高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型的高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置，包括：精密位移調整裝置、導向和鎖緊裝置、測力裝置、支撐和鎖緊裝置、電磁鐵固定裝置和位移測試裝置集成一體，精度高、穩(wěn)定可靠。高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置，可獲得在不同預緊力和不同預緊行程下，電磁鐵的動態(tài)性能；測試裝置中間傳動環(huán)節(jié)較少，結構簡單，而且采用了滾珠絲杠，使得整體傳動效率較高；裝配簡單、調試方便。高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置的零部件在裝配過程中，容易安裝，零部件互換性好，調試方便。
【專利說明】高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電磁鐵性能測試裝置，尤其是涉及一種高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置。
【背景技術】
[0002]隨著現(xiàn)代社會數(shù)字集成電路技術的發(fā)展和航空航天、電子、機械制造等領域的需要，高速電磁鐵的應用越來越廣泛。電磁鐵的動態(tài)性能的優(yōu)劣對整體系統(tǒng)方案及其性能的影響很大，嚴重時可能會產(chǎn)生顛覆性問題。電磁鐵是一個集電、磁、機的多學科產(chǎn)品，集成性較強，已經(jīng)成為固體姿軌控發(fā)動機的核心技術。
[0003]電磁鐵測試裝置從起步至今，主要經(jīng)歷了兩個階段:手工測試、記錄階段和計算機輔助測試階段。近年來，國內外對電磁鐵性能測試裝置的研究一直未間斷，隨著科學技術的發(fā)展，測試方法和測試功能不斷得到改善。
[0004]國內最早出現(xiàn)的是北京工業(yè)大學潘立新等人提出的有關電磁機構中電磁鐵動態(tài)吸力特性的測定方案，應用電阻應變片電測技術對ZN4—10/1000—16型真空斷路器機構中所用的電磁鐵的動態(tài)吸力特性進行了測試。其測試原理非常簡單，主要利用了電阻應變測試技術:將電阻應變片貼在與電磁鐵鐵芯相連的拉桿上，鐵芯運動時拉桿受力變形，其變形量由電阻應變片轉換成電壓的變化送入動態(tài)電阻應變儀從而得到相應的應變值。
[0005]近年來，北京理工大學的馬立玲等人聯(lián)合北京華德液壓工業(yè)集團公司針對比例電磁鐵的動、靜態(tài)性能測試項目設計出一個綜合測試系統(tǒng)。測試系統(tǒng)中采用液壓油源、比例方向閥、液壓缸作為模擬負載對電磁鐵的動、靜態(tài)性能進行測試。
[0006]德國Zwick公司開發(fā)和生產(chǎn)了額定載荷高達2000KN的比例電磁鐵測試機，可以對各種類型的比例電磁鐵進行垂直和水平方向的測試。硬件部分主要包括裝載單元、含脈寬調制的數(shù)字式電流源及電流測試裝置、氣動夾持單元、可交換適配器(用來調整夾持裝置以匹配不同外形尺寸的電磁鐵)、自動化連接裝置及控制柜。
[0007]綜合分析上述幾種電磁鐵性能測試設備，發(fā)現(xiàn)這些測試裝置對電磁鐵在其負載變化過程中表現(xiàn)出的動態(tài)性能參數(shù)的測試存在相當大的難度，數(shù)據(jù)處理、圖形顯示也相當費時。
[0008]固體姿軌控發(fā)動機需要的電磁鐵一般具有高速度、小行程、高精度等特點，而目前針對該類型電磁鐵，尚缺乏簡單有效的動態(tài)性能的測試手段，在一定程度上制約了電磁鐵研發(fā)進程，因此無論是對高速電磁鐵的結構設計，還是對其控制方法的研究，高速電磁鐵的性能測試裝置都是非常必要的。
[0009]因此，業(yè)界需要一種新的高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置。
實用新型內容
[0010]本實用新型解決的問題是現(xiàn)有電磁鐵測試裝置針對具有高速度、小行程、高精度等特點的電磁鐵，尚缺乏簡單有效的動態(tài)性能的測試手段。為解決所述問題，本實用新型提供一種高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置。
