CN114136521A - 一种直线驱动电机推拉力及行程测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种直线驱动电机推拉力及行程测试装置及方法，包括底座以及沿底座长度方向依次设置在底座上的直线电机支架、直线运动***支架、行程测量装置和转矩测量装置，其中，直线电机支架用于对直线电机进行支撑，所述直线运动***支架中滑动连接有引导轴，所述引导轴的一端与直线电机输出轴连接，另一端通过压力传感器与行程测量装置的一端连接，所述行程测量装置的另一端与转矩测量装置连接，所述直线电机支架、引导轴、压力传感器和转矩测量装置同轴度，本发明的测试装置实现直线驱动电机推拉力和行程测试的精准可靠性，显著减少人工成本，减少工作强度，操作简便，提升测试效率，降低产品不良率，加快交货速度提升企业竞争力。
Description
技术领域
本发明属于直线驱动电机技术领域，具体属于一种直线驱动电机推拉力及行程测试装置及方法。
背景技术
直线驱动电机主要用于推/拉力往复运动并带有行程控制的电控***中。直线驱动电机推/拉力和行程决定了阀门的开闭，只有足够的力能推动阀门到规定距离，才可以满足阀的启闭要求，因此直线驱动电机的推/拉力和行程的精度尤为重要，目前的问题是：
(1)目前没有专用直线电机推/拉力装置测试。
(2)由于直线电机工况为带负载直线往复运动，而现有测力的设备多为扭矩测试，电机固定不动跟测功机同轴连接，电机转轴施加负载，直线运动电机无法直接跟测功机连接测试。
(3)直线电机传统测试方法是用钢丝绳悬挂砝码来进行，测试中实用性差，测试推力范围小，精度不高，且不安全。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种直线驱动电机推拉力及行程测试装置及方法，实现直线驱动电机推拉力和行程测试的精准可靠性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种直线驱动电机推拉力及行程测试装置，包括底座以及沿底座长度方向依次设置在底座上的直线电机支架、直线运动***支架、行程测量装置和转矩测量装置，其中，直线电机支架用于对直线电机进行支撑，所述直线运动***支架中滑动连接有引导轴，所述引导轴的一端与直线电机输出轴连接，另一端通过压力传感器与行程测量装置的一端连接，所述行程测量装置的另一端与转矩测量装置连接，所述直线电机支架、引导轴、压力传感器和转矩测量装置同轴度。
进一步的，所述行程测量装置包括齿条和光栅尺，其中，所述齿条一端通过第三连接头与压力传感器连接，齿条上的齿槽与所述转矩测量装置啮合，所述光栅尺设置在齿条前端，所述光栅尺的读数头设置在第三连接头上，所述光栅尺的尺身设置在转矩测量装置表面。
进一步的，所述光栅尺与光栅尺数显装置连接用于显示光栅尺移动的位移数据用来表示直线电机的行程。
进一步的，所述转矩测量装置包括制动装置和制动器，所述制动装置的连接端通过联轴器与制动器连接用于输出转矩，制动装置制动端上的小齿与行程测量装置啮合。
进一步的，所述制动器为磁粉制动器。
进一步的，所述直线运动***支架内部设置有滚轴，所述引导轴通过滚轴在直线运动***支架中实现滑动。
进一步的，所述底座上设置有滑槽，所述直线电机支架滑动连接在滑槽中。
进一步的，所述压力传感器与压力传感器数显装置连接用于读取直线电机的实际负载。
本发明还提供一种直线驱动电机推拉力及行程测试方法，使用上述测试装置进行测试，具体步骤为：
S1在直线电机支架上安装好直线电机，调整直线电机输出轴与引导轴、压力传感器和转矩测量装置同轴度；
S2直线电机开始运行，调整转矩测量装置对直线电机的负载，使压力传感器测得的负载处于要求范围内；
S3当直线电机为推力状态时，直线电机输出轴推动引导轴在直线运动***支架内滑动，引导轴带动压力传感器、转矩测量装置同时向直线电机推动的方向运动，行程测量装置获取直线电机的行程。
