用于电机自动测试的转台结构的制作方法

1.本发明涉及电机性能测量技术领域，特别是用于电机自动测试的转台结构。


背景技术：

2.电机在测量扭矩等性能过程中，通常是利用联轴器将电机的转轴与扭矩传感器的轴相连，还将扭矩传感器的轴与负载相连。
3.但是这种多个联轴器设置的方式，使得整个测量安装结构的轴向长度很长，轴的同轴度稍微不精准，就会影响测量结果。另外，用联轴器连接的方式，本身就不能保证同轴度。
4.同轴度影响的原理是：当同轴度不佳，使得电机的极对数对电机转轴的作用力会发生变化，电机不是处于良好的运行状态，测量得到的也是不良状态下的电机性能，使得测量结果不准确。
5.基于此，本方案设计新型的测试结构，主要用于电机的测量。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供测量精度高、能自动调节同轴度、能够在柔性调节后实现刚性支撑的用于电机自动测试的转台结构。
7.本发明的目的通过以下技术方案来实现：用于电机自动测试的转台结构，包括：安装架，其内设有中心轴；扭矩传感器，其穿设在中心轴上，其右端固定在安装架上；旋转变压器，其也穿在中心轴上，其固定在扭矩传感器的左端面上；弹簧加压制动器，其左端设置在安装架上；所述的安装架，其右端面安装有电机，中心轴与电机的安装孔适配安装；所述的中心轴安装有受力盘；弹簧加压制动器对受力盘产生轴向的压力，从而让受力盘受到摩擦力，最终让中心轴产生负载。
8.优选地，所述的安装架，包括中心筒及其两端的左端盖、右端盖；所述的左端盖将弹簧加压制动器、旋转变压器、扭矩传感器沿轴向压在右端盖上；所述的右端盖上开有中心孔，中心轴从该中心孔穿过后与电机的安装孔适配安装。
9.进一步地，所述的右端盖与中心轴通过轴承配合；所述的右端盖的中心孔为阶梯孔，中心轴为阶梯轴，相应轴承的两端分别抵在中心孔的阶梯处、中心轴的阶梯处。
10.优选地，所述的弹簧加压制动器，包括基块、压盘、转动组件；压盘，其能轴向滑动，其贴在受力盘的左侧面上，其通过滑杆安装在旋转变压器上；基块，能左右滑动地套设在中心轴上，其右端面处开有多个深孔，深孔内设置有弹
簧，弹簧在弹性力的作用下抵在压盘的左侧面上；转动组件包括左板、右板和滚珠；左板和右板套设在中心轴上且两者之间设有滚珠；左板被压在左端盖的内壁处，右板被压在基块的左侧面上。
11.优选地，还包括多个轴向位置调节单元；多个轴向位置调节单元布设在安装架的右端面内；所述的轴向位置调节单元，包括基筒；基筒的左右端分别通过左挤压囊、右膨胀囊封堵，其内装有液态金属；通过挤压左膨胀囊，让液体金属大量集中在右膨胀囊处，让膨胀囊胀大；右膨胀囊后抵在电机的端面上，从而调节该处电机的轴向位置；多个轴向位置调节单元共同作用时，能调节电机的同轴度。
12.进一步地，所述的轴向位置调节单元，在基筒外套设冷却腔体；冷却腔体与冷源相连；在常温下，液态金属呈液态，此时通过挤压左挤压囊让液态金属集中在右膨胀囊处，进行电机同轴度的调节；通过向冷却腔体内通入冷媒，冷媒将液态金属降温至5℃以下，让液态金属处于固态，让电机受到良好的调节力。
13.更进一步地，所述的中心轴上设置有多个压力感应片，中心轴与电机的安装孔之间设有压力感应片；当中心轴上同一母线上的压力感应片的压力值趋于接近时，说明中心轴与电机的安装孔基本处于同轴状态。
14.再进一步地，所述的多个轴向位置调节单元安装在压块的右端面上；安装架的右端面处开有与压块适配的凹陷腔，压块经过缝螺钉固定在安装架上。
15.再进一步地，所述的压块内开有气体腔；轴向位置调节单元安装在压块上时，将气体腔封堵；轴向位置调节单元安装后，左挤压囊内位于气体腔内；当向气体腔通入高压气体时，能让左挤压囊形成挤压。
16.再进一步地，所述的气体腔通过气管与气源相连；冷却腔体通过冷媒管与冷源相连；所述的压块上开有将气管引出的槽a；所述的压块上开有将冷媒管引出的槽b；所述的右端盖上，开有供气管、冷媒管一起引出的槽c。
