CN102495241A - 伺服系统传动间隙的模拟装置 - Google Patents

Abstract

伺服系统传动间隙的模拟装置，本发明涉及伺服系统传动间隙的模拟装置，用于研究伺服驱动器在线辨识传动间隙技术。解决了目前缺乏传动间隙的模拟装置，极大制约了有关间隙抑制研究的展开。该装置包括左半联轴器、定位器和右半联轴器，是直径相等且中心同轴的圆盘；分别在左半联轴器右端面上、定位器右端面上和右半联轴器左端面上设置两个左半联轴器固定体、两个定位器固定块和两个右半联轴器固定块，左半联轴器固定体、定位器固定块和右半联轴器固定块在定位器通槽内插装配合，在左半联轴器固定体凹槽内插有楔块，圆锥销插入左半联轴器等距对称第一外围螺孔和对应定位器第二外围螺孔；根据插入不同厚度的楔块能精确地设置传动间隙的幅值。

Description

伺服系统传动间隙的模拟装置

技术领域

本发明涉及伺服系统传动间隙的模拟装置，属于伺服驱动控制技术的实验装置，用于研究伺服驱动器在线辨识传动间隙技术。

背景技术

在机电一体化的伺服系统中，由于间隙的存在，正反向运动时会导致死区非线性效应。间隙非线性不仅会增大系统的静差，而且还会影响系统的动态品质，使系统在单位阶跃信号作用下过渡过程时间加长，振荡次数增多，甚至产生不衰减的自振荡，出现所谓的极限环。因此在系统运行精度要求高的领域如高精度数控设备或激光切割中，间隙非线性一直是研究的重要内容之一。伺服驱动器如果具备在线自动辨识间隙的能力，将会极大地提升系统加工精度和机械部分的使用寿命。由于缺乏间隙模拟装置，目前抑制传动间隙的控制算法大多只能进行仿真研究，或者在具备整机测试条件下才可进行实物研究。如果传动机构能够精确地预置传动间隙，对评价伺服驱动器在线辨识间隙的准确度以及后续开展研究抑制间隙负面效应都有极大的益处。但是，目前还没有此类传动间隙的模拟装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决在研究伺服系统间隙非线性而不具备整机测试条件时，无法开展实物研究的问题。本发明提供一种传动间隙的模拟装置，能够精确地预置间隙幅值。

伺服系统传动间隙的模拟装置，它包括左半联轴器、定位器、右半联轴器和螺丝，左半联轴器、定位器和右半联轴器是直径相等的圆盘；左半联轴器的第一中心圆孔、定位器的第二中心圆孔和右半联轴器的第三中心圆孔同轴；两个左半联轴器固定体固定在左半联轴器的右端面上，两个左半联轴器固定体关于左半联轴器的圆心对称；两个定位器固定块固定在定位器的右端面上，两个定位器固定块关于定位器的圆心对称；两个右半联轴器固定块固定在右半联轴器的左端面上，两个右半联轴器固定块关于右半联轴器的圆心对称；

沿左半联轴器的圆周方向在两个左半联轴器固定体的相反面上开有凹槽；左半联轴器还包括楔块，左半联轴器的楔块设置在左半联轴器固定体的凹槽内，在两个左半联轴器固定体上设置螺纹孔和压紧螺钉，和压紧螺钉设置在螺纹孔内与楔块紧密接触；

左半联轴器固定体、定位器固定块和右半联轴器固定块在定位器的通槽内插装配合；

左半联轴器外周有多个对称的等距第一外围螺孔，在定位器的外周上有与左半联轴器的第一外围螺孔相同间距和相同数量的第二外围螺孔，左半联轴器还包括多个圆锥销，圆锥销插入左半联轴器的第一外围螺孔和对应定位器的第二外围螺孔；

左半联轴器上设置圆弧孔，在定位器固定块上设置定位器固定螺孔，圆弧孔的位置设置在左半联轴器的第一外围螺孔和左半联轴器的第一中心圆孔之间且与定位器固定螺孔的位置对应，螺丝穿过圆弧孔旋紧在定位器固定螺孔中。

工作时，被测电机的侧轴的一端穿过左半联轴器的第一中心圆孔与定位器的第二中心圆孔固定连接，负载电机侧轴的一端与右半联轴器的第三中心圆孔固定连接。本发明的优点在于根据插入不同厚度的楔块能够精确的调节传动间隙的值。

附图说明

图1是本发明的伺服系统传动间隙的模拟装置一侧立体结构示意图。

图2是本发明的伺服系统传动间隙的模拟装置另一侧立体的结构示意图。

图3是本发明的伺服系统传动间隙的模拟装置剖面的机构示意图。

图4是本发明的左半联轴器固定体、定位器固定块和右半联轴器固定块插装配合的示意图。

图5是本发明的螺丝、圆弧孔和定位器固定螺孔的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4和图5说明本实施方式，它包括左半联轴器1、定位器2、右半联轴器3和螺丝4，左半联轴器1、定位器2和右半联轴器3是直径相等的圆盘；左半联轴器1的第一中心圆孔1-2、定位器2的第二中心圆孔2-2和右半联轴器3的第三中心圆孔3-2同轴；两个左半联轴器固定体1-1固定在左半联轴器1的右端面上，两个左半联轴器固定体1-1关于左半联轴器1的圆心对称；两个定位器固定块2-1固定在定位器2的右端面上，两个定位器固定块2-1关于定位器2的圆心对称；两个右半联轴器固定块3-1固定在右半联轴器3的左端面上，两个右半联轴器固定块3-1关于右半联轴器3的圆心对称；