[0011]為了解決本實用新型的上述技術問題，本實用新型提供的解決方案是提供高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置，包括:精密位移調整裝置、導向和鎖緊裝置、測力裝置、支撐和鎖緊裝置、電磁鐵固定裝置和位移測試裝置；
[0012]所述精密位移調整裝置包括:與底座固聯(lián)的蝸輪蝸桿機構，所述底座與地面固聯(lián)，所述蝸輪蝸桿機構中的蝸輪具有第一內孔；滾珠絲杠的一端穿過所述第一內孔；與所述蝸輪蝸桿機構中的蝸桿固定的扳手；與所述滾珠絲杠配合的螺母；
[0013]所述導向和鎖緊裝置包括:導向桿，所述導向桿一端與所述螺母固聯(lián)，該端開有第二內孔，所述滾珠絲杠的一端插入所述第二內孔，所述導向桿穿過導向支架；所述導向支架與所述底座固定；
[0014]所述測力裝置包括:拉壓傳感器，所述拉壓傳感器一端與所述導向桿連接，另一端與接觸桿一端連接；所述接觸桿另外一端開有第三內孔，該端面與彈簧一端相接觸；所述彈簧另外一端與伸縮桿其中一個端面相接觸；所述伸縮桿一端插入所述第三內孔；
[0015]所述支撐和鎖緊裝置包括:托架，所述托架上端部支撐在所述接觸桿的外圓面，托架下端部開有第四內孔；調節(jié)螺桿，所述調節(jié)螺桿一端插入所述的第四內孔，另外一端與所述底座連接；
[0016]所述電磁鐵固定裝置包括:電磁鐵，所述電磁鐵由電磁鐵上支架和電磁鐵下支架進行聯(lián)合固定，所述電磁鐵前端部的電磁鐵頂桿與所述伸縮桿的端面相接觸；所述電磁鐵下支架固定在所述底座；所述電磁鐵上支架與所述電磁鐵下支架固聯(lián)；
[0017]所述位移測試裝置包括:激光位移傳感器，所述激光位移傳感器可將激光打在所述接觸桿和所述伸縮桿的端面上，所述激光位移傳感器與高低調整支架固聯(lián)；所述高低調整支架可調整上下高度，所述高低調整支架底部與所述底座固聯(lián)。
[0018]進一步，滾珠絲杠一端軸向被定位，所述滾珠絲杠可隨著所述蝸輪蝸桿機構中的蝸輪同步轉動；所述扳手可帶動所述蝸輪蝸桿機構的運動；所述螺母在所述滾珠絲杠轉動時做直線運動。所述導向桿沿著所述導向支架左右移動；所述導向支架外部裝有第一鎖緊螺釘，可以鎖緊所述導向支架與所述導向桿的相對位置。
[0019]進一步，所述彈簧內徑大于所述伸縮桿導向外徑；所述第三內孔和所述伸縮桿形成伸縮腔，所述伸縮桿可在所述伸縮腔內自由滑動。所述托架外部裝有第二緊定螺釘，所述緊定螺釘可鎖緊所述托架與所述調節(jié)螺桿的相對位置；所述調節(jié)螺桿另外一端與所述底座螺紋連接，可以根據(jù)需要調整高低位置。
[0020]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點:
[0021](I)集成度高、精度高、穩(wěn)定可靠。高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置中的蝸輪蝸桿機構在本實用新型中不僅起到了減速作用，而且充分利用了本身的自鎖功能，保證了整體機構的穩(wěn)定性和可靠性；蝸輪蝸桿機構與滾珠絲杠螺母副的結合使用，起到了位移精密調節(jié)功能；高精度的激光位移傳感器可以隨時觀察位移的調整進程；第一緊定螺釘和第二緊定螺釘?shù)牟捎檬沟迷摐y試裝置更加穩(wěn)定可靠；
[0022](2)結構簡單、效率高。高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置，可獲得在不同預緊力和不同預緊行程下，電磁鐵的動態(tài)性能。測試裝置中間傳動環(huán)節(jié)較少，結構簡單，而且采用了滾珠絲杠，使得整體傳動效率較高；[0023]( 3 )裝配簡單、調試方便。高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置的零部件在裝配過程中，容易安裝，零部件互換性好，調試方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0025]圖1為本實施例的高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置的剖視結構圖。
[0026]圖2為本實施例的高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]參見示出本實用新型實施例的附圖，下文將更詳細地描述本實用新型。然而，本實用新型可以以許多不同形式實現(xiàn)，并且不應解釋為受在此提出之實施例的限制。
