一种交流伺服系统性能演示系统的制作方法

本实用新型涉及伺服系统性能演示设备领域，具体是指一种交流伺服系统性能演示系统。

背景技术：

电机伺服系统是工业生产设备的重要驱动源之一，是装备自动化不可缺少的基础技术。电机的应用场合十分广泛，但是其应用环境也很复杂，有时购买的电机不能保证其能适用于应用场合，并且不能对其控制效果进行测试。若能在电机安装前对电机控制性能和效果进行测试，并调试好电机控制的参数，将会有助于有效地选择合适的电机及配套设备，并会大大加快电机的调试时间和提高性能。同时，在伺服系统的开发过程中，需测试新开发的伺服系统的定位性能或控制性能或跟随性能或振动抑制性能等。

现有的伺服电机测试台，仅通过联轴器将标尺电机与待检测电机连接，并通过扭矩转速传感器测试其扭矩参数、转速参数，无法满足伺服系统其定位性能或控制性能或跟随性能或振动抑制性能的演示。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种交流伺服系统性能演示系统，用于演示伺服系统其定位性能或控制性能或跟随性能或振动抑制性能，演示过程便于操作。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种交流伺服系统性能演示系统，用于交流伺服系统的性能演示，包括安装伺服驱动器的电控组件和安装驱动电机的演示系统，伺服驱动器与驱动电机一对一连接；所述演示系统包括间歇演示系统、对插齿演示系统、振动抑制演示系统中至少一个。

所述伺服驱动器安装在电控组件中、伺服电机安装在演示系统中，伺服驱动器与伺服电机一对一连接并通过不同的演示系统进行性能演示。本实用新型就是通过间歇演示系统或对插齿演示系统或振动抑制演示系统，演示不同的驱动电机在不同的伺服驱动器的控制下其响应速度或控制精度或跟随准确度等性能。

所述间歇演示系统用于演示伺服系统的间歇性能、定位性能，进而反映伺服系统中伺服驱动器的控制精度及相应速度。

所述对插齿演示系统用于演示伺服系统的精确控制性能及精确跟随性能。

所述振动抑制演示系统用于演示伺服系统的主动振动抑制性能。

本实用新型中的间歇演示系统、对插齿演示系统、振动抑制演示系统均可以单独进行演示，互不干扰。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述电控组件还包括分别与伺服驱动器连接的轴模块、控制模块，所述轴模块将控制模块对其发送的控制信号转换成频率脉冲信号并发送至伺服驱动器，由伺服驱动器将频率脉冲信号转换成电流并控制伺服电机的运行。所述控制模块向轴模块发送控制信号，轴模块接收控制信号并转换成频率脉冲信号发送至伺服驱动器，伺服驱动器将频率脉冲信号转换成控制伺服电机旋转的电流，从而实现控制模块按照预定程序驱使伺服电机运转的动作。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述间歇演示系统包括连续运动盘、与连续运动盘匹配的间歇运动盘、驱动连续运动盘动作的第一伺服电机和驱动间歇运动盘动作的第二伺服电机；所述连续运动盘沿周向均匀分布齿缺和轮齿；所述间歇运动盘沿周向均匀分布间歇齿和间歇隙，且间歇隙的宽度与连续运动盘的厚度匹配。

所述间歇演示系统包括连续运动盘、与连续运动盘匹配的间歇运动盘、驱动连续运动盘动作的第一伺服电机和驱动间歇运动盘动作的第二伺服电机；所述连续运动盘沿周向均匀分布齿缺和轮齿；所述间歇运动盘沿周向均匀分布间歇齿和间歇隙，且间歇隙的宽度与连续运动盘的厚度匹配。

所述间歇运动盘旋转的轴线位于连续运动盘旋转的平面。所述第一伺服电机驱动设置凸轮的连续运动盘连续旋转运动，同时第二伺服电机驱动间歇运动盘进行间歇性转动。所述第一伺服电机驱动连续运动盘连续旋转且连续旋转盘的轮齿刚好可以从间歇隙中通过；而第二伺服电机驱动间歇运动盘间歇旋转，且每次旋转的角度与一个间歇齿的弧度对应，此时间歇齿刚好可以从齿缺通过。若连续旋转盘和间歇运动盘可以在一段时间内顺畅的相互穿插运动而互不干涉，则此过程可以反映出对应伺服系统响应速度快、控制精度高。

