一種交流伺服系統性能演示系統的制作方法

本發明涉及伺服系統性能演示設備領域，具體是指一種交流伺服系統性能演示系統。

背景技術：

電機伺服系統是工業生產設備的重要驅動源之一，是裝備自動化不可缺少的基礎技術。電機的應用場合十分廣泛，但是其應用環境也很復雜，有時購買的電機不能保證其能適用于應用場合，并且不能對其控制效果進行測試。若能在電機安裝前對電機控制性能和效果進行測試，并調試好電機控制的參數，將會有助于有效地選擇合適的電機及配套設備，并會大大加快電機的調試時間和提高性能。同時，在伺服系統的開發過程中，需測試新開發的伺服系統的定位性能或控制性能或跟隨性能或振動抑制性能等。

現有的伺服電機測試臺，僅通過聯軸器將標尺電機與待檢測電機連接，并通過扭矩轉速傳感器測試其扭矩參數、轉速參數，無法滿足伺服系統其定位性能或控制性能或跟隨性能或振動抑制性能的演示。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種交流伺服系統性能演示系統，用于演示伺服系統其定位性能或控制性能或跟隨性能或振動抑制性能，演示過程便于操作。

本發明通過下述技術方案實現：一種交流伺服系統性能演示系統，用于交流伺服系統的性能演示，包括安裝伺服驅動器的電控組件和安裝驅動電機的演示系統，伺服驅動器與驅動電機一對一連接；所述演示系統包括間歇演示系統、對插齒演示系統、振動抑制演示系統中至少一個。

所述伺服驅動器安裝在電控組件中、伺服電機安裝在演示系統中，伺服驅動器與伺服電機一對一連接并通過不同的演示系統進行性能演示。本發明就是通過間歇演示系統或對插齒演示系統或振動抑制演示系統，演示不同的驅動電機在不同的伺服驅動器的控制下其響應速度或控制精度或跟隨準確度等性能。

所述間歇演示系統用于演示伺服系統的間歇性能、定位性能，進而反映伺服系統中伺服驅動器的控制精度及相應速度。

所述對插齒演示系統用于演示伺服系統的精確控制性能及精確跟隨性能。

所述振動抑制演示系統用于演示伺服系統的主動振動抑制性能。

本發明中的間歇演示系統、對插齒演示系統、振動抑制演示系統均可以單獨進行演示，互不干擾。

進一步地，為了更好的實現本發明，所述電控組件還包括分別與伺服驅動器連接的軸模塊、控制模塊，所述軸模塊將控制模塊對其發送的控制信號轉換成頻率脈沖信號并發送至伺服驅動器，由伺服驅動器將頻率脈沖信號轉換成電流并控制伺服電機的運行。所述控制模塊向軸模塊發送控制信號，軸模塊接收控制信號并轉換成頻率脈沖信號發送至伺服驅動器，伺服驅動器將頻率脈沖信號轉換成控制伺服電機旋轉的電流，從而實現控制模塊按照預定程序驅使伺服電機運轉的動作。

進一步地，為了更好的實現本發明，所述間歇演示系統包括連續運動盤、與連續運動盤匹配的間歇運動盤、驅動連續運動盤動作的第一伺服電機和驅動間歇運動盤動作的第二伺服電機；所述連續運動盤沿周向均勻分布齒缺和輪齒；所述間歇運動盤沿周向均勻分布間歇齒和間歇隙，且間歇隙的寬度與連續運動盤的厚度匹配。

所述間歇演示系統包括連續運動盤、與連續運動盤匹配的間歇運動盤、驅動連續運動盤動作的第一伺服電機和驅動間歇運動盤動作的第二伺服電機；所述連續運動盤沿周向均勻分布齒缺和輪齒；所述間歇運動盤沿周向均勻分布間歇齒和間歇隙，且間歇隙的寬度與連續運動盤的厚度匹配。

所述間歇運動盤旋轉的軸線位于連續運動盤旋轉的平面。所述第一伺服電機驅動設置凸輪的連續運動盤連續旋轉運動，同時第二伺服電機驅動間歇運動盤進行間歇性轉動。所述第一伺服電機驅動連續運動盤連續旋轉且連續旋轉盤的輪齒剛好可以從間歇隙中通過；而第二伺服電機驅動間歇運動盤間歇旋轉，且每次旋轉的角度與一個間歇齒的弧度對應，此時間歇齒剛好可以從齒缺通過。若連續旋轉盤和間歇運動盤可以在一段時間內順暢的相互穿插運動而互不干涉，則此過程可以反映出對應伺服系統響應速度快、控制精度高。