[0028]為描述方便，將圖1和圖2的方位定為上下左右四個方向，如圖1和圖2所示，本實用新型所提供的高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置包括精密位移調整裝置、導向和鎖緊裝置、測力裝置、支撐和鎖緊裝置、電磁鐵固定裝置和位移測試裝置。所述精密位移調整裝置包括:與底座I固聯(lián)的蝸輪蝸桿機構2，所述底座I與地面固聯(lián)；所述蝸輪蝸桿機構2中的蝸輪具有第一內孔；滾珠絲杠4的一端穿過所述第一內孔，所述滾珠絲杠4 一端軸向被定位，所述滾珠絲杠4可以隨著所述蝸輪蝸桿機構2中的蝸輪同步轉動；與所述蝸輪蝸桿機構2中的蝸桿固定的扳手3，轉動扳手3可帶動所述蝸輪蝸桿機構2的運動；與所述滾珠絲杠4配合的螺母5，所述螺母5在所述滾珠絲杠4轉動時做直線運動。
[0029]所述導向和鎖緊裝置包括:導向桿6，所述導向桿6 —端與所述螺母5固聯(lián)，該端開有第二內孔，所述滾珠絲杠4的一端插入所述第二內孔，所述導向桿6沿著導向支架7只能左右移動，不能做旋轉運動；所述導向支架7與底座I固定，外部裝有第一鎖緊螺釘21，可以鎖緊所述導向支架7與所述導向桿6的相對位置。
[0030]所述測力裝置包括:拉壓傳感器8，所述拉壓傳感器8 一端與所述導向桿7連接，另一端與接觸桿9 一端連接；所述接觸桿9另外一端開有第三內孔，該端面與彈簧13 —端相接觸；所述彈簧13另外一端與伸縮桿14其中一個端面相接觸，彈簧13內徑略大于所述伸縮桿14導向外徑；所述伸縮桿14 一端插入所述第三內孔，所述第三內孔和所述伸縮桿14形成伸縮腔10，所述伸縮桿14可以在所述伸縮腔10內自由滑動；
[0031]所述支撐和鎖緊裝置包括:托架11，所述托架11上端部支撐在所述接觸桿9的外圓面，托架11下端部開有第四內孔，托架外部裝有第二緊定螺釘22，所述緊定螺釘22可以鎖緊所述托架11與調節(jié)螺桿12的相對位置；所述調節(jié)螺桿12 —端插入所述的第四內孔，另外一端與底座I螺紋連接，所述調節(jié)螺桿12可以根據(jù)需要調整高低位置；
[0032]所述電磁鐵固定裝置包括:電磁鐵16，所述電磁鐵16由電磁鐵上支架17和電磁鐵下支架18進行聯(lián)合固定，所述電磁鐵16前端部的電磁鐵頂桿15與所述伸縮桿14的端面相接觸；所述電磁鐵下支架18固定在所述底座I ;所述電磁鐵上支架17與所述電磁鐵下支架18固聯(lián)；
[0033]所述位移測試裝置包括:激光位移傳感器19，所述激光位移傳感器19可將激光打在所述接觸桿9和所述伸縮桿14的端面上，所述激光位移傳感器19與高低調整支架20固聯(lián)；所述高低調整支架20可調整上下高度，所述高低調整支架20底部與所述底座I固聯(lián)。
[0034]當采用高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置測試高速電磁鐵的動態(tài)性能時，電磁鐵16需要不斷的調整初始預緊力和初始位移。通過調整彈簧13的壓縮量不同來實現(xiàn)不同的初始預緊力，同時彈簧13產(chǎn)生的預緊力對電磁鐵頂桿15起到復位作用，從而實現(xiàn)了電磁鐵16進行動態(tài)性能測試的必要條件。本實用新型的初始位移調整方式可分為大位移調整和小位移調整兩種工作方式:通過調整拉壓傳感器8與導向桿6的配合長度或者調整接觸桿9與拉壓傳感器8的配合長度或者同時調整上述兩種形式的配合長度來實現(xiàn)位移的大范圍調整；通過轉動扳手3帶動蝸輪蝸桿機構2中的齒輪轉動，同時齒輪轉動帶動滾珠絲杠4的旋轉運動，此時螺母5進行左右移動，螺母5帶動導向桿6沿著導向支架7做定向移動，導向桿6進一步通過拉壓傳感器8帶動接觸桿9做定向運動,從而使激光位移傳感器19打在伸縮桿9的端面上的作用點發(fā)生位移變化，通過觀察激光位移傳感器19的位移示數(shù)，實現(xiàn)了位移的小位移調整。高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置安裝過程中，根據(jù)需要可通過對調節(jié)螺桿12和高低調整支架20的操作進行高度調整，當調整好電磁鐵的工況后，將第一鎖緊螺釘21和第二鎖緊螺釘22分別固定好。電磁鐵16通過電磁鐵上支架17和電磁鐵下支架18進行固定，激光位移傳感器19將激光打在伸縮桿14的端面上，當電磁鐵16通電后，電磁力帶動電磁鐵頂桿15向左運動，電磁鐵頂桿15帶動伸縮桿14向左運動，此時可通過激光位移傳感器19測得電磁鐵頂桿15的位移，彈簧13被壓縮，進一步通過接觸桿9將力的變化傳輸?shù)嚼瓑簜鞲衅?，對采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉換計算即可得到需要的電磁鐵動態(tài)性能參數(shù)。通過以上所述可知，本實用新型的技術方案可以獲得電磁鐵在不同預緊力和不同預緊行程下的動態(tài)性能，這些數(shù)據(jù)可以為目前電磁鐵的性能研究及后續(xù)開發(fā)起著重要意義。
