一种陀螺电机用预紧力精控装置及方法制造方法及图纸

一种陀螺电机用预紧力精控装置，包括安装底板以及设置在该安装底板上的陀螺电机、升降支撑组件、两个夹紧组件、测控组件、左侧抱紧组件、右侧抱紧组件和推平组件，本发明专利技术的一种陀螺电机用预紧力精控装置及方法，其能够快速、高效地对陀螺电机运行过程中的阻力力矩进行有效测量，并能够根据检测结果，定量、准确地对陀螺电机端部的六角螺母进行拧紧角度调整，以使陀螺电机达到预设的规定预紧力，装置整体结构简单，操作方便，精准度高，实用效果好。实用效果好。实用效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种陀螺电机用预紧力精控装置及方法


[0001]本专利技术涉及陀螺电机预紧力调控
，具体的说是一种陀螺电机用预紧力精控装置及方法。

技术介绍

[0002]陀螺电机通常体积较小，微型陀螺电机大多安装在比较重要的零部件上，它的运行影响着整个设备的稳定性和使用寿命。因此，在陀螺电机的运行过程中，对其阻力力矩以及启动力矩都有比较严格的要求。在陀螺电机的具体结构中，中心轴两端螺母拧紧程度带来的预紧力会直接影响陀螺电机的阻力力矩。由于陀螺电机本身体积很小，其对于预紧力的调控要求就相对较高，螺母的稍微拧紧或拧松调节就会造成陀螺电机预紧力的大幅变化。
[0003]目前，现有技术中对于陀螺电机预紧力的调节，大多是通过人工手动多次尝试拧动的方式进行的。这种调控方式精准度差，工作效率低，且很难达到标准要求。因此，如何实现精准控制陀螺电机的预紧力是本领域急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的技术目的为：提供一种陀螺电机用预紧力精控装置及方法，其能够快速、高效地对陀螺电机运行过程中的阻力力矩进行有效测量，并能够根据检测结果，定量、准确地对陀螺电机端部的六角螺母进行拧紧角度调整，以使陀螺电机达到预设的规定预紧力，装置整体结构简单，操作方便，精准度高，实用效果好。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题，所提供的技术方案是：一种陀螺电机用预紧力精控装置，包括安装底板以及设置在该安装底板上的陀螺电机、升降支撑组件、两个夹紧组件、测控组件、左侧抱紧组件、右侧抱紧组件和推平组件，升降支撑组件设置在陀螺电机的正下方，用于对陀螺电机进行左右两侧轴向两端夹紧前的架设支撑，两个夹紧组件分别设置在陀螺电机轴向的左右两端，夹紧组件包括驱动单元、支撑单元、轴承单元和喇叭口状夹具，支撑单元竖直设置在安装底板的上方，轴承单元包括至少一个架设在支撑单元顶端的转动轴承，喇叭口状夹具水平穿设在转动轴承上，且其喇叭口端朝向陀螺电机中心轴的其中一端设置，使左右两个夹紧组件能够在各自驱动单元的带动下对陀螺电机中心轴的左右两端进行轴向夹紧；测控组件包括控制机构，以及与控制机构电连接的光电传感器和步进伺服电机，控制机构与陀螺电机、升降支撑组件、两个夹紧组件、左侧抱紧组件、右侧抱紧组件和推平组件电连接，光电传感器用以测定陀螺电机运行过程中的摩擦力矩M，步进伺服电机设置在位于陀螺电机右侧的夹紧组件上，并能在夹紧组件的带动下进行左右运动，步进伺服电机输出轴的末端连接在右侧夹紧组件的喇叭口状夹具上，其能带动右侧喇叭口状夹具进行轴向转动，所述的右侧抱紧组件连接在步进伺服电机上，用于在控制机构的控制下对陀螺电机右侧的喇叭口状夹具进行卡箍抱紧，左侧抱紧组件设置在位于陀螺电机左侧的支撑单元
上，用于在控制机构的控制下对陀螺电机左侧的喇叭口状夹具进行卡箍抱紧；在陀螺电机左右两侧的中心轴上分别安装有一个用于进行预紧力调节的六角螺母，所述的推平组件对应于陀螺电机右侧的六角螺母设置，推平组件包括竖直安装杆以及设置在竖直安装杆上的推平电机和水平推杆，在水平推杆的下方安装有一个可自由转动的钢球，推平电机与控制机构连接，使推平电机能够在控制机构的控制下，带动水平推杆和钢球对陀螺电机右侧的六角螺母进行位置调整，以实现对陀螺电机预紧力的精准调控。
