CN105630020A - 电磁摩擦主动加载*** - Google Patents

电磁摩擦主动加载*** Download PDF

Info

Publication number
CN105630020A
CN105630020A CN201510974847.4A CN201510974847A CN105630020A CN 105630020 A CN105630020 A CN 105630020A CN 201510974847 A CN201510974847 A CN 201510974847A CN 105630020 A CN105630020 A CN 105630020A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electromagnetic clutch
electromagnetic
gears
motor
loading system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510974847.4A
Other languages
English (en)
Inventor
荆成虎
许宏光
卢彪
韩禄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN201510974847.4A priority Critical patent/CN105630020A/zh
Publication of CN105630020A publication Critical patent/CN105630020A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D17/00—Control of torque; Control of mechanical power
    • G05D17/02—Control of torque; Control of mechanical power characterised by the use of electric means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

电磁摩擦主动加载***，涉及负载模拟装置。它为了解决现有的负载模拟器加载力矩易受测试物体运动干扰的问题。力矩传感器将检测到的被测试设备的力矩发送至控制器，控制器将电流控制信号发送至恒流源，恒流源的两个电流信号输出端分别连接一号电磁离合器和二号电磁离合器的线圈；被测设备的转轴通过三号联轴器和四号联轴器与轴连接；一号电机和二号电机分别用于带动一号电磁离合器和二号电磁离合器的主动件旋转，且两个主动件的旋转方向相反，转速相同；一号电磁离合器的从动件和二号电磁离合器的从动件均与轴键连接。本发明具有无被测试对象干扰，加载精度高，***频带高，控制算法简单可靠等优点，适用于对电机性能的测试。

