CN103913345A - 一种电动缸检测设备 - Google Patents

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齐加胜
陈向飞
栾佳
汪雷
夏多添
陈婷
章宜云
孔轩
宋楠楠
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Nanjing University of Information Science and Technology
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Nanjing University of Information Science and Technology
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Abstract

本发明公开了一种电动缸检测设备，通过电动缸与液压缸对顶的组合装置来检测电动缸的负载精度并进行精度调整，避免工作时误差的影响。此设备将电动缸和液压缸分别固定在整体框架上两根对称分布的立柱中心，在电动缸和液压缸对顶中间安设带有压力传感器、拉力传感器、法兰盘和连接臂的测力装置，连接臂的两端通过螺栓固定在两根定位线性滑轨上，两根定位线性滑轨设在整体框架上两根对称分布的梁内壁，在以便工作时及时读取力的大小和位移。本发明结构可靠度强，精密度高，操作简单，从而构成一种新型电动缸检测设备。

Description

一种电动缸检测设备
技术领域
本发明涉及机电检测领域，具体涉及一种电动缸检测设备。
背景技术
目前，电动缸已经在诸多领域得到广泛应用，包括:六自由度并联运动平台、娱乐仿真设备、生物仿真设备、造波机、疲劳测试、飞机结构强度测试、动态仿真等。电动缸可实现精密的运动控制。但厂家提供电动缸出厂前需要进行严格的质检及其功能测试，为使其能满足客户的需求，出厂前的测试显得尤为重要，目前的测试只是在其空载情况下的测试，这种测试不能够满足其负载情况下的精度要求。
专利文献《电动缸与电动缸系统》（201280005254.1）中介绍的一种检测设备在载荷情况下检测电动缸的误差与分析，电动缸通过轴线方向上长度的降低和电动缸自身尺寸的减小实现了整体系统的柔性的外部结构。但是此电动缸不能对检测到的误差进行弥补。
如今电动缸的检测有的只在空载条件下进行，不能满足使用要求；有的虽然在负载条件下检测，但做不到对误差进行弥补，从而也达不到使用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动缸检测设备，通过电动缸和液压缸的对顶设计，实现电动缸的负载检测系统。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种电动缸检测设备，包括电动缸、液压缸、液压站、整体框架、测力装置、固定导杆、定位线性滑轨和连接臂，整体框架包括基架、两根对称分布的梁和两根对称分布的立柱，两根对称分布的立柱分别与两根对称分布的梁连接形成整体，并固定在基架上，两根定位线性滑轨分别设置在两根对称分布的梁的内壁；两根固定导杆平行设置，连接对称分布的两根立柱；测力装置包括圆环、测力空腔、顶盖、压力传感器、连接臂、拉力传感器、法兰盘，两个测力空腔对称设置在圆环两端面，压力传感器和拉力传感器分别放置在测力空腔内，沿圆环的外壁周向开有凹槽，两个顶盖分别设置在测力空腔端部，顶盖内壁分别紧贴压力传感器和拉力传感器，法兰盘一端与设有压力传感器的顶盖连接，电动缸穿过一个立柱的中心，与法兰盘另一端连接，液压缸穿过另一个立柱的中心，与连接有拉力传感器的顶盖连接，液压缸再与液压站连接；两根连接臂一端为半圆形卡扣，半圆形卡扣的一端卡在圆环的凹槽中，另一端与定位线性滑轨连接，两个卡扣再通过螺栓固定在一起。
上述连接臂中间带有圆孔，通过圆孔设置在两根固定导杆上，并沿固定导杆运动。
上述测力装置的测力空腔外壁为圆柱形。
上述定位线性滑轨与固定导杆平行。
上述两根对称分布的立柱的中心在同一水平线上，且过中心有通孔可固定安装电动缸与液压缸。
上述两根定位线性滑轨、两根对称分布的梁、两根对称分布的立柱和两根固定导杆的中心位于同一平面。
上述定位线性滑轨上带有刻度尺。