[0006]进一步地，所述的升降支撑组件包括两个用于支撑陀螺电机中心轴的V型块，两个V型块左右对称设置在陀螺电机的下方，且两个V型块之间的间距大于陀螺电机左右两侧中心轴上两个预紧力调控用六角螺母之间的间距。
[0007]进一步地，在位于陀螺电机左侧的喇叭口状夹具上设置有用于放置陀螺电机电线的容置槽。
[0008]进一步地，所述的驱动单元包括驱动电机、齿轮和齿条，其中，齿轮固定在驱动电机的输出轴上，齿条与齿轮配合设置，驱动电机能够经由齿轮和齿条的配合，带动支撑单元、轴承单元和喇叭口状夹具整体进行沿陀螺电机轴向的左右移动，以实现对陀螺电机中心轴端部的轴向夹紧和松开。
[0009]进一步地，所述的驱动电机通过一个电机支座固定在安装底板上。
[0010]进一步地，所述的步进伺服电机通过一个安装座固定在齿条上。
[0011]进一步地，所述的支撑单元包括竖直设置在安装底板上的夹具支座，该夹具支座的顶端呈U型结构。
[0012]进一步地，所述的轴承单元包括左右对称设置在支撑单元顶端的两个转动轴承，在两个转动轴承之间还安装有用于对其进行定位的弹簧挡圈。
[0013]进一步地，所述的光电传感器通过一个传感器支架设置在陀螺电机的上方，传感器支架固定在安装底板上。
[0014]一种陀螺电机预紧力精准调控的方法，包括以下步骤：步骤一、将陀螺电机一侧中心轴上的六角螺母拧紧至规定位置，再将另一侧中心轴上的六角螺母轻拧至刚接触陀螺电机端面位置；步骤二、接通陀螺电机电源，之后，将陀螺电机放置在升降支撑组件上，并使陀螺电机上六角螺母未拧紧端朝向步进伺服电机设置，调控升降支撑组件带动陀螺电机进行升降调节，使陀螺电机的中心轴与两个夹紧组件中的喇叭口状夹具位于同轴位置；步骤三、通过控制机构调控左右两个夹紧组件对陀螺电机中心轴的左右两端进行轴向夹紧，之后，控制升降支撑组件下落至运行不干扰位置，然后，控制机构控制步进伺服电机带动右侧喇叭口状夹具进行轴向转动，以消除左右两侧喇叭口状夹具与陀螺电机中心轴之间的同轴误差；步骤四、控制步进伺服电机停止转动，之后，控制机构控制左侧抱紧组件对左侧喇叭口状夹具进行卡箍抱紧；步骤五、启动陀螺电机，当其达到规定转速并稳定运行后断电，过程中，控制机构控制测控组件对陀螺电机启动时的电压、电流，以及陀螺电机稳定运行断电后自由停止过程中的衰减加速度进行测定，以计算得到陀螺电机当前的启动力矩和运行中摩擦力矩，并与要求值进行比对，若陀螺电机当前的启动力矩和运行中摩擦力矩满足要求值范围，则控
制机构控制升降支撑组件升起，并控制两侧夹紧组件各自向远离陀螺电机方向运动，以取下陀螺电机；若陀螺电机当前的启动力矩和运行中摩擦力矩不满足要求值范围，则判断需要拧紧还是拧松右侧六角螺母；步骤六、控制机构控制左侧抱紧组件松开抱紧，之后，控制机构控制推平组件动作，使钢球在拧动右侧六角螺母方向上完全推过右侧六角螺母；步骤七、控制机构控制右侧抱紧组件对右侧喇叭口状夹具进行卡箍抱紧，之后，根据步骤五的拧紧或拧松判断，控制步进伺服电机进行逆时针或顺时针转动2*θ1角度；其中θ1由下述公式计算得到：式中，L为六角螺母的中心至其任意一个顶点的距离，h1为钢球最低点至水平推杆下端面的高度，h2为六角螺母上表面水平时其上表面至钢球最低点的高度，h3为六角螺母中心至其任意一条边的高度，其中，h1＞0，h2＞0，h1+h2+h3＜L；步骤八、控制机构控制左侧抱紧组件对左侧喇叭口状夹具进行卡箍抱紧；步骤九、启动陀螺电机，当其达到规定转速并稳定运行后断电，过程中，控制机构控制测控组件对陀螺电机启动时的电压、电流，以及陀螺电机稳定运行断电后自由停止过程中的衰减加速度进行测定，以计算得到陀螺电机当前的启动力矩和运行中摩擦力矩，并与要求值进行比对，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陀螺电机用预紧力精控装置，其特征在于：包括安装底板（2）以及设置在该安装底板（2）上的陀螺电机（1）、升降支撑组件、两个夹紧组件、测控组件、左侧抱紧组件（3）、右侧抱紧组件（4）和推平组件，升降支撑组件设置在陀螺电机（1）的正下方，