进一步的，当直线电机为拉力状态时，直线电机输出轴拉动引导轴在直线运动***支架内滑动，引导轴带动第带动压力传感器、转矩测量装置同时向直线电机拉动的方向运动，行程测量装置获取直线电机的行程。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供一种直线驱动电机推拉力及行程测试装置，转矩测量装置与压力传感器配合使用准确获取直线电机的承载力，直线电机在要求的承载力下进行推/拉力测试，通过直线电机支架、引导轴、压力传感器和转矩测量装置的同轴度设置，实现直线电机推/拉力的同向传输，避免不同轴造成蹩劲，造成测试误差，进一步通过行程测量装置准确测试直线电机的行程，减少工作强度，操作简便，减少人工成本，降低运营成本，升测试效率和测试精度，同时能大大缩短试验周期，降低产品不良率，提升经济效益，加快交货速度提升企业竞争力。
进一步的，本申请中采取的设备都是自有闲置设备，仅需购置光栅尺即可，盘活闲置资源，最大限度降低搭建测试平台资金成本。
附图说明
图1直线驱动电机推/拉力及行程自动测试装置结构图；
图2转矩测量装置细节图；
附图中：1-底座、2-直线电机支架、3-直线运动***支架、31-引导轴、4-行程测量装置，5-第一连接头、6-第二连接头、7-第三连接头、8-齿条、9-光栅尺、10-转矩测量装置、11-制动器、12-制动装置；13-压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
如图1-2所示，本发明提供一种直线驱动电机推拉力及行程测试装置，包括底座1以及沿底座1长度方向依次设置在底座1上的直线电机支架2、直线运动***支架3、行程测量装置4和转矩测量装置10，其中，直线电机支架2用于对直线电机进行支撑并保证直线电机与直线运动***支架3和行程测量装置4同轴度，直线运动***支架3中滑动连接有引导轴31，引导轴31的一端通过第一连接头5与电机输出轴连接，引导轴31的另一端通过第二连接头6与压力传感器13的一端连接，压力传感器13的另一端通过第三连接头7与行程测量装置4连接，行程测量装置4与转矩测量装置10连接，压力传感器13用于测量转矩测量装置10施加给直线电机的力矩；
行程测量装置4包括齿条8和光栅尺9，其中齿条8的一端通过第三连接头7与压力传感器13连接，齿条8上的梯形齿槽与转矩测量装置10啮合用于将直线电机的直线运动转化成圆周运动，齿条8前端设置有光栅尺9用于精确测量直线电机行进的位移和缩回状态的位移行程，光栅尺9的读数头设置在第三连接头7上，光栅尺9的尺身设置在转矩测量装置10表面；
转矩测量装置10包括制动装置12和制动器11，制动装置12制动端的小齿与齿条8上的梯形齿槽啮合，制动装置12的连接端通过联轴器与制动器11连接用于输出转矩。
优选的，制动器11为磁粉制动器。
程控电源通过给制动器11加电，制动器11输出对应的转矩，制动器11输出的力矩通过制动装置12传递给直线电机，压力传感器13测量制动器11施加给直线电机的力矩。
优选的，直线运动***支架3内部设置有滚轴，引导轴31通过滚轴在直线运动***支架3中实现滑动，直线运动***支架3保证引导轴31与电机和压力传感器13的同轴度连接。
优选的，所述底座1上设置有滑槽，所述直线电机支架2滑动连接在滑槽中，用于实现直线电机支架2跟直线运动***支架3之间距离的调节。
优选的，直线电机的输出轴、引导轴31、第一连接头5、第二连接头6、第三连接头7、压力传感器13和齿条8保持同轴度，保证测试装置中各部件的同轴度是为了力的同向传输，避免不同轴造成蹩劲，造成测试误差。
优选的，光栅尺9与光栅尺数显装置连接用于显示光栅尺9移动的位移数据用来表示直线电机的行程。
优选的，压力传感器13与压力传感器数显装置连接用于读取实际负载。压力传感器读取磁粉制动器给直线电机端施加的转矩，比如说要求电机能承受40N的力，给磁粉制动器加电，压力传感器13显示30N的力，直线电机此时受力30N小于要求值，此时增加电压，使磁粉制动器加大输出力矩，当看压力传感器13显示为40N的力时，保持此时磁粉制动器的输入电压，进行测量。
优选的，光栅尺数显装置和压力传感器数显装置与工控机连接。
数显装置测试时，具体步骤为：
1.在直线电机支架2上安装好直线电机，调整直线电机与引导轴31、第一连接头5、第二连接头6、第三连接头7、压力传感器13和齿条8保持同轴度；