本发明与现有技术相比，其显著优点：（1）首次提出了电动缸负载精度检测，可对出厂后的电动缸精度进行调整；（2）独特的整体框架设计，由基架、两根对称分布的梁和两根对称分布的立柱，使整个设备工作稳定，且设备不易发生变形；（3）独特的测力装置设计，由顶盖、圆环、测力空腔、压力传感器、拉力传感器、法兰盘组成，当电动缸施加推力时，压力传感器工作，拉力传感器不工作；当电动缸施加拉力时，拉力传感器工作，压力传感器不工作，便于在推力和拉力过程中进行精度测量；（4）定位线性滑轨上连有位置量测器，方便在工作时，电动缸推杆行程的测量。
附图说明
图1为本发明装置的总体结构图。
图2为本发明装置中整体框架上的俯视图。
图3为本发明装置中测力装置剖视图。
具体实施方式  
结合图1、图2和图3，固定整体框架4，整体框架4包括基架4-1、两根对称分布的梁4-2和两根对称分布的立柱4-3，两根对称分布的立柱4-3分别与两根对称分布的梁4-2连接形成整体，并固定在基架4-1上，保证整个设备工作时稳定性强，提高测量精度。压力传感器9和拉力传感器10分别用螺栓紧固在测力空腔5-3内，两个测力空腔5-3对称设置在圆环5-2两端面，两个顶盖5-1分别设置在测力空腔5-3端部，顶盖5-1内壁分别紧贴压力传感器9和拉力传感器10，顶盖5-1另一端连接法兰盘5-4。圆环5-2上设有凹槽，两根连接臂8一端为半圆形卡扣，半圆形卡扣的一端卡在圆环5-2的凹槽中，另一端与定位线性滑轨7连接，两个卡扣再通过螺栓固定在一起，连接臂8中间带有圆孔，通过圆孔设置在两根固定导杆6上，并沿固定导杆6运动，提高设备的稳定性和测量精度，且防止重力使连接臂8变形影响设备精度。将装有连接臂8的测力装置5一同沿着固定整体框架4上定位线性滑轨7滑进去，两根定位线性滑轨7分别设置在两根对称分布的梁4-2的内壁定位线性滑轨7上带有刻度尺，保证工作时方便测量位移量。定位线性滑轨7与两根固定导杆6平行，保证测力装置5、固定导杆6、定位线性滑轨7的中心在同一水平面上，防止重力使连接臂8变形。两根对称分布的立柱4-3的中心在同一水平线上，且过中心有通孔固定安装电动缸1与液压缸2，保证电动缸1和液压缸2在工作时力的作用在同一条水平线上。两根定位线性滑轨7、两根对称分布的梁4-2、两根对称分布的立柱4-3和两根固定导杆6的中心位于同一平面，保证整个设备运行稳定，减少误差。电动缸1一端推杆和压力传感器9通过法兰盘5-4固定在一起，液压缸2一端连接液压站3，另一端推杆和拉力传感器10紧固连接。当电动缸1施加推力时，顶盖5-1无法对拉力传感器10施加力的作用，拉力传感器10不工作；当电动缸1施加拉力时，顶盖5-1无法对压力传感器9施加力的作用，压力传感器9不工作。
以下以电动缸丝杠导程S=5mm为例，假设电动缸内丝杠旋转一圈需要400个脉冲，则一个脉冲下电动缸推杆行程L0=S/400，即L0=0.0125mm。
推力过程：当电动缸内伺服电机带编码做推力传动时，电动缸1前端推动法兰盘5-4和顶盖5-1，顶盖5-1顶住压力传感器9，压力传感器9工作，拉力传感器10不工作，调节液压缸2的调压阀，直到压力传感器9的读数为1t。设定电动缸1的推杆行程L1=125mm，则需要10000个脉冲。而通过连接臂8可以读出实际电动缸1的推杆行程L2=124.95mm。L1≠L2，说明电动缸存在误差，通过给电动缸内伺服电机电机增加脉冲数，使L1=L2，且液压缸无需调整。系统误差ΔL=L1-L2，即ΔL=0.05mm。那么弥补这个误差所需脉冲数为ΔL/L0，即需要增加4个脉冲。也就是说，当电动缸在作推力运动时，要想电动缸1推杆走过125mm，则需要10004个脉冲，从而实现弥补电动缸1工作的误差，提高系统精度。
拉力过程：当电动缸内伺服电机带编码做拉力传动时，压力传感器9不工作，拉力传感器10工作，调节液压缸2的调压阀，直到拉力传感器10的读数为1t。设定电动缸1的推杆行程L1=125mm，则需要10000个脉冲。而通过连接臂8可以读出实际电动缸1的推杆行程L2=124.9625mm。L1≠L2，说明电动缸存在误差，通过给电动缸内伺服电机电机增加脉冲数，使L1=L2，且液压缸无需调整。系统误差ΔL=L1-L2，即ΔL=0.0375mm。那么弥补这个误差所需脉冲数为ΔL/L0，即需要增加3个脉冲。也就是说，当电动缸在作拉力运动时，要想电动缸1推杆走过125mm，则需要10003个脉冲，从而实现弥补电动缸1工作的误差，提高系统精度。

