CN113670390A - 一种伺服电机测试系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于伺服电机技术领域，尤其是涉及一种伺服电机测试系统及其方法，包括操作台和附属外壳，附属外壳固定在操作台的一侧，且其顶端超过操作台的上台面，操作台的上端面有第一坑槽和多个第二坑槽，第一坑槽中有波动机构，该波动机构在第一坑槽中可偏转活动，对应该波动机构的是设置于附属外壳上的对接机构，二者共同构成了对伺服电机测试的对接系统，附属外壳中连接有第一齿轮和第二齿轮，第二齿轮与波动机构相连接，第二坑槽中设有防护机构。优点在于：本发明可较好的对伺服电机进行长时间的使用测试，同时更加贴合实际的加入了震动和负载，从而使其测试效果更加真实可靠，另外还针对性的安装有防护设备，从而保护测试环境。

Description

一种伺服电机测试系统及其方法

技术领域

本发明属于伺服电机技术领域，尤其是涉及一种伺服电机测试系统及其方法。

背景技术

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置，伺服电机可以控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。

伺服电机的制造和研发是一项耗费较大的成本，尤其是其在研发过程中的寿命和环境测试，不仅需要耗费大量的电能，同时往往还需要多个电机同时测试，而目前的测试环境中，一般只是使用电机在一定环境下匀速运转，从而测试其连续作业的状态和使用寿命，而这样的参数往往不具有很好的真实参考度，原因是其无法贴合环境，而有些则加入了负载运转这一项，但负载的解决方式是利用转动轴上连接的不同大小的齿轮作为负载，繁琐而不智能。

为此，我们提出一种伺服电机测试系统及其方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种可贴合实际的加入了震动和负载的伺服电机测试系统及其方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种伺服电机测试系统，包括操作台和附属外壳，所述附属外壳固定在所述操作台的一侧，所述附属外壳顶端超过所述操作台的上台面，所述操作台的上端面有第一坑槽和多个第二坑槽，所述第一坑槽中有波动机构，所述波动机构在所述第一坑槽中可偏转活动，对应所述波动机构的是设置于所述附属外壳上的对接机构，二者共同构成了对伺服电机测试的对接系统，所述附属外壳中连接有第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合，所述第一齿轮与所述对接机构相连接，所述第二齿轮与所述波动机构相连接，所述第二坑槽中设有防护机构；所述对接机构包括转动连接在所述附属外壳上的筒壳，所述筒壳中偏置安装有连接筒，所述连接筒中连接有多根第二液压杆，所述第二液压杆上固定连接有摩擦块。

在上述的伺服电机测试系统中，所述波动机构包括一块转动设置在所述第一坑槽内的波动板，所述波动板与所述第一坑槽的表面积占比为1:1.5，所述第一坑槽内配合所述波动板设有支撑板，所述支撑板上有多个伸缩杆，所述伸缩杆搭配弹簧连接所述波动板，所述波动板上设有卡合伺服电机的可开合的卡壳，所述波动板的底部设有敲击机构，所述敲击机构与所述第二齿轮相连接。

在上述的伺服电机测试系统中，所述波动板的两侧与所述第一坑槽的侧壁均保持一定距离，所述波动板中部插设有一根转轴，所述转轴与所述第一坑槽的内壁转动连接。

在上述的伺服电机测试系统中，所述敲击机构包括一根连接杆和所述连接杆上的若干敲击杆，所述连接杆和所述第二齿轮相连接，所述第一坑槽中设有第一液压杆用于控制所述敲击杆的运动。

在上述的伺服电机测试系统中，所述连接筒中固定连接有卡块，所述连接筒上连接有第四齿轮，所述连接筒是外露的，用于对接伺服电机的转动轴，所述筒壳中有连接杆、第三齿轮，所述第三齿轮套接在所述连接杆上，所述连接杆与所述第一齿轮对接，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合。

