CN101957271A - 高速大位移伺服加载实验平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了高速大位移伺服加载实验平台，它包括底座，在驱动装置的驱动下能够沿X和Y方向运动的X-Y滑台装置，在X-Y滑台装置上安装有位移传感器，X-Y滑台装置包括固定在底座上的X向导轨，在X向导轨上连接有X滑台，一个Y向导轨固定在的X滑台上，在Y向导轨上连接有Y滑台，在Y滑台上沿竖直方向安装有转轴，转轴与转臂相连，转臂与一个扭矩负载装置相连，X滑台与拉力传感器的一端相连，拉力传感器的另一端与一个直线拉力加载装置相连，在扭矩负载装置的扭矩输出端连接有扭矩传感器。采用本装置可以进行大位移圆周360度加载，进行载荷和圆周运动特性试验；并能进行大位移直线加载，进行载荷和直线运动特性试验。

Description

高速大位移伺服加载实验平台
技术领域
本发明涉及加载实验平台，本发明尤其涉及高速大位移伺服加载实验平台。
背景技术
专利号为CN200920224021.6的中国专利公开了一种“液压缸液压加载试验工装”，该试验工装包括底座、横梁、转动梁、中间轴、U型支座、U型支座螺栓、轴、轴套、转动梁盖板固定螺栓、盖板、转动梁盖板螺栓、中间盖板固定螺栓、中间盖板中心固定螺栓、中间盖板，横梁连接在底座上，在横梁的一端连接有转动梁，一端连接有U型支座，U型支座有二个，位于横梁的二侧，在横梁两侧各有两排螺栓孔，该装置只能进行直线加载，没有圆周运动加载功能，而且直线加载没有力检测装置；系统没有高精度位移监测装置，从而在该系统中无法得到直线运动的位移与力的特性实验数据；也无法获得圆周加载的位移和力矩特性实验数据。目前，国内外的伺服实验平台未见能进行大位移圆周360度加载和大位移直线加载。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以进行载荷和圆周运动特性试验以及进行载荷和直线运动特性试验的高速大位移伺服加载实验平台。
本发明的高速大位移伺服加载实验平台，它包括底座，它还包括在驱动装置的驱动下能够沿X方向和Y方向运动的X-Y滑台装置，在所述的X-Y滑台装置上安装有测量X向和Y向位移的X向和Y向位移传感器，所述的X-Y滑台装置包括固定在所述的底座上的X向导轨，在所述的X向导轨上滑动连接有X滑台，一个Y向导轨固定在所述的X滑台上，在Y向导轨上滑动连接有Y滑台，在所述的Y滑台上沿竖直方向安装有一个转轴，所述的转轴与一个转臂相连，所述的转臂与一个沿水平圆周方向输出阻力扭矩的扭矩负载装置相连，所述的X滑台与一个拉力传感器的一端相连，所述的拉力传感器的另一端与一个沿X方向加载直线拉力的直线拉力加载装置相连，在所述的扭矩负载装置的扭矩输出端连接有扭矩传感器。
采用本发明装置的有益效果是：可以进行大位移圆周360度加载，进行载荷和圆周运动特性试验；并能进行大位移直线加载，进行载荷和直线运动特性试验，通过机床的伺服动特性模拟测试，提高了机床的伺服动特性并减少了机床调整时间。
附图说明
图1是本发明的高速大位移伺服加载实验平台的主视图；
图2是图1所示的平台的俯视图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，并参照附图，对本发明做进一步的说明：
如附图所示的本发明的高速大位移伺服加载实验平台，它包括底座1，它还包括在驱动装置的驱动下能够沿X方向和Y方向运动的X-Y滑台装置2，在所述的X-Y滑台装置上安装有测量X向和Y向位移的X向和Y向位移传感器，所述的X-Y滑台装置包括固定在所述的底座上的X向导轨，在所述的X向导轨上滑动连接有X滑台，一个Y向导轨固定在所述的X滑台上，在Y向导轨上滑动连接有Y滑台，在所述的Y滑台上沿竖直方向安装有一个转轴3，所述的转轴3与一个转臂4相连，转轴3与一个转臂4的连接最好在水平圆周方向。所述的转臂4与一个沿水平圆周方向输出阻力扭矩的扭矩负载装置相连，所述的X滑台与一个拉力传感器5的一端相连，所述的拉力传感器的另一端与一个沿X方向加载直线拉力的直线拉力加载装置相连，在所述的扭矩负载装置的扭矩输出端连接有扭矩传感器。X方向为垂直于油缸的方向，Y方向为沿着油缸的方向，X向和Y向为互相垂直的坐标方向。
所述的驱动装置可以包括X向直线电机和Y向直线电机，X向直线电机的初级固定在所述的X向导轨上并且其次级安装在所述的X滑台上，Y向直线电机的初级固定在所述的Y向导轨上并且其次级安装在所述的Y滑台上。当然所述的驱动装置还可以为交直流电机的丝杠驱动等结构。
所述的扭矩负载装置可以包括通过立柱6安装在底座上的测功机7，所述的测功机输出轴依次通过第一联轴器8、旋转轴9、第二联轴器10与减速器11相连，所述的减速器11的输出轴与转臂4的一端相连，所述的扭矩传感器连接在所述的减速器的输出轴上。当然所述的扭矩负载装置还可以为机械摩擦轮等结构。
所述的直线拉力加载装置可以包括通过油缸支座16安装在底座上的油缸15，所述的油缸15的活塞杆与一个动滑轮17相连，一个定滑轮14通支座安装在底座上，在所述的动滑轮和定滑轮之间套有绳子13，所述的拉力传感器的另一端沿定滑轮处于X方向的切向与绳子相连。当然所述的直线拉力加载装置还可以为机械摩擦机构等结构。
所述的X向和Y向位移传感器可以为光栅位移传感器，光栅位移传感器的主光栅分别安装在X向导轨和Y向导轨上，光栅位移传感器的副光栅分别安装在X滑台和Y滑台上。所述的X向和Y向位移传感器还可以为其他位移传感器。
本装置的工作原理如下：
X-Y滑台装置由X轴直线电机和Y轴直线电机驱动，可以显示X轴单独运动；Y轴单独运动和XY轴合成运动。X-Y滑台装置通过转臂、减速机、第一联轴器、第二联轴器和测功机，构成圆周加载运行系统。其工作过程是：通过测功机调整不同的加载力矩，通过转臂、升速机、第一联轴器、第二联轴器和测功机使X-Y滑台装置在一定外力矩作用下运行，在测功机上设定不同力矩曲线，同时从光栅传感器读取X-Y滑台装置的X方向位移和Y方向位移数据，得到X方向和Y方向在不同力矩作用下的响应特性。
在直线运动方面，X轴直线电机连接拉力传感器，拉力传感器通过绳，绕在滑轮组上。其工作过程是：在油缸设定一定的阻尼力，X轴直线电机运动时，通过绳将油缸阻尼力作用到X轴直线电机上，同时通过拉力传感器将阻尼力动态检测出来，通过光栅读取X滑台的X方向位移数据，得到直线运动是阻尼力与运动的响应特性数据。