Claims (7)

1.一种电动缸检测设备，其特征在于：包括电动缸（1）、液压缸（2）、液压站（3）、整体框架（4）、测力装置（5）、固定导杆（6）、定位线性滑轨（7）、连接臂（8），整体框架（4）包括基架（4-1）、两根对称分布的梁（4-2）和两根对称分布的立柱（4-3），两根对称分布的立柱（4-3）分别与两根对称分布的梁（4-2）连接形成整体，并固定在基架（4-1）上，两根定位线性滑轨（7）分别设置在两根对称分布的梁（4-2）的内壁；两根固定导杆（6）平行设置，连接对称分布的两根立柱（4-3）；测力装置（5）包括顶盖（5-1）、圆环（5-2）、测力空腔（5-3）、压力传感器（9）、拉力传感器（10）、法兰盘（5-4），两个测力空腔（5-3）对称设置在圆环（5-2）两端面，压力传感器（9）和拉力传感器（10）分别放置在测力空腔（5-3）内，沿圆环（5-2）的外壁周向开有凹槽，两个顶盖（5-1）分别设置在测力空腔（5-3）端部，顶盖内壁分别紧贴压力传感器（9）和拉力传感器（10），法兰盘（5-4）一端与设有压力传感器（9）的顶盖（5-1）连接，电动缸（1）穿过一个立柱（4-3）的中心，与法兰盘（5-4）另一端连接，液压缸（2）穿过另一个立柱（4-3）的中心，与设有拉力传感器（10）的顶盖（5-1）连接，液压缸（2）再与液压站（3）连接；两根连接臂（8）一端为半圆形卡扣，半圆形卡扣的一端卡在圆环（5-2）的凹槽中，另一端与定位线性滑轨（7）连接，两个卡扣再通过螺栓固定在一起。
2.根据权利要求1所述的电动缸检测设备，其特征在于：连接臂（8）中间带有圆孔，通过圆孔设置在两根固定导杆（6）上，并沿固定导杆（6）运动。
3.根据权利要求1所述的电动缸检测设备，其特征在于：测力装置（5）的测力空腔（5-3）外壁为圆柱形。
4.根据权利要求1所述的电动缸检测设备，其特征在于：定位线性滑轨（7）与固定导杆（6）平行。
5.根据权利要求1所述的电动缸检测设备，其特征在于：两根对称分布的立柱（4-3）的中心在同一水平线上，且过中心有通孔可固定安装电动缸（1）与液压缸（2）。
6.根据权利要求1所述的电动缸检测设备，其特征在于：两根定位线性滑轨（7）、两根对称分布的梁（4-2）、两根对称分布的立柱（4-3）和两根固定导杆（6）的中心位于同一平面。
7.根据权利要求1所述的电动缸检测设备，其特征在于：定位线性滑轨（7）上带有刻度尺。
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