所述间歇演示系统还包括与连续运动盘同轴转动的凸轮、尖端与凸轮外轮廓位置对应的随动指针和通过丝杠副驱动随动指针直线移动的第八伺服电机；所述第一伺服电机、第二伺服电机、第八伺服电机分别由三台伺服驱动器同时驱动。

所述第一伺服电机、第二伺服电机、第八伺服电机分别由三台伺服驱动器同时驱动，一台伺服驱动器驱动一个伺服电机，实现以下三个同时段进行的动作：一是第一伺服电机驱动连续运动盘和连续旋转盘同轴的凸轮连续旋转；二是第二伺服电机驱动间歇运动盘间歇性转动，在连续运动盘其轮齿穿过间歇运动盘其间歇隙的过程中，间歇运动盘受对应伺服系统驱使下暂停转动，使连续运动盘的轮齿准确、顺利的穿过间歇隙，待轮齿穿出间歇隙后，间歇运动盘又在对应伺服系统驱使下迅速响应而转动，使间歇齿从齿缺处准确、顺利的穿过，一次往复；三是第八伺服电机通过丝杠副驱动随动指针实现前进或后退的直线移动，随动指针直线移动过程中，其尖端始终与连续转动的凸轮其轮廓线接触，不丢失。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述对插齿演示系统包括插针、固定安装插针的标尺齿轮、设置与插针位置匹配的插孔的对比齿轮、驱动标尺齿轮转动的第三伺服电机、驱动对比齿轮转动的第四伺服电机、与对比齿轮连接的滑块和驱动滑块带动对比齿轮靠近或远离标尺齿轮的第五伺服电机。

所述第三伺服电机驱动标尺齿轮及安装在标尺齿轮上的插针转动，同时第四伺服电机驱动对比齿轮转动且第五伺服电机驱动对比齿轮向前或向后直线移动。所述对比齿轮向前移动即靠近对比齿轮时，此时安装在标尺齿轮上的插针刚好一一插入对比齿轮的插孔中；且对比齿轮向后移动即远离对比齿轮时，插针刚刚好从插孔中脱离。本实用新型所述对插齿演示系统通过上述标尺齿轮、对比齿轮的相互插针的动作，演示伺服系统中伺服驱动器的控制精度、及伺服控制系统的跟随性能。

若第三伺服电机、第四伺服电机在两台伺服驱动器同时作用下，分别带动标尺齿轮、对比齿轮转动而插针与插孔仍然对位，即没有错位，则能很好的演示分别驱动第三伺服电机、第四伺服电机的两台伺服驱动器能够精确同步。也就是说，本实用新型中对插齿演示系统可以体现不同的伺服驱动器也能通过控制不同的驱动电机实现精确控制同步。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述振动抑制演示系统包括安装振动抑制机构的A振动抑制演示装置和未安装振动抑制机构的B振动抑制演示装置；所述A振动抑制演示装置包括采用条形绝缘基体并设置固定端与自由端的A弹簧片、安装在A弹簧片其自由端的A摄像头和驱使A弹簧片振动的第六伺服电机；所述振动抑制机构包括粘贴在A弹簧片固定端根部、上下两面对应位置、采用压电材料的驱动片和感知片，用于主动振动抑制的驱动片、感知片与电控组件中对应伺服驱动器（连接；所述B振动抑制演示装置包括设置固定端与自由端的B弹簧片、安装在B弹簧片其自由端的B摄像头和驱使B弹簧片振动的第七伺服电机。

