一种制动式固有频率法动态校准扭矩传感器的装置及校准方法.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CN110987293A(43)申请公布日2020.04.10(21)申请号201911285482.9(22)申请日2019.12.13(71)申请人贵州航天计量测试技术研究所地址550009贵州省贵阳市小河区红河路7号(72)发明人金冉陈伟黎安兵刘国富厉巍朱永晓张旺(74)专利代理机构贵阳中新专利商标事务所52100代理人商小川(51)Int.Cl.G01L25/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种制动式固有频率法动态校准扭矩传感器的装置及校准方法(57)摘要本发明公开了一种制动式固有频率法动态校准扭矩传感器的装置，包括机械校准装置和电气控制系统，所述机械校准装置包括地基、支撑架、伺服电机、离合器、连接轴、制动器、下耦合器、扭矩传感器、上耦合器、标准惯量盘、气浮轴承、玻璃圆光栅和光栅读数头；所述电气控制系统包括角度信号调理采集装置、扭矩测量仪、制动器控制装置、电机控制装置和计算机。本发明通过将光栅读数头测量的扭矩幅值曲线与扭矩测量仪测量的扭矩波形进行比对校准，与现有技术相比，本发明可以有效提高扭矩传感器的校准幅值。CN110987293ACN110987293A权利要求书1/2页1.一种制动式固有频率法动态校准扭矩传感器的装置，包括机械校准装置和电气控制系统，其特征在于，所述机械校准装置包括：支撑架(1)；伺服电机(2)，固定于所述支撑架(1)的底部，且所述伺服电机(2)的输出轴竖直向上；离合器(3，固定于所述支撑架(1)上，所述伺服电机(2)的输出轴与所述离合器(3)的输入轴相连；连接轴(5)，所述离合器(3)的输出轴与所述连接轴(5)的下端相连；制动器(4)，固定于所述支撑架(1)上，所述制动器(4)的转子与所述连接轴(5)刚性连接；下耦合器(6)，所述连接轴(5)的上端与所述下耦合器(6)的下端刚性连接；扭矩传感器(7)，所述下耦合器(6)的上端与所述扭矩传感器(7)的下端刚性连接；上耦合器(8)，所述扭矩传感器(7)的上端与所述下耦合器(6)的上端刚性连接；标准惯量盘(10)，所述上耦合器(8)的上端与所述标准惯量盘(10)的下端刚性连接；气浮轴承(9)，套于所述标准惯量盘(10)上，并且所述气浮轴承(9)固定安装在所述支撑架(1)上；玻璃圆光栅(11)，安装在所述标准惯量盘(10)上；光栅读数头(12)，固定于所述支撑架(1)上，并且所述光栅读数头(12)与所述玻璃圆光栅(11)配套安装；所述制动器(4)、连接轴(5)、下耦合器(6)、扭矩传感器(7)、上耦合器(8)、气浮轴承(9)、标准惯量盘(10)和玻璃圆光栅(11)的中轴线位于同一轴线上；所述电气控制系统包括角度信号调理采集装置(14)、扭矩测量仪(15)、制动器控制装置(16)、电机控制装置(17)和计算机(18)，所述光栅读数头(12)的输出端与所述角度信号调理采集装置(14)的输入端电气连接，所述角度信号调理采集装置(14)的输出端与所述计算机(18)的输入端电气连接，所述扭矩传感器(7)的输出端与所述扭矩测量仪(15)的输入端电气连接所述扭矩测量仪(15)的输出端与所述计算机(18)的输入端电气连接，所述制动器控制装置(16)用于控制制动器(4)的动作，所述制动器控制装置(16)的信号输入端与所述计算机(18)的输出端电气连接，所述电机控制装置(17)用于控制伺服电机(2)的动作，所述电机控制装置(17)的信号输入端与所述计算机(18)的输出端电气连接。2.根据权利要求1所述的制动式固有频率法动态校准扭矩传感器的装置其特征在于，所述机械校准装置还包括：地基(13)，所述地基(13)呈凹形，所述支撑架(1)的底部固定于所述地基(13)的底部地面上。3.根据权利要求1所述的制动式固有频率法动态校准扭矩传感器的装置其特征在于，所述支撑架(1)还包括悬臂，所述悬臂固定于所述地基(13)的侧面上。4.根据权利要求1所述的制动式固有频率法动态校准扭矩传感器的装置其特征在于，所述上耦合器(8)的直径为200mm、长度为140mm，材质为50CrVA。5.根据权利要求1所述的制动式固有频率法动态校准扭矩传感器的装置其特征在于，所述下耦合器(6)的直径为100mm、长度为20mm，材质为50CrVA。6.根据权利要求1所述的制动式固有频率法动态校准扭矩传感器的装置其特征在于，2CN110987293A权利要求书2/2页所述连接轴(5)的直径为100mm，长度为300mm，材质为50CrVA。7.如权利要求1至6任一所述制动式固有频率法动态校准扭矩传感器的装置的校准方法，其特征在于，包括：S1、初始状态下，所述机械校准装置中的各部件均静止，并且所述离合器(3