2.给直线电机通电，直线电机开始运行，调整磁粉制动器的负载，使压力传感器13测得的负载处于要求范围内；
3.当直线电机为推力状态时，直线电机输出轴推动引导轴31在直线运动***支架3内滑动，引导轴31带动第二连接头6，压力传感器13，第三连接头7，齿条8同时向推动方向运动，直线电机行程结束时，读取光栅池9的读数即为直线电机的行程；
4.当直线电机为拉力状态时，直线电机输出轴拉动引导轴31在直线运动***支架3内滑动，引导轴31带动第二连接头6，压力传感器13，第三连接头7，齿条8同时向拉动方向运动，直线电机行程结束时，读取光栅池9的读数即为直线电机的行程。
Claims (10)
1.一种直线驱动电机推拉力及行程测试装置，其特征在于，包括底座(1)以及沿底座(1)长度方向依次设置在底座(1)上的直线电机支架(2)、直线运动***支架(3)、行程测量装置(4)和转矩测量装置(10)，其中，直线电机支架(2)用于对直线电机进行支撑，所述直线运动***支架(3)中滑动连接有引导轴(31)，所述引导轴(31)的一端与直线电机输出轴连接，另一端通过压力传感器(13)与行程测量装置(4)的一端连接，所述行程测量装置(4)的另一端与转矩测量装置(10)连接，所述直线电机支架(2)、引导轴(31)、压力传感器(13)和转矩测量装置(10)同轴度。
2.根据权利要求1所述的一种直线驱动电机推拉力及行程测试装置，其特征在于，所述行程测量装置(4)包括齿条(8)和光栅尺(9)，其中，所述齿条(8)一端通过第三连接头(7)与压力传感器(13)连接，齿条(8)上的齿槽与所述转矩测量装置(10)啮合，所述光栅尺(9)设置在齿条(8)前端，所述光栅尺(9)的读数头设置在第三连接头(7)上，所述光栅尺(9)的尺身设置在转矩测量装置(10)表面。
3.根据权利要求2所述的一种直线驱动电机推拉力及行程测试装置，其特征在于，所述光栅尺(9)与光栅尺数显装置连接用于显示光栅尺(9)移动的位移数据用来表示直线电机的行程。
4.根据权利要求1所述的一种直线驱动电机推拉力及行程测试装置，其特征在于，所述转矩测量装置(10)包括制动装置(12)和制动器(11)，所述制动装置(12)的连接端通过联轴器与制动器(11)连接用于输出转矩，制动装置(12)制动端上的小齿与行程测量装置(4)啮合。
5.根据权利要求4所述的一种直线驱动电机推拉力及行程测试装置，其特征在于，所述制动器(11)为磁粉制动器。
6.根据权利要求1所述的一种直线驱动电机推拉力及行程测试装置，其特征在于，所述直线运动***支架(3)内部设置有滚轴，所述引导轴(31)通过滚轴在直线运动***支架(3)中实现滑动。
7.根据权利要求1所述的一种直线驱动电机推拉力及行程测试装置，其特征在于，所述底座(1)上设置有滑槽，所述直线电机支架(2)滑动连接在滑槽中。
8.根据权利要求1所述的一种直线驱动电机推拉力及行程测试装置，其特征在于，所述压力传感器(13)与压力传感器数显装置连接用于读取直线电机的实际负载。
9.一种直线驱动电机推拉力及行程测试方法，其特征在于，使用权利要求1-8中任一项所述的测试装置进行测试，具体步骤为：
S1在直线电机支架(2)上安装好直线电机，调整直线电机输出轴与引导轴(31)、压力传感器(13)和转矩测量装置(10)同轴度；
S2直线电机开始运行，调整转矩测量装置(10)对直线电机的负载，使压力传感器(13)测得的负载处于要求范围内；
S3当直线电机为推力状态时，直线电机输出轴推动引导轴(31)在直线运动***支架(3)内滑动，引导轴(31)带动压力传感器(13)、转矩测量装置(10)同时向直线电机推动的方向运动，行程测量装置(4)获取直线电机的行程。
10.根据权利要求5所述的一种直线驱动电机推拉力及行程测试方法，其特征在于，当直线电机为拉力状态时，直线电机输出轴拉动引导轴(31)在直线运动***支架(3)内滑动，引导轴(31)带动第带动压力传感器(13)、转矩测量装置(10)同时向直线电机拉动的方向运动，行程测量装置(4)获取直线电机的行程。
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