本發(fā)明屬于控制裝置技術領域，特別是一種電動伺服直線加載測試系統(tǒng)。

背景技術：

近些年來，隨著我國綜合國力增長以及國防建設的需要，一批具有自主知識產權的裝備設備投入使用，先后啟動了如大推力火箭、大重載飛機、航母以及各類新型導彈等項目的研究，而在這類裝備中，一種能實現(xiàn)直線運動機構的伺服驅動系統(tǒng)扮演著重要的角色。

如何在整車調試之前根據(jù)實際載荷變化規(guī)律對該直線運動伺服驅動系統(tǒng)進行模擬加載，并實時測試和顯示其驅動電流變化、輸出特性和動力學特性，對于了解該伺服驅動系統(tǒng)的工作特性，判定其性能是否滿足實際工況的需要，有著重要作用。通過該伺服加載系統(tǒng)進行模擬加載并測試其動態(tài)特性，并根據(jù)性能測試的結果，方便地對該伺服驅動系統(tǒng)性能參數(shù)進行調整并找到相應的優(yōu)化途徑，還可以減少反復裝車調試和修改帶來的研制周期的加長和研制費用的提高，大大提高研制效率和質量。

但是目前國內主要研究的事以液壓馬達或作動筒為執(zhí)行機構的電液式伺服加載系統(tǒng)，這種加載方式存在著漏油、維護不便、對油污敏感且經常性發(fā)生故障等缺點，另外大慣性以及密封摩擦等非線性因素也很大程度上影響了加載精度；而采用直線伺服電機的電動式伺服加載存在著局限于主動式加載、成本比較高、制造維修不太方便等缺點。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電動伺服直線加載測試系統(tǒng)。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為：一種電動伺服直線加載測試系統(tǒng)，包括試驗臺、控制臺和配電柜，其中控制臺用于對試驗臺進行加載閉環(huán)控制并實現(xiàn)人機交互功能，配電柜為試驗臺和控制臺提供動力并通過隔離電路將各部分電源模塊進行隔離，其中試驗臺包括基礎臺架、伺服加載系統(tǒng)、運動轉換系統(tǒng)及被測伺服系統(tǒng)，其中基礎臺架包括基座和t型槽板，伺服加載系統(tǒng)包括伺服加載電機、伺服加載電機支座、波紋管聯(lián)軸器、波紋管聯(lián)軸器、轉矩轉速傳感器及轉矩轉速傳感器支座，運動轉換系統(tǒng)包括支撐平臺、滾珠絲杠副支撐單元、滾珠絲杠、滾珠絲杠副螺母、套筒、連接板、光柵尺連接板、光柵尺讀數(shù)頭、滑塊、導軌、光柵尺、連接頭、拉壓力傳感器、拖鏈、限位開關擋板、限位開關支座、限位開關及連接節(jié)，被測伺服系統(tǒng)包括連接軸、被測軸套、微位移傳感器、微位移傳感器支座、被測直線運動機構、固定夾板、升降臺、編碼器支座、編碼器；

所述基礎臺架中，基座的頂部設置t型槽板，t型槽板有長度、寬度兩個方向的t槽通道，用來調整安裝升降臺以適應不同規(guī)格的直線運動機構，t型槽板通過緊固件與基座連接固定，伺服加載電機支座、轉矩轉速傳感器支座、支撐平臺、升降臺、編碼器支座通過緊固件與t型槽板連接固定；升降臺安裝于寬度方向一側的t槽通道上，編碼器支座、伺服加載電機支座、轉矩轉速傳感器支座、支撐平臺位于長度方向的t槽通道上，支撐平臺位于編碼器支座和轉矩轉速傳感器支座之間，伺服加載電機支座位于轉矩轉速傳感器支座的另一側；

所述伺服加載系統(tǒng)中，伺服加載電機通過緊固件與伺服加載電機支座緊固連接，電機軸與轉矩轉速傳感器之間通過第一波紋管聯(lián)軸器相連，轉矩轉速傳感器與運動轉換系統(tǒng)中的滾珠絲杠之間通過第二波紋管聯(lián)軸器相連，轉矩轉速傳感器通過緊固件安裝在轉矩轉速傳感器支座上；