[0035]本實用新型雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本實用新型，任何本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本實用新型技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據(jù)本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本實用新型技術方案的保護范圍。
【權利要求】
1.一種高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置，其特征在于，包括:精密位移調整裝置、導向和鎖緊裝置、測力裝置、支撐和鎖緊裝置、電磁鐵固定裝置和位移測試裝置； 所述精密位移調整裝置包括:與底座固聯(lián)的蝸輪蝸桿機構，所述底座與地面固聯(lián)，所述蝸輪蝸桿機構中的蝸輪具有第一內孔；滾珠絲杠的一端穿過所述第一內孔；與所述蝸輪蝸桿機構中的蝸桿固定的扳手；與所述滾珠絲杠配合的螺母； 所述導向和鎖緊裝置包括:導向桿，所述導向桿一端與所述螺母固聯(lián)，該端開有第二內孔，所述滾珠絲杠的一端插入所述第二內孔；導向支架，所述導向支架與所述底座固定；所述測力裝置包括:拉壓傳感器，所述拉壓傳感器一端與所述導向桿連接，另一端與接觸桿一端連接；所述接觸桿另外一端開有第三內孔，該端面與彈簧一端相接觸；所述彈簧另外一端與伸縮桿其中一個端面相接觸；所述伸縮桿一端插入所述第三內孔； 所述支撐和鎖緊裝置包括:托架，所述托架上端部支撐在所述接觸桿的外圓面，托架下端部開有第四內孔；調節(jié)螺桿，所述調節(jié)螺桿一端插入所述的第四內孔； 所述電磁鐵固定裝置包括:電磁鐵，所述電磁鐵由電磁鐵上支架和電磁鐵下支架進行聯(lián)合固定，所述電磁鐵前端部的電磁鐵頂桿與所述伸縮桿的端面相接觸；所述電磁鐵下支架固定在所述底座；所述電磁鐵上支架與所述電磁鐵下支架固聯(lián)； 所述位移測試裝置包括:激光位移傳感器，所述激光位移傳感器可將激光打在所述接觸桿和所述伸縮桿的端面上，所述激光位移傳感器與高低調整支架固聯(lián)；所述高低調整支架可調整上下高度，所述高低調整支架底部與所述底座固聯(lián)。
2.根據(jù)權利要求1所述的高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置，其特征在于，所述滾珠絲杠一端軸向被定位，所述滾珠絲杠可隨著所述蝸輪蝸桿機構中的蝸輪同步轉動；所述扳手可帶動所述蝸輪蝸桿機構的運動；所述螺母在所述滾珠絲杠轉動時做直線運動。
3.根據(jù)權利要求1所述的高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置，其特征在于，所述導向桿沿著導向支架左右移動；所述導向支架外部裝有第一鎖緊螺釘，可以鎖緊所述導向支架與所述導向桿的相對位置。
4.根據(jù)權利要求1所述的高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置，其特征在于，所述彈簧內徑大于所述伸縮桿導向外徑；所述第三內孔和所述伸縮桿形成伸縮腔，所述伸縮桿可在所述伸縮腔內自由滑動。
5.根據(jù)權利要求1所述的高速電磁鐵動態(tài)性能高精度測試裝置，其特征在于，所述托架外部裝有第二緊定螺釘，所述緊定螺釘可鎖緊所述托架與所述調節(jié)螺桿的相對位置；所述調節(jié)螺桿另外一端與所述底座螺紋連接，可以根據(jù)需要調整高低位置。
【文檔編號】G01L5/00GK203688120SQ201320806935
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權日:2013年12月10日
【發(fā)明者】張訓國, 牛祿, 陳曉龍, 郭寧, 劉猛, 李寅, 趙培莉 申請人:上海新力動力設備研究所