直线电机加载的扭矩标定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了直线电机加载的扭矩标定装置,为克服制造与建筑成本增加、对地基要求高的问题，其包括实验平台、固定支撑系统、辅助支撑系统、加载系统和工件快速装夹系统；加载系统包括1号加载系统、2号加载系统与横梁，1号加载系统、2号加载系统竖直地安装在实验平台后壁两端，1号加载系统、2号加载系统顶端和横梁连接；固定支撑系统沿横向安装在实验平台上，其1号联轴器与横梁连接；工件快速装夹系统的回转工作台装置通过转轴安装在实验平台上，工件快速装夹系统的1号夹紧装置、2号夹紧装置分别安装在实验平台与其中的回转台上；辅助支撑系统通过其底板安装在实验平台的1号隔板上，其中的传感器底座从实验平台的一号矩形孔中伸出。

Torque calibration device for linear motor loading

【技术实现步骤摘要】
直线电机加载的扭矩标定装置
本技术涉及一种扭矩标定装置，更确切地说，本技术涉及一种直线电机加载的扭矩标定装置。
技术介绍
近年来，随着我国汽车、高铁、飞机、船舶等大型工业的高速发展，扭矩测量技术在现代科技装置以及工程技术的各行各业中越来越受到重视，占据着不可忽视的地位。目前国内外现有的扭矩标定装置主要采用砝码加载的方式，主要由标定装置基座、固定端、加载梁支座、加载梁及加载砝码组成。迄今为止，国内的大多数扭矩标定装置最高也就能标定5kNm的扭矩值。由于按照扭矩的计算方法，当标定5kNm的扭矩值时，假设其力臂是1m,那么就要提供的砝码的质量是500kg，但是，如果要提供10kNm或者更大量程的扭矩值时，所需的砝码的质量将会翻倍的增加，这就会造成扭矩标定装置的制造成本以及建筑成本会大大的增加。此外，在交通运输会造成很大的麻烦。另外，一些其他行业根据自己的需要，自己开发了比较简单的大量程扭矩标定装置，但是他们研制的这种类型的装置，都必须依赖已经具备的支撑设备或者是地基，这样就会产生对地面产生10KN的力，其大小与加载力相同，方向相反，也就是反作用力，由此对地基的坚固性有很大的要求。而且该类装置无法运输，且只能对单一的扭矩传感器进行标定，不具有通用性。目前，世界各国在不断的研究扭矩的测量以及标定技术，但是无异于利用砝码加载扭矩或者是利用传统旋转电机来加载扭矩这两种。前者主要由装置基座、固定端、加载梁支座、加载梁以及加载砝码组成，但是由于标定装置的重量以及力矩臂的限制，造成对于过小或者过大扭矩范围的标定，产生了很大的误差。后者则考虑到扭矩加载系统的加载精度和动态特性，其产生很大的误差。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的制造成本以及建筑成本大大的增加、在交通运输会造成很大的麻烦与对地基的坚固性要求高的问题，提供了一种直线电机加载的扭矩标定装置。