用于对陀螺电机（1）进行左右两侧轴向两端夹紧前的架设支撑，两个夹紧组件分别设置在陀螺电机（1）轴向的左右两端，夹紧组件包括驱动单元、支撑单元、轴承单元和喇叭口状夹具（5），支撑单元竖直设置在安装底板（2）的上方，轴承单元包括至少一个架设在支撑单元顶端的转动轴承（6），喇叭口状夹具（5）水平穿设在转动轴承（6）上，且其喇叭口端朝向陀螺电机（1）中心轴的其中一端设置，使左右两个夹紧组件能够在各自驱动单元的带动下对陀螺电机（1）中心轴的左右两端进行轴向夹紧；测控组件包括控制机构（7），以及与控制机构（7）电连接的光电传感器（8）和步进伺服电机（9），控制机构（7）与陀螺电机（1）、升降支撑组件、两个夹紧组件、左侧抱紧组件（3）、右侧抱紧组件（4）和推平组件电连接，光电传感器（8）用以测定陀螺电机（1）运行过程中的摩擦力矩M，步进伺服电机（9）设置在位于陀螺电机（1）右侧的夹紧组件上，并能在夹紧组件的带动下进行左右运动，步进伺服电机（9）输出轴的末端连接在右侧夹紧组件的喇叭口状夹具（5）上，其能带动右侧喇叭口状夹具（5）进行轴向转动，所述的右侧抱紧组件（4）连接在步进伺服电机（9）上，用于在控制机构（7）的控制下对陀螺电机（1）右侧的喇叭口状夹具（5）进行卡箍抱紧，左侧抱紧组件（3）设置在位于陀螺电机（1）左侧的支撑单元上，用于在控制机构（7）的控制下对陀螺电机（1）左侧的喇叭口状夹具（5）进行卡箍抱紧；在陀螺电机（1）左右两侧的中心轴上分别安装有一个用于进行预紧力调节的六角螺母（10），所述的推平组件对应于陀螺电机（1）右侧的六角螺母（10）设置，推平组件包括竖直安装杆（11）以及设置在竖直安装杆（11）上的推平电机和水平推杆（12），在水平推杆（12）的下方安装有一个可自由转动的钢球（13），推平电机与控制机构（7）连接，使推平电机能够在控制机构（7）的控制下，带动水平推杆（12）和钢球（13）对陀螺电机（1）右侧的六角螺母（10）进行位置调整，以实现对陀螺电机（1）预紧力的精准调控。2.根据权利要求1所述的一种陀螺电机用预紧力精控装置，其特征在于：所述的升降支撑组件包括两个用于支撑陀螺电机（1）中心轴的V型块（14），两个V型块（14）左右对称设置在陀螺电机（1）的下方，且两个V型块（14）之间的间距大于陀螺电机（1）左右两侧中心轴上两个预紧力调控用六角螺母（10）之间的间距。3.根据权利要求1所述的一种陀螺电机用预紧力精控装置，其特征在于：在位于陀螺电机（1）左侧的喇叭口状夹具（5）上设置有用于放置陀螺电机（1）电线的容置槽（15）。4.根据权利要求1所述的一种陀螺电机用预紧力精控装置，其特征在于：所述的驱动单元包括驱动电机（16）、齿轮（17）和齿条（18），其中，齿轮（17）固定在驱动电机（16）的输出轴上，齿条（18）与齿轮（17）配合设置，驱动电机（16）能够经由齿轮（17）和齿条（18）的配合，带动支撑单元、轴承单元和喇叭口状夹具（5）整体进行沿陀螺电机（1）轴向的左右移动，以实现对陀螺电机（1）中心轴端部的轴向夹紧和松开。5.根据权利要求4所述的一种陀螺电机用预紧力精控装置，其特征在于：所述的驱动电机（16）通过一个电机支座（19）固定在安装底板（2）上。6.根据权利要求4所述的一种陀螺电机用预紧力精控装置，其特征在于：所述的步进伺服电机（9）通过一个安装座（20）固定在齿条（18）上。
7.根据权利要求1所述的一种陀螺电机用预紧力精控装置，其特征在于：所述的支撑单元包括竖直设置在安装底板（2）上的夹具支座（21），该夹具支座（21）的顶端呈U型结构。8.根据权利要求1或7所述的一种陀螺电机用预紧力精控装置，其特征在于：所述的轴承单元包括左右对称设置在支撑单元顶端的两个转动轴承（6），在两个转动轴承（6）之间还安装有用于对其进...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佳兴，王志伟，倪艳光，王恒迪，朱雯慧，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：