套圈端面的距離為 1_，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子（5)由內(nèi)法蘭盤內(nèi)孔與輸出轉(zhuǎn)軸（10)定位段外圓定位后固定于深溝 球軸承安裝段的端平面，聯(lián)軸器（7)外圓柱面與定位段內(nèi)孔定位后固定于內(nèi)孔底的端平面， 聯(lián)軸器（7)另一端內(nèi)孔形狀與磁粉制動器（2)輸出軸的截面相同，二者套入后即可防止周 向轉(zhuǎn)動； 所述輸入轉(zhuǎn)軸（11)為中空的階梯軸，分為軸肩、角接觸軸承安裝段、定位段，角接觸軸 承安裝段套入角接觸軸承對（12)內(nèi)套圈的內(nèi)孔，由內(nèi)壓圈（16)壓緊最外側(cè)角接觸軸承的 內(nèi)套圈至軸肩端面與最近內(nèi)套圈端面貼緊，定位段內(nèi)孔用于待測電機或伺服機構(gòu)轉(zhuǎn)動部分 的安裝定位，定位段底部端面有安裝通孔； 所述輪盤（17)由內(nèi)外環(huán)和4根均勻分布的輻條構(gòu)成，輻條所在徑向方向上有4個等直 徑的均布圓孔，圓孔周邊有安裝螺紋孔，兩個輪盤（17)的中心圓孔分別與輸出轉(zhuǎn)軸（10)、 輸入轉(zhuǎn)軸（11)的軸肩圓柱套合，由中心圓孔底部的法蘭盤固定在軸肩端面上； 所述支撐板（18)垂直于長邊的兩個端面分別與兩個輪盤（17)相連，其最外側(cè)表面垂 直于各輻條所在徑向； 所述導(dǎo)桿（19)為一端帶法蘭盤的光桿，光桿外圓與輪盤（17)徑向方向的4個均布圓孔 為小間隙配合，4根導(dǎo)桿（19)分別穿過輪盤（17)上的4個圓孔，導(dǎo)桿（19)上穿入一定數(shù)量 的重塊（20)后再插入另一輪盤（17)對應(yīng)的圓孔內(nèi)，用沉頭螺釘固定導(dǎo)桿（19)的法蘭盤至 輪盤（17); 所述重塊（20)截面為正方形，中心通孔與導(dǎo)桿（19)光桿外圓間隙配合，且一個側(cè)面與 支持板（18)表面接觸，同一導(dǎo)桿（19)上相鄰重塊（20)間貼緊后從重塊（20)側(cè)面旋入緊定 螺釘以頂住導(dǎo)桿（19);關(guān)于轉(zhuǎn)軸軸線對稱的兩個導(dǎo)桿（19)上的重塊（20)數(shù)量相等。
【文檔編號】G01R31/34GK104155608SQ201410447133
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】周輝, 史耀強, 劉明利 申請人:上海航天電子通訊設(shè)備研究所