一种可重构式多功能伺服电机性能测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可重构式多功能伺服电机性能测试系统，包括电机静态模块惯量测试模块、电机动态模块惯量测试模块、扭矩测试模块、电机角度测试模块等。为便于在测试系统中模拟伺服电机所受不同工况条件，并开展伺服电机的多项性能测试，各模块单元可采用自由组合拼接的重构技术进行测试系统功能扩展；其由各模块单元底座上的导向槽和导向键及模块输出轴间的联轴器完成拼接固定；通过不同模块的拼接重构，可实现单和/或双电机对拖驱动下的，模拟多种工况条件下的电机转速特性、转矩负载特性、惯量特性、功率特性、速度和位置控制性能的测试工作；为实现电机惯量辨识、干扰抑制控制、控制参数自适应整定、电机同步控制等科学研究提供服务。

【技术实现步骤摘要】
一种可重构式多功能伺服电机性能测试系统
本专利技术涉及伺服性能测试
，尤其涉及一种可重构式多功能伺服电机性能测试系统。
技术介绍
电机作为一种将电能转化为机械能的装置，不管是在工业还是其他行业中都起到及其重要的作用。而其中的伺服电机因其控制精度高，适应性强等特点，在自动化设备的应用中有着极其重要地位。特别是近年来工业机器技术的进步和机器人领域的不断拓展，对作为关节驱动部件的伺服电机要求也越来越高，控制也越来越严格。为满足这类高精度、变惯量、变负载情况下伺服电机控制性能的提升，研究专利技术一种适应多重测试条件下的伺服电机性能测试系统并开展伺服电机各项性能测试是进行电机控制算法设计的基础和重要条件。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种可重构式多功能伺服电机性能测试系统，可根据需要对各测试模块自由组合来完成多重测试条件下的伺服电机性能测试。本专利技术的实施例提供一种可重构式多功能伺服电机性能测试系统，包括至少四测试模块，其中四所述测试模块分别为电机静态模块惯量测试模块、电机动态模块惯量测试模块、扭矩测试模块和电机角度测试模块，每一所述测试模块均包括彼此独立的功能组件和彼此独立的底座，所述功能组件和所述底座一一对应的相互固定；一所述功能组件可通过联轴器与其他功能组件任意拼接，且与其他功能组件拼接时，与该功能组件对应的底座通过导向键与与该功能组件拼接的其他功能组件的底座拼接，从而可开展对伺服电机在不同工况条件下的模拟和对伺服电机的多项性能参数的测试。进一步地，四所述底座具有相同的高度，每一所述底座上均设有相互平行的双列导向槽，与该底座对应的功能组件位于该双列导向槽之间；多个底座相互拼接时，相互拼接的底座上的双列导向槽直线对接，一所述底座上的一导向槽和另一底座上的与之共线的导向槽通过一或多个导线键可拆卸的固定连接；与所述电机静态模块惯量测试模块、电机动态模块惯量测试模块、扭矩测试模块和电机角度测试模块一一对应的四所述底座分别为静态模块底座、动态模块底座、扭矩底座和角度底座；所述扭矩底座和角度底座上的双列导向槽横穿所述扭矩底座和角度底座的上表面并连通所述扭矩底座和角度底座的左、右侧面，所述静态模块底座和动态模块底座上的双列导向槽半横穿所述静态模块底座和动态模块底座的上表面且连通所述静态模块底座和动态模块底座的右或左侧面；四底座是由一整块平整钢板经过经线切割而成。进一步地，所述电机静态模块惯量测试模块的功能组件包括静态模块伺服电机、通过联轴器与所述静态模块伺服电机连接的静态模块飞轮和供所述静态模块飞轮的输出轴穿过的轴承座，静态模块飞轮的输出轴为静态模块输出轴，所述静态模块伺服电机、静态模块飞轮、静态模块轴承座和静态模块输出轴排列成一条与导向槽相互平行的直线；所述静态模块伺服电机和静态模块轴承座分别通过静态模块伺服电机支座和静态模块轴承座支座固定于所述静态模块底座，所述静态模块飞轮悬于所述静态模块底座的上方；所述静态模块底座上的双列导向槽位于背向所述静态模块伺服电机的一侧；所述静态模块输出轴用于通过联轴器与其他功能组件共轴线连接。