专利名称：直线电机三自由度动静态加载综合试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种评价直线电机可靠性的加载试验装置，更具体地说，本发明涉及一种直线电机三自由度动静态加载综合试验装置。
背景技术：
目前直线电机种类繁多，广泛应用于数控装备、工业自动化、轨道交通等行业。直线电机可靠性的性能测试与试验是投入市场和应用前必须进行的环节，而可靠性测试与试验的基础则是还原直线电机的真实工况，模拟其工作状态下的加载情况。这对于确定直线电机驱动的关键性能指标、指出装备存在的缺陷和提高装备的应用水平有着重要意义。已有的典型测试装置为清华大学设计的直线电机的运动系统综合测试装置(申请公布号CN 101980037A,申请公布日2011. 02. 23，申请号201010538；340. 1，申请日 2011. 11.08)。该装置的双向钢丝绳滑轮牵引机构对称安装在驱动直线电机系统和待测直线电机的外侧，双向钢丝绳滑轮牵引机构分别连接驱动直线电机系统次级和第三拉力传感器和第四拉力传感器；第三拉力传感器和第四拉力传感器分别连接待测直线电机次级的两端，控制驱动直线电机系统，驱动待测直线电机运行，或者为待测直线电机施加负载力，通过第三拉力传感器和第四拉力传感器记录电机的受力状态。该装置存在如下几个问题1.直线电机在进行运动方向加载时，机构复杂、可靠性不高，同时因为采用钢丝绳封闭连接于加载部分和待测试部分，钢丝绳松紧的调节十分关键，给相关试验带来了诸多不确定性因素，因而导致测试反应迟缓，并不适用于高标准严要求条件下的测试；2.仅能对运动方向进行加载或检测，没有对非运动方向加载，未能有效模拟直线电机在真实工况下的运动情况。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的问题，提供了一种直线电机三自由度动静态加载综合试验装置。为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置包括第一接触式加载机构、测试平台、第一非接触式加载机构受力体、两条结构相同的直线导轨、X轴方向第一非接触式加载机构、Z轴方向第一非接触式上加载机构、加载支撑机构、Z轴方向第二非接触式上加载机构、第二接触式加载机构、 第二非接触式加载机构受力体、X轴方向第二非接触式加载机构、Z轴方向第一非接触式下加载机构与Z轴方向第二非接触式下加载机构。其中所述的测试平台由左侧平台、中间平台与右侧平台组成；所述的加载支撑机构由横梁和底座组成。第一接触式加载机构的一端安装在左侧平台的顶端面上，第二接触式加载机构的一端安装在右侧平台的顶端面上。第一非接触式加载机构受力体与第二非接触式加载机构受力体沿Y轴方向平行对称地安装在中间平台顶端面的两侧，两条结构相同的直线导轨平行对称地安装在第一非接触式加载机构受力体与第二非接触式加载机构受力体之间的中间平台的顶端面上。加载支撑机构中的底座与两条结构相同的直线导轨接触连接，X轴方向第一非接触式加载机构与X轴方向第二非接触式加载机构安装在底座的垂直X轴的2个T 字形端面上。Z轴方向第一非接触式上加载机构与Z轴方向第一非接触式下加载机构安装在横梁一端的上表面与底面上，Z轴方向第二非接触式上加载机构与Z轴方向第二非接触式下加载机构安装在横梁另一端的上表面与底面上，安装有Z轴方向第一非接触式上加载机构、Z轴方向第一非接触式下加载机构与Z轴方向第二非接触式上加载机构、Z轴方向第二非接触式下加载机构的横梁两端和第一非接触式加载机构受力体与第二非接触式加载机构受力体上的矩形通孔间隙配合。第一接触式加载机构的另一端与横梁中垂直于Y轴的左端面固定连接，第二接触式加载机构的另一端与横梁中垂直于Y轴的右端面固定连接。
技术方案中所述的第一接触式加载机构与第二接触式加载机构是结构完全相同的两套装置，第一接触式加载机构包括接触式加载机构力传感器、钢丝绳、滚轮、扭矩传感器、联轴器与力矩电机。力矩电机的输出端通过联轴器与扭矩传感器的输入端连接，扭矩传感器的输出端和套装有滚轮的滚轮轴的输入端固定连接，套装有滚轮的滚轮轴的另一端通过支撑座支撑固定在左侧平台上。钢丝绳的一端连接于滚轮，钢丝绳的另一端与接触式加载机构力传感器的一端固定连接，接触式加载机构力传感器的另一端与加载支撑机构中横梁的垂直于Y轴的左端面固定连接；所述的Z轴方向第一非接触式上加载机构、Z轴方向第一非接触式下加载机构、Z轴方向第二非接触式上加载机构与Z轴方向第二非接触式下加载机构是结构完全相同的四套装置。Z轴方向第一非接触式上加载机构由Z轴上第一电磁吸盘与Z轴上第一传感器组成。采用螺栓将Z轴上第一电磁吸盘与Z轴上第一传感器固定连接且两者的回转轴线共线，再采用螺栓将两者固定在横梁的垂直于Z轴的上平面上，Z轴上第一传感器的一端与横梁的垂直于Z轴的上平面相接触。X轴方向第一非接触式加载机构与X轴方向第二非接触式加载机构是结构完全相同的两套装置。X轴方向第一非接触式加载机构由X轴第一传感器与χ轴第一电磁吸盘组成。采用螺栓将X轴第一传感器与X轴第一电磁吸盘固定连接且两者的回转轴线共线，再采用螺栓将两者固定在底座的垂直于X 轴负方向的T形端面上，X轴第一传感器的一端直接和底座的垂直于X轴负方向的T形端面接触；所述的第一非接触式加载机构受力体与第二非接触式加载机构受力体是结构完全相同的两套装置。第一非接触式加载机构受力体是一个由导磁材料制成的矩形平面框架式的结构件。第一非接触式加载机构受力体中的与测试平台的上表面接触连接的底面垂直于 Z轴，第一非接触式加载机构受力体的中间位置设置一个和Z轴方向第一非接触式上加载机构与Z轴方向第一非接触式下加载机构为间隙配合的矩形通孔，间隙为t1;取值为0 <、 < 1mm，矩形通孔的顶面和矩形通孔的底面是矩形平面，矩形通孔的顶面和矩形通孔的底面垂直于Z轴。第一非接触式加载机构受力体里侧的和底面夹角为90°的即垂直于X轴的侧面为矩形平面，该矩形侧平面与X轴方向第一非接触式加载机构之间为间隙配合，间隙为 h，取值为0 < h < Imm ；所述的X轴方向第一非接触式加载机构、X轴方向第二非接触式加载机构、Z轴方向第一非接触式上加载机构、Z轴方向第二非接触式上加载机构、Z轴方向第一非接触式下加载机构和Z轴方向第二非接触式下加载机构皆包括电磁吸盘和力传感器。 所述的电磁吸盘替换为采用气体喷射加载方式的气体喷射机构。所述的气体喷射机构包括气体喷射机构端盖、气体喷射机构密封圈和气体喷射机构底座，它们叠置在一起并采用螺栓紧固。