所述運動轉換系統(tǒng)中，支撐平臺上設置滾珠絲杠副支撐單元、導軌、光柵尺、限位開關支座以及拖鏈的固定端；滾珠絲杠一端固定，另一端自由，固定端由滾珠絲杠副支撐單元固定，滾珠絲杠副支撐單元通過緊固件固定到支撐平臺上；

滾珠絲杠副螺母與套筒前端通過緊固件連接，套筒上端面通過緊固件與連接板固定，套筒尾端通過緊固件與連接頭連接固定以實現(xiàn)直線運動輸出；

套筒端部被限制在支撐平臺中部以實現(xiàn)機械限位，限位開關支座安裝在支撐平臺側面，限位開關擋板安裝在連接板上，限位開關安裝在限位開關支座上以實現(xiàn)電氣限位；

連接板中部與套筒通過緊固件連接固定，連接板兩端與滑塊連接固定，并通過直線導軌的作用限制滾珠絲杠副螺母和套筒的轉動，確保套筒輸出直線運動，連接板與光柵尺連接板通過緊固件連接固定；

光柵尺安裝在支撐平臺一凹槽內，光柵尺讀數(shù)頭與光柵尺連接板通過緊固件連接固定，光柵尺采集系統(tǒng)的位移信號反饋給計算機控制系統(tǒng)；

拉壓力傳感器一端與連接頭通過螺紋連接，另一端與連接節(jié)通過螺紋連接，拉壓力傳感器一側安裝有信號線，信號線將加載力反饋給計算機控制系統(tǒng)，信號線置于拖鏈中，拖鏈移動端固定在連接板上，拖鏈固定端安裝在支撐平臺上；

連接節(jié)螺紋端與拉壓力傳感器以螺紋方式連接，另一端通過連接軸與被測直線運動機構連接；

所述被測伺服系統(tǒng)中，被測軸套與連接軸配合連接，微位移傳感器安裝在微位移傳感器支座上，微位移傳感器測得被測軸套的位移輸出并反饋給計算機控制系統(tǒng)，被測直線運動機構通過固定夾板固定安裝在升降臺上，升降臺一側裝有高度微調旋鈕，可滿足不同類型被測直線運動機構對中性的要求，微位移傳感器支座通過緊固件固定在升降臺上；

編碼器支座安裝在t型槽板上，編碼器安裝在編碼器支座上，被測直線運動機構輸出軸另一側與編碼器相連。

所述配電柜包括伺服加載電機驅動器、可編程電源及制動電阻，加載電機驅動器與試驗臺中的伺服加載電機通過電機制動抱閘線纜、反饋線纜相連，加載電機驅動器與控制器相連，可編程電源為被測直線運動機構供電。

所述控制臺包括上位機、實時控制器、數(shù)據(jù)采集卡、信號處理系統(tǒng)、機箱及接線盒，上位機中安裝測控軟件，上位機通過tcp/ip通信協(xié)議與實時控制器通信并實時監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，實時控制器與加載電機驅動器、被測直線運動機構驅動器相連。

