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    重庆时时彩走势新浪: 可调间隙实验平台.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201610060505.6

    申请日:

    2016.01.28

    公开号:

    CN105606361A

    公开日:

    2016.05.25

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01M 13/02申请日:20160128|||公开
    IPC分类号: G01M13/02 主分类号: G01M13/02
    申请人: 上海交通大学
    发明人: 吴建华; 韩勇; 刘超; 杨启杰; 熊振华
    地址: 200240 上海市闵行区东川路800号
    优先权:
    专利代理机构: 上海旭诚知识产权代理有限公司 31220 代理人: 郑立
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610060505.6

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2019.02.19|||2016.06.22|||2016.05.25

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种可调间隙实验平台,涉及伺服电机领域,主要用于研究间隙对伺服系统运动性能的影响和验证间隙辨识及补偿算法的正确性。本发明所述可调间隙实验平台包括底座、支撑架、伺服电机(含驱动器)、间隙环节、光轴和负载块。两块U型支撑架分别固定在底座,伺服电机固定到其中一支撑架的一个端面上,伺服电机轴与间隙环节相连接,间隙环节通过第一轴用线性支撑和光轴连接,光轴的另一端亦通过第二轴用线性支撑和负载块相连接,光轴通过滚动轴承安装在支撑架上。本实验平台具有角度间隙大小可调、电机直驱和负载惯量比大小可调等特点,满足了关于间隙大小对伺服系统运动性能影响的研究要求。

    权利要求书

    1.一种可调间隙实验平台,包括伺服电机、间隙环节、传动轴和负载块,所述伺
    服电机安装在支撑架上,所述支撑架安装在底座上,所述负载块套装在所述传动轴上,
    其特征在于,所述间隙环节直接连接所述传动轴与所述伺服电机的转轴。
    2.如权利要求1所述的可调间隙实验平台,其特征在于,所述间隙环节采用角度
    间隙,大小可调。
    3.如权利要求1所述的可调间隙实验平台,其特征在于,所述传动轴采用光轴。
    4.如权利要求1所述的可调间隙实验平台,其特征在于,所述负载块采用一块或
    多块相同尺寸的负载。
    5.如权利要求1所述的可调间隙实验平台,其特征在于,所述间隙环节由电机侧
    连接零件(4)、间隙调整零件(5)、光轴侧连接零件(6)组成,其中,所述间隙调整
    零件(5)相对于所述电机侧连接零件(4)采用孔面定位方式,径向采用紧定螺钉固
    定,所述光轴侧连接零件(6)的扇状凸台插入所述电机侧连接零件(4)和所述间隙
    调整零件(5)所形成的空间中从而形成间隙,所述间隙的大小通过转动所述间隙调整
    零件(5)来调整。
    6.如权利要求5所述的可调间隙实验平台,其特征在于,所述伺服电机通过过盈
    配合及平键方式和所述电机侧连接零件(4)相连接。
    7.如权利要求5所述的可调间隙实验平台,其特征在于,所述光轴侧连接零件(6)
    通过第一轴用线性支撑(7)与转动轴完成紧固连接。
    8.如权利要求1所述的可调间隙实验平台,其特征在于,所述支撑架包括前支撑
    架(2)和后支撑架(10),所述前支撑架(2)与所述后支撑架(10)为两端面均打通
    孔的U型架,其中所述前支撑架(2)与所述伺服电机相连接端面还均布四个螺纹孔,
    端面上的通孔基本尺寸和所述伺服电机的圆形凸台尺寸相同,所述前支撑架(2)右端
    面与所述后支撑架(10)的右端面的通孔上均装有滚动轴承以支撑转动轴。
    9.如权利要求1所述的可调间隙实验平台,其特征在于,所述传动轴与所述负载
    块之间采用第二轴用线性支撑(12)来进行紧固连接。
    10.如权利要求1所述的可调间隙实验平台,其特征在于,所述负载块是中间打
    有通孔的圆盘状零件,所述圆盘状零件的端面均布两个沉头孔和两个螺纹孔,所述负
    载块之间通过螺钉进行紧固连接。