Description

电磁摩擦主动加载***
技术领域
本发明涉及一种能模拟各种负载信号的负载模拟装置，属于伺服控制及半实物仿真领域。
背景技术
目前，在航空航天、武器装备等各种高精尖技术领域中，通常需要对驱动单元或者产品其他关键部件进行动态测试，测试其性能以保证所设计产品的可靠性，并通过改进优化产品满足产品对性能的要求。要保证检测数据的可信度，必须要真实负载环境下对被测试设备检测。但是，在真实环境中进行产品检测需要耗费大量的人力物力，有的甚至不可实现，如地震波动载荷。所以需要在实验室环境下模拟所需要的负载，实现地面半实物仿真，对被测试物体进行动态测试。此技术具有良好的可控性、无破坏性、全天候以及操作简单方便、实验具有可重复性等优点，其经济性是经典自破坏性实验所无法比拟的。为了实现在实验室条件下半实物的复现被测对象在实际工作过程中所受的动力载荷，模拟被测对象在实际工作中所受动力载荷环境，将经典的自破坏性实验转化为实验室条件下的预测研究，传统的负载模拟器应运而生。但是传统的负载模拟器一直存在很多技术难题：传统负载模拟器受到被测试物体运动干扰，严重影响***的加载性能，难以保证小力矩加载性能和高精度的动态加载；真实负载变化多样，变化剧烈，传统负载模拟器的带宽很难满足要求；为提高传统负载模拟器性能，其控制策略复杂，控制策略通用性较差。
负载模拟器性能的高低直接关系到被加载设备测试和仿真的准确度，高性能的加载***才能保证产品性能。为了彻底消除负载模拟器的弊端，急需新的设备和技术去提高动态加载性能和加载带宽，实现精确的负载模拟。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的负载模拟器易受到被测试物体运动干扰，严重影响***的加载性能，难以实现高精度和高带宽加载的问题，提供一种电磁摩擦主动加载***。
本发明所述的电磁摩擦主动加载***，包括一号电机15、控制器001、D/A模块002、放大器003、恒流源004、稳压源005、A/D模块006、二号电机41、一号电磁离合器14、二号电磁离合器16、力矩传感器3和轴34；
力矩传感器3用于检测被测试设备1的力矩，力矩传感器3的检测信号输出端通过A/D模块006连接控制器001的反馈信号输入端，控制器001的电流控制信号输出端依次通过D/A模块002和放大器003连接恒流源004的电流控制信号输入端，恒流源004的两个电流信号输出端分别连接一号电磁离合器14和二号电磁离合器16的线圈；
被测试设备1的转轴通过三号联轴器2和四号联轴器4与轴34连接；
一号电机15和二号电机41分别用于带动一号电磁离合器14和二号电磁离合器16的主动件旋转，且两个主动件的旋转方向相反，转速相同；
一号电磁离合器14的从动件和二号电磁离合器16的从动件均与轴34键连接。
本发明的有益效果是：通过电磁摩擦主动加载方式可以模拟多种负载来测试驱动元件或***，改变了以往被测试设备和加载器之间的刚性连接，这种电磁摩擦加载***把原来的被动加载转换成主动加载，被测试物体运动对加载***几乎没有影响，而且电磁响应快速，所以本发明的电磁摩擦主动加载***能够实现高精度、高频响应的动态加载。
附图说明
图1是本发明所述的电磁摩擦主动加载***的原理框图；
图2是一号电磁离合器的结构示意图；
图3是负载曲线，横坐标表示时间，纵坐标表示电流大小，位于X轴上方表示给一号磁粉离合器通电，位于X轴下方表示给二号磁粉离合器通电；
图4是本发明所述的电磁摩擦主动加载***机械部分的结构示意图，图中25表示分离弹簧，36表示衔铁。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的电磁摩擦主动加载***，包括控制器001、D/A模块002、放大器003、恒流源004、稳压源005、A/D模块006、一号电机15、二号电机41、一号电磁离合器14、二号电磁离合器16、力矩传感器3和轴34；
力矩传感器3用于检测被测试设备1的力矩，力矩传感器3的检测信号输出端通过A/D模块006连接控制器001的反馈信号输入端，控制器001的电流控制信号输出端依次通过D/A模块002和放大器003连接恒流源004的电流控制信号输入端，恒流源004的两个电流信号输出端分别连接一号电磁离合器14和二号电磁离合器16的线圈；
被测试设备1的转轴通过三号联轴器2和四号联轴器4与轴34连接；
一号电机15和二号电机41分别用于带动一号电磁离合器14和二号电磁离合器16的主动件旋转，且两个主动件的旋转方向相反，转速相同；
一号电磁离合器14的从动件和二号电磁离合器16的从动件均与轴34键连接。
如图3和图4所示，一号电磁离合器14与二号电磁离合器16结构相同。一号电磁离合器14中，外摩擦片51与主动件54通过花键连接，外摩擦片51能够与主动件54一起转动并且沿轴向移动，所述轴向是指轴34的长度方向，内摩擦片50与从动件55通过花键连接。
如图4所示，被测试设备1的转轴通过三号联轴器2和四号联轴器4与轴34连接，力矩传感器3设置在三号联轴器2和四号联轴器4之间。一号电机15通过一号电磁离合器14的主动件54连接带动外摩擦片51旋转，外摩擦片51与内摩擦片50发生相对转动，当一号电磁离合器14的线圈48通电时，衔铁52沿着轴向移动将外摩擦片51和内摩擦片50压紧，外摩擦片51和内摩擦片50之间就会产生摩擦力矩，此力矩传递给从动件55。二号电机41通过二号电磁离合器16的主动件27连接带动外摩擦片23旋转，外摩擦片23和内摩擦片24发生相对转动，当二号电磁离合器16的线圈20通电时，衔铁26沿着轴向移动将外摩擦片23和内摩擦片24压紧，外摩擦片23和内摩擦片24之间就会产生摩擦力矩，此力矩传递给从动件29。一号电机15和二号电机41反向同速旋转，这样一号电磁离合器14的外摩擦片51和二号电磁离合器16的外摩擦片23就会反向同速旋转，使得它们分别与一号电磁离合器14的内摩擦片50和二号电磁离合器16的内摩擦片24发生摩擦时，输出方向相反的摩擦力矩。力矩传感器3检测的力矩信号经A/D模块006处理后传输给控制器001，控制器001将接收到的信号与给定信号作比较，得出控制信号，控制器001将控制信号经D/A模块002传输给放大器003将信号放大，根据放大后的信号控制恒流源004输出所需电流，稳压源005能够稳定恒流源004电流大小，电流传输给一号电磁离合器14或者二号电磁离合器16，使得一号电磁离合器14或者二号电磁离合器16输出力矩，该力矩加载到被测试设备1上，实现闭环控制，能够精确控制力矩大小，并能根据需求连续改变力矩。恒流源004输出的电流传输给一号电磁离合器14还是二号电磁离合器16由预设设定的负载曲线决定。
传统的负载模拟器把被测电机和充当负载的电机(相当于本发明中的力矩电机)刚性连接在一起，一个电机转动必定会影响另一个电机，而且给充当负载的电机施加的信号越小，被测电机运动越激烈，信号的实现越不精确。而本发明把两个电机通过电磁离合器连接在一起，离合器的原理是主动件和从动件之间可以有相对运动，而且还可以通过内外摩擦片传递转矩，离合器主动件保持一个方向一直旋转，则从动件传递的转矩就是一个方向，两个离合器的主动件转动方向相反，就能传递两个方向的转矩，给控制器设定好负载曲线，控制器按照该负载曲线给两个电磁离合器通电，能够很好地保证电磁摩擦主动加载***的小力矩、高精度加载性能。电磁离合器通电时，电磁响应迅速，另外，与被测试电机轴连接的从动件惯量也比较小，因而能够实现高带宽的动态加载。
具体实施方式二：结合图4说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的电磁摩擦主动加载***的进一步限定，本实施方式中，一号电机15通过一号联轴器13带动一号齿轮11，一号齿轮11与二号齿轮12啮合，二号齿轮12与一号电磁离合器14的主动件54固定连接，二号电机41通过二号联轴器40带动三号齿轮39，三号齿轮39与四号齿轮28啮合，四号齿轮28与二号电磁离合器16的主动件27固定连接，二号齿轮12与四号齿轮28均与轴34键连接。
具体实施方式三：结合图4说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的电磁摩擦主动加载***的进一步限定，本实施方式中，一号电磁离合器14的线圈48固定在磁轭43中，一号电磁离合器14的磁轭43和二号电磁离合器16的磁轭21都与支架42固定连接。
这样使得电磁离合器的主动件和从动件的转动惯量都很小，方便控制。
具体实施方式四：结合图4说明本实施方式，本实施方式是对实施方式三所述的电磁摩擦主动加载***的进一步限定，本实施方式中，一号电磁离合器14还包括分离弹簧57，每个外摩擦片51的一端和每个内摩擦片50的一端均插在分离弹簧57中。
如图4所示，分离弹簧57处于自然状态时，能够使外摩擦片51和内摩擦片50彻底分离，以保持不加载时的空转力矩尽可能小。
具体实施方式五：结合图4说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的电磁摩擦主动加载***的进一步限定，本实施方式中，一号电机15与二号电机41结构相同。
两个相同的电机，配合相同的齿轮传动***，使得正反向加载的输出力矩特性完全相同。
具体实施方式六：结合图4说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的电磁摩擦主动加载***的进一步限定，本实施方式中，内摩擦片50的数量、外摩擦片51的数量，以及内摩擦片50和外摩擦片51的间隙均可调。
通过调节内外摩擦片的数量和间隙，可以调节输出的最大力矩。

