CN110057483A

CN110057483A - 一种用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置

Info

Publication number: CN110057483A
Application number: CN201910429761.1A
Authority: CN
Inventors: 李勇; 赵杨; 丁克强; 印启煜
Original assignee: Institute of Laser and Optoelectronics Intelligent Manufacturing of Wenzhou University
Current assignee: Beijing Jiehang Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2019-05-22
Filing date: 2019-05-22
Publication date: 2019-07-26
Anticipated expiration: 2039-05-22
Also published as: CN110057483B

Abstract

本发明公开了一种用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，包括底座，底座的两侧分别设有第一支撑块和第二支撑块；所述的第一支撑块上设有固定架，固定架上设有用于调节衔铁的偏心偏转机构；所述第二支撑块上设有夹紧件，夹紧件上设有横向设置的位移传感器，位移传感器上设有第一接头；所述底座上还滑动设有位于第一支撑块和第二支撑块之间的滑块，滑块的上方设有移动平台，所述移动平台的一侧与位移传感器的第一接头相接触；移动平台另一侧上设有力传感器，力传感器上设有第二接头。本发明可以检测衔铁偏心或偏转时直线式驱动器力性能，具有使用稳定和精确度高的特点。

Description

一种用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别是一种用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置。

背景技术

直线式驱动器广泛应用于汽车工业、航空工业、船舶工业等领域，在各行各业中发挥着举足轻重的作用。在直线式驱动器测试技术中，目前市面上存在的较为成熟的测试技术包括：直线式驱动器静态测试技术和直线式驱动器动态测试技术。这两种测试技术都有相应的完整的测试系统，但都没有涉及到直线式驱动器中衔铁偏心或偏转这一特殊状态的测试。当直线式驱动器中的衔铁偏心或偏转会使得衔铁受到不均衡的径向力。衔铁所受到的径向力不同，与衔铁固定连接在一起的推杆，所受到的来自轴承的摩擦力也不同。故得出衔铁偏心或偏转对直线式驱动器中的输出力性能影响极为有意义，开发一套相应的测试装置也迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置。本发明可以检测衔铁偏心或偏转时直线式驱动器力性能，具有使用稳定和精确度高的特点。

本发明的技术方案：一种用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，包括底座，底座的两侧分别设有第一支撑块和第二支撑块；所述的第一支撑块上设有固定架，固定架上设有用于调节衔铁的偏心偏转机构；所述第二支撑块上设有夹紧件，夹紧件上设有横向设置的位移传感器，位移传感器上设有第一接头；所述底座上还滑动设有位于第一支撑块和第二支撑块之间的滑块，滑块的上方设有移动平台；所述移动平台的一侧与位移传感器的第一接头44相接触，移动平台另一侧上设有力传感器，力传感器上设有第二接头。

前述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，所述偏心偏转机构由设置在固定架上的两个衔铁调节装置的组成；所述的衔铁调节装置包括开设有方孔的支撑盖，支撑盖的方孔内设有平行的两根第一丝杠，第一丝杠上设有载球盒，载球盒内设有可转动的球转子，球转子内嵌设有直线轴承；所述支撑盖的上端面开设有指针移动孔，指针移动孔的上方设有经螺栓固定的刻度盘；所述载球盒的上端面设有指针，指针穿过指针移动孔指示在刻度盘上；所述支撑盖的两侧壁上开设有条形孔；每根所述的第一丝杆两端分别穿设过条形孔并固定连接一小齿轮；所述支撑盖的两侧上端分别设有向外延伸的凸台，凸台上设有第二丝杆，第二丝杆的上端设有小旋钮，第二丝杆的下端连接有控制箱，控制箱内设有与位于小齿轮中间且相啮合大齿轮，大齿轮经中轴杆连接有大旋钮。

前述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，所述球转子与直线轴承通过过盈配合连接。

前述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，所述控制箱为框形，控制箱的侧壁上设有凸出槽口；所述控制箱的两侧侧壁的中部分别设有设有第一通孔和第一圆槽，第一通孔或第一圆槽的上下两侧各设有一个第二通孔；所述第一丝杆穿过凸出槽口和第二通孔转动连接；所述中轴杆穿过第一通孔与第一圆槽转动连接。

前述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，所述的条形孔为阶梯型；所述凸出槽口的A面、B面、C面分别与条形孔的D面、E面、F面相贴合，并形成滑动连接。

前述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，所述底座上设有两根平行的滑轨，滑块设置在滑轨上；所述第一支撑块和第二支撑块之间设有平移丝杆，平移丝杆与滑块螺纹配合；所述平移丝杆的一端穿过第一支撑块并设有平移丝杆旋钮。

前述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，所述固定架与第一支撑块经四根螺杆固定.