在上述的伺服电机测试系统中，所述摩擦块在所述第二液压杆的控制下可活动于所述卡块的尾端相接处。

在上述的伺服电机测试系统中，所述卡块的表面设有凸起。

在上述的伺服电机测试系统中，所述防护机构包括设置于所述第二坑槽内的块体，所述块体中设有多个通道，所述通道内密封有灭火干粉，所述通道直通所述第二坑槽底部，所述第二坑槽底部设有爆炸气囊，通过所述爆炸气囊可带动灭火干粉喷出及所述块体的抬起。

在上述的伺服电机测试系统中，所述附属外壳上设有用于配合所述爆炸气囊的温度传感器及明火传感器、烟雾传感器。

一种伺服电机测试方法，包括以下步骤：

S1,夹持固定：操作工人预先将需要测试的伺服电机安装在所述操作台上，并通过所述卡壳进行活动固定，在固定的过程中预先将伺服电机的轴与所述连接筒对接；

S2,适量调节：将S1中的伺服电机固定完毕后，通过调节所述第二液压杆来控制所述摩擦块，从而调节模拟的阻力数值；

S3,波动模拟：在伺服电机作业期间，伺服电机的转动轴通过一系列的传动装置使得波动有规律的进行波动震荡，从而模拟出伺服电机真实使用时的抗毁伤状态；

S4,监测：在伺服电机高速运转的过程中，通过温度传感器及明火传感器、烟雾传感器来对其进行实时的监测，发生损坏状态时控制所述防护机构进行防护作业。

与现有的技术相比，本伺服电机测试系统及其方法的优点在于：

1、本发明通过设置的波动机构和对接机构及第一齿轮、第二齿轮的配合，以达到通过固定伺服电机的转动轴从而利用其转动的动能来进一步的带动对应的部件活动，从而使得伺服电机在测试的过程中始终保持较为真实的状态，测试结果更加符合实际，另外在对接机构衔接的过程中不需要通过传统的负载变化来进行调节，只需要线性的改变摩擦力即可进行实时的调整作业，具有较高的灵活度。

2、本发明通过设置的爆炸气囊和块体及通道、灭火干粉的配合，以达到利用在附属外壳上安装的传感器等一系列仪器来进行综合判断，从而以最快的速度来进行灭火防爆炸处理，有效的保护了测试周边设施及环境的安全，另外爆炸气囊的引入也较好的解决了反应速度的问题，从而确保有快速反应的同时，灭火粉末有足够的喷射动力实现自主灭火喷射。

附图说明

图1是本发明提供的一种伺服电机测试系统的外部结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图；

图3是图1的背部结构示意图；

图4是图1的底部结构示意图；

图5是图4的后部剖视图；

图6是图1中波动板的衔接示意图；

图7是图6中块体的位置示意图；

图8是图1中对接机构的剖视图；

图9是图8中连接筒的透视图；

图10是图9中卡块的结构示意图；

图11是图4中A处的局部放大图。

图中，1操作台、2附属外壳、3波动机构、4对接机构、5第一齿轮、6第二齿轮、7防护机构、8波动板、9支撑板、10伸缩杆、11弹簧、12卡壳、13敲击机构、14转轴、15连接杆、16敲击杆、17第一液压杆、18筒壳、19连接筒、20卡块、21第四齿轮、22对接杆、23第三齿轮、24爆炸气囊、25第二液压杆、26摩擦块、27块体、28通道。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

如图1-3所示，一种伺服电机测试系统，包括操作台1和附属外壳2，附属外壳2用作安装不属于操作台1上的部件，其整体为方形金属外壳，分为两个空间，上层空间用于安装传感器等部件，而下层空间则用于容纳机械部件，分开的目的在于震动和部件运转类的活动相互隔开，达到传感器稳定安全的目的，附属外壳2固定在操作台1的一侧，且附属外壳顶端超过操作台1的上台面，凸出的部分就是为了进行传感器的安装，同时也是便于其端口原件外露。

如图5所示，操作台1的上端面有第一坑槽和多个第二坑槽，第一坑槽设置在操作台1的中心部位，用于对伺服电机进行测试的主要场所，第一坑槽中有波动机构3，波动机构3的目的在于用作有规律波形的震动，该波动机构3在第一坑槽中可偏转活动来对伺服电机进行操作，对应该波动机构3的是设置于附属外壳2上的对接机构4，两者需要进行同时匹配才能够进行运转。

