基于伺服系统的绞车组件测试台的研究与实现

发布时间：2020-07-27 22:03

【摘要】：直升机在抢险救援、医疗救护、反恐维和等诸多领域应用广泛,在国家安全与社会公共事业中发挥着不可替代的作用。电动救生绞车作为直升机的选装设备,具有重量轻、安全性高等优点,在直升机飞行作业中表现突出。本文依托某型直升机电动救生绞车测试系统研制项目,针对救生绞车驱动组件的测试平台展开研究。绞车驱动装置包含三大组件:负载制动组件、过载保护组件、张力维持组件。为了保证绞车性能,其驱动装置组件的力矩特性和转速特性必须满足一定标准。在安装至救生绞车上之前,组件成品必须进行严格的性能测试。因此绞车驱动组件测试平台的实现至关重要。本文以绞车驱动装置三大组件——负载制动组件、过载保护组件、张力维持组件为研究对象,开展基于伺服系统的绞车组件测试台的研究。为了测试绞车三大组件,需要对被测组件的力矩和转速进行控制,并对其力矩和转速特性进行分析。针对此需求,提出了以电气伺服系统为核心,配合采集系统、机械系统、工控机及软件测控系统等共同工作的绞车组件测试台的总体设计方案,并对测试台的硬件系统和测控软件系统进行差异化和模块化的设计与实现。硬件系统的设计需要根据测试需求的不同进行电控模块的设计与集成,其作用在于对根据不同结构的被测组件设计的机械模块的齿轮和传动装置进行实时控制和信息采集。软件系统的实现了对硬件系统的实时、高精度的控制,并且提供详尽的数据展示与数据管理功能,从而更加便捷、高效的进行组件测试。通过软、硬件配合工作,实现了绞车组件测试平台。针对绞车组件测试台中存在高次谐波对采集系统的干扰问题,从硬件和软件两个方面进行性能优化。在硬件中使用接地、隔离和屏蔽等措施.,在软件部分,提出基于贝叶斯阈值的自适应小波去噪算法,并将其应用在测控软件的采集信号的处理中。这一系列改进措施的应用使得高次谐波干扰问题得到明显改善,使得采集信号更加准确的反映被测组件的力矩信息。
【学位授予单位】：湖北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V275.1;V216.8
【图文】：

应用分类,伺服系统

动控制渐渐变成了市场潮流，其需求也逐步增大，只有极少数领域中仍使用液压和气动逡逑伺服［１丨］。逡逑中国近几年的伺服电机产能如图１－１所示，图中“ＹＯＹ”表示当前数据与去年同期相逡逑比的增减率，图中展示了邋２００６年到２０１４年国内伺服电机的产能及每年产能的增减率。逡逑从图中可看出，电机产量在不断增加。但是目前国产伺服技术仍然相对落后，产品低端，逡逑国产伺服电机以小功率低端产品为主流，中低端产品已经可以实现大规模生产［１２］。逡逑３００邋逦邋３５．００％逡逑ｍ产能（万台）逦＿逡逑２５0逦＼逦＋Ｙ０Ｙ逦｜邋３０．００％逡逑＼逦Ｉ邋Ｉ邋２５．００％逡逑１５0逦？＇逦ＶＩ逦％逦２0－00％逡逑－ａ逦［；Ｔ＇逦：：：逡逑士邋ｉｉｌＵＬＵＪ：逡逑２００６邋２００７邋２００８邋２００９邋２０１０邋２０１１邋２０１２邋２０１３邋２０１４逡逑图１－１中国伺服电机产能图逡逑伺服系统作为工业自动化最为重要的控制和执行机构之一。由于伺服产品的运动控逡逑制特性，目前在实现代工生产（ＯＥＭ）行业的自动化生产方面应用广泛。从图１－２所示的逡逑伺服系统下游应用结构来看，伺服系统的应用行业主要集中在机床工具、电子制造设备、逡逑包装机械等。逡逑３逡逑

组件结构

绞车驱动装置包含三大组件：负载制动组件、过载保护组件、张力维持组件。逡逑１．负载制动组件介绍逡逑负载制动组件是绞车驱动装置中的一个组件，其结构见图２－１。静盘与壳体连接，逡逑输出齿轮与负载端齿轮连接，输入齿轮与驱动端齿轮连接。逡逑静盘刹车盘输入齿轮输出齿轮逡逑灥逡逑Ｉ邋．：蘑Ｉ悐媟逡逑图２－１负载制动组件结构图逡逑负载在输出齿轮上产生顺时针力矩（从右向左看），通过棘轮／棘爪产生轴向力，使刹逡逑车盘的动盘、静盘压紧，产生静制动力矩，棘轮／棘爪产生的轴向力与负载力矩成比例，逡逑刹车盘产生的制动力矩也与负载力矩成比例。为了使输出齿轮保持静止，静制动力矩应逡逑大于负载力矩。逡逑要使负载顺着重力方向运动，需在输入齿轮上施加顺时针方向的驱动力矩，当驱动逡逑力矩与负载力矩之和大于静制动力矩时，负载顺着重力方向运动，动盘转动、静盘静止，逡逑动盘、静盘之间产生动制动力矩。负载顺着重力方向运动过程中，如果卸掉施加在输入逡逑齿轮上的驱动力矩

组件结构,过载保护,静盘

【参考文献】