前述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，所述力传感器通过螺杆固定在移动平台上；所述移动平台通过两根螺杆固定在滑块上。

前述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，所述位移传感器嵌设在夹紧件中间并经拧紧螺杆进行拧紧固定。

前述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，所述夹紧件经四根螺杆固定在第二支撑块上。

与现有技术相比，本发明通过将被测直线式驱动器用偏心偏转机构固定连接起来，被测直线式驱动器的推杆由于内置弹簧的作用始终保持与接头接触的状态，因而通过偏心偏转机构使被测直线式驱动器中的衔铁产生不同的偏转角度和偏移量，通过调节使得滑块和移动平台左右移动，即可测得不同位置时衔铁的受力情况，再通过位移传感器获取位移数据，最终得到衔铁在不同偏心和偏转状态的位移-力曲线图，由此可得到衔铁偏心或偏转对输出力的滞环的影响规律，而且具有使用稳定和精确度高的特点。

进一步地，被测直线式驱动器的推杆分别插入衔铁调节装置中的直线轴承中，通过观察支撑盖上的刻度盘来分别调节衔铁调节装置的中的第一丝杠、第二丝杠，可定量调节推杆的偏心位置，观察直观清晰，以获得被测直线式驱动器的衔铁不同的偏转角度和偏移量。由于直线轴承嵌设在可转动的球转子内，因此球转子与直线轴承具有良好的“自适应性”，在任意位置都能起到支撑推杆的功能，而且使得直线轴承与推杆都有很好的同轴度；通过平移丝杠旋钮带动平移丝杠旋转，从而带动滑块和移动平台在滑轨上左右移动，不仅具有精确度高的优点，而且使得滑块的平移非常稳定。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的主视结构示意图；