气体喷射机构底座为气体喷射机构的基础部件，气体喷射机构底座为一正方形或矩形结构件，气体喷射机构底座上端面的中心处设置一个正方形槽或矩形槽，正方形槽或矩形槽的四周均布有8个螺纹盲孔，正方形槽底或矩形槽底的中心处设置一个竖直圆形盲孔B，竖直圆形盲孔B和气体喷射机构底座侧面设置的横向圆形盲孔A相连通，即竖直圆形盲孔B与横向圆形盲孔A的回转轴线垂直相交，竖直圆形盲孔B与横向圆形盲孔A的面积相同。气体喷射机构密封圈为一正方形或矩形空心片式密封件，气体喷射机构密封圈上均布有8个穿过螺钉的通孔。气体喷射机构端盖为一正方形或矩形结构件，气体喷射机构端盖上设置有竖直圆形通孔C，竖直圆形通孔C在气体喷射机构端盖上成JXK的二维矩阵式分布，JXK个竖直圆形通孔C的四周均布有8个沉头螺钉通孔；所述的X轴方向第一非接触式加载机构、X轴方向第二非接触式加载机构、Z轴方向第一非接触式上加载机构、Z轴方向第二非接触式上加载机构、Z轴方向第一非接触式下加载机构和Z轴方向第二非接触式下加载机构中的电磁吸盘替换为采用液体喷射加载方式的液体喷射机构。所述的液体喷射机构包括液体喷射机构端盖、液体喷射机构密封圈和液体喷射机构底座，它们叠置在一起并采用螺栓紧固。液体喷射机构底座为一正方形或矩形结构件，液体喷射机构底座上端面的中心处设置一个1号正方形槽或矩形槽，正方形槽或矩形槽的四周均布有8个螺纹盲孔， 1号正方形槽底或矩形槽底的中心处设置一个竖直圆形盲孔E，竖直圆形盲孔E和液体喷射机构底座侧面设置的面积恒定的横向圆形盲孔F相连通，竖直圆形盲孔E与横向圆形盲孔 F的回转轴线垂直相交，竖直圆形盲孔E与横向圆形盲孔F的面积相同。液体喷射机构密封圈为一正方形或矩形空心片式密封件，液体喷射机构密封圈上均布有8个穿过螺钉的通孔。液体喷射机构端盖为一正方形或矩形结构件，液体喷射机构端盖上端面的中心处设置一个2号正方形槽或矩形槽，2号正方形槽或矩形槽的槽底上设置有竖直圆形通孔G，竖直圆形通孔G在液体喷射机构端盖上成JXK的二维矩阵式分布，2号正方形槽的四周均布有 8个沉头螺钉通孔。一种丝杠螺母副三自由度动静态加载综合试验装置，包括第一接触式加载机构、 测试平台、第一非接触式加载机构受力体、两条结构相同的直线导轨、X轴方向第一非接触式加载机构、Z轴方向第一非接触式上加载机构、加载支撑机构、Z轴方向第二非接触式上加载机构、第二接触式加载机构、第二非接触式加载机构受力体、X轴方向第二非接触式加载机构、Z轴方向第一非接触式下加载机构、Z轴方向第二非接触式下加载机构、旋转电机、 第一丝杠支撑座、丝杆螺母座和第二丝杠支撑座。其中所述的测试平台由左侧平台、中间平台与右侧平台组成；所述的加载支撑机构由横梁和底座组成。第一接触式加载机构的一端安装在左侧平台的顶端面上，第二接触式加载机构的一端安装在右侧平台的顶端面上。第一非接触式加载机构受力体与第二非接触式加载机构受力体沿Y轴方向平行对称地安装在中间平台顶端面的两侧，两条结构相同的直线导轨平行对称地安装在第一非接触式加载机构受力体与第二非接触式加载机构受力体之间的中间平台的顶端面上。加载支撑机构中的底座与两条结构相同的直线导轨接触连接，X轴方向第一非接触式加载机构与χ轴方向第二非接触式加载机构安装在底座的垂直X轴的2 个T字形端面上。Z轴方向第一非接触式上加载机构与Z轴方向第一非接触式下加载机构安装在横梁一端的上表面与底面上，Z轴方向第二非接触式上加载机构与Z轴方向第二非接触式下加载机构安装在横梁另一端的上表面与底面上，安装有Z轴方向第一非接触式上
8加载机构、Z轴方向第一非接触式下加载机构与Z轴方向第二非接触式上加载机构、Z轴方向第二非接触式下加载机构的横梁两端和第一非接触式加载机构受力体与第二非接触式加载机构受力体上的矩形通孔间隙配合。第一接触式加载机构的另一端与横梁中垂直于Y 轴的左端面固定连接，第二接触式加载机构的另一端与横梁中垂直于Y轴的右端面固定连接。旋转电机固定在两条结构相同的直线导轨之间的中间平台的右端，旋转电机输出轴的回转轴线和两条结构相同的直线导轨平行，旋转电机的输出端和联轴器的一端相连接。第一丝杠支撑座和第二丝杠支撑座固定在测试平台的中间平台的顶端面上，第一丝杠支撑座和第二丝杠支撑座位于加载支撑机构的左右两侧，第一丝杠支撑座和第二丝杠支撑座上端安装被测的丝杠的通孔的回转轴线和旋转电机输出轴的回转轴线共线。丝杆螺母座的顶端固定在加载支撑机构的底面上，丝杆螺母座上安装被测的丝杆螺母的通孔的回转轴线和旋转电机输出轴的回转轴线共线。与现有技术相比本发明的有益效果是1.本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置能够有效模拟直线电机在真实工况中所受到的各种载荷情况，为确定直线电机驱动的关键性能指标、指出装备存在的缺陷和提高装备的应用水平奠定了坚实的基�。�2.本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置采用非接触式加载方式对直线电机进行非运动方向进行加载，排除了接触式加载所带来的弊端(如不能长期进行试验、运动速度受到限制和易出现磨损等现象)，提高测试精度、可靠性和使用寿命；3.本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置采用随动式接触加载对直线电机进行运动方向的加载，能够准确对其进行恒定负荷和变负荷的加载，提高测试精度、可靠性和使用寿命，同时还可以检测在承受变载荷的情况下的实时推力；4.本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置结构简单，调试方便，制造成本低廉，便于操作。