本实用新型中A振动抑制演示装置安装振动抑制机构，且振动抑制机构与电控组件中伺服驱动器连接。开启了振动抑制算法的伺服驱动器通过驱动片和感知片，先获取第六伺服电机运行状况、共振频率，从算法上滤掉共振频率，A摄像头急停时A弹簧片受到振动抑制而非常平稳，因此A摄像头拍摄到的画面很清晰。与此同时，同样振动的B摄像头因B弹簧片在急停时，继续振动直至能量耗尽才停止，因此捕捉的画面较为模糊。所以，本实用新型通过振动抑制演示系统可展示伺服系统是否具备优异的振动抑制性能。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述A振动抑制演示装置还包括安装在A弹簧片其固定端的A移动块、与A移动块滑动连接的A活动单臂组件，第六伺服电机通过A活动单臂组件、A移动块带动A弹簧片振动；所述B振动抑制演示装置还包括安装在B弹簧片其固定端的B移动块、与B移动块滑动连接的B活动单臂组件，第七伺服电机通过B活动单臂组件、B移动块带动B弹簧片振动。

本实用新型中A活动单臂组件受第六伺服电机的驱动，通过A移动块带动A弹簧片左右运动；同时，B活动单臂组件受第七伺服电机的驱动，通过B移动块带动B弹簧片左右运动而发生振动。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，还包括用于安装电控组件、间歇演示系统、对插齿演示系统、振动抑制演示系统的承重平台。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述承重平台上安装有设置平板显示器的背板组件，所述平板显示器分别与A摄像头、B摄像头连接。

所述平板显示器用于演示A摄像头或B摄像头捕捉的实时画面。所述平板显示器与A摄像头、B摄像头可以是有线通讯，也可以是无线通讯。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述A摄像头、B摄像头均为无线摄像头，所述平板显示器安装无线通讯模块并通过无线通讯模块与A摄像头、B摄像头无线连接。

所述A摄像头、B摄像头分别通过WiFi、蓝牙等无线通讯方式与平板显示器连接，以分屏或同屏显示捕捉的画面。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型设置间歇演示系统，可以演示伺服系统的间歇、定位性能；间歇演示系统通过上述连续运动盘、间歇运动盘相互运动的过程，可以演示伺服系统的间歇性能、定位性能，进而反映伺服系统中伺服驱动器的控制精度及相应速度；同时，间歇演示系统通过随动指针与凸轮外轮廓紧紧跟随、不丢失的过程，可以演示伺服系统的跟随性能、电子凸轮性能；

（2）本实用新型设置对插齿演示系统，以演示伺服系统的精确控制性能、跟随性能；对插齿演示系统中插针与插孔在第三伺服电机、第四伺服电机驱使下同步转动，同时第五伺服电机驱使插针与插孔反复插入、退出而不发生错位，此现象可以演示伺服系统良好的同步性能；

（3）本实用新型设置振动抑制演示系统，以演示伺服系统的振动抑制性能；两台伺服驱动器分别通过两个伺服电机驱动A振动抑制演示装置、B振动抑制演示装置两套振动抑制演示装置，因A振动抑制演示装置安装有与电控组件连接的振动抑制机构，A振动抑制演示装置中A摄像头骤停时迅速稳定，所以其捕捉的画面清晰，与此对比的是B摄像头骤停时仍然晃动而导致其捕捉的画面模糊，此现象可以演示伺服系统良好的振动抑制性能；

（4）本实用新型设置无线摄像头获取振动抑制性能演示过程中捕捉的图像，便于直观展示。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为电控组件的结构示意图。

图3为间歇演示系统的结构示意图。

图4为对插齿演示系统和振动抑制演示系统的结构示意图。

其中：1—承重平台，2—电控组件，20—伺服驱动器，21—轴模块，22—控制模块，3—间歇演示系统，31—连续运动盘，311—凸轮，312—齿缺，313—轮齿，32—间歇运动盘，321—间歇齿，322—间歇隙，33—随动指针，4—对插齿演示系统，41—标尺齿轮，42—对比齿轮，43—插针，44—滑块，5—振动抑制演示系统，51—A摄像头，52—B摄像头，53—A移动块，54—B移动块，55—A活动单臂组件，56—B活动单臂组件，57—A弹簧片，58—B弹簧片。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