17.本发明具有以下优点：不采用联轴器连接电机的转轴和测量转轴，而是让电机的转轴与测量转轴变为同一个轴，即中心轴，避免了联轴器连接时带来的误差；通过设置安装架，将弹簧加压制动器、旋转变压器、扭矩传感器挤压地安装在一起，能有效降低整个测量机构的长度，即便有轻微的同轴度误差，测量后也能得到较高精度的数据；轴向位置调节单元以及压力感应片的设置，通过多轴向位置调节单元来调节电机端面与右端盖的间隙大小；多个轴向位置调节单元的结合，实现同轴度的调节；并且压力感应片、轴向位置调节单元均与控制面板相连，实现同轴度的自动调节，简单方便；利用液态金属常温下呈液体，在5℃以下呈固态的特性；在常温下，调节轴向位置调节单元，让电机端面与右端盖的间隙为柔性支撑；当将液态金属降温至5℃以下后，实现
电机端面与右端盖的间隙的刚性支撑，保证调节后的牢靠性；保证在测量时的同轴度；通过挤压液态金属，来实现同轴度的调节；让液态金属在不同温度下从液态到固态的转变方式，提供刚性支撑；这种同轴度调节方式非常简单、方便；此外，通过液态金属、多个压力感应片的方式来调节同轴度，不仅调节简单，而且相比于人工手动凭感觉调节同轴度的方式、或者普通机械结构调节同轴度的方式，本方案调节后的同轴度精度很高，非常有利于电机性能的准确测量；另外，在选用液态金属时，应选取从液态到固态的转变过程中膨胀系数变化不大的液态金属，保证液态金属在状态发生变化时，对同轴度的影响可以忽略；轴向位置调节单元的结构简单，原理巧妙。
附图说明
18.图1 为本发明未安装轴向位置调节单元的结构示意图；图2 为本发明在弹簧加压制动器处的结构示意图；图3 为本发明安装轴向位置调节单元的结构示意图；图4 为图3的局部放大图；图5 为压块与轴向位置调节单元之间设置的结构示意图；图6 为轴向位置调节单元的结构示意图；图7 为压块、右端盖、轴向位置调节单元之间设置的结构示意图；图8 为压块、右端盖上开设槽a、槽b、槽c的结构示意图；图中：1-中心轴，2-扭矩传感器，3-旋转变压器，4-弹簧加压制动器，401-基块，402-压盘，403-转动组件，404-滑杆，405-弹簧，5-电机，6-受力盘；11-安装架，1101-中心筒，1102-左端盖，1103-右端盖；20-轴向位置调节单元，21-基筒，22-左挤压囊，23-右膨胀囊，24-冷却腔体，25-压块，2501-气体腔，26-槽a，27-槽b，28-槽c。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
20.如图1和图2所示，用于电机自动测试的转台结构，包括安装架11、扭矩传感器2、旋转变压器3、弹簧加压制动器4；其中，安装架11，包括中心筒1101及其两端的左端盖1102、右端盖1103；在中心筒1101内，沿轴向设有有中心轴1，中心轴从左至右依次穿有弹簧加压制动器4、受力盘6、旋转变压器3，扭矩传感器2；其中，扭矩传感器2，其右端固定在安装架11上；旋转变压器3，固定在扭矩传感器2的左端面上；弹簧加压制动器4，其左端设置在安装架11上；即左端盖1102将弹簧加压制动器4、旋转变压器3、扭矩传感器2沿轴向压在右端盖1103上；其中，右端盖1103上开有中心孔，中心轴1从该中心孔穿过后与电机5的安装孔适配安装。
21.本方案中，弹簧加压制动器4对受力盘6产生轴向的压力，从而让受力盘6受到摩擦
力，最终让中心轴1产生负载，从而实现电机5关于扭矩、转角的测量。
22.本实施例中，右端盖1103的中心孔为阶梯孔，中心轴1为阶梯轴；右端盖1103与中心轴1通过轴承配合；相应轴承的两端分别抵在中心孔的阶梯处、中心轴1的阶梯处。
23.本实施例中，如图2所示，弹簧加压制动器4，包括基块401、压盘402、转动组件403；其中，压盘402能轴向滑动，其贴在受力盘6的左侧面上，其通过滑杆404安装在旋转变压器3上；基块401，能左右滑动地套设在中心轴1上，其右端面处开有多个深孔，深孔内设置有弹簧405，弹簧405在弹性力的作用下抵在压盘402的左侧面上；转动组件403包括左板、右板和滚珠；左板和右板套设在中心轴1上且两者之间设有滚珠；左板被压在左端盖1102的内壁处，右板被压在基块401的左侧面上。