下面结合附图对本发明作进一步的说明图1是本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置在直线电机运动方向加载的示意框图；图2是本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置在直线电机非运动方向加载的示意框图；图3是本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置结构组成的轴测投影图；图4是本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置中测试平台的轴测投影图；图5是本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置中加载支撑机构结构组成的分解式轴测投影图；图6是本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置中第一非接触式加载机构受力体的轴测投影图；图7是本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置中X轴方向加载机构结构组成的主视图；图8是本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置中Z轴方向加载机构结构组成的主视图；图9是本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置中第一接触式加载机构的轴测投影图；图10是本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置中非接触式加载机构气体喷射机构分解式轴测投影图；图11是本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置中非接触式加载机构液体喷射机构分解式轴测投影图；图12是本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置中滚珠丝杠为被测试对象的结构组成的轴测投影图；图中1.第一接触式加载机构，2.测试平台，3.第一非接触式加载机构受力体， 4.直线导轨，5. X轴方向第一非接触式加载机构，6. Z轴方向第一非接触式上加载机构， 7.加载支撑机构，8. Z轴方向第二非接触式上加载机构，9.第二接触式加载机构，10.第二非接触式加载机构受力体，11. X轴方向第二非接触式加载机构，12.底座，13.横梁，14. X轴第一传感器，15. X轴第一电磁吸盘，16. Z轴上第一传感器，17. Z轴上第一电磁吸盘，18. Z轴下第一传感器，19. Z轴下第一电磁吸盘，20.接触式加载机构力传感器，21.钢丝绳，22.支撑座，23.滚轮，24.扭矩传感器，25.联轴器，26.力矩电机，27.气体喷射机构底座，28.气体喷射机构密封图，29.气体喷射机构端盖，30.液体喷射机构底座，31.液体喷射机构密封图，32.液体喷射机构端盖，33.旋转电机，34.第一丝杠支撑座，35.丝杆螺母，36.丝杆螺母座，37.丝杠，38.第二丝杠支撑座。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作详细的描述参阅图3，本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置属于评价直线电机可靠性的加载试验领域中的一种试验装备，其目的是解决直线电机在模拟实际工况下的加载问题。所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置包括第一接触式加载机构1、测试平台2、第一非接触式加载机构受力体3、两条结构相同的直线导轨4、X轴方向第一非接触式加载机构5、Z轴方向第一非接触式上加载机构6、加载支撑机构7、Z轴方向第二非接触式上加载机构8、第二接触式加载机构9、第二非接触式加载机构受力体10、X轴方向第二非接触式加载机构11、Z轴方向第一非接触式下加载机构、Z轴方向第二非接触式下加载机构与电控系统。其中Z轴方向第一非接触式上加载机构6、Z轴方向第一非接触式下加载机构、Z轴方向第二非接触式上加载机构8与Z轴方向第二非接触式下加载机构结构相同；X轴方向第一非接触式加载机构5与X轴方向第二非接触式加载机构11结构相同。参阅图4，所述的测试平台2在垂直于Z轴的上表面上沿Y轴方向安装其它相关的零部件，和上表面沿平行的底面安装在地基上。可以说，整个测试平台2沿Y轴方向由左侧平台、中间平台与右侧平台3个部分组成。左侧平台的顶端面和第一接触式加载机构1的一端固定连接，右侧平台的顶端面和第二接触式加载机构9的一端固定连接，沿Y轴方向在中间平台顶端面的两侧对称地(相对于中间平台沿Y轴方向对称面)安装有第一非接触式
10加载机构受力体3与第二非接触式加载机构受力体10，第一非接触式加载机构受力体3与第二非接触式加载机构受力体10和X轴方向垂直，在中间平台顶端面上并在第一非接触式加载机构受力体3与第二非接触式加载机构受力体10之间对称地安装两条相互平行的结构相同的直线导轨4，两条相互平行的结构相同的直线导轨4和X轴方向垂直，在两条相互平行的结构相同的直线导轨4之间的中间平台的顶端面上安装有被测的直线电机的定子。 要求安装配合面具有足够的平面度和粗糙度，以满足安装与正常工作时的需求。参阅图5，所述的加载支撑机构7由横梁13和底座12上下两部分组成。所述的底座12从X轴方向看成T字形结构，底座12的2个T字形端面和X轴垂直，底座12的2个T字形端面用于安装产生沿X轴加载的非接触式加载机构即X轴方向第一非接触式加载机构5和X轴方向第二非接触式加载机构11，要求在进行加载试验时，底座12沿X轴单方向的最大形变量为t12，且0 < t12 < lmm,以满足动态精确加载的需求。底座12底面的两侧设置有和两条相互平行的结构相同的直线导轨4配装的两条相互平行的结构相同的直线导轨槽，两条相互平行的结构相同的直线导轨槽和X轴方向垂直。两条相互平行的结构相同的直线导轨槽之间的底面用于采用螺栓固定连接直线电机的动子。所述的横梁13为扁长方体形结构件，横梁13中的与Z轴方向垂直的底面和底座 12中的与Z轴方向垂直的上表面固定连接构成加载支撑机构7。横梁13两端的上表面上安装有产生沿Z轴方向加载的非接触式加载机构即Z轴方向第一非接触式上加载机构6与 Z轴方向第二非接触式上加载机构8，横梁13两端的底面上安装有产生沿Z轴方向加载的非接触式加载机构即Z轴方向第一非接触式下加载机构与Z轴方向第二非接触式下加载机构，ζ轴方向第一非接触式上加载机构6与Z轴方向第一非接触式下加载机构的回转轴线共线，Z轴方向第二非接触式上加载机构8与Z轴方向第二非接触式下加载机构的回转轴线共线，同时要求在进行加载试验时，横梁13沿Z轴单方向的最大形变量为t13，且0 < t13