上位機設定加載模式并將控制指令通過tcp/ip通信協(xié)議發(fā)送給實時控制器，實時控制器對指令進行處理后發(fā)送給伺服加載電機驅動器，由伺服加載電機驅動器驅動伺服加載電機完成加載任務，同時轉矩轉速傳感器、拉壓力傳感器、光柵尺采集實時數(shù)據(jù)并反饋給實時控制器進行閉環(huán)控制，實時控制器將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機進行顯示和存儲。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點為：1)本發(fā)明中套筒、連接板、光柵尺連接板、限位開關擋板及限位開關支座采用高強度硬鋁合金材料，加載系統(tǒng)本身慣量小，有利于提高系統(tǒng)的動態(tài)性能；2)相對于現(xiàn)有的電液伺服加載系統(tǒng)因加載對象的主動運動而對加載系統(tǒng)所造成很強位置干擾、較大的多余力、維護不方便等問題，本發(fā)明采用伺服電機取代液壓閥構成的電動加載系統(tǒng)具有響應快速、體積小、結構簡單、成本低、控制方便、維護使用方便等優(yōu)點；3)相對于采用直線伺服電機的電動式伺服加載存在著局限于主動式加載、成本比較高、制造維修不太方便等缺點，本發(fā)明雖然在設計時結構相對復雜，但可用于被動式加載，技術比較成熟，加載控制比較方便，制造成本比較低，是一種性價比比較高的伺服加載形式；4)本發(fā)明將直線導軌、滾珠絲杠副支撐單元、位移傳感器、拖鏈、限位開關集成安裝到同一平臺，可以降低安裝誤差，降低振動所帶來的干擾，保證加載測試整體性能；5)本發(fā)明在運動轉換結構設計中轉動部件僅有絲桿，其轉動慣量的組成部分少且單一，轉動慣量數(shù)值小，有利于克服多余力矩、提高系統(tǒng)加載頻率；6)本發(fā)明套筒端部被限制在支撐平臺中部以實現(xiàn)機械限位，限位開關支座安裝在支撐平臺側面，限位開關擋板安裝在連接板上，限位開關安裝在限位開關支座上以實現(xiàn)電氣限位，能夠避免因電機故障對傳感器及系統(tǒng)部件的損壞，起到雙重安全保護的作用；7)本發(fā)明具有廣泛的適用性，可以根據(jù)機構的實際受載變動情況，有效地針對某系列不同尺寸的直線運動機構使用合適的載荷譜對機構進行模擬加載，以考核機構在實際工況下的工作性能及工作可靠性；8)本發(fā)明加載測試系統(tǒng)功能多種多樣，能夠滿足伺服模擬加載、傳動機構的精度測量、機構力學特性試驗、機構的極限承載能力及可靠性試驗四個主要功能，其中伺服模擬加載形式包括恒值加載、波形加載、帶載啟動、同步加載及任意波形加載。

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的描述。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種電動伺服直線加載測試系統(tǒng)的俯視圖。

圖2是本發(fā)明的一種電動伺服直線加載測試系統(tǒng)的主視圖。

圖3是本發(fā)明的一種電動伺服直線加載測試系統(tǒng)的運動轉換系統(tǒng)局部圖。

圖4是本發(fā)明的一種電動伺服直線加載測試系統(tǒng)的工作原理圖。

圖中編號所代表的含義為：1-基座2-t型槽板3-伺服加載電機4-伺服加載電機支座5-波紋管聯(lián)軸器6-轉矩轉速傳感器7-轉矩轉速傳感器支座8-支撐平臺9-滾珠絲杠副支撐單元10-滾珠絲杠11-滾珠絲杠副螺母12-套筒13-連接板14-光柵尺連接板15-光柵尺讀數(shù)頭16-滑塊17-導軌18-光柵尺19-連接頭20-拉壓力傳感器21-拖鏈22-限位開關擋板23-限位開關支座24-限位開關25-連接節(jié)26-連接軸27-被測軸套28-微位移傳感器29-微位移傳感器支座30-被測直線運動機構31-固定夾板32-升降臺33-編碼器支座34-編碼器35-緊固件

具體實施方式

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的電液伺服加載系統(tǒng)因加載對象的主動運動而對加載系統(tǒng)所造成很強位置干擾、較大的多余力、維護不方便等問題，提出一種針對某系列直線運動機構的電動伺服加載系統(tǒng)，加載系統(tǒng)能夠有效針對此型直線運動機構不同型號尺寸施加合適的載荷譜對伺服機構進行模擬加載，以考核機構在實際工作情況下的工作性能及工作可靠性。

