专利名称：用调速电机直接驱动油泵的叠加式力标准机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种叠加式力标准机，具体而言是指一种检测称 重传感器、测力传感器及其它测力机计量特性的用调速电机直接驱动 袖泵的叠加式力标准机。
背景技术：
目前国内内使用的力标准机主要分为三类静重机、杠杆机和叠 加式力力标准机。静重机、杠杆机精度高，但由于设备价格昂贵，特 别是大吨位的一般厂家难于承受，同时由于其固有特点决定其工作效 率较底。叠加式力力标准机在我国是八十年出现的一种新型力标准机 ，由于近年来标准传感器精度的提高、力源控制稳定度的提高、且由 于其价格低廉、工作效率高，近年来已得到普遍认可，应用范围迅速 扩大，并成为测力、称重传感器生产检测的重要设备。叠加式力标准
机目前从加载方式上分有液压式和^L械式；从加^;^^i上分有手动、
压电陶瓷自动、宽频伺服全自动。手动液压式测试精度不仅取决于设 备制造精度，还取决于操作者的手感、视觉，不确定因素太多，因此 测试精度很难保证。压电陶瓷力标准机，精加载、调节、稳定都通过 压电陶瓷的变形来实现，计量部门对它检定发现方位误差大，达不到 要求。分析认为可能是由于元件变形的不一致性，改变了受力面的平 面度，造成方位不好。如分析属实，则是一个固有缺陷。而且由于其 变形小，对大变形的传感器、测力环检测就显得没有办法。宽频伺服全自动动标准机通过自控泵来调节油缸压力。自控泵是是采用容积调 节的原理，通过伺服电机驱动活塞前后移动，调整油缸压力，并用蓄 能器稳定压力。由于其控制原理及结构导致存在以下缺陷(l)加载 后，当载荷接近或达到达到标准值时，停止加载，进入趋于稳定阶段 ，这个阶段载荷波动开始较大，而后才趋于标准值，此时往往出现力 值过冲现象，导致在检定传感器时产生回程效应。对检定传感器检定 产生影响。(2)由于力值稳定需要一段时间，工作效率较底。(3)难 以保证在一个力值点的长期稳定。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高准确度、力值波动度小、工作 效率高的用调速电机直接驱动油泵的叠加式力标准机。
本实用新型是通过如下方式实现的 一种用调速电机直接驱动油 泵的叠加式力标准机，包括油缸l、换向阀2、伺服驱动单元、数据 采集和控制系统7、反馈单元，换向阀2与油缸1相连，伺服驱动单 元与换向阀2相连，数据采集和控制系统7与伺服驱动单元相连，反 馈单元与数据采集和控制系统7相连，油缸1与反馈单元相连，其特 征在于伺服驱动单元设置有两组，并联联接于换向阀2上， 一组伺 服驱动单元负责控制油缸1的进油，另一组伺服驱动单元负责控制油 缸l的出油。
本实用新型采用两组伺服驱动单元， 一组由油泵3-l、调速电机 4-1、电机驱动器5-1、油箱6组成的负责控制油缸1进油的伺服驱 动单元， 一组由油泵3-2、调速电机4-2、电机驱动器5-2、油箱6组成的负责控制油缸1出油的伺服驱动单元，换向阀2的出油口与油 缸1相连，油泵3-1的进油口与油箱6相连，油泵3-1的出油口与换 向阀2的进油口相连，调速电机4-1与油泵3-1相连，电机驱动器 5-1与调速电机4-l相连；油泵3-2的进油口与换向阀2的进油口相 连，油泵3-2的出油口与油箱6相连，调速电机4-2与油泵3-2相连， 电机驱动器5-2与调速电机4-2相连，电机驱动器5-1、电机驱动器 5-2分别与数据采集和控制系统7相连。 本实用新型的进一步设置为
调速电机4-1、调速电机4-2可以为伺服电机、变频电机、步进 电机等可以通过电机驱动器来调节转速的电机。
电机驱动器5-1、电机驱动器5-2、可以为伺服电机驱动器、变 频器、步进电机控制器等可以用来调节电机转速的驱动器。
数据采集和控制系统7为计算机或单片机。
反馈单元由标准传感器仪表8、标准传感器ll、被测传感器仪表 9组成。
本实用新型具有如下有益效果， 一是本实用新型根据标准传感器 控制目标要求，动态调节伺服电机的转速、转矩，不浪费电机功率， 节能效果显著，液压系统不会发热，保证系统长时间稳定运行；二是， 由于采用二个油泵来控制油缸， 一个进油， 一个回油，通过动态调节 二个油泵的转速差可实现对油缸的高精度控制。三是构造简单，适用 范围广，易于实现批量化生产制造。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型用调速电机直接驱动油泵的叠加式力标
