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龙图腾网获悉合肥工业大学申请的专利一种可编程负载伺服系统及其实验方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119536117B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411726458.5，技术领域涉及：G05B19/05；该发明授权一种可编程负载伺服系统及其实验方法是由邱亚;李鑫;陈薇;蒋琳;孙越;贾泽峰;张亚丽;徐佳红设计研发完成，并于2024-11-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种可编程负载伺服系统及其实验方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种可编程负载伺服系统及其实验方法，涉及实验教学领域，装置包括驱动伺服系统、负载伺服系统、上位机、控制器、扭矩传感器；所述驱动伺服系统和负载伺服系统分别伸出有第一带轮和第二带轮，所述第一带轮和第二带轮通过皮带连接，所述皮带配置有张紧装置，上位机与控制器之间通过以太网通讯，实时显示驱动伺服电机和负载伺服电机的运动状态，同时可以通过图形化的方式设置负载的转矩给定曲线，本发明能够模拟复杂工程中的负载，操作简单，使用方便，安全性高，能够用于自动化及机器人等专业伺服系统相关的实验教学，培养学生解决复杂工程问题的能力。

本发明授权一种可编程负载伺服系统及其实验方法在权利要求书中公布了：1.一种可编程负载伺服系统，其特征在于，包括：驱动伺服系统、负载伺服系统、上位机、控制器、扭矩传感器； 所述驱动伺服系统和负载伺服系统分别伸出有第一带轮和第二带轮，所述第一带轮和第二带轮通过皮带连接，所述皮带配置有张紧装置，当皮带绷紧模拟刚性负载，皮带较松时模拟柔性负载； 所述驱动伺服系统包括：驱动伺服驱动器、驱动伺服电机及第一编码器； 所述驱动伺服驱动器连接所述驱动伺服电机，所述驱动伺服电机上装有所述第一编码器，所述第一编码器的输出连接到所述驱动伺服驱动器上，所述驱动伺服电机转动连接有第一联轴器连接，所述第一联轴器连接另一端连接有第一扭矩传感器，所述第一扭矩传感器和所述第一带轮固接； 所述负载伺服系统包括：负载伺服驱动器、负载伺服电机及第二编码器； 所述负载伺服驱动器连接所述负载伺服电机，所述负载伺服电机上装有第二编码器，所述第二编码器的输出连接到所述负载伺服驱动器，所述负载伺服电机转动连接有第二联轴器连接，所述第二联轴器连接另一端连接有第二扭矩传感器，所述第二扭矩传感器和所述第二带轮固接； 所述控制器通过EtherCAT通讯方式分别与所述驱动伺服驱动器、所述负载伺服驱动器连接，并将控制信号分别发送给所述驱动伺服驱动器、负载伺服驱动器，同时获取所述驱动伺服驱动器、负载伺服驱动器的实时状态； 所述第一扭矩传感器和第二扭矩传感器分别用于对所述驱动伺服电机和负载伺服电机的转矩信号进行采集并通过RS485通讯方式反馈给所述控制器； 所述上位机通过以太网通讯方式与所述控制器连接，并输出运动参数及控制模式给所述控制器，同时所述上位机将所述控制器获取的实时状态进行显示； 所述上位机的控制模式包括：单机点动模式、单机连续模式及可编程负载模式； 所述可编程负载伺服系统配置有实验方法，按如下步骤进行： 步骤1：判断所述上位机的控制模式是否为单机点动模式，若是，则判断上位机是否对驱动伺服电机进行点动操作； 若否，判断所述上位机的控制模式是否为单机连续模式； 步骤2：若上位机是对驱动伺服电机进行点动操作，则所述上位机对所述控制器发送对驱动伺服电机的点动操作指令，并由所述驱动伺服电机执行正转或反转点动运动； 若上位机不是对驱动伺服电机进行点动操作，则所述上位机对所述负载伺服电机发送点动操作指令，并由所述负载伺服电机执行正转或反转点动运动； 步骤3：若所述上位机的控制模式为单机连续模式，则判断上位机是否对驱动伺服电机进行连续操作，若是，则所述上位机根据控制方式，对所述驱动伺服电机发送相应的连续操作指令，并由所述驱动伺服电机执行正转或反转连续运动，否则，执行所述负载伺服电机的连续操作指令，并由所述负载伺服电机执行正转或反转连续运动； 若所述上位机的控制模式不为单机连续模式，则将所述驱动伺服电机和所述负载伺服电机平行放置并固定，将所述驱动伺服电机的输出轴通过第一联轴器连接到所述扭矩传感器，所述扭矩传感器的输出轴通过皮带连接到所述负载伺服电机，并使得皮带张紧； 步骤4：所述上位机设置驱动伺服系统和负载伺服系统的工作模式，包括：设置所述驱动伺服驱动器的工作模式为转速工作模式，设置所述负载伺服系统的工作模式为转矩工作模式； 步骤5：所述上位机设置驱动伺服系统和负载伺服系统的运动参数，其中，驱动伺服系统的运动参数为转速给定值，负载伺服系统的运动参数为转矩给定值并通过图形化的方式设置； 步骤6：所述上位机将运动参数、控制命令通过通讯下发至所述控制器，所述控制器执行速度运动控制模块、转矩运动控制模块，通过EtherCAT通讯向所述驱动伺服驱动器、所述负载伺服驱动器发送伺服电机运动参数和控制命令； 步骤7：所述驱动伺服驱动器控制驱动伺服电机按照设置的速度及速度控制方式开始运动，所述负载伺服驱动器控制负载伺服电机按照设定的转矩给定曲线运动； 步骤8：所述控制器通过EtherCAT通讯获取所述驱动伺服驱动器及所述负载伺服驱动器的电机实时运动数据，包括实时速度、位置等信息，通过RS485通讯获取所述扭矩传感器检测到的实时转矩信息； 步骤9：所述控制器根据扭矩传感器返回的实时转矩和转矩给定值进行比较，如果不相等，控制器通过PI算法计算转矩给定的补偿量，并传输至负载伺服控制器； 如果相等则所述负载伺服控制器根据转矩给定指令和转矩补偿量调控负载伺服电机进行运转，实现对所述驱动伺服电机的加载和减载； 步骤10：所述上位机通过以太网通讯实时获取控制器获得的电机实时运动数据和扭矩信息进行显示； 步骤11：判断所述负载伺服电机是否完成转矩给定运动曲线，若完成则所述伺服电机的本次运动结束； 步骤5所述的转矩给定值，采用图形化的方式绘轨迹并将其转为转矩给定值，具体包括： 在所述上位机中创建空白的图形窗口，并设置横坐标、纵坐标的最大值，其中横坐标表示时间，纵坐标表示转矩； 按下鼠标左键绘制转矩轨迹曲线，所述上位机记录按下鼠标左键时的坐标，并通过直线连接相邻的坐标得到转矩给定曲线，该曲线的位置坐标点集合T＝{T1,T2,…,Ti,…,Tm}，其中Ti表示第i个位置点坐标，i＝1,2,…,m；m表示所采样的位置坐标点总数； 将所述位置坐标点集合T中各个位置坐标点的横坐标记为横坐标集合Tx＝{Tx,1,Tx,2,…,Tx,i,…,Tx,m}，其中，Tx,i表示第i个位置点坐标的横坐标；将所述位置坐标点集合T中各个位置坐标点的纵坐标记为纵坐标集合Ty＝{Ty,1,Ty,2,…,Ty,i,…,Ty,m}，其中Ty,i表示第i个位置点坐标的纵坐标；转矩给定曲线的横坐标集合Tx和纵坐标集合Ty为转矩给定值。

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