本实施例的一种交流伺服系统性能演示系统，如图1所示，主要是通过下述技术方案实现：一种交流伺服系统性能演示系统，用于交流伺服系统的性能演示，包括电控组件2和分别与电控组件2连接的间歇演示系统3、对插齿演示系统4、振动抑制演示系统5、以及用于安装电控组件2、间歇演示系统3、对插齿演示系统4、振动抑制演示系统5的承重平台1，且间歇演示系统3、对插齿演示系统4、振动抑制演示系统5均单独安装演示用的伺服电机；所述电控组件2包括与伺服电机一对一连接的伺服驱动器20。

如图2所示，所述电控组件2还包括分别与伺服驱动器20连接的轴模块21、控制模块22。所述伺服驱动器20、轴模块21、控制模块22电连接。

如图3所示，所述间歇演示系统3包括设置凸轮311的连续运动盘31、与凸轮311适配的随动指针33、与连续运动盘31匹配的间歇运动盘32、驱动连续运动盘31动作的第一伺服电机和驱动间歇运动盘32动作的第二伺服电机；所述连续运动盘31沿周向均匀分布齿缺312和轮齿313；所述间歇运动盘32沿周向均匀分布间歇齿321和间歇隙322，且间歇隙322的宽度与连续运动盘31的厚度匹配。

所述第八伺服电机通过丝杠副与随动指针33连接，驱动随动指针33直线移动。所述随动指针33的尖端与凸轮311的凸轮线轮廓始终接触，用于演示伺服驱动器的凸轮曲线特性。凸轮311旋转过程中，随动指针33的尖端始终与凸轮311的外轮廓接触，不丢失，即随动指针33随凸轮311的外轮廓形状前进或后退，以演示伺服驱动器具备电子凸轮的能力，并具有精确的跟随性能。

如图4所示，所述对插齿演示系统4包括插针43、固定安装插针43的标尺齿轮41、设置与插针43位置匹配的插孔的对比齿轮42、驱动标尺齿轮41转动的第三伺服电机、驱动对比齿轮42转动的第四伺服电机、与对比齿轮42连接的滑块44和驱动滑块44带动对比齿轮42靠近或远离标尺齿轮41的第五伺服电机。

如图4所示，所述振动抑制演示系统5包括A振动抑制演示装置和B振动抑制演示装置；所述A振动抑制演示装置包括设置固定端与自由端的A弹簧片57、安装在A弹簧片57其自由端的A摄像头51、安装在A弹簧片57其固定端的A移动块53、与A移动块53滑动连接的A活动单臂组件55、以及驱动A活动单臂组件55动作的第六伺服电机；所述B振动抑制演示装置包括设置固定端与自由端的B弹簧片58、安装在B弹簧片58其自由端的B摄像头52、安装在B弹簧片58其固定端的B移动块54、与B移动块54滑动连接的B活动单臂组件56、以及驱动B活动单臂组件56动作的第七伺服电机。所述平板显示器安装无线通讯模块并通过无线通讯模块与A摄像头51、B摄像头52无线连接。

所述第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机、第四驱动电机、第五驱动电机、第六驱动电机、第七驱动电机分别与单独控制的七个伺服驱动器20一对一连接。

本实用新型通过间歇演示系统3演示伺服电机的间歇、定位性能；通过对插齿演示系统4，以演示伺服电机的跟随性能；通过振动抑制演示系统5，以演示伺服电机的振动抑制性能通过无线摄像头获取振动抑制性能演示过程中捕捉的图像，便于直观展示。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述连续运动盘31沿外廓周向均匀且间隔设置轮齿313、齿缺312；所述间歇运动盘32沿外廓周向均匀且间隔设置间歇齿321、间歇隙322。所述轮齿313与间歇隙322匹配，且齿缺312与间歇齿321匹配。

如图3所示，所述连续运动盘31在第一驱动电机的带动下连续旋转，同时间歇运动盘32在第二驱动电机的驱使下间歇旋转，当连续运动盘31的一个轮齿313刚好从间歇运动盘32的一个间歇隙322完全穿过时，间歇运动盘32旋转与其间歇齿321弧度对应的中心角的角度，此时间歇运动盘32的间歇齿321刚好从连续运动盘31的齿缺312处完整穿过。