所述間歇演示系統還包括與連續運動盤同軸轉動的凸輪、尖端與凸輪外輪廓位置對應的隨動指針和通過絲杠副驅動隨動指針直線移動的第八伺服電機；所述第一伺服電機、第二伺服電機、第八伺服電機分別由三臺伺服驅動器同時驅動。

所述第一伺服電機、第二伺服電機、第八伺服電機分別由三臺伺服驅動器同時驅動，一臺伺服驅動器驅動一個伺服電機，實現以下三個同時段進行的動作：一是第一伺服電機驅動連續運動盤和連續旋轉盤同軸的凸輪連續旋轉；二是第二伺服電機驅動間歇運動盤間歇性轉動，在連續運動盤其輪齒穿過間歇運動盤其間歇隙的過程中，間歇運動盤受對應伺服系統驅使下暫停轉動，使連續運動盤的輪齒準確、順利的穿過間歇隙，待輪齒穿出間歇隙后，間歇運動盤又在對應伺服系統驅使下迅速響應而轉動，使間歇齒從齒缺處準確、順利的穿過，一次往復；三是第八伺服電機通過絲杠副驅動隨動指針實現前進或后退的直線移動，隨動指針直線移動過程中，其尖端始終與連續轉動的凸輪其輪廓線接觸，不丟失。

進一步地，為了更好的實現本發明，所述對插齒演示系統包括插針、固定安裝插針的標尺齒輪、設置與插針位置匹配的插孔的對比齒輪、驅動標尺齒輪轉動的第三伺服電機、驅動對比齒輪轉動的第四伺服電機、與對比齒輪連接的滑塊和驅動滑塊帶動對比齒輪靠近或遠離標尺齒輪的第五伺服電機。

所述第三伺服電機驅動標尺齒輪及安裝在標尺齒輪上的插針轉動，同時第四伺服電機驅動對比齒輪轉動且第五伺服電機驅動對比齒輪向前或向后直線移動。所述對比齒輪向前移動即靠近對比齒輪時，此時安裝在標尺齒輪上的插針剛好一一插入對比齒輪的插孔中；且對比齒輪向后移動即遠離對比齒輪時，插針剛剛好從插孔中脫離。本發明所述對插齒演示系統通過上述標尺齒輪、對比齒輪的相互插針的動作，演示伺服系統中伺服驅動器的控制精度、及伺服控制系統的跟隨性能。

若第三伺服電機、第四伺服電機在兩臺伺服驅動器同時作用下，分別帶動標尺齒輪、對比齒輪轉動而插針與插孔仍然對位，即沒有錯位，則能很好的演示分別驅動第三伺服電機、第四伺服電機的兩臺伺服驅動器能夠精確同步。也就是說，本發明中對插齒演示系統可以體現不同的伺服驅動器也能通過控制不同的驅動電機實現精確控制同步。

進一步地，為了更好的實現本發明，所述振動抑制演示系統包括安裝振動抑制機構的A振動抑制演示裝置和未安裝振動抑制機構的B振動抑制演示裝置；所述A振動抑制演示裝置包括采用條形絕緣基體并設置固定端與自由端的A彈簧片、安裝在A彈簧片其自由端的A攝像頭和驅使A彈簧片振動的第六伺服電機；所述振動抑制機構包括粘貼在A彈簧片固定端根部、上下兩面對應位置、采用壓電材料的驅動片和感知片，用于主動振動抑制的驅動片、感知片與電控組件中對應伺服驅動器（連接；所述B振動抑制演示裝置包括設置固定端與自由端的B彈簧片、安裝在B彈簧片其自由端的B攝像頭和驅使B彈簧片振動的第七伺服電機。

本發明中A振動抑制演示裝置安裝振動抑制機構，且振動抑制機構與電控組件中伺服驅動器連接。開啟了振動抑制算法的伺服驅動器通過驅動片和感知片，先獲取第六伺服電機運行狀況、共振頻率，從算法上濾掉共振頻率，A攝像頭急停時A彈簧片受到振動抑制而非常平穩，因此A攝像頭拍攝到的畫面很清晰。與此同時，同樣振動的B攝像頭因B彈簧片在急停時，繼續振動直至能量耗盡才停止，因此捕捉的畫面較為模糊。所以，本發明通過振動抑制演示系統可展示伺服系統是否具備優異的振動抑制性能。

