一种新型电动伺服式单轴激振试验台制造技术

本实用新型专利技术提供一种新型电动伺服式单轴激振试验台,包括由伺服电机、与伺服电机侧向连接的精密直角减速机、柔性联轴器、通过柔性联轴器与精密直角减速机相连接的滚珠丝杠、连接于滚珠丝杠螺母上的内套筒推杆、作动器的外套筒、连接于作动器内套筒推杆前端的法兰盘、安装于法兰盘上端的工作盘、安装于工作下端的直线导轨、用于安装直线导轨轴承座的试验台台架、安装于试验台架上的位移传感器组成。本实用新型专利技术传动效率和精度高、响应快、运动平稳可逆、噪音小、同步性能好、控制使用简便、数据输出及处理操作性强、适用范围广、寿命及安全性高，方便相关人员自主开展一系列有意义的试验及测试。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种新型电动伺服式单轴激振试验台，可以作为相关物体的激振测试设备、特殊物质的筛选设备等，帮助相关研发人员开展一系列有意义的测试。
技术介绍
传统的激振装置主要有机械式、液压式等组成方式。机械式激振装置主要由直流电机、单/双偏心轮或凸轮等相关机构组成；液压式激振装置主要通过液压伺服阀、液压作动筒、减震器等元件组成并进行相关激励振动。随着工业技术的不断发展，当前应用较多的激振装置主要为液压伺服激振装置，本新型主要是针对当前的液压伺服激振试验台存在诸多缺点而提出的，当前液压伺服源激振设备主要不足如下：1.响应速度慢、运行平稳度差、噪音大、性价比低。当前的液压伺服激振装置主要使用液压源作为动力源及作动源，须使用液压伺服阀，其液压信号传递速度慢不易进行校正，系统响应慢；液体弹性模数受温度和混入其中的空气影响较大，低温时摩擦大，高温时易泄露，运行平稳度差；试验台的NVH效果欠佳，液压有缘噪音大，而选用静音液压油源则成本高；整体性价比低。2.控制器复杂，控制精度低。液压激振装置须使用专用的控制器来控制液压缸及蓄能器进行动力输出，控制器较为复杂，且油源的特殊性质导致其控制复杂且精度较低。3.设计参数局限性大、过载能力差、空间布置需求高。液压激振试验台设计过程中，相关作动力及行程等设计参数一旦确定，即无法变更；液压系统如需提供较大作动力，还须选用具有较大容量的压力蓄能器，且动力限定性强，瞬时过载能力差；液压缸及其蓄能器结构复杂，连接附属管路复杂，占据空间大，不易布置安装。4.信号输出范围小，稳定性差，数据处理的操作性差。液压激振装置，输出信号范围小，可提取的相关数据及接口有限，传感器多与液压系统同步集成，数据后期处理复杂，且不便储存。5.安装及后期调整维护繁琐，使用寿命及安全性低。液压伺服激振装置使用液压源作为激励源，把液压源的液压能转换为机械能，机械部件和液压油配置安装过程繁琐，且长期使用带来的设备老化及系统运行过程中产生的漏油现象一直是众多液压执行系统的弱点，使液压油易受到污染，并容易造成执行机构堵塞，直接导致其维护工作复杂；漏油现象作为其弱点，不仅对环境造成污染，更导致润滑失效，造成使用寿命低，且容易引发火灾，安全性差。
技术实现思路
针对当前液压伺服激振装置存在的以上不足，本技术的目的是：提供一种响应快、运行平稳、噪音小、性价比高、控制简便、参数配置调整简单、数据输出及处理操作性强、安装维护方便、寿命及安全性高、适用范围广的激振试验台，以克服现有大部分激振试验台的不足。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种新型电动伺服式单轴激振试验台,其包括由伺服电机、与伺服电机侧向连接的精密直角减速机、柔性联轴器、通过柔性联轴器与精密直角减速机相连接的滚珠丝杠、连接于滚珠丝杠螺母上的内套筒推杆、作动器的外套筒、连接于作动器内套筒推杆前端的法兰盘、安装于法兰盘上端的工作盘、安装于工作盘下端的直线导轨、用于安装直线导轨轴承座的试验台台架、安装于试验台架上的位移传感器组成。所述伺服电机由伺服放大器控制，所述伺服放大器与PLC相连接，所述PLC与一计算机连接，所述计算机用于向所述PLC发出控制信号并传递给所述伺服放大器；伺服电机的输出轴通过法兰端面与所述精密直角减速机的输入轴端面相连接，精密直角减速机的输出轴与滚珠丝杠的下端通过所述柔性联轴器相连接。所述内套筒推杆的下端安装于所述滚珠丝杠螺母的法兰上端面，随着滚珠丝杠的转动，所述的内外套筒相互配合，实现内套筒随丝杠螺母在垂直方向上的直线运动。