    说明书

    可调间隙实验平台

    技术领域

    本发明涉及一种可调间隙实验平台,具体涉及用来研究间隙大小对伺服系统运动
    性能影响的可调间隙实验平台。

    背景技术

    在伺服系统中,丝杠和齿轮箱经?;嵋爰湎?。间隙是一种带有记忆特性的硬非
    线性现象,它的出现会加速机械零件的磨损;在一些对精度要求比较高的场合,由它
    导致振动、延迟和误差往往会降低系统的运动性能。为了能够详尽地研究间隙大小对
    伺服系统运动性能的影响,我们需要借助一个间隙大小可调的实验平台。

    目前,已有的可调间隙实验平台大多都是线性间隙,即引入间隙的一对运动构件
    相互做线性位移。通常伺服系统用的是旋转电机,如果转换为线性运动,一般要引入
    丝杠或者齿轮齿条机构来实现。而这么做会大大降低伺服系统的负载惯量比,导致研
    究结果不具有代表性。少数实验平台虽然采用了角度间隙,但是他们的定位夹紧装置
    比较复杂,不便于人工操作。

    因此,本领域的技术人员致力于开发一种可调间隙实验平台,用来研究间隙大小
    对伺服系统运动性能影响。

    发明内容

    针对上存在的问题,本发明设计了一种可调间隙实验平台,间隙的形式为角度间
    隙,间隙定位方式为孔面定位,连接方式为紧定螺钉连接。为使系统负载惯量比可调,
    还设计了统一以尺寸的负载块。整个实验平台具有操作方便,负载惯量比大范围可调
    的优点,满足了关于间隙大小对伺服系统运动性能影响的研究要求。

    为达到上述目的,本发明所述的可调间隙实验平台,包括伺服电机、间隙环节、
    传动轴和负载块,所述伺服电机安装在支撑架上,所述支撑架安装在底座上,所述负
    载块套装在所述传动轴上,所述间隙环节直接连接所述传动轴与所述伺服电机的转轴。

    进一步地,所述间隙环节采用角度间隙,大小可调。

    进一步地,所述传动轴采用光轴。

    进一步地,所述负载块采用一块或多块相同尺寸的负载。

    进一步地,所述间隙环节由电机侧连接零件(4)、间隙调整零件(5)、光轴侧连
    接零件(6)组成,其中,所述间隙调整零件(5)相对于所述电机侧连接零件(4)采
    用孔面定位方式,径向采用紧定螺钉固定,所述光轴侧连接零件(6)的扇状凸台插入
    所述电机侧连接零件(4)和所述间隙调整零件(5)所形成的空间中从而形成间隙,
    所述间隙的大小通过转动所述间隙调整零件(5)来调整。

    进一步地,所述伺服电机通过过盈配合及平键方式和所述电机侧连接零件(4)相
    连接。

    进一步地,所述光轴侧连接零件(6)通过第一轴用线性支撑(7)与转动轴完成
    紧固连接。

    进一步地,所述支撑架包括前支撑架(2)和后支撑架(10),所述前支撑架(2)
    与所述后支撑架(10)为两端面均打通孔的U型架,其中所述前支撑架(2)与所述
    伺服电机相连接端面还均布四个螺纹孔,端面上的通孔基本尺寸和所述伺服电机的圆
    形凸台尺寸相同,所述前支撑架(2)右端面与所述后支撑架(10)的右端面的通孔上
    均装有滚动轴承以支撑转动轴。

    进一步地,所述传动轴与所述负载块之间采用第二轴用线性支撑(12)来进行紧
    固连接。

    进一步地,所述负载块是中间打有通孔的圆盘状零件,所述圆盘状零件的端面均
    布两个沉头孔和两个螺纹孔,所述负载块之间通过螺钉进行紧固连接。

    本发明所采用的技术方案如下:

    一种可调间隙实验平台,具体包括底座、支撑架、伺服电机(含驱动器)、可调间
    隙环节、光轴和负载块。底座是一块打有螺纹通孔阵列的长方体块,主要起到为实验
    平台提供高刚度宽大平面的作用,同时兼有吸振作用;两块支撑架是两端打通孔的U
    型架,规格稍有差异。其中一个支撑架一端面用来支撑伺服电机,另一端面用来安装
    轴承支撑光轴;另外的支撑架则只用来支撑光轴。。伺服电机主要功能是为实验平台提
    供动力源。间隙环节由三个零件组成,它们主要功能是为实验平台提供大小可调的角
    度间隙。光轴主要功能是传递动力给负载。负载块是中心打孔的圆盘,其主要功能是
    使伺服系统的负载惯量比可以在很大范围内进行调整。

    所述长方体块放置于平整的地面或桌面上,依靠摩擦力固定,无需特别的紧固装
    置。

    所述支撑架,底面打有四个与底座螺纹孔尺寸相对应的沉头孔。用于支撑伺服电
    机的支撑架端面除了打有通孔外,通孔四周还均布四个螺纹通孔,其他支撑架端面均
    无此特征;另外,用于支撑伺服电机的支撑架端面上的通孔尺寸与伺服电机上的圆形
    凸台尺寸相对应,而其他支撑架端面通孔与要安装的滚动轴承尺寸相对应。所述支撑
    架底面与底座上表面贴合,用螺钉通过支撑架的四个沉头孔和底座相连接紧固。

    所述伺服电机转轴与其中一支撑架的外侧端面垂直,伺服电机端面与该端面相贴
    合,伺服电机圆形凸台与该端面上的通孔间隙配合。伺服电机端面四个角有通孔,对
    应支撑架端面有相应的螺纹通孔,伺服电机和该支撑架通过螺钉紧固连接。

    所述可调间隙环节共有三个零件。其中一个零件为圆台带有凸出限位块,圆台中
    央打有通孔并开有键槽,孔和键槽的基本尺寸和伺服电机上的特征尺寸相对应。凸出
    限位块成对称的扇状块并且和圆台同心,扇状块外径基本尺寸和圆台外径基本尺寸相
    同。该零件和伺服电机轴成过盈配合,也依次完成轴向紧固。第二个零件为对称的扇
    状,中间是打有通孔的小圆台,扇状边缘有薄壁凸起,薄壁上打有螺纹孔,薄壁内径
    的基本尺寸和第一个零件圆台的基本尺寸相同。该零件与第一个零件通过孔面方式完
    成定位,通过在薄壁螺纹孔装入紧定螺钉实现紧固连接。第三个零件与第一个零件形
    状类似,不同的是它的两侧有凸起用以打螺纹孔,另外它的中间通孔不开键槽,孔的
    基本尺寸和光轴外径基本尺寸相同,并与光轴形成间隙配合。该零件先通过螺钉和轴
    用线性支撑(SHF)相连接,再通过SHF与光轴完成紧固连接。另一方面,该零件圆台
    上的扇状凸起正好插入前述两个零件的空当中去从而形成大小可调的间隙。

    所述光轴为一圆柱状长棒。一端通过SHF和第三个间隙零件连接,一端通过SHF
    和负载块连接,中间由安装在支撑架的滚动轴承来支撑。

    所述负载块呈圆盘状,中间打有通孔,通孔内径的基本尺寸与光轴外径基本尺寸
    相同,通孔与光轴为间隙配合。圆盘端面均布两个对称的沉头孔和两个尺寸相对应的
    螺纹孔,两个沉头孔中心距尺寸与SHF的安装尺寸相对应。

    本发明的有益效果是,可以方便快速地调整间隙大小,可以大范围的改变伺服系
    统的负载惯量比。另外,本发明采用电机直驱方式,避免引入额外间隙。本发明为研
    究间隙大小对伺服系统运动性能的影响提供切实可靠的实验条件,同时也为验证间隙
    辨识及补偿算法的正确性提供良好的硬件支持。

