CN210199270U

CN210199270U - 超声电机测试平台

Info

Publication number: CN210199270U
Application number: CN201920876410.0U
Authority: CN
Inventors: Haijiang Yang; 杨海江
Original assignee: WUXI NASCH CONTROL AND TEST TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUXI NASCH CONTROL AND TEST TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2019-06-11
Filing date: 2019-06-11
Publication date: 2020-03-27
Anticipated expiration: 2029-06-11

Abstract

本实用新型涉及电机测试技术领域，尤其是涉及一种超声电机测试平台，包括位置固定的第一安装板和第二安装板，第一安装板上固定设置转速转矩传感器，第二安装板上固定设置超声电机，转速转矩传感器包括承扭轴和输入轴，超声电机的旋转轴与输入轴同轴连接，所述承扭轴上同轴固定有刹车盘，刹车盘垂直于承扭轴中轴线的侧面上设有磨擦片，磨擦片的位置沿承扭轴的长度方向可调。本实用新型采用磨擦片对刹车盘磨擦加载的方式替换传统的伺服电机加载方式，不存在伺服电机的齿槽转矩效应带来测量误差的问题；利用电缸控制滑动座移动，由于电缸的滑动座移动距离精确可控，因此可精确控制加载的摩擦力。

Description

超声电机测试平台

技术领域

本实用新型涉及电机测试技术领域，尤其是涉及一种超声电机测试平台。

背景技术

超声电机（Ultrasonic Motor）技术是振动学、波动学、摩擦学、动态设计、电力电子、自动控制、新材料和新工艺等学科结合的新技术。超声电机不像传统电机利用电磁的交叉力来获得其运动和力矩，超声电机则利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动来获得其运动和力矩，将材料的微观变形通过机械共振放大和摩擦耦合转换成转子的宏观运动。在这种新型电机中，压电陶瓷材料盘代替了许许多多的铜线圈。由于超声电机小型轻量、响应速度快、噪声低、低速大转矩，以及在恶劣的电磁环境下应用的特点，在航天、军事领域有大量的应用。

在工业自动化领域中，电机投入使用前往往需要对其进行调试测试。调试测试时需要用到伺服电机和CANopen主站（例如USbCAN设备），将CANopen主站与伺服电机驱动器通信，CANopen主站连接PC端，使用CANopen主站发送一些基本的CAN数据就可以控制伺服电机转动，也可直接通过PC端的软件直接对被测电机进行调试。

但是在利用伺服电机调试超声电机时，由于超声电机具有超高的位移分辨率，而传统的伺服电机本身的齿槽转矩效应会带来测量误差，所以无法实现理想的加载测试环境。

电机的齿槽转矩效应：电机因为都采用齿槽结构，齿用来引导磁力线、降低磁阻，槽用来镶嵌绕组并与齿中的磁力线交链，齿与槽的不同导磁性使转子在不同位置有着数量不等的磁力线，在磁极对准定子齿的位置，铁磁相吸以至阻碍了电机转子的转动，这就称为电机的齿槽效应和齿槽阻力矩。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种超声电机测试平台，可避免传统伺服电机本身的齿槽转矩效应带来测量误差。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：一种超声电机测试平台，包括互相平行的第一安装板和第二安装板，第一安装板上固定设置转速转矩传感器，第二安装板上固定设置超声电机，转速转矩传感器包括承扭轴和输入轴，超声电机的旋转轴与输入轴同轴连接，所述承扭轴上同轴固定有刹车盘，刹车盘的侧平面上设有磨擦片，磨擦片的位置沿承扭轴的长度方向可调。

通过采用上述技术方案，通过改变磨擦片相对于刹车盘的距离，调节负载的大小，实现理想的磨擦加载，满足超声电机加载。由于采用磨擦片对刹车盘磨擦加载的方式替换传统的伺服电机加载方式，因此不会存在伺服电机的齿槽转矩效应带来测量误差的问题。

