[发明专利]电动伺服机构负载模拟系统及其模拟方法

权利要求书

1.一种电动伺服机构负载模拟系统，包括底座和安装在底座上的被测伺服机构和力矩加载机构，其特征在于，还包括：角度传感器和中央处理单元以及依次设置在所述被测伺服机构和力矩加载机构之间的刚度模拟机构、摩擦模拟机构、惯量模拟机构和扭矩传感器，其中，所述刚度模拟机构与所述被测伺服机构的转子连接，通过被测伺服机构的旋转带动刚度模拟机构摆动；所述摩擦模拟机构、惯量模拟机构和力矩加载机构位于同一主轴上，分别模拟摩擦负载、惯量负载和弹性负载；所述角度传感器设置在所述力矩加载机构上，用于测量力矩加载机构位置和速度；所述中央处理单元对被测伺服机构进行位置闭环控制，从而拖动刚度模拟机构、摩擦模拟机构、惯量模拟机构和力矩加载机构一同转动，接收扭矩传感器和角度传感器的检测信号，判断不同负载工况下的转动惯量、刚度以及转动速度和模拟位置力矩参数指标是否达到性能测试要求，

其中，所述刚度模拟机构包括：摆块，与所述被测伺服机构的转子连接，通过被测伺服机构的转动带动所述摆块摆动；弹性板，与所述摆块固定连接；上夹具，一端固定在所述摆块和所述弹性板之间，另一端设置有“U”形槽，用于插入所述弹性板，所述“U”形槽的开口端对称设置有孔；下夹具，一端固定在所述摩擦模拟机构的轴承座，另一端设置有“U”形槽，用于插入所述弹性板，所述“U”形槽的开口端对称设置有孔。

2.根据权利要求1所述的电动伺服机构负载模拟系统，其特征在于，所述力矩加载机构为交流力矩电机，包括：

外壳，呈中空圆筒形；

前端盖和后端盖，固定在所述外壳开口的两端；

定子，呈环形，位于所述外壳内；

转子，呈环形，位于所述定子内；

转轴，从两端穿出所述前端盖和后端盖，所述转轴的两端分别设置有退刀槽，所述转轴的外表面设置有与所述转子连接的环形凸起。

3.根据权利要求1所述的电动伺服机构负载模拟系统，其特征在于，所述摩擦模拟机构包括：

轴承座，用于穿过所述主轴；

电动推杆；

两个耳板，分别铰接在所述电动推杆的两端，其中，每一个所述耳板的一端与所述电动推杆铰接，另一端固定在所述轴承座；

两个摩擦片，分别固定在所述两个耳板上，其中，所述摩擦片朝向主轴的面为弧形。

4.根据权利要求3所述的电动伺服机构负载模拟系统，其特征在于，所述摩擦模拟机构还包括：

限位杆，位于所述耳板的下方且固定在所述轴承座上，用于限制耳板的摆动。

5.根据权利要求3所述的电动伺服机构负载模拟系统，其特征在于，所述摩擦模拟机构还包括：

制动块，一端与所述耳板固定连接，另一端设置有卡槽，所述卡槽内安装有所述摩擦片，其中，所述制动块上还设置有多个调节螺母，用于调节所述摩擦板的俯仰角度。

6.根据权利要求1所述的电动伺服机构负载模拟系统，其特征在于，所述刚度模拟机构还包括孔垫板，呈“U”形，分别设置在所述上夹具和下夹具的“U”形槽内的侧壁上。

7.根据权利要求1所述的电动伺服机构负载模拟系统，其特征在于，所述惯量模拟机构包括：

惯量套，与所述主轴螺纹连接；

惯量盘，其上设置有轴孔，所述轴孔中穿入所述惯量套；

夹片，设置在所述惯量盘两端，用于夹紧所述惯量盘。

8.根据权利要求1所述的电动伺服机构负载模拟系统，其特征在于，

所述惯量模拟机构和扭矩传感器之间设置有轴承座。

9.一种利用权利要求1～8中任一权利要求所述的电动伺服机构负载模拟系统进行电动伺服机构负载模拟的方法，包括：

将刚度模拟机构、摩擦模拟机构、惯量模拟机构、扭矩传感器、力矩加载机构按照相互之间的连接关系固定在底座上；

将被测伺服机构安装在所述底座上；

根据伺服机构在某一负载工况下的转动惯量、刚度以及转动速度和模拟位置力矩参数指标分别调整刚度模拟机构的刚度、摩擦模拟机构的摩擦力、惯量模拟机构的转动惯量以及力矩加载机构的输出转矩；

被测伺服机构开始转动，电动伺服机构负载模拟系统运行，通过角度传感器和扭矩传感器的测量数据判断加载精度指标是否达到性能测试要求，如果没有达到所述性能测试要求，则返回上面一个步骤，直到达到性能测试要求。