<lmm,以满足动态精确加载的需求。参阅图6，非接触式加载机构受力体3在本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置中共有两套即第一非接触式加载机构受力体3和第二非接触式加载机构受力体10，第一非接触式加载机构受力体3和第二非接触式加载机构受力体10的结构与功能完全相同，沿Y轴方向对称的安装在测试平台2的上表面上。下面就第一非接触式加载机构受力体3进行详细说明，第二非接触式加载机构受力体10不再赘述。第一非接触式加载机构受力体3是一矩形平面框架式结构件，第一非接触式加载机构受力体3的中间设置一个矩形通孔，矩形通孔的顶面和矩形通孔的底面是工作面。矩形通孔的顶面和矩形通孔的底面垂直于Z轴，矩形通孔的顶面和矩形通孔的底面配合Z轴方向第一非接触式上加载机构6与Z轴方向第一非接触式下加载机构工作，Z轴方向第一非接触式上加载机构6与Z轴方向第一非接触式下加载机构沿着矩形通孔的顶面和矩形通孔的底面进行有间隙的往复移动，同时考虑到进行非接触式加载时产生的吸引力及矩形通孔的顶面和矩形通孔的底面沿Z轴单方向的最大形变量，因此要求间隙为t2，取值为0<t2
<1，以满足动态精确加载的需求。同时保证在非接触式加载机构运动时，最大程度的保持和矩形通孔的顶面与矩形通孔的底面的间隙恒定。在本发明中第一非接触式加载机构受力体3为导磁体结构，以便能够与电磁吸盘相互配合产生吸引力。第一非接触式加载机构受力体3垂直于Z轴方向的底面与测试平台2的上表面接触连接。和底面夹角为90°的即垂直于X轴正方向的长矩形侧面为工作面，配合X轴方向第一非接触式加载机构5或X轴方向第二非接触式加载机构11工作，X轴方向第一非接触式加载机构5或X轴方向第二非接触式加载机构11沿着此工作面进行有间隙的往复移动， 同时考虑到进行非接触式加载时产生的吸引力及工作面的沿X轴单方向的最大形变量，因此要求间隙为t1;取值为0 <、< Imm,以满足动态精确加载的需求。同时保证在非接触式加载机构运动时，最大程度的保持与垂直于X轴正方向的长矩形工作面的间隙恒定。本发明中所述的非接触式加载机构包括X轴方向加载机构与Z轴方向加载机构， 非接触式加载机构采用电磁原理，主要由电磁吸盘、控制器和力传感器等组成。非接触式加载机构分别用于X轴方向加载与Z轴正方向加载，X轴方向加载机构包括X轴方向第一非接触式加载机构5与X轴方向第二非接触式加载机构11 (沿X轴正负方向各一套)，Z轴方向加载机构包括沿ζ轴正方向的Z轴方向第一非接触式上加载机构6与Z轴方向第二非接触式上加载机构8和沿Z轴负方向的Z轴方向第一非接触式下加载机构与Z轴方向第二非接触式下加载机构。X轴方向加载机构的结构型号相同，Z轴方向加载机构的结构型号相同； 根据需要X轴方向加载机构的规格型号与Z轴方向加载机构的规格型号相同或者不同。对非接触式加载机构中传感器的主要技术要求为1.轮辐式传感器。2.只要求能够测得拉力，即属于拉力传感器。3.要求拉力传感器满载测量变形小于0.01mm。4.传感器的综合误差范围士0. 05 (% R. 0.)。5.传感器的测量范围为0N XN，即最小测量值为0N，最大测量值为X N，X要大于用户的所要加载的最大值，并留有用户所需要的安全系数。例如用户规定的安全系数为 150%，需要最大加载值为2000N，那么此选购的传感器的量程为0N 3000N.此传感器的底部通过产品预留的螺栓孔，连接于加载支撑机构7。同时传感器的顶部接触于各自的电磁吸盘的底部，到达闭环控制，满足动态精确加载的需求。对由专业生产厂家提供的非接触式加载机构中电磁吸盘的要求为在电磁吸盘厚度相对固定的情况下，电磁吸盘的长度和宽度则由用户提出要求， 由于电磁吸盘的长度和宽度正相关于所产生的加载力的大�。杂没Ц菁釉亓Φ拇笮〗凶孕醒≡裼胱楹�。同时电磁吸盘应同时配有相对应的控制器，即控制电流的大小达到控制电磁吸盘加载力的目的，控制电流的精度根据用户所要求加载力的精度决定。电磁吸盘的主要参数1.最大加载力Fmax2.控制加载的精度α其中最大加载力Fmax正相关于电磁吸盘的长度和宽度。电磁吸盘的底部与力传感器的顶部相接触，到达闭环控制，满足动态精确加载的需求。通过电磁吸盘四周的螺栓孔与加载支撑机构7进行紧固连接。参阅图7，如前所述X轴方向加载机构包括Χ轴方向第一非接触式加载机构5与 X轴方向第二非接触式加载机构11，它们对称安装于底座12的垂直于X轴方向的两T形端面上，由于X轴方向第一非接触式加载机构5与X轴方向第二非接触式加载机构11的结构
12原理与功能完全相同，只是安装位置不同，这里只详细说明X轴方向第一非接触式加载机构5，x轴方向第二非接触式加载机构11不再赘述。加载支撑机构7中的底座12的垂直于 X轴负方向的T形端面上安装有X轴方向第一非接触式加载机构5，X轴方向第一非接触式加载机构5主要由X轴第一传感器14和X轴第一电磁吸盘15组成，X轴第一电磁吸盘15 与X轴第一传感器14采用螺栓固定连接成一体且两者的回转轴线共线，两者再采用螺栓固定在底座12的垂直于X轴负方向的T形端面上，X轴第一传感器14的一端直接和底座12 的垂直于X轴负方向的T 形端面相接触。X轴第一电磁吸盘15沿Y轴运动时，始终与第一非接触式加载机构受力体3保持间隙h，0 < h < 1mm，以满足动态精确加载的需求。参阅图8，如前所述Z轴方向加载机构包括Z轴方向第一非接触式上加载机构6、 Z轴方向第二非接触式上加载机构8、Z轴方向第一非接触式下加载机构和Z轴方向第二非接触式下加载机构，ζ轴方向第一非接触式上加载机构6与Z轴方向第二非接触式上加载机构8对称安装于横梁13的垂直于Z轴方向上平面的两端，Z轴方向第一非接触式下加载机构和Z轴方向第二非接触式下加载机构对称安装于横梁13的垂直于Z轴方向下平面的两端，Z轴方向第一非接触式上加载机构6与Z轴方向第一非接触式下加载机构的回转轴线共线，Z轴方向第二非接触式上加载机构8与Z轴方向第二非接触式下加载机构的回转轴线共线，由于Z轴方向第一非接触式上加载机构6、Z轴方向第二非接触式上加载机构8、 Z轴方向第一非接触式下加载机构和Z轴方向第二非接触式下加载机构的结构原理与功能完全相同，只是安装位置不同而已，这里只详细说明Z轴方向第一非接触式上加载机构6，Z 轴方向第二非接触式上加载机构8、Z轴方向第一非接触式下加载机构和Z轴方向第二非接触式下加载机构不再赘述。加载支撑机构7中的横梁13的垂直于Z轴方向上平面与底面上安装Z轴方向第一非接触式上加载机构6与Z轴方向第一非接触式下加载机构，Z轴方向第一非接触式上加载机构6主要由Z轴上第一传感器16与Z轴上第一电磁吸盘17组成， Z轴上第一电磁吸盘17与Z轴上第一传感器16采用螺栓固定连接成一体且两者的回转轴线共线，两者再采用螺栓固定在横梁13的垂直于Z轴的上平面上，Z轴上第一传感器16的一端与横梁13的垂直于Z轴的上平面直接接触。Z轴上第一电磁吸盘17与Z轴下第一电磁吸盘组成19沿Y轴运动时，始终与第一非接触式加载机构受力体3上矩形通孔的顶面与底面保持间隙h，取值为0 < h < 1mm，以满足动态精确加载的需求。