進一步地，為了更好的實現本發明，所述A振動抑制演示裝置還包括安裝在A彈簧片其固定端的A移動塊、與A移動塊滑動連接的A活動單臂組件，第六伺服電機通過A活動單臂組件、A移動塊帶動A彈簧片振動；所述B振動抑制演示裝置還包括安裝在B彈簧片其固定端的B移動塊、與B移動塊滑動連接的B活動單臂組件，第七伺服電機通過B活動單臂組件、B移動塊帶動B彈簧片振動。

本發明中A活動單臂組件受第六伺服電機的驅動，通過A移動塊帶動A彈簧片左右運動；同時，B活動單臂組件受第七伺服電機的驅動，通過B移動塊帶動B彈簧片左右運動而發生振動。

進一步地，為了更好的實現本發明，還包括用于安裝電控組件、間歇演示系統、對插齒演示系統、振動抑制演示系統的承重平臺。

進一步地，為了更好的實現本發明，所述承重平臺上安裝有設置平板顯示器的背板組件，所述平板顯示器分別與A攝像頭、B攝像頭連接。

所述平板顯示器用于演示A攝像頭或B攝像頭捕捉的實時畫面。所述平板顯示器與A攝像頭、B攝像頭可以是有線通訊，也可以是無線通訊。

進一步地，為了更好的實現本發明，所述A攝像頭、B攝像頭均為無線攝像頭，所述平板顯示器安裝無線通訊模塊并通過無線通訊模塊與A攝像頭、B攝像頭無線連接。

所述A攝像頭、B攝像頭分別通過WiFi、藍牙等無線通訊方式與平板顯示器連接，以分屏或同屏顯示捕捉的畫面。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

（1）本發明設置間歇演示系統，可以演示伺服系統的間歇、定位性能；間歇演示系統通過上述連續運動盤、間歇運動盤相互運動的過程，可以演示伺服系統的間歇性能、定位性能，進而反映伺服系統中伺服驅動器的控制精度及相應速度；同時，間歇演示系統通過隨動指針與凸輪外輪廓緊緊跟隨、不丟失的過程，可以演示伺服系統的跟隨性能、電子凸輪性能；

（2）本發明設置對插齒演示系統，以演示伺服系統的精確控制性能、跟隨性能；對插齒演示系統中插針與插孔在第三伺服電機、第四伺服電機驅使下同步轉動，同時第五伺服電機驅使插針與插孔反復插入、退出而不發生錯位，此現象可以演示伺服系統良好的同步性能；

（3）本發明設置振動抑制演示系統，以演示伺服系統的振動抑制性能；兩臺伺服驅動器分別通過兩個伺服電機驅動A振動抑制演示裝置、B振動抑制演示裝置兩套振動抑制演示裝置，因A振動抑制演示裝置安裝有與電控組件連接的振動抑制機構，A振動抑制演示裝置中A攝像頭驟停時迅速穩定，所以其捕捉的畫面清晰，與此對比的是B攝像頭驟停時仍然晃動而導致其捕捉的畫面模糊，此現象可以演示伺服系統良好的振動抑制性能；

（4）本發明設置無線攝像頭獲取振動抑制性能演示過程中捕捉的圖像，便于直觀展示。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為電控組件的結構示意圖。

圖3為間歇演示系統的結構示意圖。

圖4為對插齒演示系統和振動抑制演示系統的結構示意圖。

其中：1—承重平臺，2—電控組件，20—伺服驅動器，21—軸模塊，22—控制模塊，3—間歇演示系統，31—連續運動盤，311—凸輪，312—齒缺，313—輪齒，32—間歇運動盤，321—間歇齒，322—間歇隙，33—隨動指針，4—對插齒演示系統，41—標尺齒輪，42—對比齒輪，43—插針，44—滑塊，5—振動抑制演示系統，51—A攝像頭，52—B攝像頭，53—A移動塊，54—B移動塊，55—A活動單臂組件，56—B活動單臂組件，57—A彈簧片，58—B彈簧片。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。在本發明的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或實施方式中示出的元素和特征相結合。應當注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本發明無關的、本領域普通技術人員已知的部件和處理的表示和描述。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。