Claims (5)

1.高速大位移伺服加载实验平台，它包括底座，其特征在于：它还包括在驱动装置的驱动下能够沿X方向和Y方向运动的X-Y滑台装置，在所述的X-Y滑台装置上安装有测量X向和Y向位移的X向和Y向位移传感器，所述的X-Y滑台装置包括固定在所述的底座上的X向导轨，在所述的X向导轨上滑动连接有X滑台，一个Y向导轨固定在所述的X滑台上，在Y向导轨上滑动连接有Y滑台，在所述的Y滑台上沿竖直方向安装有一个转轴，所述的转轴与一个转臂相连，所述的转臂与一个沿水平圆周方向输出阻力扭矩的扭矩负载装置相连，所述的X滑台与一个拉力传感器的一端相连，所述的拉力传感器的另一端与一个沿X方向加载直线拉力的直线拉力加载装置相连，在所述的扭矩负载装置的扭矩输出端连接有扭矩传感器。
2.根据权利要求1所述的高速大位移伺服加载实验平台，其特征在于：所述的驱动装置包括X向直线电机和Y向直线电机，X向直线电机的初级固定在所述的X向导轨上并且其次级安装在所述的X滑台上，Y向直线电机的初级固定在所述的Y向导轨上并且其次级安装在所述的Y滑台上。
3.根据权利要求1所述的高速大位移伺服加载实验平台，其特征在于：所述的扭矩负载装置包括通过立柱安装在底座上的测功机，所述的测功机输出轴依次通过第一联轴器、旋转轴、第二联轴器与减速器相连，所述的减速器的输出轴与转臂的一端相连，所述的扭矩传感器连接在所述的减速器的输出轴上。
4.根据权利要求1所述的高速大位移伺服加载实验平台，其特征在于：所述的直线拉力加载装置包括通过油缸支座安装在底座上的油缸，所述的油缸的活塞杆与一个滑轮组相连，一个定滑轮通支座安装在底座上，在所述的滑轮组和定滑轮之间套有绳子，所述的拉力传感器的一端沿定滑轮处于X方向的切向与绳子相连。
5.根据权利要求1所述的高速大位移伺服加载实验平台，其特征在于：所述的X向和Y向位移传感器为光栅位移传感器，光栅位移传感器的主光栅分别安装在X向导轨和Y向导轨上，光栅位移传感器的副光栅分别安装在X滑台和Y滑台上。
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Assignor: Tianjin University

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Denomination of invention: High-speed large-displacement servo loading test platform

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Open date: 20110126

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