准机，包括油缸l，换向阀2，油泵3-l，油泵3-2，调速电机4-l，调 速电机4-2,电机驱动器5-1,电机驱动器5-2，油箱6，数据采集和 控制系统7，标准传感器仪表8，被测传感器仪表9，被测传感器IO， 标准传感器ll，受力框架12。其中，换向阀2的出口与油缸1相连， 换向阀2的回油口与油箱6相连，两组伺服驱动单元， 一组由油泵3-1、 调速电机4-l、电机驱动器5-l、油箱6组成的负责控制油缸1进油的 伺服驱动单元， 一组由油泵3-2、调速电机4-2、电机驱动器5-2、油 箱6组成的负责控制油缸1出油的伺服驱动单元，油泵3-1的进油口 与油箱6相连，油泵3-l的出油口与换向阀2的进油口相连，调速电 机4-1与油泵3-1相连，电机驱动器5-1与调速电机4-1相连；油泵 3-2的进油口与换向阀2的进油口相连，油泵3-2的出油口与油箱6 相连，调速电机4-2与油泵3-2相连，电机驱动器5-2与调速电机4-2 相连，电机驱动器5-l、电机驱动器5-2分别与数据采集和控制系统7 相连，数据采集和控制系统7可选择采用计算机或单片机，数据采集 和控制系统7分别与由标准传感器仪表8、被测传感器仪表9组成的反 馈单元相连，标准传感器仪表8与标准传感器11相连，被测传感器仪 表9与被测传感器10相连，标准传感器11、被测传感器10、油缸1 从上至下依次安装于受力框架12内。本实用新型的工作原理如下
数据采集和控制系统7根据被测传感器10需要的检测点(可以多
点)，设定标准力值，开始试验后，数据采集和控制系统7通过标准传 感器仪表8采集标准传感器11的实际信号，通过运算，向电机驱动器 5-1电机驱动器5-2发送速度、转矩指令，电机驱动器5-l通过调速电 机4-1控制油泵3-1的转速、转矩，通过换向阀2对油缸1进油，电机 驱动器5-2通过调速电机4^2控制油泵3-2的转速、转矩，通过换向阀 2对油缸1回油；油泵3-1与油泵3-2的转速差决定油缸1的进退、压 力、速度。油缸1通过标准传感器仪表8、标准传感器ll实时向数据 采集和控制系统7发送信号，数据采集和控制系统7实时通过运算向 电机驱动器5-1电机驱动器5-2发送速度、转矩指令，如此形成一个闭 环控制；直到标准传感器11的力值达到设定的力值，此时数据采集和 控制系统7被测传感器仪表9采集被测传感器10在设定力值的信号值。 若有多个力值点需要检测，则继续下一个测力点的检测。
权利要求1、一种用调速电机直接驱动油泵的叠加式力标准机，包括油缸(1)、换向阀(2)、伺服驱动单元、油箱(6)、数据采集和控制系统(7)、反馈单元，换向阀(2)与油缸(1)相连，伺服驱动单元与换向阀(2)相连，数据采集和控制系统(7)与伺服驱动单元相连，反馈单元与数据采集和控制系统(7)相连，油缸(1)与反馈单元相连，其特征在于伺服驱动单元设置有两组，并联联接于换向阀(2)上，一组伺服驱动单元负责控制油缸(1)的进油，另一组伺服驱动单元负责控制油缸(1)的出油。
2、 如权利要求1所述的一种用调速电机直接驱动油泵的叠加式 力标准机，其特征在于所述两组伺服驱动单元中，负责控制油缸(l) 进油的一组伺服驱动单元由油泵(3-1)、调速电机(4-1)、电机驱动 器(5-1)组成，油泵(3-1)的进油口与油箱(6)相连，油泵(3-1) 的出油口与换向阀(2)的进油口相连，调速电机(4-1)与油泵(3-1) 相连，电机驱动器(5-1)与调速电机(4-1)相连；负责控制油缸(1) 出油的一组伺服驱动单元由油泵(3-2)、调速电机(4-2)、电机驱动 器(5-2)、油箱(6)组成，油泵(3-2)的进油口与换向阀(2)的 进袖口相连，油泵(3-2)的出油口与袖箱(6)相连，调速电机(4-2) 与油泵(3-2)相连，电机驱动器(5-2)与调速电机(4-2)相连， 电机驱动器(5-1)、电机驱动器(5-2)分别与数据采集和控制系统(7)相连。
3、 如权利要求1或2所述的一种用调速电机直接驱动油泵的叠加式力标准机，其特征在于调速电机(4-1)选自伺服电机、变频 电机、步进电机的任意一种。
4、 如权利要求1或2所述的一种用调速电机直接驱动油泵的叠 加式力标准机，其特征在于调速电机(4-2)选自伺服电机、变频 电机、步进电机的任意一种。
5、 如权利要求1或2所述的一种用调速电机直接驱动油泵的叠 加式力标准机，其特征在于电机驱动器(5-1)选自伺服电机驱动 器、变频器、步进电机控制器的任意一种。
6、 如权利要求1或2所述的一种用调速电机直接驱动油泵的叠 加式力标准机，其特征在于电机驱动器(5-2)选自伺服电机驱动 器、变频器、步进电机控制器的任意一种。
7、 如权利要求1所述的一种用调速电机直接驱动油泵的叠加式 力标准机，其特征在于数据采集和控制系统(7)为计算机或单片 机。
8、 如权利要求1所述的一种用调速电机直接驱动油泵的叠加式力标准机，其特征在于反馈单元由标准传感器仪表(8)、标准传感器(11)、被测传感器仪表(9)组成。
专利摘要本实用新型公开了一种用调速电机直接驱动油泵的叠加式力标准机，属于标准机技术领域，包括油缸、换向阀、伺服驱动单元、油箱、数据采集和控制系统、反馈单元，换向阀与油缸相连，伺服驱动单元与换向阀相连，数据采集和控制系统与伺服驱动单元相连，反馈单元与数据采集和控制系统相连，油缸与反馈单元相连，伺服驱动单元设置有两组，并联联接于换向阀上，一组伺服驱动单元负责控制油缸的进油，另一组伺服驱动单元负责控制油缸的出油。本实用新型具有节能、控制精度高的优点。
文档编号G01L25/00GK201307048SQ20082016675
公开日2009年9月9日 申请日期2008年10月17日 优先权日2008年10月17日
发明者胜 刘, 李招海, 李海根 申请人:绍兴市肯特机械电子有限公司