本發(fā)明公開了一種電動伺服直線加載測試系統(tǒng)，包括試驗臺、控制臺和配電柜，其中控制臺用于對試驗臺進行加載閉環(huán)控制并實現(xiàn)人機交互功能，配電柜為試驗臺和控制臺提供動力并通過隔離電路將各部分電源模塊進行隔離，其中試驗臺包括基礎臺架、伺服加載系統(tǒng)、運動轉換系統(tǒng)、被測伺服系統(tǒng)及傳感器系統(tǒng)，其中基礎臺架包括基座1和t型槽板2，伺服加載系統(tǒng)包括伺服加載電機3、伺服加載電機支座4、波紋管聯(lián)軸器5-1、波紋管聯(lián)軸器5-2、轉矩轉速傳感器6及轉矩轉速傳感器支座7，運動轉換系統(tǒng)包括支撐平臺8、滾珠絲杠副支撐單元9、滾珠絲杠10、滾珠絲杠副螺母11、套筒12、連接板13、光柵尺連接板14、光柵尺讀數(shù)頭15、滑塊16、導軌17、光柵尺18、連接頭19、拉壓力傳感器20、拖鏈21、限位開關擋板22、限位開關支座23、限位開關24及連接節(jié)25，被測伺服系統(tǒng)包括連接軸26、被測軸套27、微位移傳感器29、微位移傳感器支座28、被測直線運動機構30、固定夾板31、升降臺32、編碼器支座33、編碼器34，傳感器系統(tǒng)包括轉矩轉速傳感器6、光柵尺18、拉壓力傳感器20、微位移傳感器29及編碼器34，傳感器系統(tǒng)主要用于測試該系統(tǒng)輸出的運動和動力信號；

所述基礎臺架中，基座1的頂部設置t型槽板2，t型槽板2有長度、寬度兩個方向的t槽通道，用來調整安裝升降臺以適應不同規(guī)格的直線運動機構，t型槽板2通過緊固件與基座1連接固定，伺服加載電機支座4、轉矩轉速傳感器支座7、支撐平臺8、升降臺32、編碼器支座33通過緊固件與t型槽板2連接固定；升降臺32安裝于寬度方向一側的t槽通道上，編碼器支座33、伺服加載電機支座4、轉矩轉速傳感器支座7、支撐平臺8位于長度方向的t槽通道上，支撐平臺8位于編碼器支座33和轉矩轉速傳感器支座7之間，伺服加載電機支座4位于轉矩轉速傳感器支座7的另一側；

所述伺服加載系統(tǒng)中，伺服加載電機3通過緊固件與伺服加載電機支座4緊固連接，電機軸與轉矩轉速傳感器6之間通過第一波紋管聯(lián)軸器5-1相連，轉矩轉速傳感器6與運動轉換系統(tǒng)中的滾珠絲杠10之間通過第二波紋管聯(lián)軸器5-2相連，轉矩轉速傳感器6通過緊固件安裝在轉矩轉速傳感器支座7上；

所述運動轉換系統(tǒng)中，支撐平臺8上設置滾珠絲杠副支撐單元9、導軌17、光柵尺18、限位開關支座23以及拖鏈21的固定端；滾珠絲杠10一端固定，另一端自由，固定端由滾珠絲杠副支撐單元9固定，滾珠絲杠副支撐單元9通過緊固件固定到支撐平臺8上；

滾珠絲杠副螺母11與套筒12前端通過緊固件連接，套筒12上端面通過緊固件與連接板13固定，套筒12尾端通過緊固件與連接頭19連接固定以實現(xiàn)直線運動輸出；

套筒12端部被限制在支撐平臺8中部以實現(xiàn)機械限位，限位開關支座23安裝在支撐平臺8側面，限位開關擋板22安裝在連接板13上，限位開關24安裝在限位開關支座23上以實現(xiàn)電氣限位；

連接板13中部與套筒12通過緊固件連接固定，連接板13兩端與滑塊16連接固定，并通過直線導軌的作用限制滾珠絲杠副螺母11和套筒12的轉動，確保套筒12輸出直線運動，連接板13與光柵尺連接板14通過緊固件連接固定；

光柵尺18安裝在支撐平臺8一凹槽內，光柵尺讀數(shù)頭15與光柵尺連接板14通過緊固件連接固定，光柵尺18采集系統(tǒng)的位移信號反饋給計算機控制系統(tǒng)；

