阅读说明：本技术 一种伺服系统旋转间隙模拟装置 (servo system rotating clearance simulation device ) 是由 王晓东 汤道宇 张垒 于 2019-09-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种伺服系统旋转间隙模拟装置,它包括同轴固定杆、轮盘联轴器、联轴器紧固螺钉、定角轮盘、回转滑块、锁紧螺母、调整螺钉、定角塞尺、同轴垫片、弹簧垫片和紧固螺钉；该轮盘联轴器、回转滑块和定角轮盘按顺序排列,回转滑块在中间；该同轴固定杆穿过轮盘联轴器和定角轮盘中间的圆孔,与同轴垫片、弹簧垫片和紧固螺钉,通过螺纹连接固定在一起；该联轴器紧固螺钉安装在轮盘联轴器上,锁紧螺母和调整螺钉安装在定角轮盘上；定角塞尺插进定角轮盘的位置空间内；本发明结构简单,安装方便,成本低,具有推广应用价值。(The invention provides a servo system rotating clearance simulation device which comprises a coaxial fixed rod, a wheel disc coupler, a coupler fastening screw, a fixed angle wheel disc, a rotary sliding block, a locking nut, an adjusting screw, a fixed angle clearance gauge, a coaxial gasket, a spring gasket and a fastening screw, wherein the fixed rod is fixed on the shaft disc coupler; the wheel disc coupler, the rotary sliding block and the fixed-angle wheel disc are arranged in sequence, and the rotary sliding block is arranged in the middle; the coaxial fixed rod penetrates through round holes in the middle of the wheel disc coupler and the fixed-angle wheel disc, and is fixedly connected with the coaxial gasket, the spring gasket and the fastening screw through threads; the coupling fastening screw is arranged on the wheel disc coupling, and the locking nut and the adjusting screw are arranged on the fixed-angle wheel disc; the fixed angle feeler gauge is inserted into the position space of the fixed angle wheel disc; the invention has simple structure, convenient installation, low cost and popularization and application value.)

一种伺服系统旋转间隙模拟装置

技术领域

本发明提供一种伺服系统旋转间隙模拟装置，可用于研究伺服系统传动控制中，旋转间隙所产生非线性效应的影响，属于伺服控制、运动力学实验技术领域。

背景技术

在伺服系统的旋转运动控制中，器件的安装过程中往往存在装配间隙。当系统执行正反向运动时，由于装配间隙的存在，会在死区产生非线性效应。非线性效应除了会增大系统的静差，还会降低系统的动态性能品质，影响系统单位阶跃信号作用下的过程时间、振荡次数，产生无法衰减的自振荡，出现极限环。因此旋转间隙的非线性研究成为伺服系统控制技术领域重要的研究课题之一。如果能精准的预设旋转间隙，准确的评价伺服系统旋转间隙的在线辨识度，对于研究伺服系统非线性效应，抑制回转间隙带来的负面影响将提供更多、更有效的实验依据。

目前，专门用于伺服系统旋转间隙研究的模拟装置还很稀缺，抑制回转间隙的控制方法多为仿真研究，或在整机测试环境下去完成。所得实验数据要么不够准确全面，要么对实验条件有很高的要求。本文发明了一种专门用于研究伺服系统旋转间隙非线性效应的模拟装置，结构简单、安装方便、成本较低，能通过预置旋转间隙，准确评价伺服系统旋转间隙的在线辨识度。

