用于电机测试的连接装置和电机测试装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于电机测试的连接装置和电机测试装置。


背景技术：

2.在电机测试领域，需要对电机在不同温度范围下的性能进行测试。对于小型电机而言，测试其在不同温度范围下扭矩输出较小时的性能尤为困难。
3.现有技术中通常是将被测电机放置于温箱内，使电机处于一设定环境温度下，再将该电机取出来，测量该电机的性能作为该设定环境温度下的性能。由于取出来的电机在室温下难以保持温箱里设定的环境温度，因此无法实现测试结果的准确性。
4.若为了实时模拟电机的环境温度而不将温箱内的被测电机取出，则由于电机的输出轴的长度限制，无法将输出轴与温箱外的电机测试设备直接连接。若将输出轴设计得很长，则极易使得电机的输出轴产生尖端抖动，这样也会影响测试结果的准确性。此外，若使输出轴直接穿过温箱的侧壁，会导致输出轴与温箱侧壁产生接触，造成摩擦损耗，这同样影响测试结果准确性。
5.可见，现有技术中用于测试电机的结构无法得到在某一恒定环境温度下电机性能的准确测试结果。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中测试电机的装置无法实现在环境温度恒定时保证电机性能测试结果准确性的缺陷，提供一种新的用于电机测试的连接装置和电机测试装置。
7.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
8.一种用于电机测试的连接装置，被测电机被置于温箱内，所述连接装置穿过所述温箱的侧壁，所述连接装置包括壳体、连接轴和至少两个轴承。
9.所述连接轴包括连接轴的第一段和连接轴的第二段，所述连接轴的第一段伸出所述壳体外以连接处于温箱内的所述被测电机，所述连接轴的第二段连接处于所述温箱外的电机测试设备。
10.所述至少两个轴承套设于所述连接轴的第二段上，以支撑所述连接轴，每一轴承的外圈与所述壳体的内壁紧配合，每一轴承的内圈与所述连接轴同步旋转。
11.所述连接装置穿过温箱的侧壁时在所述壳体和所述侧壁之间形成密封。
12.较佳地，所述轴承为陶瓷轴承。
13.较佳地，所述连接轴上套设有若干止推环，所述止推环用于限制所述陶瓷轴承的内圈的轴向移动。
14.较佳地，所述轴承为气浮轴承。
15.较佳地，所述壳体包括第一端盖和与所述第一端盖固定连接的壳体主体，所述第一端盖位于所述温箱内，所述连接轴的第一段伸出所述第一端盖之外。
16.较佳地，所述第一端盖供所述连接轴的第一段伸出的穿孔内设有润滑脂。
17.较佳地，所述连接装置还包括恒温结构，所述恒温结构包括设于所述壳体主体里的流体流入通路和流体流出通路、以及设于轴承外圈外的衬套，所述轴承位于温箱的侧壁的厚度所覆盖的空间范围内，所述流体流入通路与所述衬套的一端连通，所述衬套的另一端与所述流体流出通路连通。
18.较佳地，所述衬套与所述壳体紧配合，所述衬套的外表面设有供流体流动的通道。
19.较佳地，所述通道呈螺旋形。
20.一种电机测试装置，包括温箱、扭矩传感器、伺服电机和如上所述的连接装置。
21.被测电机被置于所述温箱内，所述被测电机的输出轴连接所述连接装置的连接轴的第一段。
22.所述温箱的侧壁开设有通孔，所述连接装置的壳体穿过所述通孔且与所述通孔的内壁密封。
23.所述连接轴的第二段连接所述扭矩传感器，所述扭矩传感器连接所述伺服电机。
24.较佳地，所述通孔的内壁上设有胶套，所述壳体通过所述胶套与所述通孔的内壁密封。
25.本发明获得的技术效果是：通过连接装置将温箱内的被测电机与外部的电机测试设备连接起来，能够实时保证被测电机处于恒定的多个环境温度值下，实时测量该电机在不同环境温度下的性能；且连接装置的壳体与温箱壁之间进行密封有利于维持温箱内某一温度值的恒定；而借助壳体能避免连接轴与温箱壁的直接接触，从而减少被测电机的输出轴的动力传递至连接轴时导致的摩擦损耗，提高了测试结果的准确性。
附图说明
26.图1为本发明实施例1的电机测试装置的简化结构示意图。
27.图2为本发明实施例1的连接装置的结构示意图。
28.图3为本发明实施例2的连接装置的结构示意图。
29.附图标记：
30.温箱1，连接装置2，扭矩传感器3，伺服电机4，被测电机5，联轴器6，
31.侧壁11，通孔12，胶套13，
32.壳体21，连接轴22，轴承23，外圈231，内圈232，滚动体233，止推环224，衬套25，
33.第一端盖21a，壳体主体21b，
34.流体流入通路213和流体流出通路214，
35.第一段221、第二段222，
36.气浮轴承24，内圈241，外圈242，密封件243，
37.通道251。
具体实施方式
38.下面举根据本发明的一个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
39.实施例1
40.本实施例提供一种电机测试装置，该测试装置适合测试多种类型的电机，包括大
