41、球螺杆驱动器功能参数测量方法解析

球螺杆驱动器功能参数测量方法解析

1 球螺杆驱动器功能参数简介

球螺杆驱动的机电执行器在闭环系统中工作，依据输出反馈来决定后续动作。它们是自动化和机器人领域的重要组成部分，常用于各类自动化系统和机械的位置与速度控制。在将球螺杆驱动执行器投入系统前，需对其进行充分分析，因为这些执行器会影响系统的功能。

在设计伺服执行器时，输出扭矩、回转速率、摩擦力和机械间隙是需要重点考虑的基本参数：
- 扭矩 ：当机械构件受到绕其纵轴的力矩作用时，就会产生扭转，这个作用的力矩被称为扭矩。在保持杆的冶金特性不变的情况下，杆的扭转程度直接反映了所施加的扭矩大小。通过测量杆的扭转量，可以计算出所需的扭矩。为了实现这一目的，设计了Hex Twist悬架测试装置，通过在已知长度的力臂上直接施加负载来测量扭转量，并对杆进行校准，以确定在测试执行器时所需的扭矩值。
- 回转速率 ：指伺服执行器在额定扭矩值下达到期望位置的速率，可通过测量执行器输出的上升时间来计算。
- 摩擦力（死区） ：是伺服执行器设计中应尽量减小的不利参数，它是输出端在输入变化但输出保持不变的区间。可通过生成指令电压并观察输出位移来计算死区，在执行器的双向开环操作中观察延迟。
- 间隙 ：是机械系统中固有的重要非线性参数，可通过锁定输出连杆并施加阶跃输入，在执行器的通电和无负载两种情况下进行计算。

测试球螺杆驱动器有助于确保其在系统层面的可靠运行，并验证设计的有效性。本次设计的测试装置以球螺杆驱动器为输入，在中等负载下测量重要的功能参数。

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