优选的，相对于第一安装板位置固定地设有电缸，电缸的滑动座上固定有压臂，磨擦片固定于压臂上。

通过采用上述技术方案，利用电缸控制滑动座移动，由于电缸的滑动座移动距离精确可控，因此可精确控制加载的摩擦力。

优选的，所述电缸的滑动座上固定有两根压臂，两根压臂上均设有磨擦片，两片磨擦片位于刹车盘同侧的相对两端。

通过采用上述技术方案，可平衡刹车盘所受的压力，避免刹车盘单侧受压后拉拽承扭轴，导致承扭轴与超声电机旋转轴的同轴度受到影响而带来测量误差。

优选的，所述超声电机的旋转轴轴端同轴设有半圆柱型凸块，输入轴的轴端同轴设有半圆柱型凹槽，半圆柱型凸块与半圆柱型凹槽形状配合。

通过采用上述技术方案，将半圆柱型凸块插入半圆柱型凹槽，即可实现超声电机旋转轴与输入轴的同轴连接。

优选的，所述超声电机的壳体上穿设有第一螺栓，第二安装板上设有供第一螺栓穿过的腰型孔。

通过采用上述技术方案，实现了超声电机与第二安装板的可拆卸连接。

优选的，所述承扭轴上设有外螺纹，承扭轴上螺接两个螺母，两个螺母分别位于刹车盘的两侧。

通过采用上述技术方案，实现了刹车盘与承扭轴的可拆卸连接。

优选的，两个螺母和刹车盘上均设有位置对应的孔，孔内穿设有第二螺栓。

通过采用上述技术方案，对刹车盘磨擦加载时，可阻止螺母相对于刹车盘滑移。

优选的，所述第一安装板和第二安装板上穿设有导杆，第一安装板和第二安装板上均固定有夹紧环，导杆穿过夹紧环。

通过采用上述技术方案，调松夹紧环即可使第一安装板和第二安装板沿导杆移动，从而自由调节第一安装板和第二安装板的位置，满足不同尺寸的转速转矩传感器的安装要求。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1. 采用磨擦片对刹车盘磨擦加载的方式替换传统的伺服电机加载方式，不存在伺服电机的齿槽转矩效应带来测量误差的问题；

2. 利用电缸控制滑动座移动，由于电缸的滑动座移动距离精确可控，因此可精确控制加载的摩擦力。

附图说明

图1是超声电机测试平台的正视图；

图2是超声电机测试平台的立体图；

图3是图2中A部放大图；

图4是转速转矩传感器与超声电机的连接示意图；

图5是图4中B部放大图。

图中，1、第一安装板；2、第二安装板；2a、腰型孔；3、转速转矩传感器；4、超声电机；4a、半圆柱型凸块；5、承扭轴；6、输入轴；6a、半圆柱型凹槽；7、刹车盘；8、磨擦片；9、电缸；10、压臂；11、导轨；12、第一螺栓；13、螺母；14、第二螺栓；15、导杆；16、夹紧环；17、轴承。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：图1为本实用新型公开的一种超声电机测试平台，包括盒体，盒体内固定有导杆15，导杆15上垂直穿设第一安装板1和第二安装板2。第一安装板1和第二安装板2上均固定有夹紧环16，导杆15穿过夹紧环16，调松夹紧环16即可使第一安装板1和第二安装板2沿导杆15移动，从而自由调节第一安装板1和第二安装板2的位置。

如图1所示，盒体内设有转速转矩传感器3，转速转矩传感器3固定于第一安装板1朝向第二安装板2的表面上。调节第一安装板1与第二安装板2的距离，以满足不同尺寸的转速转矩传感器3的安装要求。转速转矩传感器3的一端具有承扭轴5，另一端具有输入轴6，输入轴6和承扭轴5均与导杆15平行。

如图1、图2所示，第二安装板2背对第一安装板1的表面上固定有超声电机4，第二安装板2上开设圆孔，圆孔内固定轴承17，输入轴6同轴固定于轴承17的内圈中。

如图1所示，超声电机4的壳体上设有穿孔，穿孔内穿设第一螺栓12，第二安装板2上设有腰型孔2a（见图3），第一螺栓12穿过腰型孔2a缩紧，即可完成超声电机4与第二安装板2的固定。

如图4、图5所示，超声电机4的旋转轴与输入轴6同轴连接：超声电机4的旋转轴轴端同轴设有半圆柱型凸块4a，输入轴6的轴端同轴设有半圆柱型凹槽6a，半圆柱型凸块4a与半圆柱型凹槽6a形状配合。将半圆柱型凸块4a插入半圆柱型凹槽6a，即可实现超声电机4旋转轴与输入轴6的快速同轴连接。