Claims (6)

1.电磁摩擦主动加载***，包括一号电机(15)，其特征在于，它还包括控制器(001)、D/A模块(002)、放大器(003)、恒流源(004)、稳压源(005)、A/D模块(006)、二号电机(41)、一号电磁离合器(14)、二号电磁离合器(16)、力矩传感器(3)和轴(34)；
力矩传感器(3)用于检测被测试设备(1)的力矩，力矩传感器(3)的检测信号输出端通过A/D模块(006)连接控制器(001)的反馈信号输入端，控制器(001)的电流控制信号输出端依次通过D/A模块(002)和放大器(003)连接恒流源(004)的电流控制信号输入端，恒流源(004)的两个电流信号输出端分别连接一号电磁离合器(14)和二号电磁离合器(16)的线圈；
被测试设备(1)的转轴通过三号联轴器(2)和四号联轴器(4)与轴(34)连接；
一号电机(15)和二号电机(41)分别用于带动一号电磁离合器(14)和二号电磁离合器(16)的主动件旋转，且两个主动件的旋转方向相反，转速相同；
一号电磁离合器(14)的从动件和二号电磁离合器(16)的从动件均与轴(34)键连接。
2.根据权利要求1所述的电磁摩擦主动加载***，其特征在于，一号电机(15)通过一号联轴器(13)带动一号齿轮(11)，一号齿轮(11)与二号齿轮(12)啮合，二号齿轮(12)与一号电磁离合器(14)的主动件(54)固定连接，二号电机(41)通过二号联轴器(40)带动三号齿轮(39)，三号齿轮(39)与四号齿轮(28)啮合，四号齿轮(28)与二号电磁离合器(16)的主动件(27)固定连接，二号齿轮(12)与四号齿轮(28)均与轴(34)键连接。
3.根据权利要求1所述的电磁摩擦主动加载***，其特征在于，一号电磁离合器(14)的线圈(48)固定在磁轭(43)中，一号电磁离合器(14)的磁轭(43)和二号电磁离合器(16)的磁轭(21)都与支架(42)固定连接。
4.根据权利要求3所述的电磁摩擦主动加载***，其特征在于，一号电磁离合器(14)还包括分离弹簧(57)，每个外摩擦片(51)的一端和每个内摩擦片(50)的一端均插在分离弹簧(57)中。
5.根据权利要求1所述的电磁摩擦主动加载***，其特征在于，一号电机(15)与二号电机(41)结构相同。
6.根据权利要求1所述的电磁摩擦主动加载***，其特征在于，内摩擦片(50)的数量、外摩擦片(51)的数量，以及内摩擦片(50)和外摩擦片(51)的间隙均可调。
CN201510974847.4A 2015-12-22 2015-12-22 电磁摩擦主动加载*** Pending CN105630020A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510974847.4A CN105630020A (zh) 2015-12-22 2015-12-22 电磁摩擦主动加载***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510974847.4A CN105630020A (zh) 2015-12-22 2015-12-22 电磁摩擦主动加载***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105630020A true CN105630020A (zh) 2016-06-01