进一步地，所述静态模块伺服电机的控制模式包括位置、速度、转矩、位置+转矩和速度+转矩中的一种或者多种，所述静态模块伺服电机背向静态模块输出轴的一侧固定连接有静态模块角度测量编码器，一静态模块伺服驱动器通过总线连接所述静态模块伺服电机和静态模块角度测量编码器，所述静态模块角度测量编码器用于测量静态模块伺服电机运行过程中的角度信息并将该角度信息通过总线反馈给静态模块伺服驱动器，所述静态模块伺服驱动器用于通过总线完成在不同控制模式下对静态模块伺服电机运行过程中的位置、速度、加速度和力矩信号中的一种或者多种的检测。进一步地，所述电机动态模块惯量测试模块的功能组件包括动态模块伺服电机、与所述动态模块伺服电机的电机输出轴连接的磁粉制动器和所述磁粉制动器的输出轴，所述磁粉制动器的输出轴为动态模块输出轴，所述动态模块伺服电机、电机输出轴、磁粉制动器和动态模块输出轴排列成一条与导向槽相互平行的直线；所述动态模块伺服电机和磁粉制动器分别通过动态模块伺服电机支座和磁粉制动器支座固定于所述动态模块底座；所述动态模块底座上还固定有离合器，所述离合器的一侧的中心连接有飞轮组，另一端的中心通过传动装置连接所述电机输出轴；所述动态模块底座上的双列导向槽位于背向所述动态模块伺服电机的一侧；所述动态模块输出轴用于通过联轴器与其他功能组件共轴线连接。进一步地，所述动态模块伺服电机的控制模式包括位置、速度、转矩、位置+转矩和速度+转矩中的一种或者多种，所述动态模块伺服电机背向动态模块输出轴的一侧固定连接有动态模块角度测量编码器，一动态模块伺服驱动器通过总线连接所述动态模块伺服电机和动态模块角度测量编码器；所述动态模块角度测量编码器用于测量动态模块伺服电机运行过程中的角度信息并将该角度信息通过总线反馈给动态模块伺服驱动器；所述动态模块伺服驱动器用于通过总线完成在不同控制模式下对动态模块伺服电机运行过程中的位置、速度、加速度和力矩信号中的一种或者多种的检测；所述磁粉制动器在输入动态模块变化的励磁电流下，可以对动态模块伺服电机提供正比于电流变化的负载转矩以使动态模块伺服电机负载转矩实时连续可调。进一步地，所述传动装置包括固定于所述电机输出轴的主动带轮、固定于所述离合器的从动带轮和连接所述主动带轮和从动带轮的同步带；所述离合器包括位于中心的离合器轴，所述飞轮组包括与所述离合器轴一体安装的固定飞轮片和固定于所述固定飞轮片且与所述固定飞轮片共旋转轴线的一片或者相互叠装的多片飞轮盘，所述离合器轴连接从动带轮；在离合器的作用下，可实现将飞轮组惯量接入动态模块伺服电机，从而模拟实际伺服电机工作中外部负载惯量突然改变的工况条件。进一步地，所述扭矩测试模块的功能组件包括扭矩传感器和两扭矩输出轴，所述两扭矩输出轴左右对称的设于所述扭矩传感器的中心；所述扭矩传感器通过扭矩传感器支座固定于所述扭矩底座，两扭矩输出轴均用于通过对应的联轴器与其他功能组件共轴线连接。进一步地，所述电机角度测试模块还包括角度编码器和角度输出轴，所述角度输出轴设于所述角度编码器的中心；所述角度编码器通过角度编码器支座固定于所述角度底座，所述角度输出轴用于通过对应的联轴器与其他功能组件共轴线连接。进一步地，测试伺服电机的转动角度，位置或速度时，所述电机静态模块惯量测试模块或电机动态模块惯量测试模块与所述电机角度测试模块拼接；测试伺服电机的输出扭矩或伺服电机的同步性能或在双电机对拖情况下进行实验时，所述电机静态模块惯量测试模块、扭矩测试模块和电机动态模块惯量测试模块顺次连接。本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术所述的可重构式多功能伺服电机性能测试系统具有至少四种测试模块：电机静态模块惯量测试模块、电机动态模块惯量测试模块、扭矩测试模块和电机角度测试模块，所述电机静态模块惯量测试模块和所述电机动态模块惯量测试模块分别能够单独的完成对伺服电机的静态模块惯量测试和动态模块惯量测试；通过组合惯量测试模块和扭矩测试模块或电机角度测试模块，能够完成伺服电机的转动角度，位置和速度等参数的测试；组合所述电机静态模块惯量测试模块、电机动态模块惯量测试模块和扭矩测试模块，可完本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