拉壓力傳感器20一端與連接頭19通過螺紋連接，另一端與連接節(jié)25通過螺紋連接，拉壓力傳感器20一側安裝有信號線，信號線將加載力反饋給計算機控制系統(tǒng)，信號線置于拖鏈21中，拖鏈21移動端固定在連接板13上，拖鏈21固定端安裝在支撐平臺8上；

連接節(jié)25螺紋端與拉壓力傳感器20以螺紋方式連接，另一端通過連接軸26與被測直線運動機構30連接；

所述被測伺服系統(tǒng)中，被測軸套27與連接軸26配合連接，微位移傳感器29安裝在微位移傳感器支座28上，微位移傳感器29測得被測軸套27的位移輸出并反饋給計算機控制系統(tǒng)，被測直線運動機構30通過固定夾板31固定安裝在升降臺32上，升降臺32一側裝有高度微調旋鈕，可滿足不同類型被測直線運動機構30對中性的要求，微位移傳感器支座28通過緊固件固定在升降臺32上；

編碼器支座33安裝在t型槽板2上，編碼器34安裝在編碼器支座33上，被測直線運動機構30輸出軸另一側與編碼器34相連。

所述伺服加載電機3、轉矩轉速傳感器6、滾珠絲杠10、連接頭19、拉壓力傳感器20、連接節(jié)25、被測直線運動機構30及編碼器34同軸連接。

所述的套筒12、連接板13、光柵尺連接板14、限位開關擋板22及限位開關支座23采用高強度硬鋁合金材料。

連接頭19、連接節(jié)25、連接軸26采用45鋼材料并經過調質處理。

所述配電柜包括伺服加載電機驅動器、可編程電源及制動電阻，加載電機驅動器與試驗臺中的伺服加載電機3通過電機制動抱閘線纜、反饋線纜相連，加載電機驅動器與控制器相連，可編程電源為被測直線運動機構30供電。

所述控制臺包括上位機、實時控制器、數(shù)據(jù)采集卡和運動控制卡，上位機中安裝測控軟件，上位機通過tcp/ip通信協(xié)議與實時控制器通信并實時監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，實時控制器與運動控制卡和數(shù)據(jù)采集卡相連，數(shù)據(jù)采集卡與轉矩轉速傳感器6、光柵尺18、拉壓力傳感器20相連，接收上述傳感器的信號，并將上述信號傳輸給實時控制器；實時控制器同時通過運動控制卡控制伺服加載電機3、被測直線運動機構30運動；

上位機設定加載模式并將控制指令通過tcp/ip通信協(xié)議發(fā)送給實時控制器，實時控制器對指令進行處理后發(fā)送給運動控制卡，由運動控制卡驅動伺服加載電機完成加載任務，同時轉矩轉速傳感器6、拉壓力傳感器20、光柵尺18采集實時數(shù)據(jù)并反饋給實時控制器進行閉環(huán)控制，實時控制器將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機進行顯示和存儲。

下面將結合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

實施例

一種電動伺服直線加載測試系統(tǒng)，包括試驗臺、控制臺和配電柜，其中控制臺用于對試驗臺進行加載閉環(huán)控制并實現(xiàn)人機交互功能，配電柜為試驗臺和控制臺提供動力并通過隔離電路將各部分電源模塊進行隔離，其中試驗臺包括基礎臺架、伺服加載系統(tǒng)、運動轉換系統(tǒng)及被測伺服系統(tǒng)，其中基礎臺架包括基座1和t型槽板2，伺服加載系統(tǒng)包括伺服加載電機3、伺服加載電機支座4、波紋管聯(lián)軸器5-1、波紋管聯(lián)軸器5-2、轉矩轉速傳感器6及轉矩轉速傳感器支座7，運動轉換系統(tǒng)包括支撐平臺8、滾珠絲杠副支撐單元9、滾珠絲杠10、滾珠絲杠副螺母11、套筒12、連接板13、光柵尺連接板14、光柵尺讀數(shù)頭15、滑塊16、導軌17、光柵尺18、連接頭19、拉壓力傳感器20、拖鏈21、限位開關擋板22、限位開關支座23、限位開關24及連接節(jié)25，被測伺服系統(tǒng)包括連接軸26、被測軸套27、微位移傳感器29、微位移傳感器支座28、被測直線運動機構30、固定夾板31、升降臺32、編碼器支座33、編碼器34；