发明内容

(1)目的

本文发明的目的在于提供一种伺服系统旋转间隙模拟装置，它通过预置旋转间隙，准确评价伺服系统旋转间隙的在线辨识度，用于研究伺服系统旋转间隙非线性效应。

(2)技术方案

本文发明了一种伺服系统旋转间隙模拟装置，它是一种专门用于研究伺服系统旋转间隙非线性效应的模拟装置，它包括了同轴固定杆(1)、轮盘联轴器(2)、联轴器紧固螺钉(3)、定角轮盘(4)、回转滑块(5)、锁紧螺母(6)、调整螺钉(7)、定角塞尺(8)、同轴垫片(9)、弹簧垫片(10)和紧固螺钉(11)；它们相互之间的位置关系是：轮盘联轴器(2)、回转滑块(5)和定角轮盘(4)按顺序排列，回转滑块(5)在中间；同轴固定杆(1)穿过轮盘联轴器(2)和定角轮盘(4)中间的圆孔，与同轴垫片(9)、弹簧垫片(10)和紧固螺钉(11)，通过螺纹连接固定在一起；联轴器紧固螺钉(3)安装在轮盘联轴器(2)上，锁紧螺母(6)和调整螺钉(7)安装在定角轮盘(4)上；定角塞尺(8)插进定角轮盘(4)的位置空间内；

该同轴固定杆(1)的结构是：同轴固定杆总长和细杆部分直径按要求选定(如选杆总长为50mm，细杆部分直径为)；细杆部分一端设有端帽(如选端帽直径为)，另一端端面设有螺纹孔(孔径为)；

该轮盘联轴器(2)的结构是：轮盘的一侧有轴台(如选轮盘直径为轴台直径为)；轴台被切割成两个半圆，上面设有孔(孔径为)用于螺钉紧固；轮盘另一侧设有两个圆周180°均布且夹角相等的结构块，该结构块夹角角度为α°；轮盘中心设有通孔(孔径为)；

该联轴器紧固螺钉(3)选用内六角圆柱头螺钉(如选用型号为GB/T70.1-2000M5×20)；

该定角轮盘(4)的结构是：定角轮盘的一侧中间有轴，(选用定角轮盘直径为轴径为)，同时有两个圆周180°均布且夹角相等的位置空间，空间夹角角度为90°；定角轮盘另一侧为轴台(选用轴台直径为)，定角轮盘中心有通孔(设孔径为)；

该回转滑块(5)的结构是：该回转滑块(5)的中心圆轴(设圆轴直径为)的外圈有两个圆周180°分布且夹角相等的结构块，该结构块夹角角度为β°；该回转滑块(5)的滑块中心有通孔(设通孔直径为)；

该锁紧螺母(6)选用六角螺母(选用型号为GB/T6170-2000 M4六角螺母)；

该调整螺钉(7)选用内六角圆柱头螺钉(选用型号为GB/T70.1-2000M4×20)；

该定角塞尺(8)的结构是：片形瓣状结构，其厚度、内弧直径和外弧直径按要求选定(如选定厚度为3mm、内弧直径为和外弧直径为)，外侧有圆形接边(圆形接边的圆形直径为)，圆形接边的中心设有孔(设孔径为)；

该同轴垫片(9)为圆形片状结构，其中心设有通孔(通孔直径为)；

该弹簧垫片(10)选用弹簧垫圈(选用型号为GB/T93-1987-4)；

该紧固螺钉(11)选用内六角圆柱头螺钉(选用型号为GB/T70.1-2000M4×12)。

(3)优点和功效

1、本发明采用联轴器的结构设计形式，可根据不同的外部加载元件尺寸来设计联轴器的接口尺寸。

2、本发明可预置旋转间隙，通过设计不同规格的定角塞尺(8)来设定旋转间隙，提供丰富的实验条件。

3、结构简单，安装方便，成本低，具有推广应用价值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中具体标号如下：

1.同轴固定杆 2.轮盘联轴器 3.联轴器紧固螺钉 4.定角轮盘 5.回转滑块

6.锁紧螺母 7.调整螺钉 8.定角塞尺 9.同轴垫片 10.弹簧垫片

11.紧固螺钉

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

本发明一种伺服系统旋转间隙模拟装置，它是一种专门用于研究伺服系统旋转间隙非线性效应的模拟装置。见图1所示，它包括了同轴固定杆1、轮盘联轴器2、联轴器紧固螺钉3、定角轮盘4、回转滑块5、锁紧螺母6、调整螺钉7、定角塞尺8、同轴垫片9、弹簧垫片10和紧固螺钉11；它们相互之间的位置关系是：轮盘联轴器2、回转滑块5和定角轮盘4按顺序排列，回转滑块5在中间；同轴固定杆1穿过轮盘联轴器2和定角轮盘4中间的圆孔，与同轴垫片9、弹簧垫片10和紧固螺钉11，通过螺纹连接固定在一起；联轴器紧固螺钉3安装在轮盘联轴器2上，锁紧螺母6和调整螺钉7安装在定角轮盘4上；定角塞尺8插进定角轮盘4的位置空间内；