为解决上述技术问题，本技术是采用如下技术方案实现的：所述的直线电机加载的扭矩标定装置包括实验平台、固定支撑系统、辅助支撑系统、加载系统与工件快速装夹系统；所述的加载系统包括1号加载系统、2号加载系统与横梁，其中：1号加载系统与2号加载系统的结构为完全相同；所述的固定支撑系统包括1号联轴器；所述的工件快速装夹系统由手动螺旋推动装置和回转工作台装置构成；其中：回转工作台装置包括转轴、回转台；手动螺旋推动装置包括1号高凸台、1号夹紧装置、2号夹紧装置与2号高凸台；所述的辅助支撑系统包括传感器底座与螺旋推动装置；实验平台安装在水平地基上，1号加载系统、2号加载系统竖直对称地安装在实验平台前壁的两端处，1号加载系统、2号加载系统的顶端通过其中的1号拉压力传感器、2号拉压力传感器和横置的横梁两端的底面连接；固定支撑系统安装在实验平台的平板台面上，1号联轴器的一端与横梁上的扭矩轴键连接，固定支撑系统与横梁相垂直；回转工作台装置通过转轴竖直地安装在固定支撑系统右侧的实验平台的平板台面上，回转台安装在伸出平板台面的转轴上，1号夹紧装置通过1号高凸台安装在回转台一侧的平板台面上，2号夹紧装置通过2号高凸台安装在回转台上；螺旋推动装置通过其中的底板安装在实验平台内部的1号隔板上的凹槽内，传感器底座安装在螺旋推动装置中的支撑板上，并从1号高凸台与回转台之间的平板台面上的1号矩形通孔中伸出。技术方案中所述的实验平台是45号钢材质的长方体形的箱体结构件，实验平台的左侧为长方体形的箱体结构件，右侧为长方体形的实心结构件，两者连成一体，箱体结构件与实心结构件的顶端面构成同处一个水平面内的实验平台的平板台面，实验平台的左侧箱体结构件右端面与实验平台的右侧实心结构件左端面共面，实验平台的左端面为左侧箱体结构件的左端面，实验平台的右端面为右侧实心结构件的右端面；1号隔板前后端水平地焊接在左侧箱体结构件右端的前后内壁的上部，1号隔板的右端面与右侧实心结构件的左端面相接触；2号隔板的前后端水平的焊接在左侧箱体结构件左端的前后内壁的上部，2号隔板的左端面与长方体形的左侧箱体结构件的左端面共面；1号隔板与2号隔板之间在左右方向不交叉、不接触，并且2号隔板位置高于1号隔板；实验平台的平板台面的左侧设置有圆凸台，圆凸台的中心处设置了1号阶梯通孔，1号阶梯通孔中用于安装1号轴承的上端孔的孔径大且深，下端孔的孔径小且浅，孔径大的大径孔与孔径小的小径孔的连接处形成了起定位作用的凸肩；圆凸台的1号阶梯通孔周围均匀地设置有4个结构相同的用以安装1号法兰盘的螺纹孔；实验平台的平板台面上设置有两个矩形通孔，1号矩形通孔位于圆凸台的右侧，1号矩形通孔的长轴与实验平台纵向方向平行，2号矩形通孔位于1号矩形通孔的，与1号矩形通孔短轴面共面，1号矩形通孔的尺寸大于2号矩形通孔的尺寸；在1号通孔右侧设置有两个螺纹孔，关于1号矩形通孔长轴方向对称，用来固定安装1号高凸台；实验平台的平板台面上设置有相对于1号矩形通孔短轴方向对称的用来安装固定装置的4个螺纹孔，4个螺纹孔位于1号矩形通孔前方。技术方案中所述的1号隔板为矩形平板结构件，1号隔板上设置有长方形凹槽，凹槽短轴对称面和实验平台中平板台面的2号矩形通孔短轴对称面重合，用来支撑螺旋推动装置中的底板；所述的2号隔板的横截面形状为反Z字形的板类结构件，所述的反Z字形的板类结构件包括下端底板、竖板和上端板，下端底板通过一长边端与竖板的一长边端垂直对称地接触连接，竖板通过其另一长边端与上端板的一长边端垂直对称地接触，下端底板、竖板与上端板之间依次连接均采用焊接方式对称地固定连接；下端底板上表面加工有用来安装步进电机的正方形凹槽；上端板是矩形板件，上端板上设置有2号阶梯通孔，2号阶梯通孔与圆凸台上的1号阶梯通孔的回转轴线共线，2号隔板的2号阶梯通孔中的顶端孔的孔径大且深，用于安装2号轴承，下端孔的孔径小且浅，孔径大的大径孔与孔径小的小径孔的连接处形成了起定位作用的凸肩。