所述基礎臺架中，基座1的頂部設置t型槽板2，t型槽板2有長度、寬度兩個方向的t槽通道，用來調整安裝升降臺以適應不同規(guī)格的直線運動機構，t型槽板2通過緊固件與基座1連接固定，伺服加載電機支座4、轉矩轉速傳感器支座7、支撐平臺8、升降臺32、編碼器支座33通過緊固件與t型槽板2連接固定；升降臺32安裝于寬度方向一側的t槽通道上，編碼器支座33、伺服加載電機支座4、轉矩轉速傳感器支座7、支撐平臺8位于長度方向的t槽通道上，支撐平臺8位于編碼器支座33和轉矩轉速傳感器支座7之間，伺服加載電機支座4位于轉矩轉速傳感器支座7的另一側；

所述伺服加載系統(tǒng)中，伺服加載電機3通過緊固件與伺服加載電機支座4緊固連接，電機軸與轉矩轉速傳感器6之間通過第一波紋管聯(lián)軸器5-1相連，轉矩轉速傳感器6與運動轉換系統(tǒng)中的滾珠絲杠10之間通過第二波紋管聯(lián)軸器5-2相連，轉矩轉速傳感器6通過緊固件安裝在轉矩轉速傳感器支座7上；

所述運動轉換系統(tǒng)中，支撐平臺8上設置滾珠絲杠副支撐單元9、導軌17、光柵尺18、限位開關支座23以及拖鏈21的固定端；滾珠絲杠10一端固定，另一端自由，固定端由滾珠絲杠副支撐單元9固定，滾珠絲杠副支撐單元9通過緊固件固定到支撐平臺8上；

滾珠絲杠副螺母11與套筒12前端通過緊固件連接，套筒12上端面通過緊固件與連接板13固定，套筒12尾端通過緊固件與連接頭19連接固定以實現(xiàn)直線運動輸出；

套筒12端部被限制在支撐平臺8中部以實現(xiàn)機械限位，限位開關支座23安裝在支撐平臺8側面，限位開關擋板22安裝在連接板13上，限位開關24安裝在限位開關支座23上以實現(xiàn)電氣限位；

連接板13中部與套筒12通過緊固件連接固定，連接板13兩端與滑塊16連接固定，并通過直線導軌的作用限制滾珠絲杠副螺母11和套筒12的轉動，確保套筒12輸出直線運動，連接板13與光柵尺連接板14通過緊固件連接固定；

光柵尺18安裝在支撐平臺8一凹槽內，光柵尺讀數(shù)頭15與光柵尺連接板14通過緊固件連接固定，光柵尺18采集系統(tǒng)的位移信號反饋給計算機控制系統(tǒng)；

拉壓力傳感器20一端與連接頭19通過螺紋連接，另一端與連接節(jié)25通過螺紋連接，拉壓力傳感器20一側安裝有信號線，信號線將加載力反饋給計算機控制系統(tǒng)，信號線置于拖鏈21中，拖鏈21移動端固定在連接板13上，拖鏈21固定端安裝在支撐平臺8上；

連接節(jié)25螺紋端與拉壓力傳感器20以螺紋方式連接，另一端通過連接軸26與被測直線運動機構30連接；

所述被測伺服系統(tǒng)中，被測軸套27與連接軸26配合連接，微位移傳感器29安裝在微位移傳感器支座28上，微位移傳感器29測得被測軸套27的位移輸出并反饋給計算機控制系統(tǒng)，被測直線運動機構30通過固定夾板31固定安裝在升降臺32上，升降臺32一側裝有高度微調旋鈕，可滿足不同類型被測直線運動機構30對中性的要求，微位移傳感器支座28通過緊固件固定在升降臺32上；

編碼器支座33安裝在t型槽板2上，編碼器34安裝在編碼器支座33上，被測直線運動機構30輸出軸另一側與編碼器34相連。

所述配電柜包括伺服加載電機驅動器、可編程電源及制動電阻，加載電機驅動器與試驗臺中的伺服加載電機3通過電機制動抱閘線纜、反饋線纜相連，加載電機驅動器與控制器相連，可編程電源為被測直線運動機構30供電。