如图6所示，波动机构3包括一块转动设置在第一坑槽内的波动板8，波动板8可进行震动作业，波动板8与第一坑槽的表面积占比为1:1.5，波动板8的两侧与第一坑槽的侧壁均保持一定距离，剩余空间用于帮助其有足够的空间进行震动，防止与周边的部件相接处，波动板8中部插设有一根转轴14，转轴14与第一坑槽的内壁转动连接，转轴14是用于连接波动板8和操作台1的，转轴14的安装位置尽量与波动板8的中心点靠近，从而降低偏转带来的位移，从而使得伺服电机的轴可以尽量保持稳定，第一坑槽内配合波动板8设有支撑板9，支撑板9与转轴14相互配合，从而形成一个稳定的波动系统，支撑板9上有多个伸缩杆10，伸缩杆10搭配弹簧11连接波动板8，在弹簧11的作用下，波动板8沿着转轴14活动时，其周边（左右）可来回进行波动，从而使得其整体处于来回的震动状态，用来模拟实际使用时的震动状态。

波动板8上设有卡合伺服电机的可开合的卡壳12，卡壳12的组成包括一对罩壳、两个控制罩壳的固定板，在其中一个固定板上有螺纹转动的杆状物，外设有转动盘，通过手动转动盘的转动从而带动杆状物，使得一个罩壳进行移动，从而固定住内部的伺服电机，同时伺服电机的轴是可以外露的，在罩壳内，还有一块安装板，该安装板是为了具体固定住伺服电机的，可以采用螺栓固定等方式进行，具有较好的可拆卸性。

如图4、11所示，波动板8的底部设有敲击机构13，敲击机构13包括一根连接杆15和连接杆15上的若干敲击杆16，敲击杆16的材质是硬质橡胶，敲击杆16有很多根，在连接杆15上分布和连接的规律也不相同，敲击杆16的长度也不尽相同，针对敲击杆16的设置是在波动板8的底部设有一个凹槽，凹槽用于容纳闲置状态下的敲击杆16，在正常状态下连接杆15转动带动敲击杆16对波动板8进行作用，在作用力到达顶点后弯曲再进行重复，从而可以配合弹簧11进行来回的轻微震动，需要改变震动的幅度时，也可以通过调节敲击杆16的种类来进行实现，连接杆15和第二齿轮6相连接，所以当第一齿轮5转动后，就可以带动第二齿轮6进行转动，从而带动连接杆15进行一系列的动作，第一坑槽中设有第一液压杆17用于控制敲击杆16的运动，第一液压杆17实际还装配有一个连接圆板，第一液压杆17可以跟随连接杆15进行转动，而多个敲击杆16是安装在同一个套皮上的，套皮与连接杆15套接，第一液压杆17推动套皮来改变敲击杆16与波动板8的敲击。

如图8-10所示，对接机构4包括转动连接在附属外壳2上的筒壳18，筒壳18是中空结构，筒壳18中偏置安装有连接筒19，偏置安装的目的是在于配合伺服电机的轴在震动后进行的小幅度的偏转，而连接在中心处会导致偏转后对伺服电机的轴的压力，因此偏转带动筒壳18转动可以很好的解决偏转带来的位移，达到保护电机的作用，连接筒19是外露的用于轴的直接插入，用于对接伺服电机的转动轴，连接筒19中固定连接有卡块20，卡块20是主要用于对接伺服电机的轴，连接筒19的口径尺寸较大，需要大于需要测试的最大口径的伺服电机的轴，其轴需要插入后最终与卡块20对接固定。