可重构式多功能伺服电机性能测试系统，其特征在于：包括至少四测试模块，其中四所述测试模块分别为电机静态模块惯量测试模块、电机动态模块惯量测试模块、扭矩测试模块和电机角度测试模块，每一所述测试模块均包括彼此独立的功能组件和彼此独立的底座，所述功能组件和所述底座一一对应的相互固定；一所述功能组件可通过联轴器与其他功能组件任意拼接，且与其他功能组件拼接时，与该功能组件对应的底座通过导向键与与该功能组件拼接的其他功能组件的底座拼接，从而可开展对伺服电机在不同工况条件下的模拟和对伺服电机的多项性能参数的测试。

【技术特征摘要】
1.一种可重构式多功能伺服电机性能测试系统，其特征在于：包括至少四测试模块，其中四所述测试模块分别为电机静态模块惯量测试模块、电机动态模块惯量测试模块、扭矩测试模块和电机角度测试模块，每一所述测试模块均包括彼此独立的功能组件和彼此独立的底座，所述功能组件和所述底座一一对应的相互固定；一所述功能组件可通过联轴器与其他功能组件任意拼接，且与其他功能组件拼接时，与该功能组件对应的底座通过导向键与与该功能组件拼接的其他功能组件的底座拼接，从而可开展对伺服电机在不同工况条件下的模拟和对伺服电机的多项性能参数的测试。2.如权利要求1所述的可重构式多功能伺服电机性能测试系统，其特征在于：四所述底座具有相同的高度，每一所述底座上均设有相互平行的双列导向槽，与该底座对应的功能组件位于该双列导向槽之间；多个底座相互拼接时，相互拼接的底座上的双列导向槽直线对接，一所述底座上的一导向槽和另一底座上的与之共线的导向槽通过一或多个导线键可拆卸的固定连接；与所述电机静态模块惯量测试模块、电机动态模块惯量测试模块、扭矩测试模块和电机角度测试模块一一对应的四所述底座分别为静态模块底座、动态模块底座、扭矩底座和角度底座；所述扭矩底座和角度底座上的双列导向槽横穿所述扭矩底座和角度底座的上表面并连通所述扭矩底座和角度底座的左、右侧面，所述静态模块底座和动态模块底座上的双列导向槽半横穿所述静态模块底座和动态模块底座的上表面且连通所述静态模块底座和动态模块底座的右或左侧面；四底座是由一整块平整钢板经过经线切割而成。3.如权利要求2所述的可重构式多功能伺服电机性能测试系统，其特征在于：所述电机静态模块惯量测试模块的功能组件包括静态模块伺服电机、通过联轴器与所述静态模块伺服电机连接的静态模块飞轮和供所述静态模块飞轮的输出轴穿过的轴承座，静态模块飞轮的输出轴为静态模块输出轴，所述静态模块伺服电机、静态模块飞轮、静态模块轴承座和静态模块输出轴排列成一条与导向槽相互平行的直线；所述静态模块伺服电机和静态模块轴承座分别通过静态模块伺服电机支座和静态模块轴承座支座固定于所述静态模块底座，所述静态模块飞轮悬于所述静态模块底座的上方；所述静态模块底座上的双列导向槽位于背向所述静态模块伺服电机的一侧；所述静态模块输出轴用于通过联轴器与其他功能组件共轴线连接。4.如权利要求3所述的可重构式多功能伺服电机性能测试系统，其特征在于：所述静态模块伺服电机的控制模式包括位置、速度、转矩、位置+转矩和速度+转矩中的一种或者多种，所述静态模块伺服电机背向静态模块输出轴的一侧固定连接有静态模块角度测量编码器，一静态模块伺服驱动器通过总线连接所述静态模块伺服电机和静态模块角度测量编码器，所述静态模块角度测量编码器用于测量静态模块伺服电机运行过程中的角度信息并将该角度信息通过总线反馈给静态模块伺服驱动器，所述静态模块伺服驱动器用于通过总线完成在不同控制模式下对静态模块伺服电机运行过程中的位置、速度、加速度和力矩信号中的一种或者多种的检测。5.如权利要求2所述的可重构式多功能伺服电机性能测试系统，其特征在于：所述电机动态模块惯量测试模块的功能组件包括动态模块伺服电机、与所述动态...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘锦华，吴敏，何王勇，熊永华，刘三秋，杨云洪，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42