技术方案中所述的1号加载系统包括1号导轨、1号直线电机、1号上方驱动轴、1号拉压力传感器、1号铰链与4个结构相同的1号滑块；所述的1号导轨通过焊接方式垂直地安装在实验平台前端面的一端处，1号直线电机的直线电机次级采用螺钉安装在1号导轨中部的矩形平板上，4个结构相同的滑块分别套装在1号导轨的两条轨道上，两者之间为滑动连接，1号直线电机的直线电机初级通过螺钉固定安装在1号上方驱动轴上，1号上方驱动轴再安装在4个结构相同的滑块上,直线电机初级与直线电机次级纵向对称面重合，直线电机初级与直线电机次级平行，直线电机初级与直线电机次级之间留有间隙，1号上方驱动轴伸出轴上的1号铰链和1号拉压力传感器的下端轴之间采用螺栓连接，1号拉压力传感器的上端螺纹轴连接横梁。技术方案中所述的1号导轨为横截面呈H形的型钢结构件，左右两侧是两条轨道，轨道为凸台式结构件；两条轨道之间为矩形连接壁板，矩形连接壁板上均匀地设置有用来固定安装直线电机次级的螺纹孔；所述的1号滑块为长方体结构件，1号滑块的底端设置有1条贯通的矩形凹槽，1号滑块通过1条贯通的矩形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直线电机加载的扭矩标定装置,其特征在于,所述的直线电机加载的扭矩标定装置包括实验平台(1)、固定支撑系统(2)、辅助支撑系统(3)、加载系统与工件快速装夹系统；/n所述的加载系统包括1号加载系统(5)、2号加载系统与横梁(43)，其中：1号加载系统(5)与2号加载系统的结构为完全相同；/n所述的固定支撑系统(2)包括1号联轴器(14)；/n所述的工件快速装夹系统由手动螺旋推动装置(6)和回转工作台装置(4)构成；其中：回转工作台装置(4)包括转轴(30)、回转台(44)；手动螺旋推动装置(6)包括1号高凸台(9)、1号夹紧装置(8)、2号夹紧装置(11)与2号高凸台(12)；/n所述的辅助支撑系统(3)包括传感器底座(13)与螺旋推动装置；/n实验平台(1)安装在水平地基上，1号加载系统(5)、2号加载系统竖直对称地安装在实验平台(1)前壁的两端处，1号加载系统(5)、2号加载系统的顶端通过其中的1号拉压力传感器(40)、2号拉压力传感器和横置的横梁(43)两端的底面连接；固定支撑系统(2)安装在实验平台(1)的平板台面上，1号联轴器(14)的一端与横梁(43)上的扭矩轴键连接，固定支撑系统(2)与横梁(43)相垂直；回转工作台装置(4)通过转轴(30)竖直地安装在固定支撑系统(2)右侧的实验平台(1)的平板台面上，回转台(44)安装在伸出平板台面的转轴(30)上，1号夹紧装置(8)通过1号高凸台(9)安装在回转台(44)一侧的平板台面上，2号夹紧装置(11)通过2号高凸台(12)安装在回转台(44)上；螺旋推动装置通过其中的底板(45)安装在实验平台(1)内部的1号隔板(19)上的凹槽内，传感器底座(13)安装在螺旋推动装置中的支撑板(34)上，并从1号高凸台(9)与回转台(44)之间的平板台面上的1号矩形通孔中伸出。/n...