Family

ID=56045072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510974847.4A Pending CN105630020A (zh) 2015-12-22 2015-12-22 电磁摩擦主动加载***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105630020A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3201668A1 (de) * 1982-01-21 1984-01-12 Betonwerk und Eisengießerei Bernhard Amsbeck GmbH & Co KG, 4410 Warendorf Antrieb fuer waschmaschinentrommel
CN1690464A (zh) * 2004-04-19 2005-11-02 博格华纳公司 具有马达驱动的球斜面操作器的摩擦离合器组
CN1987387A (zh) * 2006-12-14 2007-06-27 浙江工业大学 双向扭矩测试装置
WO2009117827A1 (en) * 2008-03-27 2009-10-01 Societe De Commercialisation Des Produits De La Recherche Appliquee - Socpra-Sciences Et Genie S.E.C. Dual differential semi-active actuator fit for interaction tasks and fast motion
CN105041533A (zh) * 2015-07-09 2015-11-11 胡松平 一体式喷射器
CN105045134A (zh) * 2015-05-25 2015-11-11 哈尔滨工业大学 双摩擦盘加载机构及采用该机构的双向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3201668A1 (de) * 1982-01-21 1984-01-12 Betonwerk und Eisengießerei Bernhard Amsbeck GmbH & Co KG, 4410 Warendorf Antrieb fuer waschmaschinentrommel
CN1690464A (zh) * 2004-04-19 2005-11-02 博格华纳公司 具有马达驱动的球斜面操作器的摩擦离合器组
CN1987387A (zh) * 2006-12-14 2007-06-27 浙江工业大学 双向扭矩测试装置
WO2009117827A1 (en) * 2008-03-27 2009-10-01 Societe De Commercialisation Des Produits De La Recherche Appliquee - Socpra-Sciences Et Genie S.E.C. Dual differential semi-active actuator fit for interaction tasks and fast motion
CN105045134A (zh) * 2015-05-25 2015-11-11 哈尔滨工业大学 双摩擦盘加载机构及采用该机构的双向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器
CN105041533A (zh) * 2015-07-09 2015-11-11 胡松平 一体式喷射器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
于兴芝 等: "《摩擦片电磁离合器的测试及选用》", 《机械研究与应用》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101297755B1 (ko) 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템
CN109324290B (zh) 一种可重构式多功能伺服电机性能测试***
CN101976521B (zh) 应用于驾驶模拟器的力反馈转向盘装置
US11027434B2 (en) Telepresence controller and system using magnetorheological fluid clutch apparatuses
CN101806617B (zh) 一种用于长行程水平振动台的滑台防牵拉装置
CN104897400A (zh) 一种机器人关节减速器试验台
CN204788945U (zh) 一种机器人关节减速器试验台
Esser et al. Development of a parallel actuation approach for MR-compatible robotics
CN103092190B (zh) 一种用于侧杆控制器的操纵力自动检测***
CN105573145A (zh) 磁流变液负载模拟器
CN105045134B (zh) 双摩擦盘加载机构及采用该机构的双向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器
CN104091485A (zh) 一种双电机驱动的负载模拟器
Shafer et al. Development of high performance intrinsically safe 3-DOF robot
CN110261104A (zh) 一种可实现同步式与异步式磁力联轴器全工况测试的装置
CN109946602A (zh) 一种机器人伺服电机性能测试装置
JP2017040475A (ja) 試験機
CN204854772U (zh) 适用于交流伺服转台的圆感应同步器测角***
CN105630020A (zh) 电磁摩擦主动加载***
Wang Rotational vibration with backlash: Part 1
CN108674634B (zh) 一种适用于飞机主动侧杆***位置控制的摩擦补偿方法
Bolignari et al. Design and experimental characterization of a high performance hydrostatic transmission for robot actuation
Haikonen et al. Small-scale test bench of maritime thruster for digital twin research
CN100416140C (zh) 变速器自适应扭矩、转速传动传感装置
CN103403514A (zh) 用于校准扭矩测量仪的方法
CN105575246A (zh) 双向磁粉负载模拟器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160601