沿左半联轴器1的圆周方向在两个左半联轴器固定体1-1的相反面1-1-1上开有凹槽1-1-2；左半联轴器1还包括楔块1-3，左半联轴器1的楔块1-3设置在左半联轴器固定体1-1的凹槽内，在两个左半联轴器固定体1-1上设置螺纹孔1-7和压紧螺钉1-8，和压紧螺钉1-8设置在螺纹孔1-7内与楔块1-3紧密接触；

左半联轴器固定体1-1、定位器固定块2-1和右半联轴器固定块3-1在定位器2的通槽2-5内插装配合；

左半联轴器1外周有多个对称的等距第一外围螺孔1-5，在定位器2的外周上有与左半联轴器的第一外围螺孔1-5相同间距和相同数量的第二外围螺孔2-3，左半联轴器1还包括多个圆锥销1-4，圆锥销1-4插入左半联轴器的第一外围螺孔1-5和对应定位器2的第二外围螺孔2-3；

左半联轴器1上设置圆弧孔1-6，在定位器固定块2-1上设置定位器固定螺孔2-4，圆弧孔1-6的位置设置在左半联轴器1的第一外围螺孔1-5和左半联轴器1的第一中心圆孔1-2之间且与定位器固定螺孔2-4的位置对应，螺丝4穿过圆弧孔1-6旋紧在定位器固定螺孔2-4中。

左半联轴器固定体1-1与定位器固定块2-1之间形成一个夹缝角角度a，插入左半联轴器固定体1-1的凹槽内不同厚度楔块1-3来调节角度a。然后把右半联轴器固定块3-1插入这个a角内，a角大于右半联轴器固定块3-1所占的宽度角ψ。这样这两个角度的差ε就是间隙的幅值。压紧螺钉1-8穿过螺纹孔1-7，用于固定左半联轴器1的楔块1-3与左半联轴器固定体1-1。用圆锥销穿过左半联轴器1的第一外围螺孔1-5与定位器2的第二外围螺孔2-3，可以在横向上固定它们。

用螺丝4穿过圆弧孔1-6旋紧在定位器固定螺孔2-4，在轴向上固定左半联轴器1和定位器2。

具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，与具体实施方式一不同的是右半联轴器3上还包括六个通孔3-3。

本实施方式的右半联轴器4-3的六个圆孔4-3-3主要用于减小惯量。

采用双电机对拖的伺服系统传动间隙辨识检验装置，被测电机与负载电机通过伺服系统传动间隙的模拟装置连接，伺服系统传动间隙的模拟装置能够在较大范围内精确地预置间隙角度a，调节角度a的方法就是根据插入不同厚度的楔块1-3，对照被测伺服系统的辨识结果来检验驱动器在线辨识间隙的范围与精度。因此，该模拟装置可以作为评价伺服系统在线辨识间隙功能的客观依据。

Claims (2)

1.伺服系统传动间隙的模拟装置，其特征在于它包括左半联轴器(1)、定位器(2)、右半联轴器(3)和螺丝(4)，左半联轴器(1)、定位器(2)和右半联轴器(3)是直径相等的圆盘；左半联轴器(1)的第一中心圆孔(1-2)、定位器(2)的第二中心圆孔(2-2)和右半联轴器(3)的第三中心圆孔(3-2)同轴；两个左半联轴器固定体(1-1)固定在左半联轴器(1)的右端面上，两个左半联轴器固定体(1-1)关于左半联轴器(1)的圆心对称；两个定位器固定块(2-1)固定在定位器(2)的右端面上，两个定位器固定块(2-1)关于定位器(2)的圆心对称；两个右半联轴器固定块(3-1)固定在右半联轴器(3)的左端面上，两个右半联轴器固定块(3-1)关于右半联轴器(3)的圆心对称；

沿左半联轴器(1)的圆周方向在两个左半联轴器固定体(1-1)的相反面(1-1-1)上开有凹槽(1-1-2)；左半联轴器(1)还包括楔块(1-3)，左半联轴器(1)的楔块(1-3)设置在左半联轴器固定体(1-1)的凹槽内，在两个左半联轴器固定体(1-1)上设置螺纹孔(1-7)和压紧螺钉(1-8)，和压紧螺钉(1-8)设置在螺纹孔(1-7)内与楔块(1-3)紧密接触；

左半联轴器固定体(1-1)、定位器固定块(2-1)和右半联轴器固定块(3-1)在定位器(2)的通槽(2-5)内插装配合；

左半联轴器(1)外周有多个对称的等距第一外围螺孔(1-5)，在定位器(2)的外周上有与左半联轴器的第一外围螺孔(1-5)相同间距和相同数量的第二外围螺孔(2-3)，左半联轴器(1)还包括多个圆锥销(1-4)，圆锥销(1-4)插入左半联轴器的第一外围螺孔(1-5)和对应定位器(2)的第二外围螺孔(2-3)；

左半联轴器(1)上设置圆弧孔(1-6)，在定位器固定块(2-1)上设置定位器固定螺孔(2-4)，圆弧孔(1-6)的位置设置在左半联轴器(1)的第一外围螺孔(1-5)和左半联轴器(1)的第一中心圆孔(1-2)之间且与定位器固定螺孔(2-4)的位置对应，螺丝(4)穿过圆弧孔(1-6)旋紧在定位器固定螺孔(2-4)中。

2.根据权利要求1所述的伺服系统传动间隙的模拟装置，其特征在于右半联轴器(3)上还包括六个通孔(4-3)。

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