[发明专利]高精度摩擦力动态过程测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种高精度摩擦力动态过程测试装置，其特征在于：

a.所述的测试装置包括台架(1)、动力部件、被测件工装部件和控制系统；台架(1)的台面中部固定有定位条(3)，动力部件和被测件工装部件位于定位条(3)的两侧；控制系统包括工业控制机计算机、多轴运动控制器和伺服驱动器，均通过数据线与扭矩传感器连接；

b.动力部件包括动力部件支座(4)、伺服电机(6)及电机支撑座(5)、电机联轴器(7)、扭杆弹簧(8)、传感器联轴器(9)、扭矩传感器(10)及其支座(11)；电机联轴器(7)的一端通过电机支撑座(5)上的连接孔与伺服电机(6)的输出轴连接；扭杆弹簧(8)两端的轴杆分别与电机联轴器(7)和膜片式传感器联轴器(9)相连接；传感器联轴器(9)与扭矩传感器(10)输入端连接，扭矩传感器(10)输出端接花键轴轴器(12)；

c.扭杆弹簧(8)所受扭矩弹性变形与扭矩大小为线性关系，精度为0.1％；扭矩传感器(10)的精度为0.1％；

d.被测件工装部件包括连接轴(13)、被测件(15)、固定架(14)和被测件支座(16)；连接轴(13)的两端分别与被测件(15)和花键轴联轴器(12)连接；

e.高精度摩擦力动态过程测试装置的控制系统包括工控机、多轴运动控制器和伺服驱动器；其中多轴运动控制器包括运动控制卡和接线板，运动控制卡插在工控机PCI插槽内；扭矩传感器的信号输出电缆与多轴运动控制器接线板模拟量AD数据采集口相连。

2.如权利要求1所述一种高精度摩擦力动态过程测试装置，其特征在于：动力部件中的伺服电机(6)和电机联轴器(7)分别位于电机支撑座(5)的垂直支板两侧；动力部件支座(4)固定在位于台面(2)上的定位条(3)的一侧，电机支撑座(5)固定在动力部件支座(4)一端上表面；传感器支座(11)固定在动力部件支座(4)另一端上表面；扭矩传感器(10)固定传感器支座(11)上方。

3.如权利要求1所述一种高精度摩擦力动态过程测试装置，其特征在于：被测件工装部件中的被测件支座(16)固定在定位条(3)另一侧的固定架(14)上；被测件固定架(14)固定在被测件支座(16)的上表面。

4.一种用于权利要求1所述高精度摩擦力动态过程测试装置的测试方法，其特征在于，测试过程包括以下步骤：

步骤一：标定传感器精度；

步骤二：被测件工装装配；

步骤三：被测件初始位置调整；

步骤四：被测件摩擦力测试；测试过程为周期性，即伺服电机6转动n′后停止5秒为一个测试周期；其中n′是伺服电机6在整个测试过程中电机转动圈数n与采样周期的比值；测试过程中伺服电机6按所确定的电机转动圈数n转动；电机转动圈数n根据所测对象确定；测试中，通过多轴运动控制器采集扭矩传感器测试数据；

步骤五：打印试验数据和试验曲线。

5.如权利要求4所述高精度摩擦力动态过程测试装置的测试方法，其特征在于：当测试丝杠副时，电机转动圈数n根据丝杠的头数确定，即依据所测试丝杠的长度以及丝杠螺距，通过公式n＝s/p确定；式中，s为丝杠长度，p为丝杠螺距。

6.如权利要求4所述高精度摩擦力动态过程测试装置的测试方法，其特征在于：当测试齿轮副时，电机转动圈数n根据齿轮副角位移确定，即依据所测试齿轮副角位移θ以及减速比i，通过公式n＝θ·i/360确定。

7.如权利要求4所述高精度摩擦力动态过程测试装置的测试方法，其特征在于：根据测试要求电机转速可调，并且测试精度越高，电机的转速越低。