图3是本发明的衔铁调节装置结构示意图A；

图4是本发明的衔铁调节装置结构示意图B；

图5是本发明的载球盒、球转子与直线轴承的剖面图；

图6是本发明的控制箱结构示意图；

图7是本发明的支撑盖与控制箱的装配剖面图；

图8是本发明的控制箱与支撑盖的分解剖面图；

图9是本发明的被测直线式驱动器发生偏心的剖面图；

图10是本发明的被测直线式驱动器发生偏转的剖面图；

图11是本发明的工作原理流程图；

图12是本发明测得的衔铁位于某一位置时的位移——力曲线图。

附图中的标记为：1-底座，2-第一支撑块，3-第二支撑块，4-固定架，5-偏心偏转机构，6-夹紧件，7-位移传感器，8-滑块，9-移动平台，10-力传感器，11-第二接头，12-衔铁调节装置，13-支撑盖，14-第一丝杠，15-载球盒，16-球转子，17-直线轴承，18-指针移动孔，19-刻度盘，20-指针，21-条形孔，22-小齿轮，23-凸台，24-第二丝杆，25-小旋钮，26-控制箱，27-大齿轮，28-中轴杆，29-大旋钮，30-凸出槽口，31-第一通孔,32-第二通孔，33-A面，34-B面，35-C面，36-D面，37-E面，38-F面，39-滑轨，40-平移丝杆，41-平移丝杆旋钮，42-拧紧螺杆，43-被测直线式驱动器，44-第一接头，45-第一圆槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例：一种用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，如图1-6所示，包括底座1，底座1的两侧分别设有第一支撑块2和第二支撑块3；所述的第一支撑块2上设有固定架4，固定架4与第一支撑块2经四根螺杆固定；固定架4上设有用于调节衔铁的偏心偏转机构5；所述偏心偏转机构5由设置在固定架4上的两个的衔铁调节装置12的组成；所述的衔铁调节装置12包括开设有方孔的支撑盖13，支撑盖13的方孔内设有平行的两根第一丝杠14，第一丝杠14上设有载球盒15，载球盒15内设有可转动的球转子16，球转子16内嵌设有直线轴承17，其中球转子16与直线轴承17通过过盈配合的方式连接；所述支撑盖13的上端面开设有指针移动孔18，指针移动孔18的上方设有经螺栓固定的刻度盘19；所述载球盒15的上端面设有指针20，指针20穿过指针移动孔18指示在刻度盘19上；所述支撑盖13的两侧壁上开设有条形孔21；每根所述的第一丝杆14两端分别穿设过条形孔21并固定连接一小齿轮22；所述支撑盖13的两侧上端分别设有向外延伸的凸台23，凸台23上设有第二丝杆24，第二丝杆24的上端设有小旋钮25，第二丝杆24的下端连接有控制箱26，控制箱26内设有与位于小齿轮22中间且相啮合大齿轮27，大齿轮27经中轴杆28连接有大旋钮29；所述第二支撑块3上设有夹紧件6，所述夹紧件6经四根螺杆固定在第二支撑块3上，所述夹紧件6上设有横向设置的位移传感器7，位移传感器7上设有第一接头44；所述位移传感器7嵌设在夹紧件6中间并经拧紧螺杆42进行拧紧固定；所述底座1上还滑动设有位于第一支撑块2和第二支撑块3之间的滑块8；所述底座1上设有两根平行的滑轨39，滑块8设置在滑轨39上，其中移动平台9通过两根螺杆固定在滑块8上，所述第一支撑块2和第二支撑块3之间设有平移丝杆40，平移丝杆40与滑块8螺纹配合；所述平移丝杆40的一端穿过第一支撑块2并设有平移丝杆旋钮41；所述滑块8的上方设有移动平台9，所述移动平台9的一侧与位移传感器7的第一接头44相接触；移动平台9另一侧上设有力传感器10，力传感器10上设有第二接头11；（也就是，移动平台9的朝向固定架4的一面上设有力传感器10，力传感器10上设有与被测直线式驱动器43的推杆相接触的第二接头11；所述力传感器10通过螺杆固定在移动平台9上，所述移动平台9的另一面与位移传感器7的第一接头44相接触），第二接头11与被测直线式驱动器43的推杆接触端面面积需要略大一些，防止因为端面面积不够大而在调节衔铁至任意位置测试时，有可能出现推杆与第二接头无法接触的情况。使用时，将直线式驱动器用偏心偏转机构5固定连接起来，其中被测直线式驱动器43的推杆是分别插入衔铁调节装置5中的直线轴承17中，被测直线式驱动器43的推杆由于内置弹簧的作用始终保持与第二接头11接触的状态，此时被测直线式驱动器43没有发生偏心和偏转，载球盒15在支撑盖13方孔的中心位置，指针指向刻度盘的原点；通过观察支撑盖13上的指针20和刻度盘19来分别调节第一丝杠14、第二丝杠24，使得载球盒15上下左右移动，得到如如图9-图10所示的被测直线式驱动器43发生偏心和偏转的情况，由此可定量调节被测直线式驱动器43的推杆的偏心或偏转位置；通过平移丝杠旋钮41带动平移丝杠40旋转，从而带动滑块8和移动平台9在滑轨39上左右移动，即用力传感器10即可测得不同位置时力的大小，再通过位移传感器7获取位移数据；其中，所述的力传感器的型号为CHLBS，位移传感器的型号为NS-WY01，其连接方式也是本领域技术人员可以通过常规的电连接方式即可以实现，为此本发明不再具体赘述；如图11所示，本发明工作时由电源箱进行供电，通过数据采集卡将力传感器10和位移传感器7的信号采集后输入计算机，计算机通过编好的Labview程序进行分析和输出操作，最终得到位移——力曲线图，由此可得出衔铁偏心或偏转对输出力的滞环的影响规律。

进一步地，所述控制箱26为框形，控制箱的侧壁上设有凸出槽口30；所述控制箱26的两侧侧壁的中部设有第一通孔31和第一圆槽45，第一通孔31或第二圆槽45的上下两侧各设有一个第二通孔32；所述第一丝杆14穿过凸出槽口30和第二通孔32转动连接；所述中轴杆28穿过第一通孔31与第一圆槽45转动连接。

进一步地，如图7-图8所示，所述的条形孔21为阶梯型；所述凸出槽口30的A面33、B面34、C面35分别与条形孔21的D面36、E面37、F面38相贴合，并形成滑动连接。

利用上述用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置（下称测试装置）进行测试试验，首先观察偏心偏转机构5两侧的刻度盘19，调节两侧衔铁调节装置12中的第二丝杠24，使衔铁调节装置12中的载球盒15都向下移动1mm（衔铁垂直方向偏心位移为-1mm），横向位置不变。调节平移丝杠旋钮41使得衔铁处于远离测试装置的最远端，并保持第二接头11与被测直线式驱动器43的推杆相接触。此时，打开电脑中的Labview测试系统开关，测试系统开始以5000Hz的频率采集力传感器10和位移传感器7的信号。力传感器10和位移传感器7的供电电压都为24V。按6r/min的速度手动调节平移丝杠旋钮41。力传感器10、滑块8、移动平台9以0.5mm/s的速度向远离被测直线式驱动器43的方向运动。当被测直线式驱动器43运动到极限位置时，再将平移丝杠旋钮41按相同的速度向相反方向调节，直至被测直线式驱动器43运动至另一端的极限位置，停止调节平移旋钮。通过Labview测试系统的分析与输出，得到如图12所示的位移-力曲线图。再将载球盒15的位置调节至任意值，重复上述过程，最终可得到衔铁在不同偏心和偏转状态的位移-力曲线图，由此可得出被测直线式驱动器43中衔铁偏心或偏转对力的滞环的影响规律。