    以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以
    充分地了解本发明的目的、特征和效果。

    附图说明

    图1是本发明的一个较佳实施例的整体方案的等轴测图;

    图2是本发明的一个较佳实施例的整体方案的带有局部剖视的主视图;

    图3是本发明的一个较佳实施例的整体方案的俯视图;

    图4是本发明的一个较佳实施例的整体方案的右视图;

    图5是本发明的一个较佳实施例的可调间隙环节的等轴测图;

    图中1.底座,2.前支撑架,3.伺服电机(含驱动器,图中未画出),4.电机侧连
    接零件,5.间隙调整零件,6.光轴侧连接零件,7.第一轴用线性支撑(SHF),8.滚动
    轴承,9.光轴,10.后支撑架,11.滚动轴承,12.第二轴用线性支撑(SHF),13.负载
    块(图中只示意一块)。

    具体实施方式

    如图1所示,长方体底座(1)放置平整地面或桌面上,前支撑架(2)与后支撑
    架(10)安装在底座(1)上,伺服电机(3)安装在前支撑架的左端面上,电机侧连
    接零件(4)直接安装在伺服电机的转轴上,间隙调整零件(5)套接在电机侧连接零
    件(4)上,并通过紧定螺钉紧固,光轴侧连接零件(6)通过第一轴用线性支撑(7)
    套接在光轴(9)上,光轴(9)另一端通过第二轴用线性支撑(12)与负载块(13)
    相套接,光轴(9)通过滚动轴承(8)和第二轴用线性支撑(12)安装在前支撑架(2)
    和后支撑架(10)上。

    如图2所示,伺服电机(3)的圆形凸台和前支撑架(2)左端面的通孔为间隙配
    合,在前支撑架(2)右端面和后支撑架(10)右端面装有滚动轴承以支撑光轴(9),
    而后支撑架的左端面未安装滚动轴承;伺服电机(3)、光轴(9)与前支撑架(2)及
    后支撑架要保持良好的同轴度,在实际装配过程中,可以让伺服电机转动起来听声音
    来调整各零件位置,噪声越小,同轴度越好,负载块与光轴为间隙配合以防止负载块
    安装时重心有偏置而导致系统出现振动现象。

    如图3所示,前支撑架(2)与后支撑架(10)底面打有四个沉头孔,并用内六角
    螺钉和底座进行紧固连接;这样做的好处是能够调整前支撑架(2)与后支撑架(10)
    的相对位置,从而使前后支撑架上左右端面的通孔达到良好的同轴度。

    在图4所示,负载块(13)是多块中心打有通孔的圆盘状零件(图中只示意一块),
    其端面上均布者两个对称沉头孔和两个对称的螺纹孔;实际使用中可以增减负载块数
    量来调整负载惯量比,相邻的两个负载块的沉头孔与螺纹孔相对齐,并用螺钉紧固连
    接。

    如图5所示,间隙环节包括三个零件,从左到右依次为电机侧连接零件(4)、间
    隙调整零件(5)和光轴侧连接零件(6);其中电机侧连接零件(4)为带有扇状凸出
    限位块的圆台,圆台中央打有通孔并开有键槽;间隙调整零件(5)呈对称的扇状,中
    间是打有通孔的小圆台,扇状边缘有薄壁凸起,薄壁四周打有螺纹通孔;光轴侧连接
    零件(6)与电机侧连接零件形状类似,不同的是它的两侧多出两个“耳朵”用以打螺
    纹孔,另外它的中间通孔不开键槽;间隙调整零件(5)相对于电机侧连接零件(4)
    采用孔面定位方式,径向采用紧定螺钉固定,光轴侧连接零件(6)的扇状凸台插入电
    机侧连接零件(4)和间隙调整零件(5)所形成的空当中从而形成间隙,间隙大小通
    过转动间隙调整零件(5)来调整。

    以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术无需创
    造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术
    人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得
    到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的?;し段?。

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    可调 间隙 实验 平台
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