参阅图9，所述的接触式加载机构由第一接触式加载机构1和第二接触式加载机构9组成，第一接触式加载机构1和第二接触式加载机构9对称安装在被测的直线电机运动方向的前后两端，由于第一接触式加载机构1与第二接触式加载机构9的结构原理与功能完全相同，只是安装位置的不同，这里只详细说明第一接触式加载机构1，第二接触式加载机构9不再赘述。所述的第一接触式加载机构1主要由接触式加载机构力传感器20、钢丝绳21、支撑座22、滚轮23、扭矩传感器24、联轴器25、力矩电机26组成。加载支撑机构7中横梁13的垂直于Y轴方向的一个端面(或另一个端面)通过接触式加载机构力传感器20与钢丝绳21的一端固定连接，钢丝绳21的另一端连接于滚轮 23，力矩电机26的输出端通过联轴器25与扭矩传感器24的输入端连接，扭矩传感器24的输出端和套装有滚轮23的滚轮轴的输入端连接，套装有滚轮23的滚轮轴的另一端通过支撑座22支撑固定在左侧平台或右侧平台上。力矩电机26通过滚轮23与钢丝绳21等为加载支撑机构7提供动力，力矩电机26与接触式加载机构力传感器20组成闭环控制，伺服调节钢丝绳21的收放绳动作，通过对钢丝绳21的控制，产生对待测直线电机产生沿运动方向的加载。另一侧的第二接触式加载机构9的工作原理与之相同，第一接触式加载机构1与第二接触式加载机构9同时动作，互相配合，实现对运动方向的恒定或变负荷加载。同时第一接触式加载机构1与第二接触式加载机构9中的两个结构相同的力矩电机26与两个结构相同的接触式加载机构力传感器20分别组成各自的闭环伺服控制还可以在待测直线电机承受变负载情况下检测待测直线电机的推力。 对两个接触式加载机构力传感器20的主要技术要求为1.轮辐式传感器。2.只要求能够测得拉力，即属于拉力传感器。3.要求传感器满载测量变形小于0. 01mm。4.传感器的综合误差范围士0. 05 R. 0.)。5.传感器的测量范围为0N XN，即最小测量值为0N，最大测量值为X N，X要大于用户的所要加载的最大值，并留有用户所需要的安全系数。例如用户规定的安全系数为 150%，需要最大加载值为2000N，那么此选购的传感器的量程为0N 3000N.传感器的底部通过产品预留的螺栓孔，连接于加载支撑机构7上垂直于Y轴的一端面上，传感器的工作面连接于钢丝绳21的一头，到达闭环控制，满足动态精确加载的需求。通过相互独立的接触式加载与非接触式加载，便可实现对待测直线电机进行三自由度任意组合加载，达到模拟直线电机真实工况的最佳效果。参阅图10，如前面所述的非接触式加载机构即X轴方向第一非接触式加载机构5、 X轴方向第二非接触式加载机构11、Z轴方向第一非接触式上加载机构6、Z轴方向第二非接触式上加载机构8、Z轴方向第一非接触式下加载机构和Z轴方向第二非接触式下加载机构可替换为采用气体喷射加载方式的气体喷射机构，即把前面所述的非接触式加载机构中的电磁吸盘替换为气体喷射机构。气体喷射机构包括气体喷射机构端盖29、气体喷射机构密封圈28和气体喷射机构底座27。它们由上至下依次叠置在一起，采用螺栓紧固连接为一整体机构即成气体喷射机构。气体喷射机构底座27为气体喷射机构的基础部件，气体喷射机构底座27为一正方形(或矩形)结构件，气体喷射机构底座27上端面的中心处设置一个正方形(或矩形) 槽，正方形(或矩形)槽的四周均布有8个螺纹盲孔，正方形(或矩形)槽的面积恒定为S2, 正方形(或矩形)槽底的中心处设置一个竖直圆形盲孔B(面积为S1),竖直圆形盲孔B和气体喷射机构底座27侧面设置的面积恒定的横向圆形盲孔A(面积为S1)相连通，确切地说，竖直圆形盲孔B与横向圆形盲孔A的面积相同，竖直圆形盲孔B与横向圆形盲孔A的回转轴线垂直相交。气体喷射机构密封圈28为一正方形(或矩形)空心片式密封件，放置在气体喷射机构底座27与气体喷射机构端盖29之间起到密封保压的作用，气体喷射机构密封圈28上均布有8个穿过螺钉的通孔。气体喷射机构端盖29为一正方形(或矩形)结构件，气体喷射机构端盖29上设置有竖直圆形通孔c(面积为S3)，竖直圆形通孔C在气体喷射机构端盖29上成JXK的二维矩阵式分布，即竖直圆形通孔C(面积的总数为JXK个。JXK个竖直圆形通孔C 的四周均布有8个沉头螺钉通孔，用以通过内六角螺栓将气体喷射机构端盖29、气体喷射机构密封圈28和气体喷射机构底座27连接成为整体结构。工作时由外置气泵提供的气体(压强SP1)通过软管由气体喷射机构底座27侧面的横向圆形盲孔(面积SS1)进入气体喷射机构，气体经过竖直圆形盲孔(面积SS1)进而到达方形槽(面积为&)内，此时的压强为P1XS1ZiS2,最终通过气体喷射机构端盖29上成二维矩阵式分布的JXK个竖直圆形通孔C输出(二维矩阵式分布的竖直圆形通孔C的总面积为S3X JXK)，气体喷射机构输出的压力为P1X S1ZiS2X S3X JXK，其中压力单位为Pa， 面积单位为m2。其中的参数为用户自己设定，在满足提供最大压力的同时留有一定的安全系数， 其中J与K要选择恰当，在满足提供足够压力的同时，尽量分布均勻，以便实现稳定加载的目的。 气体喷射机构的底部即气体喷射机构底座27的底端面同前面所述的电磁吸盘的底端面一样和力传感器接触连接，通过闭环反馈精确控制载荷。其中非接触式加载机构受力体也完全相同，并可考虑采用非导磁体亦可。采用气体喷射机构的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置的其它组成、连接方式与加载机构同采用电磁吸盘的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置一样。参阅图11，如前面所述的非接触式加载机构即X轴方向第一非接触式加载机构5、 X轴方向第二非接触式加载机构、Z轴方向第一非接触式上加载机构6、Z轴方向第二非接触式上加载机构8、Z轴方向第一非接触式下加载机构和Z轴方向第二非接触式下加载机构可替换为采用液体喷射加载方式的液体喷射机构，即把前面所述的非接触式加载机构中的电磁吸盘替换为液体喷射机构。液体喷射机构包括液体喷射机构端盖32、液体喷射机构密封圈31和液体喷射机构底座30。它们由上至下依次叠置在一起，采用螺栓紧固连接为一整体机构即成液体喷射机构。