實施例1：

本實施例的一種交流伺服系統性能演示系統，如圖1所示，主要是通過下述技術方案實現：一種交流伺服系統性能演示系統，用于交流伺服系統的性能演示，包括電控組件2和分別與電控組件2連接的間歇演示系統3、對插齒演示系統4、振動抑制演示系統5、以及用于安裝電控組件2、間歇演示系統3、對插齒演示系統4、振動抑制演示系統5的承重平臺1，且間歇演示系統3、對插齒演示系統4、振動抑制演示系統5均單獨安裝演示用的伺服電機；所述電控組件2包括與伺服電機一對一連接的伺服驅動器20。

如圖2所示，所述電控組件2還包括分別與伺服驅動器20連接的軸模塊21、控制模塊22。所述伺服驅動器20、軸模塊21、控制模塊22電連接。

如圖3所示，所述間歇演示系統3包括設置凸輪311的連續運動盤31、與凸輪311適配的隨動指針33、與連續運動盤31匹配的間歇運動盤32、驅動連續運動盤31動作的第一伺服電機和驅動間歇運動盤32動作的第二伺服電機；所述連續運動盤31沿周向均勻分布齒缺312和輪齒313；所述間歇運動盤32沿周向均勻分布間歇齒321和間歇隙322，且間歇隙322的寬度與連續運動盤31的厚度匹配。

所述第八伺服電機通過絲杠副與隨動指針33連接，驅動隨動指針33直線移動。所述隨動指針33的尖端與凸輪311的凸輪線輪廓始終接觸，用于演示伺服驅動器的凸輪曲線特性。凸輪311旋轉過程中，隨動指針33的尖端始終與凸輪311的外輪廓接觸，不丟失，即隨動指針33隨凸輪311的外輪廓形狀前進或后退，以演示伺服驅動器具備電子凸輪的能力，并具有精確的跟隨性能。

如圖4所示，所述對插齒演示系統4包括插針43、固定安裝插針43的標尺齒輪41、設置與插針43位置匹配的插孔的對比齒輪42、驅動標尺齒輪41轉動的第三伺服電機、驅動對比齒輪42轉動的第四伺服電機、與對比齒輪42連接的滑塊44和驅動滑塊44帶動對比齒輪42靠近或遠離標尺齒輪41的第五伺服電機。

如圖4所示，所述振動抑制演示系統5包括A振動抑制演示裝置和B振動抑制演示裝置；所述A振動抑制演示裝置包括設置固定端與自由端的A彈簧片57、安裝在A彈簧片57其自由端的A攝像頭51、安裝在A彈簧片57其固定端的A移動塊53、與A移動塊53滑動連接的A活動單臂組件55、以及驅動A活動單臂組件55動作的第六伺服電機；所述B振動抑制演示裝置包括設置固定端與自由端的B彈簧片58、安裝在B彈簧片58其自由端的B攝像頭52、安裝在B彈簧片58其固定端的B移動塊54、與B移動塊54滑動連接的B活動單臂組件56、以及驅動B活動單臂組件56動作的第七伺服電機。所述平板顯示器安裝無線通訊模塊并通過無線通訊模塊與A攝像頭51、B攝像頭52無線連接。

所述第一驅動電機、第二驅動電機、第三驅動電機、第四驅動電機、第五驅動電機、第六驅動電機、第七驅動電機分別與單獨控制的七個伺服驅動器20一對一連接。

本發明通過間歇演示系統3演示伺服電機的間歇、定位性能；通過對插齒演示系統4，以演示伺服電機的跟隨性能；通過振動抑制演示系統5，以演示伺服電機的振動抑制性能通過無線攝像頭獲取振動抑制性能演示過程中捕捉的圖像，便于直觀展示。

實施例2：

本實施例在上述實施例的基礎上做進一步優化，進一步地，為了更好的實現本發明，所述連續運動盤31沿外廓周向均勻且間隔設置輪齒313、齒缺312；所述間歇運動盤32沿外廓周向均勻且間隔設置間歇齒321、間歇隙322。所述輪齒313與間歇隙322匹配，且齒缺312與間歇齒321匹配。

如圖3所示，所述連續運動盤31在第一驅動電機的帶動下連續旋轉，同時間歇運動盤32在第二驅動電機的驅使下間歇旋轉，當連續運動盤31的一個輪齒313剛好從間歇運動盤32的一個間歇隙322完全穿過時，間歇運動盤32旋轉與其間歇齒321弧度對應的中心角的角度，此時間歇運動盤32的間歇齒321剛好從連續運動盤31的齒缺312處完整穿過。

