动快插接头W12和凹槽，凹槽内部填有O型密封圈W2，轴承压盖2 (I)下端设有角接触球轴承W3，通过轴承压盖(I) 2将角接触轴承W3—端进行定位，并通过O型密封圈W2对装置进行密封，角接触球轴承W3外侧安装有大法兰3，大法兰3与套筒6通过螺栓相连接。在套筒6内部，安装有编码器W4、编码器连接套5和扭矩传感器W5和增速器连接轴7，扭矩传感器W5下端通过增速器连接轴7与增速器W6相连，在套筒6下部安装有增速器W6，增速器W6外壳设有增速器法兰9，增速器W6外壳通过增速器法兰9与套筒6通过螺栓相连接。增速器W6输出端通过抱轴套10将过渡轴11连接起来，过渡轴11与电机轴13通过弹性联轴器W7连接起来，电机轴13的外端套有胀紧套W9，电机轴13外部设有电磁离合器W8，电磁离合器W8外部分安装有电磁离合器连接板12，电磁离合器连接法兰17与大法兰18、电机法兰19之间分别通过螺栓相互连接，起一个固定作用，电机法兰19凹面内设有十字交叉滚柱轴承W10，十字交叉滚柱轴承WlO内圈与电机轴13配合，夕卜圈与电机法兰19配合。在电磁离合器W8外部安装有限位开关支架14，限位开关15固定在限位开关支架14上，限位开关法兰16固定在电磁离合器W8下端轴系上，随着电磁离合器W8的状态改变而改变限位开关法兰16的位置，进而改变限位开关15的状态。电机法兰19与电机Wll外壳之间通过螺栓连接，同时电机Wll内部有启动快换插头，可以方便电机Wll转动的换向。通过断开与松开电磁离合器W8进行惯量电模拟与惯量机械模拟之间的转化。
[0039]外端大法兰3为整个装置充当一个连接装置与外壳保护装置，可以与其它结构进行连接并且为轴承及内部结构充当保护外壳。轴承压盖(2)4同样充当轴承的定位作用。
[0040]增速器W6在整个装置可以充当一个惯量放大的作用，其输入与输出惯量成一定比例，同时能够减小惯量机械模拟对飞轮的尺寸的要求和电机的性能要求，而不影响惯量模拟的精度，尤其对大惯量模拟装置，能够降低对飞轮尺寸的要求。
[0041]编码器W4和扭矩传感器W5可以对轴系转过的角度等各参数量进行检测，为整个装置充当状态监测与测量作用。
[0042]大法兰18，带有连接螺栓，可以与飞轮或者其他机械惯量模拟装置相连接。
[0043]限位开关15，是随着电磁离合器W8的吸合使限位开关法兰16上下移动从而改变状态，将信号传输至计算机实现装置的互锁。
[0044]电磁离合器W8，吸合时进行惯量机械模拟，断开进行惯量电模拟。
[0045]输出轴1、增速器连接轴7、扭矩传感器W5、过渡轴11和电机轴13位于同一轴线上。
[0046]本发明的工作原理:本发明在进行惯量机械模拟时，将电磁离合器吸合，使电磁离合器上下两部同步转动，带动大法兰转动，大法兰外沿与惯量机械模拟装置相连接，电机外壳通过法兰与大法兰相连接，从而电机外壳与电机轴同步转动，不会产生电惯量；当进行惯量电模拟，将电磁离合器断开，使电磁离合器下部分不再进行转动，从而使大法兰与电机外壳不再转动，从而消除机械惯量影响，仅仅是惯量电模拟。
[0047]本发明装置可以实现惯量机械模拟与惯量电模拟两种惯量模拟加载，而不需更换组件或者另外重新设计轴系组件。当需要惯量机械模拟时，只需要将电磁离合器吸合，使电磁离合器上部分余下部分相连接锁死，电磁离合器连接法兰与大法兰已通过螺栓相连接，其中大法兰外部分带有连接螺栓，可以与飞轮等机构或者其他机械惯量模拟装置相连接，并同时大法兰与电机法兰已通过螺栓相固定连接，当轴转动时会带动着电机外壳转动，使其与电机轴同步转动，从而消除了电惯量模拟的影响。当需要惯量电模拟而不需要惯量机械模拟时，仅仅需要将电磁离合器松开，使电磁离合器上下不再吸合，下部分不再转动，从而没有惯量机械模拟，只剩下惯量电模拟。本发明装置在进行扭矩传递时，中间经过增速器的存在，增速器可以很大程度的减小惯量机械模拟对飞轮的尺寸的要求和电机的性能要求，而不会影响惯量模拟的精度。尤其是对于大惯量模拟装置，可以极大的减小飞轮的尺寸，从而减少生产成本、安装成本以及运输成本等。本发明装置设置限位开关，通过限位开关实现整套装置的自锁，使其更加安全。限位开关法兰安装在电磁离合器下端的轴上，当电磁离合器闭合时，限位开关改变状态检测到信号，传输至计算机系统进行机械惯量模拟；当电磁离合器松开时，限位开关改变状态，传输至计算机系统进行电惯量模拟。本发明装置随着电磁离合器的吸合会使得限位开关法兰上下移动从而改变限位开关的状态，将信号传输至计算机实现装置的互锁，极大地方便了进行惯量模拟实验的进行，并有效地节约了资源与空间。
[0048]虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
【主权项】