液体喷射机构底座30为液体喷射机构的基础部件，液体喷射机构底座30为一正方形(或矩形)结构件，液体喷射机构底座30上端面的中心处设置一个1号正方形(或矩形)槽，正方形槽的四周均布有8个螺纹盲孔，1号正方形(或矩形)槽的面积恒定为S2，1 号正方形(或矩形)槽底的中心处设置一个竖直圆形盲孔E (面积为S1),竖直圆形盲孔E 和液体喷射机构底座30侧面设置的面积恒定的横向圆形盲孔F(面积为S1)相连通，确切地说，竖直圆形盲孔E与横向圆形盲孔F的面积相同，竖直圆形盲孔E与横向圆形盲孔F的回转轴线垂直相交。液体喷射机构密封圈31为一正方形(或矩形)空心片式密封件，放置在液体喷射机构底座30与液体喷射机构端盖32之间起到密封保压的作用，液体喷射机构密封圈31上均布有8个穿过螺钉的通孔。液体喷射机构端盖32为一正方形(或矩形)结构件，液体喷射机构端盖32上端面的中心处设置一个2号正方形(或矩形)槽，2号正方形(或矩形)槽的槽底上设置有竖直圆形通孔G(面积为S3)，竖直圆形通孔G在液体喷射机构端盖32上成JXK的二维矩阵式分布，即竖直圆形通孔G(面积为S3)的总数为JXK个。2号正方形(或矩形)槽的四周均布有8个沉头螺钉通孔，通过内六角螺栓将液气体喷射机构端盖32、液体喷射机构密封圈31和液体喷射机构底座30连接成为整体结构。其中液体介质无具体限制，采用无腐蚀性、环保、廉价的流体即可。工作时由外置泵站提供的液体(压强为P1)通过软管由液体喷射机构侧面即液体喷射机构底座30侧面的横向圆形盲孔F (面积为S1)进入，液体经过竖直圆形盲孔E (面积 SS1)进而到达1号方形槽(面积为S2),此时的压强为P1XS1ZiS2，最终通过液体喷射机构端盖32上成二维矩阵式分布的JXK个竖直圆形通孔G输出(二维矩阵式分布的竖直圆形通孔G的总面积为S3XJXK),输出的压力为P1XS1ZS2XS3XJXk,其中压力单位为Pa，面积单位为m2。其中的参数为用户自己设定，在满足提供最大压力的同时留有一定的安全系数， 其中J与K要选择恰当，在满足提供足够压力的同时，尽量分布均勻，以便实现稳定加载的目的。液体喷射机构的底部即液体喷射机构底座30的底端面同前面所述的电磁吸盘的底端面一样和力传感器接触连接，通过闭环反馈精确控制载荷。其中非接触式加载机构受力体也完全相同，并可考虑采用非导磁体亦可。并增加液体收集装置，以便回流入泵站，循环使用。并做好相关部件的密封防潮工作即可，采用液体喷射机构的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置的其它组成、连接方式与加载机构同采用电磁吸盘的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置一样。本发明所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置所测试的直线电机的类型可以多样化，适合于已知的沿直线方向运动的所有类型直线电机圆柱形动磁体直线电机、U型槽式直线电机、平板直线电机等。参阅图12，被测试对象还可以是除直线电机以外的其他直线进给系统，如丝杠系统等。下面以丝杠螺母副为例进行说明测试丝杠螺母副的三自由度动静态加载综合试验装置的结构和测试直线电机的三自由度动静态加载综合试验装置的结构基本相同，即包括直线电机三自由度动静态加载综合试验装置所具有的第一接触式加载机构1、测试平台2、第一非接触式加载机构受力体 3、两条结构相同的直线导轨4、X轴方向第一非接触式加载机构5、Z轴方向第一非接触式上加载机构6、加载支撑机构7、Z轴方向第二非接触式上加载机构8、第二接触式加载机构9、 第二非接触式加载机构受力体10、X轴方向第二非接触式加载机构11、Z轴方向第一非接触式下加载机构、Z轴方向第二非接触式下加载机构与电控系统。它们之间的连接关系和直线电机三自由度动静态加载综合试验装置中的连接关系完全相同。其中Z轴方向第一非接触式上加载机构6、Z轴方向第一非接触式下加载机构、Z轴方向第二非接触式上加载机构8与Z轴方向第二非接触式下加载机构结构相同；X轴方向第一非接触式加载机构5与X 轴方向第二非接触式加载机构11结构相同。同时，非接触式加载机构既可采用电磁加载方式也可采用流体喷射加载方式。所不同的是增加了测试丝杠螺母副所需要的旋转电机33、 第一丝杠支撑座34、丝杆螺母座36和第二丝杠支撑座38。旋转电机33固定在两条相互平行的结构相同的直线导轨4之间的中间平台的右端，旋转电机33输出轴的回转轴线和直线导轨4平行，旋转电机33的输出端通过联轴器与丝杠37 —端相连接，被测的丝杠37的两端通过第一丝杠支撑座34和第二丝杠支撑座38固定在测试平台2的中间平台的顶端面上。第一丝杠支撑座34和第二丝杠支撑座38沿着Y 轴方向位于加载支撑机构7的左右两侧，被测的丝杠37的回转轴线和旋转电机33输出轴的回转轴线共线，即第一丝杠支撑座34和第二丝杠支撑座38上端安装被测的丝杠37的通孔的回转轴线和旋转电机33输出轴的回转轴线共线。被测的丝杠螺母35套装在被测的丝杠37上成转动连接，丝杆螺母座36的顶端固定在加载支撑机构7的底面上，丝杆螺母座36 上安装被测的丝杆螺母35的通孔的回转轴线和旋转电机33输出轴的回转轴线共线。丝杆螺母座36套装在被测的丝杆螺母35的外表面上并用螺栓连接为一整体。旋转电机33转动带动丝杠37旋转，被测的丝杆螺母35沿着丝杠37在Y轴方向进行往复直线运动，即通过丝杆螺母座36带动加载支撑机构7沿直线导轨4在Y轴方向进行往复运动。在进行非运 动方向加载时，各非接触式加载机构(X轴方向第一非接触式加载机构5、X轴方向第二非接触式加载机构11、Z轴方向第一非接触式上加载机构6、Z轴方向第二非接触式上加载机构8、Z轴方向第一非接触式下加载机构和Z轴方向第二非接触式下加载机构)沿着第一非接触式加载机构受力体3和第二非接触式加载机构受力体10的各工作表面移动，并且存在间隙h，当0 < h < Imm时，对电流或者流体压强的单一变量的调整， 达到了控制载荷的目的，同时通过和各非接触式加载机构相连接的力传感器组成闭环反馈控制，即达到了精确控制载荷的目的，实现稳定的恒定负荷与变负荷加载。在进行运动方向加载时，滚轮23直径足够大，且滚轮宽度适中，以便保证连接于滚轮23和加载支撑机构7之间的钢丝绳21始终处于平行于待测直线电机的运动方向，排除其他分力的干扰；力矩电机26带动滚轮23旋转，对钢丝绳21进行收放绳动作，力矩电机 26与接触式加载机构力传感器20组成闭环系统，实时控制载荷；如当待测直线电机沿Y轴正方向运动时，处于Y轴正负两方向的力矩电机26，控制滚轮23进行收放绳动作，并与同侧的接触式加载机构力传感器20组成闭环反馈控制，实时控制两侧力矩电机26，使其产生两个方向的分力，力的大小由各自的伺服系统控制，达到模拟运动方向加载的效果。为了实现待测直线电机在承受变负载情况下检测其推力的功能，即在力矩电机26 和滚轮23之间安装扭矩传感器24，直线电机在向一侧运动时，通过闭环反馈控制使钢丝绳 21始终处于绷紧与松弛的临界状态，此时力矩电机26输出的扭矩由扭矩传感器24得知，并且滚轮23的半径为固定值，由力矩的计算公式即可求得直线电机实时变化的推力。
