PL222240B1 - Zespół mechaniczny zwłaszcza do testowania napędów bezpośrednich w szczególności odpornych układów sterowania napędów bezpośrednich - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 222240 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 397792 (51) Int.Cl.

G01M 99/00 (2011.01) G01M 13/02 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 13.01.2012

Zespół mechaniczny zwłaszcza do testowania napędów bezpośrednich w szczególności odpornych układów sterowania napędów bezpośrednich

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 22.07.2013 BUP 15/13	(73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA POZNAŃSKA, Poznań, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 29.07.2016 WUP 07/16	(72) Twórca(y) wynalazku: STEFAN BROCK, Gruszczyn, PL TOMASZ PAJCHROWSKI, Poznań, PL DOMINIK ŁUCZAK, Nowy Tomyśl, PL

PL 222 240 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół mechaniczny zwłaszcza do testowania napędów bezpośrednich w szczególności odpornych układów sterowania napędów bezpośrednich, mający zastosowanie w laboratoriach badawczo - rozwojowych zajmujących się projektowaniem i testowaniem napędów bezpośrednich, a zwłaszcza odpornych układów sterowania napędów bezpośrednich.

Znane rozwiązania z reguły wykorzystują układy korbowe lub też układy bazujące na konstrukcji manipulatora przemysłowego.

Rozwiązania wykorzystujące układy korbowe są złożone konstrukcyjnie. W takich konstrukcjach uzyskanie dużego współczynnika zmienności zastępczego momentu bezwładności wymaga użycia korby o małej masie i dużym promieniu oraz wodzika o dużej masie.

W rozwiązaniach wykorzystujących konstrukcję manipulatora (robota przemysłowego) zwykle stosowana jest struktura przegubowa, antropomorficzna. W takiej strukturze wymagane jest zamontowanie sterowanego napędu w każdym z przegubów, co znacznie podnosi złożoność konstrukcji i koszty urządzenia.

Istotą wynalazku jest zespół mechaniczny zwłaszcza do testowania napędów bezpośrednich w szczególności odpornych układów sterowania napędów bezpośrednich, charakteryzujący się tym, że stanowi go korpus, do którego na wale zamocowana jest oś wirnika badanego silnika, ponadto na wale zamocowany jest łącznik, na którym za pomocą tulei 9 zamocowane jest koło pośrednie zazębione z nieruchomym kołem zębatym osadzonym trwale w korpusie oraz kołem zębatym osadzonym na łączniku za pomocą tulei 10, na którym osadzony jest łącznik zakończony obciążnikiem.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty technicznoużytkowe: zespół umożliwia jednoczesną zmianę momentu bezwładności i czynnego momentu siły obciążenia. Zespół cechuje się zwartą budową, wysoką niezawodnością i niską ceną. Nie jest wymagany dodatkowy układ sterowania położeniem masy bezwładnej. Wypadkowy moment bezwładności zespołu mechanicznego oraz czynny moment siły obciążenia zmieniają się w szerokim zakresie, co umożliwia wszechstronne badania odpornych układów sterowania.

Wynalazek w przykładowym wykonaniu został uwidoczniony w widoku na rysunku, który przedstawia zespół mechaniczny zwłaszcza do testowania napędów bezpośrednich w szczególności odpornych układów sterowania napędów bezpośrednich.

Koło zębate 5 połączone jest rozłącznie z stojakiem 6 za pomocą śrub uniemożliwiając ruch obrotowy koła zębatego względem stojaka.

Łącznik obrotowy 7 połączony jest rozłącznie z stojakiem 6 za pomocą wału stalowego 8 przechodzącego przez koło zębate 5. Tuleja 8 umożliwia ruch obrotowy łącznika obrotowego 7.

Koło zębate 4 zamontowane jest rozłącznie do łącznika obrotowego 7 za pomocą łożyskowanej tulei 9. Połączenie umożliwia ruch obrotowy koła zębatego 4. Koło zębate 4 zamontowane jest w takiej odległości od koła zębatego 5, aby koła zazębiały się.

Dodatkowa masa 3 połączona jest rozłącznie z łącznikiem 2 za pomocą śrub. Łącznik 2 połączony jest rozłącznie z kołem zębatym 1 za pomocą śrub uniemożliwiając wzajemny ruch. Koło zębate 1 połączone jest rozłącznie z łącznikiem obrotowym 7 za pomocą tulei 10 umożliwiającej ruch obrotowy. Koło zębate 1 zamontowane jest w takiej odległości od koła zębatego 4, aby koła zazębiały się. Kąt początkowy pomiędzy łącznikiem 2, a łącznikiem obrotowym 7 jest dowolny. Dodatkowa masa 3 zbudowana jest z pakietu płyt, które są połączone rozłącznie za pomocą śrub.