1.一种惯量模拟共用轴系装置，其特征在于，设置含有电磁离合器(W8)的输入装置，所述输入装置包括电机轴(13)、电磁离合器连接法兰(17)、大法兰(18)、电机法兰(19)、电磁离合器(W8)和电机(Wll)，其中:电机轴(13)与过渡轴(11)通过弹性联轴器(W7)相连接，电机轴(13)外部设有电磁离合器(W8)，电磁离合器(W8)外部设有电磁离合器连接板(12)和限位开关装置，电磁离合器连接法兰(17)与大法兰(18)、电机法兰(19)之间分别通过螺栓相互连接，电机法兰(19)与电机(Wll)外壳之间通过螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的惯量模拟共用轴系装置，其特征在于，包括输出装置、增速和监测装置、输入装置和限位开关装置； 所述输出装置包括输出轴(I)、轴承压盖I (2)、大法兰(3)、轴承压盖2 (4)、弹性联轴器(Wl)、O型密封圈(W2)、角接触球轴承(W3)和气动快插接头_，其中:输出轴(I)上端与弹性联轴器(Wl)相连接，下端与轴承压盖1(2)相连，输出轴⑴外侧设有密封外壳，密封外壳内设有气动快插接头(W12)和凹槽，凹槽内部填有O型密封圈(W2)，轴承压盖I (2)下端设有角接触球轴承(W3)，角接触球轴承(W3)外侧安装有大法兰(3)； 所述增速和监测装置包括编码器连接套(5)、套筒￠)、增速器连接轴(7)、垫片(8)、增速器法兰(9)、抱轴套(10)、过渡轴(11)、编码器(W4)、扭矩传感器(W5)、增速器(W6)和弹性联轴器(W7)，其中:套筒(6)与大法兰(3)通过螺栓相连接，套筒(6)内部安装有编码器(W4)、编码器连接套(5)、扭矩传感器(W5)和增速器连接轴(7)，扭矩传感器(W5)下端通过增速器连接轴(7)与增速器(W6)相连，在套筒(6)下方设有增速器(W6)，增速器(W6)外壳设有增速器法兰(9)，增速器法兰(9)与套筒(6)通过螺栓相连接，增速器(W6)输出端通过抱轴套(10)与过渡轴(11)连接； 所述输入装置包括电磁离合器连接板(12)、电机轴(13)、电磁离合器连接法兰(17)、大法兰(18)、电机法兰(19)、电磁离合器(W8)、胀紧套(W9)、十字交叉滚柱轴承(WlO)和电机(Wll)，其中:电机轴(13)与过渡轴(11)通过弹性联轴器(W7)相连接，电机轴(13)外端套有胀紧套(W9)，电机轴(13)外部设有电磁离合器(W8)，电磁离合器(W8)外部设有电磁离合器连接板(12)和限位开关装置，电磁离合器连接法兰(17)与大法兰(18)、电机法兰(19)之间分别通过螺栓相互连接，电机法兰(19)凹面内设有十字交叉滚柱轴承(WlO)，十字交叉滚柱轴承(WlO)内圈与电机轴(13)配合，外圈与电机法兰(19)配合，电机法兰(19)与电机(Wll)外壳之间通过螺栓连接，同时电机(Wll)内部有启动快换插头，使电机(Wll)转动换向。
3.根据权利要求1所述的惯量模拟共用轴系装置，其特征在于，所述限位开关装置，包括限位开关支架(14)、限位开关(15)和限位开关法兰(16)，其中:限位开关支架(14)与电磁离合器(W8)相连，限位开关(15)固定在限位开关支架(14)上，限位开关法兰(16)固定在电磁离合器(W8)下端轴系上。
4.根据权利要求3所述的惯量模拟共用轴系装置，其特征在于，所述限位开关(15)，随着电磁离合器(W8)吸合改变限位开关法兰(16)位置从而改变状态，再将信号传输至计算机，使装置互锁。
5.根据权利要求1所述的惯量模拟共用轴系装置，其特征在于，所述输出轴(I)，通过弹性联轴器(Wl)与测试轴相连接。
6.根据权利要求1所述的惯量模拟共用轴系装置，其特征在于，所述输出轴(I)、增速器连接轴(7)、扭矩传感器(W5)、过渡轴(11)和电机轴(13)位于同一轴线上。
7.根据权利要求1所述的惯量模拟共用轴系装置，其特征在于，所述大法兰(18)，带有连接螺栓，可以与飞轮或者其他机械惯量模拟装置相连接。
8.根据权利要求1所述的惯量模拟共用轴系装置，其特征在于，所述电磁离合器(W8)，闭合时进行惯量机械模拟，断开时进行惯量电模拟。
9.根据权利要求1所述的惯量模拟共用轴系装置，其特征在于，使用增速器(W6)来放大惯量。
10.根据权利要求1所述的惯量模拟共用轴系装置，其特征在于，使用编码器(W4)和扭矩传感器(W5)来监测和测量轴系参数。
【专利摘要】本发明公开了一种惯量模拟共用轴系装置，属于物理实验装置领域，包括输出装置、增速和监测装置、输入装置和限位开关装置；所述输出装置包括输出轴、轴承压盖1、大法兰、轴承压盖2、弹性联轴器、O型密封圈、角接触球轴承和气动快插接头；所述增速和监测装置包括编码器连接套、套筒、增速器连接轴、垫片、增速器法兰、抱轴套、过渡轴、编码器、扭矩传感器、增速器和弹性联轴器；所述输入装置包括电磁离合器连接板、电机轴、电磁离合器连接法兰、大法兰、电机法兰、电磁离合器、胀紧套、十字交叉滚柱轴承和电机。本发明实现了惯量机械模拟与惯量电模拟两种惯量模拟加载，而不需更换组件或者另外重新设计轴系组件。
【IPC分类】G09B25-02, G09B23-18
【公开号】CN104637383
【申请号】CN201510089817
【发明人】李隆球, 刘青康, 张广玉, 孙大兴, 刘进, 赵玉, 康鹏
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月27日