如图1、图2所示，承扭轴5上垂直固定刹车盘7：承扭轴5上加工出外螺纹，承扭轴5上螺接两个螺母13，两个螺母13分别位于刹车盘7的两侧，将两个螺母13旋转至紧贴刹车盘7，然后在螺母13上开孔（孔与承扭轴5平行），孔穿过两个螺母13及刹车盘7，孔内穿设第二螺栓14，第二螺栓14将两个螺母13锁紧。对刹车盘7磨擦加载时，第二螺栓14可阻止螺母13相对于刹车盘7滑移。

如图2所示，盒体的外壁上固定电缸9和导轨11，电缸9与导轨11位于盒体相对的两侧外壁上，且均与导杆15平行。电缸9上具有滑动座，导轨11上具有滑块，盒体上开孔供滑动座和滑块活动，滑动座与滑块之间固定连接两根压臂10，两个压臂10位于刹车盘7的同侧，压臂10朝向刹车盘7的一侧固定有磨擦片8，所有磨擦片8与刹车盘7的距离相同。磨擦片8的数量为偶数，且关于承扭轴5对称，可平衡刹车盘7所受的压力，避免刹车盘7单侧受压后拉拽承扭轴5，导致承扭轴5与超声电机4旋转轴的同轴度受到影响而带来测量误差。

本实施例的实施原理为：利用电缸9控制其滑动座移动（由于电缸9的滑动座移动距离精确可控，因此可精确控制加载的摩擦力），通过改变磨擦片8相对于刹车盘7的距离，调节负载的大小，实现理想的磨擦加载，满足超声电机4加载。由于采用磨擦片8对刹车盘7磨擦加载的方式替换传统的伺服电机加载方式，因此不会存在伺服电机的齿槽转矩效应带来测量误差的问题。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种超声电机测试平台，包括互相平行的第一安装板（1）和第二安装板（2），第一安装板（1）上固定设置转速转矩传感器（3），第二安装板（2）上固定设置超声电机（4），转速转矩传感器（3）包括承扭轴（5）和输入轴（6），超声电机（4）的旋转轴与输入轴（6）同轴连接，其特征在于：所述承扭轴（5）上垂直固定有刹车盘（7），刹车盘（7）的侧平面上设有磨擦片（8），磨擦片（8）的位置沿承扭轴（5）的长度方向可调。

2.根据权利要求1所述的超声电机测试平台，其特征在于：相对于第一安装板（1）位置固定地设有电缸（9），电缸（9）的滑动座上固定有压臂（10），磨擦片（8）固定于压臂（10）上。

3.根据权利要求2所述的超声电机测试平台，其特征在于：所述电缸（9）的滑动座上固定有两根压臂（10），两根压臂（10）上均设有磨擦片（8），两片磨擦片（8）位于刹车盘（7）同侧的相对两端。

4.根据权利要求1所述的超声电机测试平台，其特征在于：所述超声电机（4）的旋转轴轴端同轴设有半圆柱型凸块（4a），输入轴（6）的轴端同轴设有半圆柱型凹槽（6a），半圆柱型凸块（4a）与半圆柱型凹槽（6a）形状配合。

5.根据权利要求1所述的超声电机测试平台，其特征在于：所述超声电机（4）的壳体上穿设有第一螺栓（12），第二安装板（2）上设有供第一螺栓（12）穿过的腰型孔（2a）。

6.根据权利要求1所述的超声电机测试平台，其特征在于：所述承扭轴（5）上设有外螺纹，承扭轴（5）上螺接两个螺母（13），两个螺母（13）分别位于刹车盘（7）的两侧。

7.根据权利要求6所述的超声电机测试平台，其特征在于：两个螺母（13）和刹车盘（7）上均设有位置对应的孔，孔内穿设有第二螺栓（14）。

8.根据权利要求1所述的超声电机测试平台，其特征在于：所述第一安装板（1）和第二安装板（2）上穿设有导杆（15），第一安装板（1）和第二安装板（2）上均固定有夹紧环（16），导杆（15）穿过夹紧环（16）。