【技术特征摘要】
1.一种直线电机加载的扭矩标定装置,其特征在于,所述的直线电机加载的扭矩标定装置包括实验平台(1)、固定支撑系统(2)、辅助支撑系统(3)、加载系统与工件快速装夹系统；
所述的加载系统包括1号加载系统(5)、2号加载系统与横梁(43)，其中：1号加载系统(5)与2号加载系统的结构为完全相同；
所述的固定支撑系统(2)包括1号联轴器(14)；
所述的工件快速装夹系统由手动螺旋推动装置(6)和回转工作台装置(4)构成；其中：回转工作台装置(4)包括转轴(30)、回转台(44)；手动螺旋推动装置(6)包括1号高凸台(9)、1号夹紧装置(8)、2号夹紧装置(11)与2号高凸台(12)；
所述的辅助支撑系统(3)包括传感器底座(13)与螺旋推动装置；
实验平台(1)安装在水平地基上，1号加载系统(5)、2号加载系统竖直对称地安装在实验平台(1)前壁的两端处，1号加载系统(5)、2号加载系统的顶端通过其中的1号拉压力传感器(40)、2号拉压力传感器和横置的横梁(43)两端的底面连接；固定支撑系统(2)安装在实验平台(1)的平板台面上，1号联轴器(14)的一端与横梁(43)上的扭矩轴键连接，固定支撑系统(2)与横梁(43)相垂直；回转工作台装置(4)通过转轴(30)竖直地安装在固定支撑系统(2)右侧的实验平台(1)的平板台面上，回转台(44)安装在伸出平板台面的转轴(30)上，1号夹紧装置(8)通过1号高凸台(9)安装在回转台(44)一侧的平板台面上，2号夹紧装置(11)通过2号高凸台(12)安装在回转台(44)上；螺旋推动装置通过其中的底板(45)安装在实验平台(1)内部的1号隔板(19)上的凹槽内，传感器底座(13)安装在螺旋推动装置中的支撑板(34)上，并从1号高凸台(9)与回转台(44)之间的平板台面上的1号矩形通孔中伸出。


2.按照权利要求1所述的直线电机加载的扭矩标定装置,其特征在于,所述的实验平台(1)是45号钢材质的长方体形的箱体结构件，实验平台(1)的左侧为长方体形的箱体结构件，右侧为长方体形的实心结构件，两者连成一体，箱体结构件与实心结构件的顶端面构成同处一个水平面内的实验平台(1)的平板台面，实验平台(1)的左侧箱体结构件右端面与实验平台(1)的右侧实心结构件左端面共面，实验平台(1)的左端面为左侧箱体结构件的左端面，实验平台(1)的右端面为右侧实心结构件的右端面；1号隔板(19)前后端水平地焊接在左侧箱体结构件右端的前后内壁的上部，1号隔板(19)的右端面与右侧实心结构件的左端面相接触；2号隔板(20)的前后端水平的焊接在左侧箱体结构件左端的前后内壁的上部，2号隔板(20)的左端面与长方体形的左侧箱体结构件的左端面共面；1号隔板(19)与2号隔板(20)之间在左右方向不交叉、不接触，并且2号隔板(20)位置高于1号隔板(19)；
实验平台(1)的平板台面的左侧设置有圆凸台，圆凸台的中心处设置了1号阶梯通孔，1号阶梯通孔中用于安装1号轴承(31)的上端孔的孔径大且深，下端孔的孔径小且浅，孔径大的大径孔与孔径小的小径孔的连接处形成了起定位作用的凸肩；圆凸台的1号阶梯通孔周围均匀地设置有4个结构相同的用以安装1号法兰盘(21)的螺纹孔；实验平台(1)的平板台面上设置有两个矩形通孔，1号矩形通孔位于圆凸台的右侧，1号矩形通孔的长轴与实验平台(1)纵向方向平行，2号矩形通孔位于1号矩形通孔的下侧，与1号矩形通孔短轴面共面，1号矩形通孔的尺寸大于2号矩形通孔的尺寸；在1号通孔右侧设置有两个螺纹孔，关于1号矩形通孔长轴方向对称，用来固定安装1号高凸台(9)；实验平台(1)的平板台面上设置有相对于1号矩形通孔短轴方向对称的用来安装固定装置(18)的4个螺纹孔，4个螺纹孔位于1号矩形通孔前方。