该同轴固定杆1的结构是：同轴固定杆总长和细杆部分直径按要求选定(如选杆总长为50mm，细杆部分直径为)；细杆部分一端设有端帽(如选端帽直径为)，另一端端面设有螺纹孔(孔径为)；

该轮盘联轴器2的结构是：轮盘的一侧有轴台(如选轮盘直径为轴台直径为 )；轴台被切割成两个半圆，上面设有孔(孔径为)用于螺钉紧固；轮盘另一侧设有两个圆周180°均布且夹角相等的结构块，该结构块夹角角度为α°；轮盘中心设有通孔(孔径为)；

该联轴器紧固螺钉3选用内六角圆柱头螺钉(如选用型号为GB/T70.1-2000M5×20)；

该定角轮盘4的结构是：定角轮盘的一侧中间有轴，(选用定角轮盘直径为轴径为)，同时有两个圆周180°均布且夹角相等的位置空间，空间夹角角度为90°；定角轮盘另一侧为轴台(选用轴台直径为)，定角轮盘中心有通孔(设孔径为)；

该回转滑块5的结构是：该回转滑块(5)的中心圆轴(设圆轴直径为)的外圈有两个圆周180°分布且夹角相等的结构块，该结构块夹角角度为β°；该回转滑块(5)的滑块中心有通孔(设通孔直径为)；

该锁紧螺母6选用六角螺母(选用型号为GB/T6170-2000 M4六角螺母)；

该调整螺钉7选用内六角圆柱头螺钉(选用型号为GB/T70.1-2000M4×20)；

该定角塞尺8的结构是：片形瓣状结构，其厚度、内弧直径和外弧直径按要求选定(如选定厚度为3mm、内弧直径为和外弧直径为)，外侧有圆形接边(圆形接边的圆形直径为)，圆形接边的中心设有孔(设孔径为)；

该同轴垫片9为圆形片状结构，其中心设有通孔(通孔直径为)；

该弹簧垫片10选用弹簧垫圈(选用型号为GB/T93-1987-4)；

该紧固螺钉11选用内六角圆柱头螺钉(选用型号为GB/T70.1-2000M4×12)。

如图1所示，轮盘联轴器2、定角轮盘4和回转滑块5通过轴孔配合串联在一起，利用同轴固定杆1、同轴垫片9、弹簧垫片10和紧固螺钉11，通过螺纹连接来限制轮盘的轴向窜动，保证模拟装置的结构稳定性。联轴器紧固螺钉3用于模拟装置与外接伺服系统驱动元件的连接固定。

轮盘联轴器2有两个圆周180°均布，夹角相等的结构块，结构块夹角角度为α°。回转滑块5有两个圆周180°分布，夹角相等的结构块，结构块夹角角度为β°。定角轮盘4有两个圆周180°均布，夹角相等的位置空间，空间夹角角度为90°。定角塞尺8一共有两块，每块塞尺两侧夹角角度为γ°。

已知条件为，α°+β°＜90°，α°+γ°＜90°，γ°＞β°，

γ°-β°＝X°＝预置间隙角

轮盘联轴器2和回转滑块5同心安装在定角轮盘4的90°位置空间内，定角塞尺8放置在回转滑块5的下面。此时，调节调整螺钉7，使螺钉头顶紧回转滑块5侧端面，使回转滑块5另一侧端面紧贴定角塞尺8，然后拧紧锁紧螺母6。这时，定角轮盘4与定角塞尺8之间的夹角即为预置间隙角X°。移出定角塞尺8，模拟装置回转间隙即为研究伺服系统旋转间隙非线性效应模拟装置的预置间隙。