连接筒19上连接有第四齿轮21，连接筒19中连接有多根第二液压杆25，第二液压杆25实际安装在连接筒19的外部，利用其他的壳体进行罩设，在壳体的保护下第二液压杆25固定连接有摩擦块26，摩擦块26在第二液压杆25的控制下可活动于卡块20的尾端相接处，摩擦块26的作用是与卡块20的后端进行对接的，对接的方式在于直接的有压力的接触，而压力部分就相当于负载，与传统的负载的添加方式不同的是，传统的负载是需要根据类似添加砝码的方式进行更换，而利用第二液压杆25代替后，实现了几乎于无级的负载变换，达到了在测试过程中进行不断的负载变换的功能，从而有效的解决了现有的国内相关测试技术的空白，卡块20的表面设有凸起，凸起分为很多种，最长使用时有一字型和十字型，无论是哪种形态，都需要将卡块20的表面凸起，而在对接之前，需要先将伺服电机的轴进行打磨，使其显现出对应的形状，从而完成与卡块20的对接，筒壳18中有对接杆22、第三齿轮23，第三齿轮23套接在对接杆22上，对接杆22与第一齿轮5对接，第三齿轮23与第四齿轮21啮合，二者共同构成了对伺服电机测试的对接系统。

如图4-7所示，附属外壳2中连接有第一齿轮5和第二齿轮6，第一齿轮5和第二齿轮6啮合作为驱动的中段，第一齿轮5与对接机构4相连接，第二齿轮6与波动机构3相连接，第二坑槽中设有防护机构7，防护机构7包括设置于第二坑槽内的块体27，块体27是非金属轻质材料，块体27中设有多个通道28，通道28竖直设置，通道28内密封有灭火干粉，也可以使用其他的灭火材料，灭火干粉通封膜进行封存，通道28直通第二坑槽底部，第二坑槽底部设有爆炸气囊24，通过爆炸气囊24可带动灭火干粉喷出及块体27的抬起，随后破坏通道28的封膜，从而将灭火干粉定向喷出，爆炸气囊24在爆炸后产生的冲击力需要首先抬起块体27漏出通道28的出口端，附属外壳2上设有用于配合爆炸气囊24的温度传感器及明火传感器、烟雾传感器，需要根据温度传感器及明火传感器、烟雾传感器传输回来的数据来进行分析处理，随后启动相应的程序。

一种伺服电机测试方法，包括以下步骤：

S1,夹持固定：操作工人预先将需要测试的伺服电机安装在操作台1上，并通过卡壳12进行活动固定，在固定的过程中预先将伺服电机的轴与连接筒19对接；

S2,适量调节：将S1中的伺服电机固定完毕后，通过调节第二液压杆25来控制摩擦块26，从而调节模拟的阻力数值；

S3,波动模拟：在伺服电机作业期间，伺服电机的转动轴通过一系列的传动装置使得波动有规律的进行波动震荡，从而模拟出伺服电机真实使用时的抗毁伤状态；

S4,监测：在伺服电机高速运转的过程中，通过温度传感器及明火传感器、烟雾传感器来对其进行实时的监测，发生损坏状态时控制所述防护机构进行防护作业。

尽管本文较多地使用了操作台1、附属外壳2、波动机构3、对接机构4、第一齿轮5、第二齿轮6、防护机构7、波动板8、支撑板9、伸缩杆10、弹簧11、卡壳12、敲击机构13、转轴14、连接杆15、敲击杆16、第一液压杆17、筒壳18、连接筒19、卡块20、第四齿轮21、对接杆22、第三齿轮23、爆炸气囊24、第二液压杆25、摩擦块26、块体27、通道28等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种伺服电机测试系统，其特征在于，包括操作台（1）和附属外壳（2），所述附属外壳（2）固定在所述操作台（1）的一侧，所述附属外壳（2）顶端超过所述操作台（1）的上台面，所述操作台（1）的上端面有第一坑槽和多个第二坑槽，所述第一坑槽中有波动机构（3），所述波动机构（3）在所述第一坑槽中可偏转活动，对应所述波动机构（3）的是设置于所述附属外壳（2）上的对接机构（4），二者共同构成了对伺服电机测试的对接系统，所述附属外壳（2）中连接有第一齿轮（5）和第二齿轮（6），所述第一齿轮（5）和所述第二齿轮（6）啮合，所述第一齿轮（5）与所述对接机构（4）相连接，所述第二齿轮（6）与所述波动机构（3）相连接，所述第二坑槽中设有防护机构（7）；所述对接机构（4）包括转动连接在所述附属外壳（2）上的筒壳（18），所述筒壳（18）中偏置安装有连接筒（19）；所述连接筒（19）中连接有多根第二液压杆（25），所述第二液压杆（25）上固定连接有摩擦块（26）。