权利要求
1.一种直线电机三自由度动静态加载综合试验装置，其特征在于，所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置包括第一接触式加载机构(1)、测试平台O)、第一非接触式加载机构受力体(3)、两条结构相同的直线导轨G)、X轴方向第一非接触式加载机构 (5)、Z轴方向第一非接触式上加载机构(6)、加载支撑机构(7)、Z轴方向第二非接触式上加载机构(8)、第二接触式加载机构(9)、第二非接触式加载机构受力体(10)、X轴方向第二非接触式加载机构(11)、Z轴方向第一非接触式下加载机构与Z轴方向第二非接触式下加载机构，其中所述的测试平台O)由左侧平台、中间平台与右侧平台组成，所述的加载支撑机构(7)由横梁(13)和底座(12)组成；第一接触式加载机构(1)的一端安装在左侧平台的顶端面上，第二接触式加载机构 (9)的一端安装在右侧平台的顶端面上，第一非接触式加载机构受力体C3)与第二非接触式加载机构受力体(10)沿Y轴方向平行对称地安装在中间平台顶端面的两侧，两条结构相同的直线导轨(4)平行对称地安装在第一非接触式加载机构受力体( 与第二非接触式加载机构受力体(10)之间的中间平台的顶端面上，加载支撑机构(7)中的底座(12)与两条结构相同的直线导轨(4)接触连接，X轴方向第一非接触式加载机构(5)与X轴方向第二非接触式加载机构(11)安装在底座(1 的垂直X轴的2个T字形端面上，Z轴方向第一非接触式上加载机构(6)与Z轴方向第一非接触式下加载机构安装在横梁(1 一端的上表面与底面上，Z轴方向第二非接触式上加载机构(8)与Z轴方向第二非接触式下加载机构安装在横梁(1 另一端的上表面与底面上，安装有Z轴方向第一非接触式上加载机构(6)、 Z轴方向第一非接触式下加载机构与Z轴方向第二非接触式上加载机构(8)、Z轴方向第二非接触式下加载机构的横梁(1 两端和第一非接触式加载机构受力体(3)与第二非接触式加载机构受力体(10)上的矩形通孔间隙配合，第一接触式加载机构(1)的另一端与横梁 (13)中垂直于Y轴的左端面固定连接，第二接触式加载机构(9)的另一端与横梁(1 中垂直于Y轴的右端面固定连接。
2.按照权利要求1所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置，其特征在于， 所述的第一接触式加载机构(1)与第二接触式加载机构(9)是结构完全相同的两套装置， 第一接触式加载机构(1)包括接触式加载机构力传感器00)、钢丝绳、滚轮、扭矩传感器(M)、联轴器05)与力矩电机06)；力矩电机06)的输出端通过联轴器0 与扭矩传感器04)的输入端连接，扭矩传感器04)的输出端和套装有滚轮的滚轮轴的输入端固定连接，套装有滚轮的滚轮轴的另一端通过支撑座0 支撑固定在左侧平台上，钢丝绳的一端连接于滚轮03)， 钢丝绳(21)的另一端与接触式加载机构力传感器OO)的一端固定连接，接触式加载机构力传感器OO)的另一端与加载支撑机构(7)中横梁(1 的垂直于Y轴的左端面固定连接。
3.按照权利要求1所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置，其特征在于， 所述的Z轴方向第一非接触式上加载机构(6)、Z轴方向第一非接触式下加载机构、Z轴方向第二非接触式上加载机构(8)与Z轴方向第二非接触式下加载机构是结构完全相同的四套装置，Z轴方向第一非接触式上加载机构(6)由Z轴上第一电磁吸盘(17)与Z轴上第一传感器(16)组成，采用螺栓将Z轴上第一电磁吸盘(17)与Z轴上第一传感器(16)固定连接且两者的回转轴线共线，再采用螺栓将两者固定在横梁(1 的垂直于Z轴的上平面上， Z轴上第一传感器(16)的一端与横梁(1 的垂直于Z轴的上平面相接触；X轴方向第一非接触式加载机构(5)与X轴方向第二非接触式加载机构(11)是结构完全相同的两套装置，X轴方向第一非接触式加载机构(5)由X轴第一传感器(14)与X轴第一电磁吸盘(1 组成，采用螺栓将X轴第一传感器(14)与X轴第一电磁吸盘(1 固定连接且两者的回转轴线共线，再采用螺栓将两者固定在底座(12)的垂直于X轴负方向的T 形端面上，X轴第一传感器(14)的一端直接和底座(1 的垂直于X轴负方向的T形端面接触。
4.按照权利要求1所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置，其特征在于， 所述的第一非接触式加载机构受力体(3)与第二非接触式加载机构受力体(10)是结构完全相同的两套装置；第一非接触式加载机构受力体C3)是一个由导磁材料制成的矩形平面框架式的结构件，第一非接触式加载机构受力体(3)中的与测试平台( 的上表面接触连接的底面垂直于Z轴，第一非接触式加载机构受力体(3)的中间位置设置一个和Z轴方向第一非接触式上加载机构(6)与Z轴方向第一非接触式下加载机构为间隙配合的矩形通孔，间隙为、，取值为0 < ^ < 1mm，矩形通孔的顶面和矩形通孔的底面是矩形平面，矩形通孔的顶面和矩形通孔的底面垂直于Z轴，第一非接触式加载机构受力体C3)里侧的和底面夹角为90°的即垂直于X轴的侧面为矩形平面，该矩形侧平面与X轴方向第一非接触式加载机构( 之间为间隙配合，间隙为h，取值为0 < h < 1mm。