电机、小电机，尤其适用于测试扭矩小于0.1nm时的电机性能。该测试装置能够测试电机的扭矩、转速、电流、内阻等参数。
41.如图1所示，该测试装置包括温箱1、连接装置2、扭矩传感器3、伺服电机4。
42.所述温箱1内放置被测电机5，温箱能为被测电机提供较宽的可调节环境温度范围，比如-40度至150度等。温箱1的侧壁11开设有通孔12，被测电机5凭借连接装置2穿过通孔12与温箱1外的扭矩传感器3连接，扭矩传感器3又与伺服电机4连接。可任选地，测试装置还包括一个或多个联轴器6，被测电机5、连接装置2、扭矩传感器3、伺服电机4之间分别通过联轴器6两两连接。
43.图2具体地示出了连接装置2，它包括壳体21、连接轴22和至少两个轴承23。
44.所述连接装置2穿过温箱的侧壁11时在所述壳体21和所述侧壁11之间形成密封。具体地，所述通孔12的内壁上设有胶套13，所述壳体21通过所述胶套13与所述通孔的内壁密封。
45.胶套13的设置能够适应性地匹配壳体21与通孔12之间的连接缝隙。通过仅仅调节胶套13的大小，能让不同尺寸的壳体穿过该通孔12，均能形成良好的密封，而无需更改壳体21的尺寸，使测试更为便利。
46.所述壳体21的结构为两段式结构以便于安装。具体地，壳体21包括第一端盖21a和与所述第一端盖固定连接的壳体主体21b，所述第一端盖21a被置于所述温箱1内。
47.所述连接轴22包括第一段221和第二段222，所述第一段221伸出所述第一端盖21a外并连接处于温箱1内的被测电机5，所述第二段222连接温箱1外的电机测试设备。在一个实施例中，电机测试设备可包括扭矩传感器3和伺服电机4。还可以在第一端盖21a供第一段221伸出的穿孔内设置润滑脂，以防止壳体21内与壳体21外之间无压差的空气的流通。
48.在一个具体实施例中，被测电机5的输出轴可以通过联轴器6与连接轴22的第一段221连接。连接轴22的第二段222可以通过联轴器6连接扭矩传感器3。
49.至少两个轴承23套设于所述第二段222上，以支撑所述连接轴22。本实施例的轴承数量为2个，且均为陶瓷轴承。该陶瓷轴承具有外圈231、内圈232以及夹设于外圈和内圈之间的陶瓷材质的滚动体233。每一轴承的外圈231与所述壳体21的内壁紧配合，每一轴承的内圈232与所述连接轴22同步旋转。由于陶瓷轴承的耐热性较好，其对连接轴的支撑作用不会受到温箱里的温度的影响，能提高对连接轴的支撑稳定性。
50.此外，可任选地，所述连接轴22上套设有若干止推环224，所述止推环224用于限制所述陶瓷轴承的内圈232的轴向移动，止推环224与连接轴同步旋转。
51.在一些实施例中，还可以在壳体21的内壁上设置凹陷或凸台(未示出)，以使陶瓷轴承的外圈安装于该凹陷内或抵接于该凸台处，以防止陶瓷轴承的外圈的轴向移动。
52.通过壳体21、连接轴22和陶瓷轴承23形成的连接结构，能够将被测电机的输出轴的动力传递至外部测试设备。因此使得在保证被测电机长期处于温箱内的同时，避免电机的输出轴因设计得过长导致的尖端抖动。且通过壳体避免连接轴与温箱壁的直接接触导致的摩擦损耗，能够保证测试结果的准确性。
53.优选地，为进一步避免陶瓷轴承23受温箱温度的可能的影响，还可以在连接装置内设置恒温结构，以使得位于温箱的侧壁的厚度所覆盖的空间范围内的陶瓷轴承保持恒温，即恒温结构适用于针对温箱壁的通孔范围内的陶瓷轴承，而针对温箱壁的通孔范围外
的陶瓷轴承由于是处于室温环境下，因此可以不使用恒温结构。恒温结构的实现方式可为:
54.所述恒温结构包括在所述壳体21的主体21b里设置的流体流入通路213和流体流出通路214、以及设于陶瓷轴承23外圈231外的衬套25。所述流体流入通路213与所述衬套25的一端连通，所述衬套25的另一端与所述流体流出通路214连通。
55.所述衬套25与所述壳体21紧配合，所述衬套25的外表面设有供流体流动的通道251，所述通道251呈螺旋形。
56.在流体流入通路213里注入流体，流体可为液体或气体，气体可为压缩气体。流体流入衬套25内，经由衬套上的螺旋形通道251，再经过流体流出通路214流出，能够使陶瓷轴承23保持恒温，而不会受温箱的温度影响，进而不会影响对连接轴的支撑。
57.实施例2
58.本实施例提供一种电机测试装置，如图3所示，其与实施例1的区别在于，所述至少两个轴承均为气浮轴承24，所述气浮轴承24包括内圈241、外圈242和密封件243，气浮轴承24的内圈241、外圈22、密封件243形成密闭空间，该密闭空间内充入压缩气体，以支撑连接轴22。该气浮轴承24套设于连接轴22的第二段222上，气浮轴承24的外圈242与壳体21的内壁紧配合，气浮轴承24的内圈241与连接轴22同步旋转。
59.由于气浮轴承24是通过压缩气体来支撑连接轴22，不会产生轴承24与连接轴22之间的大面积接触，因此能避免连接轴22与壳体21之间的接触摩擦，从而减少被测电机的输出轴的动力传递至连接轴时产生的能量损耗，进一步提高测试结果的准确性。
60.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。