所述連續運動盤31設置六組均分設置的齒缺312和輪齒313，且間歇運動盤32設置六組均分設置的間歇齒321和間歇隙322。所述齒缺312與間歇齒321匹配且輪齒313與間歇隙322匹配。通過上述結構及運動過程，簡明展示伺服系統中伺服驅動器20的準確控制性能及跟隨性能。

本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。

實施例3：

一種交流伺服系統性能演示系統，包括電控組件2和分別與電控組件2連接的間歇演示系統3、對插齒演示系統4、振動抑制演示系統5，且間歇演示系統3、對插齒演示系統4、振動抑制演示系統5均單獨安裝演示用的伺服電機；所述電控組件2包括與伺服電機一對一連接的伺服驅動器20。

所述間歇演示系統3包括設置凸輪311的連續運動盤31、與凸輪311適配的隨動指針33、與連續運動盤31匹配的間歇運動盤32、驅動連續運動盤31動作的第一伺服電機和驅動間歇運動盤32動作的第二伺服電機；所述連續運動盤31沿周向均勻分布齒缺312和輪齒313；所述間歇運動盤32沿周向均勻分布間歇齒321和間歇隙322，且間歇隙322的寬度與連續運動盤31的厚度匹配。

所述間歇運動盤32旋轉的軸線位于連續運動盤31旋轉的平面。所述第一伺服電機驅動設置凸輪311的連續運動盤31連續旋轉運動，同時第二伺服電機驅動間歇運動盤32進行間歇性轉動。

所述第一伺服電機驅動連續運動盤31連續旋轉且連續旋轉盤31的輪齒313剛好可以從間歇隙322中通過；而第二伺服電機驅動間歇運動盤32間歇旋轉，且每次旋轉的角度與一個間歇齒321的弧度對應，此時間歇齒321剛好可以從齒缺312通過。

本發明所述間歇演示系統3通過上述連續運動盤31、間歇運動盤32相互運動的過程，可以演示伺服系統的間歇性能、定位性能，進而反映伺服系統中伺服驅動器的控制精度及相應速度。

所述隨動指針33的尖端與凸輪311的凸輪線輪廓始終接觸，用于演示伺服驅動器的凸輪曲線特性。凸輪311旋轉過程中，隨動指針33的尖端始終與凸輪311的外輪廓接觸，不丟失，即隨動指針33隨凸輪311的外輪廓形狀前進或后退，以演示伺服驅動器20具備電子凸輪的能力，并具有精確的跟隨性能。

所述對插齒演示系統4包括插針43、固定安裝插針43的標尺齒輪41、設置與插針43位置匹配的插孔的對比齒輪42、驅動標尺齒輪41轉動的第三伺服電機、驅動對比齒輪42轉動的第四伺服電機、與對比齒輪42連接的滑塊44和驅動滑塊44帶動對比齒輪42靠近或遠離標尺齒輪41的第五伺服電機。

所述振動抑制演示系統5包括安裝振動抑制機構的A振動抑制演示裝置和未安裝振動抑制機構的B振動抑制演示裝置，A振動抑制演示裝置設置位于A彈簧片57自由端可小幅振動的A攝像頭51，B振動抑制演示裝置設置位于B彈簧片58自由端可小幅振動的B攝像頭52，A攝像頭51和B攝像頭52在同樣環境下捕捉圖像。

所述振動抑制機構包括粘貼在A彈簧片57固定端根部、上下兩面對應位置、采用壓電材料的驅動片和感知片，用于主動振動抑制的驅動片、感知片與電控組件2中對應伺服驅動器20連接。

所述A彈簧片57采用條形絕緣基體，用于配合感知片和驅動片進行振動頻率的采集和振動抑制，A彈簧片一定固定且自由端可帶動A攝像頭51振動。所述第六伺服電機通過A活動單臂組件55、A移動塊53、A彈簧片57帶動A攝像頭51振動，同理，B活動單臂組件56、B移動塊54、B彈簧片58帶動B攝像頭52振動。兩者同時驟停時，A彈簧片受到伺服驅動器振動抑制的作用而迅速穩定，故A攝像頭51捕捉的畫面清晰；B彈簧片繼續振動而慢慢趨于穩定，故B攝像頭52捕捉的畫面模糊。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明做任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保護范圍之內。