所述控制臺包括上位機、實時控制器、數(shù)據(jù)采集卡、信號處理系統(tǒng)、機箱及接線盒，上位機中安裝測控軟件，上位機通過tcp/ip通信協(xié)議與實時控制器通信并實時監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，實時控制器與加載電機驅動器、被測直線運動機構驅動器相連。

上位機設定加載模式并將控制指令通過tcp/ip通信協(xié)議發(fā)送給實時控制器，實時控制器對指令進行處理后發(fā)送給伺服加載電機驅動器，由伺服加載電機驅動器驅動伺服加載電機完成加載任務，同時轉矩轉速傳感器6、拉壓力傳感器20、光柵尺18采集實時數(shù)據(jù)并反饋給實時控制器進行閉環(huán)控制，實時控制器將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機進行顯示和存儲。

配電柜用于給被測直線運動機構30、伺服加載電機3、傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供所需的動力，并通過隔離電路將各部分電源模塊進行隔離，以免相互影響；固定夾板31、支撐平臺8及升降臺32主要用于安裝加載測試系統(tǒng)的各部件，保證試驗時各部分的正常可靠工作，并能適應某系列不同直線運動機構加載和測試的需要；伺服加載系統(tǒng)主要是由伺服加載電機3驅動，帶動機械部件傳動，通過控制伺服加載電機3電流信號控制其輸出力矩的變化，模擬所要求的載荷工況，并通過運動轉換機構將加載力矩轉化成施加到被測直線運動機構30上的軸向力；傳感器系統(tǒng)包括轉矩轉速傳感器6、光柵尺18、拉壓力傳感器20、微位移傳感器29及編碼器34，主要用于測試該系統(tǒng)輸出的運動和動力信號；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要用于采集傳感器的數(shù)據(jù)信號，對信號進行分析、處理和顯示等，并將相關信號反饋給控制系統(tǒng)，更加精確的控制伺服加載系統(tǒng)給的輸出，實現(xiàn)所需的加載規(guī)律，并盡可能地減少多余力矩影響，提高系統(tǒng)加載精度。

本發(fā)明具有廣泛的適用性，可以根據(jù)機構的實際受載變動情況，有效地針對某系列不同尺寸的直線運動機構使用合適的載荷譜對機構進行模擬加載，以考核機構在實際工況下的工作性能及工作可靠性；

本發(fā)明加載測試系統(tǒng)功能多種多樣，能夠滿足伺服模擬加載、傳動機構的精度測量、機構力學特性試驗、機構的極限承載能力及可靠性試驗四個主要功能，其中伺服模擬加載形式包括恒值加載、波形加載、帶載啟動、同步加載及任意波形加載；

本發(fā)明的工作過程為：

上位機設定加載模式及加載力，經d/a轉換、信號調理電路調理后輸出電壓控制信號，通過驅動器控制伺服加載電機3運轉；上位機通過rs422將發(fā)送給被加載機構驅動器驅動信號，驅動直線運動機構；

伺服加載電機3經轉矩轉速傳感器6將輸出扭矩傳遞給滾珠絲杠10，并將旋轉運動轉化為直線運動，即將旋轉的加載扭矩轉化為直線的加載力，推動套筒12直線運動，從而實現(xiàn)對被測直線運動機構30的力加載；被測直線運動機構30與套筒12通過連接頭19、拉壓力傳感器20及連接節(jié)25相連；

拉壓力傳感器20測得實際加載力信號，經信號調理電路及a/d轉換反饋給上位機，形成閉環(huán)控制；

上位機將驅動信號與反饋信號比較得出調節(jié)誤差，經控制算法運算，給出調節(jié)后的電壓控制信號，反復運行上述過程。

本發(fā)明具有廣泛的適用性，可以根據(jù)機構的實際受載變動情況，有效地針對某系列不同尺寸的直線運動機構使用合適的載荷譜對機構進行模擬加載，以考核機構在實際工況下的工作性能及工作可靠性。