3.按照权利要求2所述的直线电机加载的扭矩标定装置,其特征在于,所述的1号隔板(19)为矩形平板结构件，1号隔板(19)上设置有长方形凹槽，凹槽短轴对称面和实验平台(1)中平板台面的2号矩形通孔短轴对称面重合，用来支撑螺旋推动装置中的底板(45)；
所述的2号隔板(20)的横截面形状为反Z字形的板类结构件，所述的反Z字形的板类结构件包括下端底板、竖板和上端板，下端底板通过一长边端与竖板的一长边端垂直对称地接触连接，竖板通过其另一长边端与上端板的一长边端垂直对称地接触，下端底板、竖板与上端板之间依次连接均采用焊接方式对称地固定连接；下端底板上表面加工有用来安装步进电机(25)的正方形凹槽；上端板是矩形板件，上端板上设置有2号阶梯通孔，2号阶梯通孔与圆凸台上的1号阶梯通孔的回转轴线共线，2号隔板(20)的2号阶梯通孔中的顶端孔的孔径大且深，用于安装2号轴承(23)，下端孔的孔径小且浅，孔径大的大径孔与孔径小的小径孔的连接处形成了起定位作用的凸肩。


4.按照权利要求1所述的直线电机加载的扭矩标定装置,其特征在于,所述的1号加载系统(5)包括1号导轨(32)、1号直线电机、1号上方驱动轴(38)、1号拉压力传感器(40)、1号铰链(41)与4个结构相同的1号滑块(42)；
所述的1号导轨(32)通过焊接方式垂直地安装在实验平台(1)前端面的一端处，1号直线电机的直线电机次级(33)采用螺钉安装在1号导轨(32)中部的矩形平板上，4个结构相同的滑块(42)分别套装在1号导轨(32)的两条轨道上，两者之间为滑动连接，1号直线电机的直线电机初级(35)通过螺钉固定安装在1号上方驱动轴(38)上，1号上方驱动轴(38)再安装在4个结构相同的滑块(42)上,直线电机初级(35)与直线电机次级(33)纵向对称面重合，直线电机初级(35)与直线电机次级(33)平行，直线电机初级(35)与直线电机次级(33)之间留有间隙，1号上方驱动轴38伸出轴上的1号铰链(41)和1号拉压力传感器(40)的下端轴之间采用螺栓连接，1号拉压力传感器(40)的上端螺纹轴连接横梁(43)。


5.按照权利要求4所述的直线电机加载的扭矩标定装置,其特征在于,所述的1号导轨(32)为横截面呈H形的型钢结构件，左右两侧是两条轨道，轨道为凸台式结构件；两条轨道之间为矩形连接壁板，矩形连接壁板上均匀地设置有用来固定安装直线电机次级(33)的螺纹孔；
所述的1号滑块(42)为长方体结构件，1号滑块(42)的底端设置有1条贯通的矩形凹槽，1号滑块(42)通过1条贯通的矩形凹槽配装在1号导轨(32)上的凸台式的轨道上，1号滑块(42)顶端设置有安装1号上方驱动轴(38)的安装孔；
所述的1号上方驱动轴(38)由驱动端与伸出轴两部分组成，驱动端为凸台结构件，驱动端由中部凸台与上下矩形钢板座组成；上下矩形钢板座位于中部凸台的上下侧，上矩形钢板座、中部凸台与下矩形钢板座依次连成一体，上矩形钢板座、中部凸台与下矩形钢板座的底端面共面，中部凸台的厚度大于上矩形钢板座、下矩形钢板的厚度，上矩形钢板座、下矩形钢板的结构相同，上矩形钢板座、中部凸台与下矩形钢板座的宽度相等，上下矩形钢板座上设置有4个用于固定在1号滑块(42)上的螺栓孔,每侧矩形钢板座上还设置有两排用于固定直线电机初级(35)的螺栓沉头孔，中部凸台是一个长方体形的矩形凸台；1号上方驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：于立娟，牛彦昭，王聪，倪家傲，魏宁波，李栋，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22