5.按照权利要求1所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置，其特征在于， 所述的X轴方向第一非接触式加载机构(5)、X轴方向第二非接触式加载机构(11)、Z轴方向第一非接触式上加载机构(6)、Z轴方向第二非接触式上加载机构(8)、Z轴方向第一非接触式下加载机构和Z轴方向第二非接触式下加载机构皆包括电磁吸盘和力传感器；所述的电磁吸盘替换为采用气体喷射加载方式的气体喷射机构，所述的气体喷射机构包括气体喷射机构端盖(四)、气体喷射机构密封圈08)和气体喷射机构底座(27)，它们叠置在一起并采用螺栓紧固；气体喷射机构底座、2Τ)为气体喷射机构的基础部件，气体喷射机构底座、2Τ)为一正方形或矩形结构件，气体喷射机构底座(XT)上端面的中心处设置一个正方形槽或矩形槽， 正方形槽或矩形槽的四周均布有8个螺纹盲孔，正方形槽底或矩形槽底的中心处设置一个竖直圆形盲孔B，竖直圆形盲孔B和气体喷射机构底座、2Τ)侧面设置的横向圆形盲孔A相连通，即竖直圆形盲孔B与横向圆形盲孔A的回转轴线垂直相交，竖直圆形盲孔B与横向圆形盲孔A的面积相同；气体喷射机构密封圈08)为一正方形或矩形空心片式密封件，气体喷射机构密封圈 (28)上均布有8个穿过螺钉的通孔；气体喷射机构端盖09)为一正方形或矩形结构件，气体喷射机构端盖09)上设置有竖直圆形通孔C，竖直圆形通孔C在气体喷射机构端盖09)上成JXK的二维矩阵式分布， JXK个竖直圆形通孔C的四周均布有8个沉头螺钉通孔。
6.按照权利要求1所述的直线电机三自由度动静态加载综合试验装置，其特征在于， 所述的X轴方向第一非接触式加载机构(5)、X轴方向第二非接触式加载机构(11)、Z轴方向第一非接触式上加载机构(6)、Ζ轴方向第二非接触式上加载机构(8)、Ζ轴方向第一非接触式下加载机构和Z轴方向第二非接触式下加载机构中的电磁吸盘替换为采用液体喷射加载方式的液体喷射机构，所述的液体喷射机构包括液体喷射机构端盖(3 、液体喷射机构密封圈(31)和液体喷射机构底座(30)，它们叠置在一起并采用螺栓紧固；液体喷射机构底座(30)为一正方形或矩形结构件，液体喷射机构底座(30)上端面的中心处设置一个1号正方形槽或矩形槽，正方形槽或矩形槽的四周均布有8个螺纹盲孔，1 号正方形槽底或矩形槽底的中心处设置一个竖直圆形盲孔E，竖直圆形盲孔E和液体喷射机构底座(30)侧面设置的面积恒定的横向圆形盲孔F相连通，竖直圆形盲孔E与横向圆形盲孔F的回转轴线垂直相交，竖直圆形盲孔E与横向圆形盲孔F的面积相同；液体喷射机构密封圈(31)为一正方形或矩形空心片式密封件，液体喷射机构密封圈 (31)上均布有8个穿过螺钉的通孔；液体喷射机构端盖(32)为一正方形或矩形结构件，液体喷射机构端盖(32)上端面的中心处设置一个2号正方形槽或矩形槽，2号正方形槽或矩形槽的槽底上设置有竖直圆形通孔G，竖直圆形通孔G在液体喷射机构端盖(3 上成JXK的二维矩阵式分布，2号正方形槽或矩形槽的四周均布有8个沉头螺钉通孔。
7. —种丝杠螺母副三自由度动静态加载综合试验装置，包括第一接触式加载机构 (1)、测试平台O)、第一非接触式加载机构受力体(3)、两条结构相同的直线导轨G)、X轴方向第一非接触式加载机构(5)、Z轴方向第一非接触式上加载机构(6)、加载支撑机构 (7)、Z轴方向第二非接触式上加载机构(8)、第二接触式加载机构(9)、第二非接触式加载机构受力体(10)、X轴方向第二非接触式加载机构(11)、Z轴方向第一非接触式下加载机构与Z轴方向第二非接触式下加载机构，其中所述的测试平台O)由左侧平台、中间平台与右侧平台组成，所述的加载支撑机构⑵由横梁(13)和底座(12)组成；第一接触式加载机构(1)的一端安装在左侧平台的顶端面上，第二接触式加载机构 (9)的一端安装在右侧平台的顶端面上，第一非接触式加载机构受力体C3)与第二非接触式加载机构受力体(10)沿Y轴方向平行对称地安装在中间平台顶端面的两侧，两条结构相同的直线导轨(4)平行对称地安装在第一非接触式加载机构受力体( 与第二非接触式加载机构受力体(10)之间的中间平台的顶端面上，加载支撑机构(7)中的底座(12)与两条结构相同的直线导轨(4)接触连接，X轴方向第一非接触式加载机构(5)与X轴方向第二非接触式加载机构(11)安装在底座(1 的垂直X轴的2个T字形端面上，Z轴方向第一非接触式上加载机构(6)与Z轴方向第一非接触式下加载机构安装在横梁(1 一端的上表面与底面上，Z轴方向第二非接触式上加载机构(8)与Z轴方向第二非接触式下加载机构安装在横梁(1 另一端的上表面与底面上，安装有Z轴方向第一非接触式上加载机构(6)、 Z轴方向第一非接触式下加载机构与Z轴方向第二非接触式上加载机构(8)、Z轴方向第二非接触式下加载机构的横梁(1 两端和第一非接触式加载机构受力体(3)与第二非接触式加载机构受力体(10)上的矩形通孔间隙配合，第一接触式加载机构(1)的另一端与横梁 (13)中垂直于Y轴的左端面固定连接，第二接触式加载机构(9)的另一端与横梁(13)中垂直于Y轴的右端面固定连接；其特征在于，所述的丝杠螺母副三自由度动静态加载综合试验装置还包括旋转电机(33)、第一丝杠支撑座(34)、丝杆螺母座(36)和第二丝杠支撑座 (38)；旋转电机(33)固定在两条结构相同的直线导轨(4)之间的中间平台的右端，旋转电机 (33)输出轴的回转轴线和两条结构相同的直线导轨(4)平行，旋转电机(33)的输出端和联轴器的一端相连接，第一丝杠支撑座(34)和第二丝杠支撑座(38)固定在测试平台(2)的中间平台的顶端面上，第一丝杠支撑座(34)和第二丝杠支撑座(38)位于加载支撑机构(7) 的左右两侧，第一丝杠支撑座(34)和第二丝杠支撑座(38)上端安装被测的丝杠(37)的通孔的回转轴线和旋转电机(33)输出轴的回转轴线共线，丝杆螺母座(36)的顶端固定在加载支撑机构(7)的底面上，丝杆螺母座(36)上安装被测的丝杆螺母(3 的通孔的回转轴线和旋转电机(33)输出轴的回转轴线共线。
全文摘要
本发明公开了一种直线电机三自由度动静态加载综合试验装置，其包括6个非接触式加载机构、测试平台、2条直线导轨、加载支撑机构、2个非接触式加载机构受力体与2个接触式加载机构。2个非接触式加载机构受力体沿Y轴方向平行对称地安装在测试平台的中间平台顶端面的两侧，2条直线导轨平行对称地安装在2个非接触式加载机构受力体之间中间平台的顶端面上。4个非接触式加载机构安装在加载支撑机构中横梁两端的上表面与底面上，2个非接触式加载机构安装在加载支撑机构中底座的垂直X轴的2个端面上。加载支撑机构中底座两侧的直线导轨槽与2条直线导轨接触连接，加载支撑机构中横梁的两端和2个非接触式加载机构受力体上的矩形通孔成间隙配合。
文档编号G01R31/34GK102288914SQ20111025713
公开日2011年12月21日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者呼烨, 李国发, 杨兆军, 王寅凯, 许彬彬, 郝庆波, 陈菲 申请人:吉林大学
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