[发明专利]可调间隙实验平台

说明书

本发明公开了一种可调间隙实验平台，涉及伺服电机领域，主要用于研究间隙对伺服系统运动性能的影响和验证间隙辨识及补偿算法的正确性。本发明所述可调间隙实验平台包括底座、支撑架、伺服电机(含驱动器)、间隙环节、光轴和负载块。两块U型支撑架分别固定在底座，伺服电机固定到其中一支撑架的一个端面上，伺服电机轴与间隙环节相连接，间隙环节通过第一轴用线性支撑和光轴连接，光轴的另一端亦通过第二轴用线性支撑和负载块相连接，光轴通过滚动轴承安装在支撑架上。本实验平台具有角度间隙大小可调、电机直驱和负载惯量比大小可调等特点，满足了关于间隙大小对伺服系统运动性能影响的研究要求。

技术领域

本发明涉及一种可调间隙实验平台，具体涉及用来研究间隙大小对伺服系统运动性能影响的可调间隙实验平台。

背景技术

在伺服系统中，丝杠和齿轮箱经常会引入间隙。间隙是一种带有记忆特性的硬非线性现象，它的出现会加速机械零件的磨损；在一些对精度要求比较高的场合，由它导致振动、延迟和误差往往会降低系统的运动性能。为了能够详尽地研究间隙大小对伺服系统运动性能的影响，我们需要借助一个间隙大小可调的实验平台。

目前，已有的可调间隙实验平台大多都是线性间隙，即引入间隙的一对运动构件相互做线性位移。通常伺服系统用的是旋转电机，如果转换为线性运动，一般要引入丝杠或者齿轮齿条机构来实现。而这么做会大大降低伺服系统的负载惯量比，导致研究结果不具有代表性。少数实验平台虽然采用了角度间隙，但是他们的定位夹紧装置比较复杂，不便于人工操作。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种可调间隙实验平台，用来研究间隙大小对伺服系统运动性能影响。

发明内容

针对上存在的问题，本发明设计了一种可调间隙实验平台，间隙的形式为角度间隙，间隙定位方式为孔面定位，连接方式为紧定螺钉连接。为使系统负载惯量比可调，还设计了统一以尺寸的负载块。整个实验平台具有操作方便，负载惯量比大范围可调的优点，满足了关于间隙大小对伺服系统运动性能影响的研究要求。

为达到上述目的，本发明所述的可调间隙实验平台，包括伺服电机、间隙环节、传动轴和负载块，所述伺服电机安装在支撑架上，所述支撑架安装在底座上，所述负载块套装在所述传动轴上，所述间隙环节直接连接所述传动轴与所述伺服电机的转轴。

进一步地，所述间隙环节采用角度间隙，大小可调。

进一步地，所述传动轴采用光轴。

进一步地，所述负载块采用一块或多块相同尺寸的负载。

进一步地，所述间隙环节由电机侧连接零件(4)、间隙调整零件(5)、光轴侧连接零件(6)组成，其中，所述间隙调整零件(5)相对于所述电机侧连接零件(4)采用孔面定位方式，径向采用紧定螺钉固定，所述光轴侧连接零件(6)的扇状凸台插入所述电机侧连接零件(4)和所述间隙调整零件(5)所形成的空间中从而形成间隙，所述间隙的大小通过转动所述间隙调整零件(5)来调整。

进一步地，所述伺服电机通过过盈配合及平键方式和所述电机侧连接零件(4)相连接。

进一步地，所述光轴侧连接零件(6)通过第一轴用线性支撑(7)与转动轴完成紧固连接。

进一步地，所述支撑架包括前支撑架(2)和后支撑架(10)，所述前支撑架(2)与所述后支撑架(10)为两端面均打通孔的U型架，其中所述前支撑架(2)与所述伺服电机相连接端面还均布四个螺纹孔，端面上的通孔基本尺寸和所述伺服电机的圆形凸台尺寸相同，所述前支撑架(2)右端面与所述后支撑架(10)的右端面的通孔上均装有滚动轴承以支撑转动轴。

进一步地，所述传动轴与所述负载块之间采用第二轴用线性支撑(12)来进行紧固连接。

进一步地，所述负载块是中间打有通孔的圆盘状零件，所述圆盘状零件的端面均布两个沉头孔和两个螺纹孔，所述负载块之间通过螺钉进行紧固连接。