一种丝杠联系组合专用扭矩测量装置及原位校准方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113932959A(43)申请公布日2022.01.14(21)申请号202111105682.9(22)申请日2021.09.22(71)申请人中国计量大学地址310018浙江省杭州市下沙高教园区学源街258号(72)发明人胡佳成丁鸿林杰俊张瀚文王东超(74)专利代理机构杭州奥创知识产权代理有限公司33272代理人王佳健(51)Int.Cl.G01L3/00(2006.01)G01L5/00(2006.01)G01L25/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称一种丝杠联系组合专用扭矩测量装置及原位校准方法(57)摘要本发明公开了一种丝杠联系组合专用扭矩测量装置及原位校准方法。本发明中的装置包括上位机、驱动模块、PID控制扭矩加载模块、过载保护模块、测量模块、扭矩传动模块、极端环境模拟模块、支撑架以及实验平台。在扭矩测量中，在各点温度下，记录下转矩转速传感器的测量值，比较扭矩设定值与转矩转速传感器的测量值，便可得到测量点下丝杠联系组合扭矩输出，完成丝杠联系组合扭矩性能的测试。在校准中，增加原位校准模块,利用标准扭矩传感器对转矩转速传感器进行原位校准。本发明能够在无需拆卸转矩转速传感器的情况下对其校准，而且满足在‑70℃~100℃高低温环境下对丝杠联系组合输出扭矩性能进行测量。CN113932959ACN113932959A权利要求书1/2页1.一种丝杠联系组合专用扭矩测量装置，其特征在于：包括上位机、驱动模块、PID控制扭矩加载模块、过载保护模块、测量模块、扭矩传动模块、极端环境模拟模块、支撑架以及实验平台；所述的上位机用于丝杠联系组合专用扭矩测量装置的精密控制、扭矩测量和校准数据的记录与处理以及操作人员和操作过程信息的显示与记录等；所述的驱动模块由伺服电机和行星减速机构成，所述的伺服电机为丝杠联系组合专用扭矩测量装置提供动力源，所述的行星减速机将电机输出的扭矩进行放大，以达到丝杠联系组合专用扭矩测量装置的量程；所述的PID控制扭矩加载模块由电动制动器和PID控制器组成，所述的电动制动器通过对扭矩传动轴施加制动力矩为丝杠联系组合专用扭矩测量装置提供负载，所述的PID控制器通过实时比较上位机输出扭矩设定值与转矩转速传感器的测量值来调整电动制动器的制动力矩大小，从而实现扭矩精确加载的目的；所述的过载保护模块由扭矩限制器和限位开关组成，当丝杠联系组合传递的扭矩超过设定扭矩值时，所述的扭矩限制器会断开行星减速机输出轴与扭矩传动轴的连接，同时所述的限位开关会给上位机发送一个电流信号使其控制伺服电机停止加载，以实现丝杠联系组合专用扭矩测量装置扭矩过载保护的目的；所述的测量模块为转矩转速传感器，实现丝杠联系组合专用扭矩测量装置的扭矩测量；所述的扭矩传动模块由挠性联轴器和刚性传动轴组成，所述的挠性联轴器用于连接驱动模块、测量模块、原位校准模块以及丝杠联系组合，包括传感器联轴器和丝杠联系组合联轴器；所述的刚性传动轴包括光轴；所述的极端环境模拟模块由箱体结构、空气调节系统、制热制冷系统以及测控系统组成，所述的箱体结构由外围箱板、密封门和保温材料组成，所述的空气调节系统通过对箱体内部充入氮气来保证箱体内环境湿度与气压恒定，所述的制热制冷系统采用镍铬合金不锈钢翅片管加热和压缩机制冷来实现调节箱体内部室温，所述的测控系统通过比较设定温度与箱体内室温的差值，来控制制热制冷系统进行加热或冷却；所述的支撑架与实验平台由T型槽工作平台、支撑架和微位移调整台组成，所述的T型槽工作平台用于安装固定支撑架以及极端环境模拟模块，所述的支撑架用于支撑丝杠联系组合专用扭矩测量装置中的减速机支撑架以及微位移调整台。2.根据权利要求1所述的一种丝杠联系组合专用扭矩测量装置，其特征在于：所述的微位移调整平台用于调整传感器以及电动制动器在空间中的位置，使得整套装置轴系的同轴度满足精度要求。3.根据权利要求1所述的一种丝杠联系组合专用扭矩测量装置，其特征在于：在所述极端环境模拟模块左右两侧安装有丝杠联系组合扭矩测量装置的第一轴系和第二轴系；所述丝杠联系组合扭矩测量装置的第一轴系和第二轴系均包括伺服电机、行星减速机、扭矩限制器、第一传感器联轴器、第一转矩转速传感器、第一丝杠联系组合联轴器。4.根据权利要求1所述的一种丝杠联系组合专用扭矩测量装置，其特征在于：在极端环境模拟模块前侧安装有丝杠联系组合扭矩测量装置的第三轴系和第四轴系，与丝杠联系组合的输出轴相连接；所述第三轴系和第四轴系均包括第二传感器联轴器、第2CN113932959A权利要求书2/2页二转矩转速传感器、第二丝杠联系组合联轴器、PID控制器、电动制动器。5.一种丝杠联系组合专用扭矩测量方法，采用权利要求1所述的