2.根据权利要求1所述的伺服电机测试系统，其特征在于，所述波动机构（3）包括一块转动设置在所述第一坑槽内的波动板（8），所述波动板（8）与所述第一坑槽的表面积占比为1:1.5，所述第一坑槽内配合所述波动板（8）设有支撑板（9），所述支撑板（9）上有多个伸缩杆（10），所述伸缩杆（10）搭配弹簧（11）连接所述波动板（8），所述波动板（8）上设有卡合伺服电机的可开合的卡壳（12），所述波动板（8）的底部设有敲击机构（13），所述敲击机构（13）与所述第二齿轮（6）相连接。

3.根据权利要求2所述的伺服电机测试系统，其特征在于，所述波动板（8）的两侧与所述第一坑槽的侧壁均保持一定距离，所述波动板（8）中部插设有一根转轴（14），所述转轴（14）与所述第一坑槽的内壁转动连接。

4.根据权利要求2所述的伺服电机测试系统，其特征在于，所述敲击机构（13）包括一根连接杆（15）和所述连接杆（15）上的若干敲击杆（16），所述连接杆（15）和所述第二齿轮（6）相连接，所述第一坑槽中设有第一液压杆（17）用于控制所述敲击杆（16）的运动。

5.根据权利要求2所述的伺服电机测试系统，其特征在于，所述连接筒（19）中固定连接有卡块（20），所述连接筒（19）上连接有第四齿轮（21），所述连接筒（19）是外露的，用于对接伺服电机的转动轴，所述筒壳（18）中有对接杆（22）、第三齿轮（23），所述第三齿轮（23）套接在所述对接杆（22）上，所述对接杆（22）与所述第一齿轮（5）对接，所述第三齿轮（23）与所述第四齿轮（21）啮合。

6.根据权利要求5所述的伺服电机测试系统，其特征在于，所述摩擦块（26）在所述第二液压杆（25）的控制下可活动于所述卡块（20）的尾端相接处。

7.根据权利要求5所述的伺服电机测试系统，其特征在于，所述卡块（20）的表面设有凸起。

8.根据权利要求2所述的伺服电机测试系统，其特征在于，所述防护机构（7）包括设置于所述第二坑槽内的块体（27），所述块体（27）中设有多个通道（28），所述通道（28）内密封有灭火干粉，所述通道（28）直通所述第二坑槽底部，所述第二坑槽底部设有爆炸气囊（24），通过所述爆炸气囊（24）可带动灭火干粉喷出及所述块体（27）的抬起。

9.根据权利要求8所述的伺服电机测试系统，其特征在于，所述附属外壳（2）上设有用于配合所述爆炸气囊（24）的温度传感器及明火传感器、烟雾传感器。

10.根据权利要求2-9任一所述的伺服电机测试系统的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.夹持固定：操作工人预先将需要测试的伺服电机安装在所述操作台（1）上，并通过所述卡壳（12）进行活动固定，在固定的过程中预先将伺服电机的轴与所述连接筒（19）对接；

S2.适量调节：将S1中的伺服电机固定完毕后，通过调节所述第二液压杆（25）来控制所述摩擦块（26），从而调节模拟的阻力数值；

S3.波动模拟：在伺服电机作业期间，伺服电机的转动轴通过一系列的传动装置使得波动有规律的进行波动震荡，从而模拟出伺服电机真实使用时的抗毁伤状态；

S4.监测：在伺服电机高速运转的过程中，通过温度传感器及明火传感器、烟雾传感器来对其进行实时的监测，发生损坏状态时控制所述防护机构（7）进行防护作业。

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