所述位移传感器安装于所述试验台台架的上端面，所述位移传感器为拉线式位移传感器，其拉线头端安装于所述工作盘下端，拉线式位移传感器输出端与所述测量显示控制仪相连接，通过数据采集装置，用于实时测量所述作动器的位移值，根据作动器的行程范围，在测量显示控制仪上设定监测报警量程的上下限范围。所述测量显示控制仪内集成有继电器，所述继电器为无源继电器，通过测量显示控制仪的输出端口连接到控制电路中；当测量显示控制仪监测到的拉线式位移传感器测得的数值超出之前设定的预警安全范围时，向测量显示控制仪内部的无源继电器发出控制信号，继电器随之发出断路信号，使控制电路信号传输中断，即PC向伺服放大器输出的控制指令脉冲被中断，连接在伺服电机编码器后的电磁制动器通过电磁力迫使伺服电机立即停止工作达到保护系统的目的。本技术的试验台采用双层板平面，进行直线轴承及直线轴承座的安装，有效削弱激振过程中产生的侧向力对机械结构带来的损伤。采用支架结构对作动器主体进行安装固定，保证了作动器运行过程中的稳定性。本技术区别于传统激振装置包括如下：1、采用伺服电机作为动力输出装置，由于伺服电机为脉冲控制，脉冲信号是按光速来传递信息，且易于综合和校正，电机加减速的动态响应时间短，一般在几十毫秒之内，响应快；采用伺服电机配合机械设备传动，不会产生缺步运行现象，运行较为平稳，且伺服电机的发热和噪音较低；伺服系统成本低于液压伺服装置，性价比高。2、试验台通过PC及控制软件、PLC、伺服放大器、伺服电机、传感器及配套显示控制仪表等共同控制，实现方法简单，伺服放大器通过接收输出的控制脉冲对伺服电机进行角位移控制，可实现高精度定位及高精度的扭力测试，控制简单可行；伺服电机尾部的增量编码器所具备的反馈功能更极大的提升了控制精度，实现了位置，速度和力矩的闭环控制，控制精度高。3、可根据被测试对象需要，选配或者更换相关传动零部件完成试验台运行参数变更；作为激振测试平台，可根据实际需要加装相关设备，让使用者有机会和条件为试验台改进及外部设备的再次操作进行集成，进行多种应用工况下的激振模拟；伺服电机可提供较大动力，能承受三倍于额定转矩的负载，可满足快速起动和瞬间负载波动，抗过载能力强；伺服电机和精密直角减速机之间采用侧连方式，降低了重心，整个激振系统机构体积小，结构简单，易于拆装，空间布置方便。4、采用伺服电机控制后，控制命令及相关控制文件通过计算机实现了可存储；设备运行过程中，每次作用扭力及动载荷可被记录，并生成相关测试数据、曲线报表等；选用的信号输出及控制软件范围广，可实现正弦波、方波、三角波、梯形波、谐波、锯齿波、叠加波形等用户自定义波形；试验中众多测试参数可通过用户自由选定的传感器连接测量显示控制仪进行提取，集成了控制、数据采集和输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型电动伺服式单轴激振试验台,其特征在于：包括由伺服电机、与伺服电机侧向连接的精密直角减速机、柔性联轴器、通过柔性联轴器与精密直角减速机相连接的滚珠丝杠、连接于滚珠丝杠螺母上的内套筒推杆、与内套筒配合的外套筒、连接于作动器内套筒推杆前端头的法兰盘、安装于法兰盘上端的工作盘、安装于工作盘下端的直线导轨、用于安装直线导轨轴承座的试验台台架、安装于试验台架上的位移传感器组成。

【技术特征摘要】
1.一种新型电动伺服式单轴激振试验台,其特征在于：包括由伺服电机、与
伺服电机侧向连接的精密直角减速机、柔性联轴器、通过柔性联轴器与精密直角
减速机相连接的滚珠丝杠、连接于滚珠丝杠螺母上的内套筒推杆、与内套筒配合
的外套筒、连接于作动器内套筒推杆前端头的法兰盘、安装于法兰盘上端的工作
盘、安装于工作盘下端的直线导轨、用于安装直线导轨轴承座的试验台台架、安
装于试验台架上的位移传感器组成。
2.根据权利要求1所述的试验台，其特征在于：所述伺服电机由伺服放大
器控制，所述伺服放大器与PLC相连接，所述PLC与一计算机连接，所述计算机
用于向所述PLC发出控制信号并传递给所述伺服放大器；伺服电机的输出轴通过
法兰端面与所述精密直角减速机的输入轴端面相连接，精密直角减速机的输出轴
与滚珠丝杠的下端通过所述柔性联轴器相连接。
3.根据权利要求2所述的试验台，其特征在于：所述内套筒推杆的下端安
装于所述滚珠丝杠螺母的法兰上端面，随着滚珠丝杠的转动，所述的内外套筒相
互配合，实现内套筒随丝杠螺母在垂直方向上的直线运动。
4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晶，王百键，谢正超，徐弢，邓睿，
申请(专利权)人：澳门大学，
类型：新型
国别省市：中国澳门;82