24.可选地，如图3~图8所示，用于电机自动测试的转台结构，还包括多个轴向位置调节单元20。
25.在右端盖1103的右端面上，还设置有多个轴向位置调节单元20；多个轴向位置调节单元20抵在电机5的左端面上，调节右端盖1103与电机5之间的间隙大小，从而调节电机5和中心轴1的同轴度。
26.具体地，如图2~图6所示，轴向位置调节单元20，包括基筒21；基筒21的左右端分别通过左挤压囊22、右膨胀囊23封堵，其内装有液态金属。
27.当需要进行同轴度调节时，通过挤压左膨胀囊22，让液体金属大量集中在右膨胀囊23处，让膨胀囊23胀大；右膨胀囊23后抵在电机5的端面上，从而调节该处电机5的轴向位置；多个轴向位置调节单元20共同作用时，能调节电机5的同轴度。
28.本实施例中，在基筒21外套设冷却腔体24；冷却腔体24与冷源相连；在常温下，液态金属呈液态，此时通过挤压左挤压囊22让液态金属集中在右膨胀囊处23，进行电机5同轴度的调节；通过向冷却腔体24内通入冷媒，冷媒将液态金属降温至5℃以下，让液态金属处于固态，让电机5受到良好的调节力。
29.本实施例中，在中心轴1上设置有多个压力感应片，中心轴1与电机5的安装孔之间设有压力感应片；当中心轴1上同一母线上的压力感应片的压力值趋于接近时，说明中心轴1与电机5的安装孔基本处于同轴状态。
30.需要说明的是，中心轴1的柱面上具有多条母线，选取一些母线，在每一条母线上沿平行轴向方向设置多个压力感应片。在评价同轴度时，主要是评价同一母线上压力感应片的值是否趋于一致。
31.进一步地，多个轴向位置调节单元20安装在压块25的右端面上；安装架11的右端面处开有与压块25适配的凹陷腔，压块25经过缝螺钉固定在安装架11上。
32.更进一步地，所述的压块25内开有气体腔2501；轴向位置调节单元20安装在压块25上时，将气体腔2501封堵；轴向位置调节单元20安装后，左挤压囊22内位于气体腔2501内；当向气体腔2501通入高压气体时，能让左挤压囊22形成挤压。
33.如图7和图8所示，再进一步地，气体腔2501通过气管与气源相连；冷却腔体24通过冷媒管与冷源相连；压块25上开有将气管引出的槽a26；所述的压块25上开有将冷媒管引出的槽b27；右端盖1103上，开有供气管、冷媒管一起引出的槽c28。冷却腔体24上开有用于进冷媒和排冷媒的冷媒接口。
34.需要说明的是，压力感应片、轴向位置调节单元、冷媒的控制开关，均与控制面板
相连。
35.进行同轴度调节时：如果中心轴1上，同一母线上的压力感应片，一端压力值大而另一端压力值小，说明中心轴在中心线-该母线的平面上翘起了；以图3的视角进行讲解，如果中心轴1最靠近人胸口的母线位置上，处于左端位置的压力感应片检测到的值大，而右端位置的压力感应片检测到的值小，说明在水平面内，中心轴1的左端向前、而右端向后有位移；那么将右端盖1103上靠近胸前部分的轴向位置调节单元20，让其向右膨胀的量减小；同时让右端盖1103上远离胸前部分的轴向位置调节单元20，让其向右膨胀的量增大；就能实现调整；调节轴向位置调节单元20向右的膨胀量，通过向压块25的气体腔2501内通入高压气体，高压气体对左挤压囊22产生挤压，从而通过液态金属让右膨胀囊23发生膨胀；其膨胀后，能调节该处右端盖1103与电机5之间的间隙大小；当调节好后，所有压力感应片的值趋于大小一致时，通过控制冷媒，对冷却腔体24通入冷媒，冷媒携带的冷量对液态金属降温，使液态金属的温度低于5℃而凝固，从而保证了右端盖1103与电机5之间的间隙为刚性支撑；调节完成后，即可进行电机5相应的性能测量。
36.需要说明的时，本方案比较适用于力矩电机的性能测试，但也适用于其他电机的性能测量。
37.上述实施例仅表达了较为优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。