[发明专利]一种电磁铁测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁铁测试装置，尤其是涉及一种具有高速度、高精度、小行程（一般小于2mm）、轻小型等特点电磁铁的静态、动态性能测试装置。

背景技术

随着现代社会数字集成电路技术的发展和航空航天、电子、机械制造等领域的需要，高速电磁铁的应用越来越广泛。电磁铁是一个电、磁、机的多学科产品，集成性较强，已经成为固体姿、轨控发动机的核心技术，其静态性能和动态性能的优劣对发动机整体系统方案的影响很大，严重时可能会产生颠覆性问题，因此对电磁铁的静态性能和动态性能进行测试是非常必要的。

电磁铁测试装置从起步至今，主要经历了两个阶段：手工测试、记录阶段和计算机辅助测试阶段。近年来，国内外对电磁铁性能测试装置的研究一直未间断，随着科学技术的发展，测试方法和测试功能不断得到改善。

中国实用新型专利说明书CN203630245U公开了这样一种比例电磁铁和弹簧性能测试仪，该比例电磁铁和弹簧性能测试仪包括一安装底板，在安装底板上安装电控平移台、位移传感器、力传感器及测试夹具，并配有电控测试系统单元装置；电控平移台、力传感器和测试夹具顺序安装在同一轴向上，其中力传感器安装在可移动平台上并可随其一起移动，该力传感器的侧头的方位与比例电磁铁的伸出杆或被测弹簧的方位相对应；位移传感器放置在测试夹具上，其测头与力传感器连接，测试夹具为双向选择被试件夹具。但是这种测试装置并不适用于具有高速度、高精度、小行程（一般小于2mm）、轻小型等特点的电磁铁，而且该类型电磁铁性能测试需要一种方便调整不同行程的静态性能测试装置，以及需要一种方便调整不同预紧力的动态性能测试装置。

固体姿、轨控发动机需要的电磁铁一般具有高速度、高精度、小行程、轻小型等特点，而目前针对该类型电磁铁，尚缺乏简单有效的静态性能和动态性能测试手段，在一定程度上制约了电磁铁研发进程。因此无论是对该类型电磁铁的结构设计优化以及控制方法的探索研究，还是对其特性数学模型的验证和修正，业界都需要一种针对具有高速度、高精度、小行程等特点电磁铁的性能测试装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种操作方便、结构简单的电磁铁测试装置，该装置针对具有高速度、高精度、小行程等特点的电磁铁，可得到该类型电磁铁在不同行程下的静态特性，如力-行程特性、力-电流特性等。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种稳定可靠、精度高的电磁铁动态性能测试装置，该装置针对具有高速度、高精度、小行程等特点的电磁铁，可得到该类型电磁铁在不同预紧力下的动态特性，如行程-时间特性、电流-时间特性等。

针对本发明的电磁铁静态性能测试装置，该装置包括精密位移调节装置、定向和锁紧装置、测力和支撑装置、电磁铁固定装置和位移测试装置。

所述精密位移调节装置包括：与固定底座固联的蜗杆蜗轮装置，所述固定底座与地面固联，所述蜗杆蜗轮装置包括蜗杆和蜗轮；与所述蜗轮一端固联的丝杠；与所述丝杠配合的螺母；

所述定向和锁紧装置包括：定向杆，所述定向杆一端与所述螺母固联，所述一端开有第一内孔，所述丝杠的一端插入所述第一内孔，所述定向杆另外一端穿过第一直线轴承和定向支架；所述定向支架与所述固定底座固联；第一锁紧螺钉，所述第一锁紧螺钉通过配合与所述定向支架连接；

所述测力和支撑装置包括：测力传感器，所述测力传感器一端与所述定向杆连接，另一端与接触杆连接；支撑架，所述支撑架下端开有第二内孔；第二直线轴承，所述接触杆穿过所述第二直线轴承；调节杆，所述调节杆一端插入所述的第二内孔，另外一端与所述固定底座连接；第二锁紧螺钉，所述第二锁紧螺钉通过配合与所述支撑架固联；

所述电磁铁固定装置包括：电磁铁，所述电磁铁由上支架和下支架联合固定，所述电磁铁一端的顶杆与所述接触杆的端面相接触；所述上支架压紧所述电磁铁顶部，与所述下支架连接；所述下支架一端固定在所述固定底座，另一端支撑在所述电磁铁底部；销轴，所述销轴穿过所述上支架和所述下支架；

所述位移测试装置包括：激光位移传感器，所述激光位移传感器可将激光打在所述接触杆的端面上，所述激光位移传感器与调整支架连接；所述调整支架底部与所述固定底座固联。

进一步，所述第一直线轴承为所述定向杆提供导向，所述第一直线轴承与所述定向支架固联，所述定向杆受到所述定向支架自由度约束，只能沿着所述第一直线轴承和所述定向支架左右方向移动，不能做旋转运动。