Koło zębate 1, łącznik 2, masa dodatkowa 3, koło zębate 4, łącznik obrotowy 7, tuleja 9 i 10 tworzą kompletne ramię zespołu mechanicznego o zmiennym momencie bezwładności. Cały zespół składa się z dwóch identycznych ramion. Konstrukcja umożliwia zamontowanie jednego ramienia lub dwóch ramion naprzeciw siebie względem wału 8.

Badany silnik napędu bezpośredniego zamocowany jest trwale do stojaka 6 w ten sposób by jego wał był sprzęgnięty z wałem 8. Ruch obrotowy wirnika badanego silnika przenoszony jest na ruch łącznika 7. Obrót łącznika 7 powoduje ruch obrotowy koła zębatego 4, zazębionego z nieruchomym kołem zębatym 5. Ruch obrotowy koła zębatego 4 powoduje ruch obrotowy koła zębatego 1, zazębionego z kołem zębatym 4. Przekładnia kół zębatych 1, 4, 5 została tak dobrana, aby nie występowała zmiana orientacji koła zębatego 1 względem nieruchomego koła zębatego 5. Łącznik 2 połączony jest z kołem zębatym 1 i także nie zmienia swojej orientacji przestrzennej względem stojaka 6. Oś obrotu zespołu mechanicznego pokrywa się z osią wału 8.

PL 222 240 B1

W rozwiązaniu przedstawionym pokazanym na rysunku, łącznik 2 zachowuje orientację pionową. Gdy zamontowane zostanie tylko jedno ramię, zespół mechaniczny o zmiennym momencie bezwładności ma następujące właściwości:

• W pozycji pionowej górnej łącznika obrotowego 7 masa dodatkowa 3 oddalona jest od osi obrotu zespołu mechanicznego o odległość równą sumie długości łącznika obrotowego 7 i łącznika 2. W tej pozycji wypadkowy moment bezwładności jest maksymalny, natomiast czynny moment siły obciążenia przyjmuje wartość równą zero.

• W pozycji poziomej łącznika obrotowego 7 masa dodatkowa 3 oddalona jest od osi obrotu zespołu mechanicznego o odległość równą pierwiastkowi kwadratowemu z sumy kwadratów długości łącznika obrotowego 7 i łącznika 2. W tej pozycji moment bezwładności przyjmuje wartość pośrednią, natomiast czynny moment siły obciążenia przyjmuje wartość maksymalną. Wartość ta równa jest iloczynowi długości łącznika obrotowego 7 i ciężaru masy dodatkowej 3.

• W pozycji pionowej dolnej łącznika obrotowego 7 masa dodatkowa 3 oddalona jest od osi obrotu zespołu mechanicznego o odległość równą różnicy długości łącznika obrotowego 7 i łącznika 2. W tej pozycji wypadkowy moment bezwładności jest minimalny, natomiast czynny moment siły obciążenia przyjmuje wartość równą zero.

Gdy zamontowane zostaną dwa przeciwległe ramiona i zachowana zostanie pionowa orientacja łączników 2 na obu ramionach zespół mechaniczny o zmiennym momencie bezwładności ma następujące właściwości:

• Gdy zamontowane są takie same masy dodatkowe 3 na obu ramionach zastępczy moment bezwładności zespołu mechanicznego w funkcji kąta położenia łącznika obrotowego 7 jest stały i zależny od wielkości mas dodatkowych 3, natomiast czynny moment siły obciążenia przyjmuje wartość równą zero i jest stały w funkcji kąta położenia łącznika obrotowego 7.

• Gdy zastosowane są różne masy dodatkowe 3 na obu ramionach właściwości zespołu mechanicznego są analogiczne jak w przypadku zamontowania tylko jednego ramienia.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Zespół mechaniczny zwłaszcza do testowania napędów bezpośrednich w szczególności odpornych układów sterowania napędów bezpośrednich, znamienny tym, że stanowi go korpus (6), do którego na wale (8) zamocowana jest oś wirnika badanego silnika, ponadto na wale (8) zamocowany jest łącznik (7), na którym za pomocą tulei 9zamocowane jest koło pośrednie (4) zazębione z nieruchomym kołem zębatym (5) osadzonym trwale w korpusie (6) oraz kołem zębatym (1) osadzonym na łączniku (7) za pomocą tulei (10), na którym osadzony jest łącznik (2) zakończony obciążnikiem (3).