工作原理

使用时，将直线式驱动器用偏心偏转机构5固定连接起来，其中直线式驱动器中的被测直线式驱动器43的推杆是分别插入衔铁调节装置5中的直线轴承17中，被测直线式驱动器43的推杆由于内置弹簧的作用始终保持与第二接头11接触的状态，通过观察支撑盖13上的指针20和刻度盘19来分别调节第一丝杠14、第二丝杠24，使得载球盒15上下左右移动，可定量调节被测直线式驱动器43的推杆的偏心或偏转位置；通过平移丝杠旋钮41带动平移丝杠40旋转，从而带动滑块8和移动平台9在滑轨39上左右移动，即用力传感器10即可测得不同位置时力的大小，再通过位移传感器7获取位移数据；最终得到衔铁在不同偏心和偏转状态的位移-力曲线图，由此可得出衔铁偏心或偏转对输出力的滞环的影响规律。

Claims

1.一种用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，其特征在于：包括底座（1），底座（1）的两侧分别设有第一支撑块（2）和第二支撑块（3）；所述的第一支撑块（2）上设有固定架（4），固定架（4）上设有用于调节衔铁的偏心偏转机构（5）；所述第二支撑块（3）上设有夹紧件（6），夹紧件（6）上设有横向设置的位移传感器（7），位移传感器（7）上设有第一接头（44）；所述底座（1）上还滑动设有位于第一支撑块（2）和第二支撑块（3）之间的滑块（8），滑块（8）的上方设有移动平台（9）；所述移动平台（9）的一侧与位移传感器（7）的第一接头（44）相接触，移动平台（9）另一侧上设有力传感器（10），力传感器（10）上设有第二接头（11）。

2.根据权利要求1所述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，其特征在于：所述偏心偏转机构（5）由设置在固定架（4）上的两个衔铁调节装置（12）的组成；所述的衔铁调节装置（12）包括开设有方孔的支撑盖（13），支撑盖（13）的方孔内设有平行的两根第一丝杠（14），第一丝杠（14）上设有载球盒（15），载球盒（15）内设有可转动的球转子（16），球转子（16）内嵌设有直线轴承（17）；所述支撑盖（13）的上端面开设有指针移动孔（18），指针移动孔（18）的上方设有经螺栓固定的刻度盘（19）；所述载球盒（15）的上端面设有指针（20），指针（20）穿过指针移动孔（18）指示在刻度盘（19）上；所述支撑盖（13）的两侧壁上开设有条形孔（21）；每根所述的第一丝杆（14）两端分别穿过条形孔（21）并固定连接一小齿轮（22）；所述支撑盖（13）的两侧上端分别设有向外延伸的凸台（23），凸台（23）上设有第二丝杆（24），第二丝杆（24）的上端设有小旋钮（25），第二丝杆（24）的下端连接有控制箱（26），控制箱（26）内设有与位于小齿轮（22）中间且相啮合大齿轮（27），大齿轮（27）经中轴杆（28）连接有大旋钮（29）。

3.根据权利要求2所述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，其特征在于：所述球转子（16）与直线轴承（17）通过过盈配合连接。

4.根据权利要求2所述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，其特征在于：所述控制箱（26）为框形，控制箱的侧壁上设有凸出槽口（30）；所述控制箱（26）的两侧侧壁的中部分别设有第一通孔（31）和第一圆槽（45），第一通孔（31）或第一圆槽（45）的上下两侧各设有一个第二通孔（32）；所述第一丝杆（14）穿过凸出槽口（30）和第二通孔（32）转动连接；所述中轴杆（28）穿过第一通孔（31）与第一圆槽（45）转动连接。

5.根据权利要求4所述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，其特征在于：所述的条形孔（21）为阶梯型；所述凸出槽口（30）的A面（33）、B面（34）、C面（35）分别与条形孔（21）的D面（36）、E面（37）、F面（38）相贴合，并形成滑动连接。

6.根据权利要求1所述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，其特征在于：所述底座（1）上设有两根平行的滑轨（39），滑块（8）设置在滑轨（39）上；所述第一支撑块（2）和第二支撑块（3）之间设有平移丝杆（40），平移丝杆（40）与滑块（8）螺纹配合；所述平移丝杆（40）的一端穿过第一支撑块（2）并设有平移丝杆旋钮（41）。

7.根据权利要求1所述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，其特征在于：所述固定架（4）与第一支撑块（2）经四根螺杆固定。

8.根据权利要求1所述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，其特征在于：所述力传感器（10）通过螺杆固定在移动平台（9）上；所述移动平台（9）通过两根螺杆固定在滑块（8）上。

9.根据权利要求1所述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，其特征在于：所述位移传感器（7）嵌设在夹紧件（6）中间并经拧紧螺杆（42）进行拧紧固定。

10.根据权利要求1所述的用于偏心或偏转衔铁的直线式驱动器力性能测试装置，其特征在于：所述夹紧件（6）经四根螺杆固定在第二支撑块（3）上。