所述连续运动盘31设置六组均分设置的齿缺312和轮齿313，且间歇运动盘32设置六组均分设置的间歇齿321和间歇隙322。所述齿缺312与间歇齿321匹配且轮齿313与间歇隙322匹配。通过上述结构及运动过程，简明展示伺服系统中伺服驱动器20的准确控制性能及跟随性能。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例3：

一种交流伺服系统性能演示系统，包括电控组件2和分别与电控组件2连接的间歇演示系统3、对插齿演示系统4、振动抑制演示系统5，且间歇演示系统3、对插齿演示系统4、振动抑制演示系统5均单独安装演示用的伺服电机；所述电控组件2包括与伺服电机一对一连接的伺服驱动器20。

所述间歇演示系统3包括设置凸轮311的连续运动盘31、与凸轮311适配的随动指针33、与连续运动盘31匹配的间歇运动盘32、驱动连续运动盘31动作的第一伺服电机和驱动间歇运动盘32动作的第二伺服电机；所述连续运动盘31沿周向均匀分布齿缺312和轮齿313；所述间歇运动盘32沿周向均匀分布间歇齿321和间歇隙322，且间歇隙322的宽度与连续运动盘31的厚度匹配。

所述间歇运动盘32旋转的轴线位于连续运动盘31旋转的平面。所述第一伺服电机驱动设置凸轮311的连续运动盘31连续旋转运动，同时第二伺服电机驱动间歇运动盘32进行间歇性转动。

所述第一伺服电机驱动连续运动盘31连续旋转且连续旋转盘31的轮齿313刚好可以从间歇隙322中通过；而第二伺服电机驱动间歇运动盘32间歇旋转，且每次旋转的角度与一个间歇齿321的弧度对应，此时间歇齿321刚好可以从齿缺312通过。

本实用新型所述间歇演示系统3通过上述连续运动盘31、间歇运动盘32相互运动的过程，可以演示伺服系统的间歇性能、定位性能，进而反映伺服系统中伺服驱动器的控制精度及相应速度。

所述随动指针33的尖端与凸轮311的凸轮线轮廓始终接触，用于演示伺服驱动器的凸轮曲线特性。凸轮311旋转过程中，随动指针33的尖端始终与凸轮311的外轮廓接触，不丢失，即随动指针33随凸轮311的外轮廓形状前进或后退，以演示伺服驱动器20具备电子凸轮的能力，并具有精确的跟随性能。

所述对插齿演示系统4包括插针43、固定安装插针43的标尺齿轮41、设置与插针43位置匹配的插孔的对比齿轮42、驱动标尺齿轮41转动的第三伺服电机、驱动对比齿轮42转动的第四伺服电机、与对比齿轮42连接的滑块44和驱动滑块44带动对比齿轮42靠近或远离标尺齿轮41的第五伺服电机。

所述振动抑制演示系统5包括安装振动抑制机构的A振动抑制演示装置和未安装振动抑制机构的B振动抑制演示装置，A振动抑制演示装置设置位于A弹簧片57自由端可小幅振动的A摄像头51，B振动抑制演示装置设置位于B弹簧片58自由端可小幅振动的B摄像头52，A摄像头51和B摄像头52在同样环境下捕捉图像。

所述振动抑制机构包括粘贴在A弹簧片57固定端根部、上下两面对应位置、采用压电材料的驱动片和感知片，用于主动振动抑制的驱动片、感知片与电控组件2中对应伺服驱动器20连接。

所述A弹簧片57采用条形绝缘基体，用于配合感知片和驱动片进行振动频率的采集和振动抑制，A弹簧片一定固定且自由端可带动A摄像头51振动。所述第六伺服电机通过A活动单臂组件55、A移动块53、A弹簧片57带动A摄像头51振动，同理，B活动单臂组件56、B移动块54、B弹簧片58带动B摄像头52振动。两者同时骤停时，A弹簧片受到伺服驱动器振动抑制的作用而迅速稳定，故A摄像头51捕捉的画面清晰；B弹簧片继续振动而慢慢趋于稳定，故B摄像头52捕捉的画面模糊。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。