力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置及方法
【專利摘要】力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置及方法，屬于精密測量儀器【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置，不能實時輸出數(shù)據(jù)且測得的數(shù)據(jù)精度低的問題。力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置，通過力矩傳感器使待測力矩電機的轉(zhuǎn)子不動，下位機使待測力矩電機的定子旋轉(zhuǎn)，力矩傳感器采集數(shù)據(jù)，下位機對采集數(shù)據(jù)進行濾波和放大，然后在上位機中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的計算。力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測方法，能夠精確測量被測力矩電機電刷與轉(zhuǎn)子的摩擦轉(zhuǎn)矩信號，并實時計算輸出被測力矩電機電刷與轉(zhuǎn)子的摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)。本發(fā)明所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置及方法，可用于評價力矩電機摩擦轉(zhuǎn)矩波動。
【專利說明】力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于精密測量儀器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種力矩電機摩擦力矩的測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代科技的進步與發(fā)展，力矩電機在機械制造、自動控制、航空航天以及國防等眾多領(lǐng)域有了越來越廣泛的應(yīng)用。生產(chǎn)科研的實踐要求力矩電機具有較高的可靠、穩(wěn)定性、可控性以及節(jié)能環(huán)保性。與傳統(tǒng)電機不同，力矩電機要求能夠精確輸出固定的轉(zhuǎn)矩，而電刷與電機轉(zhuǎn)子的摩擦力矩的波動會影響力矩電機輸出力矩的穩(wěn)定性，故而其測量與監(jiān)測對提高力矩電機的輸出力矩精度有著很重要的作用。如何提高檢測工具的實用性和可靠性是非常關(guān)鍵的問題。
[0003]目前，我國仍廣泛應(yīng)用傳統(tǒng)的機械裝置對電機電刷與電機轉(zhuǎn)子之間的摩擦進行檢測。自動化水平低，不能對摩擦轉(zhuǎn)矩的波動進行實時監(jiān)測。
[0004]在檢測儀器方面，生產(chǎn)檢測一線仍然使用通過測量拖動電機空載和負載條件下的功率差進行摩擦力矩的測量，在操作上需要大量人力來進行安裝拆卸以及數(shù)據(jù)的手動記錄，大大提高了成本。并且力矩電機工作過程中轉(zhuǎn)子與電刷之間的摩擦力矩由于轉(zhuǎn)子的表面存在齒槽而產(chǎn)生波動，偶然性較大，不能全面地反映電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動情況。隨著力矩電機的產(chǎn)量的提高和產(chǎn)品性能要求的提高，急需一種結(jié)構(gòu)科學(xué)合理、操作簡單方便、可精確測量和計算并實時輸出的電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)自動化檢測儀。迄今為止，仍然沒有能夠?qū)崿F(xiàn)電機摩擦轉(zhuǎn)矩的全方位自動化準確測量和實時輸出的儀器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置，不能實時輸出數(shù)據(jù)且測得的數(shù)據(jù)精度低的問題，現(xiàn)提供力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置及方法。
[0006]力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置，它包括:力矩傳感器、第一聯(lián)軸器、電機夾持裝置、拖動電機、下位機和上位機；
[0007]力矩傳感器的輸出軸通過第一聯(lián)軸器與待測力矩電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸固定連接，力矩傳感器用于采集待測力矩電機的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩信號；拖動電機用于驅(qū)動電機夾持裝置繞其中軸旋轉(zhuǎn)，該電機夾持裝置用于夾持固定待測力矩電機的定子，并帶動該待測力矩電機旋轉(zhuǎn);
[0008]力矩傳感器的采樣信號輸出端連接下位機的采樣信號輸入端，下位機的數(shù)據(jù)采集控制信號輸出端連接力矩傳感器的控制信號輸入端，下位機的加載控制信號輸出端連接拖動電機的控制信號輸入端，下位機的數(shù)字信號輸出端連接上位機的數(shù)字信號輸入端；
[0009]所述下位機中嵌入有軟件實現(xiàn)的加載控制單元，所述加載控制單元包括:
[0010]每間隔固定時間接收力矩傳感器發(fā)送的采集信號的數(shù)據(jù)采集單元；[0011]對接收到的采集信號進行A/D轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換單元；
[0012]將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號發(fā)送給上位機的數(shù)據(jù)傳輸單元；
[0013]產(chǎn)生拖動電機控制信號的加載控制單元；
[0014]所述上位機中嵌入有軟件實現(xiàn)的檢測單元，所述檢測單元包括:
[0015]接收下位機發(fā)送的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸單元；
[0016]根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸單元接收的數(shù)據(jù)繪制摩擦轉(zhuǎn)矩波形的波形繪制單元；
[0017]根據(jù)波形繪制單元繪制的波形獲得摩擦轉(zhuǎn)矩的變化趨勢的變化趨勢獲得單元；
[0018]根據(jù)變化趨勢獲得單元獲得的變化趨勢計算獲得待測力矩電機的電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)的系數(shù)獲取單元。
[0019]力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測發(fā)方法，該方法是基于下述裝置實現(xiàn)的，所述裝置包括:力矩傳感器、第一聯(lián)軸器、電機夾持裝置和拖動電機；
[0020]力矩傳感器的輸出軸通過第一聯(lián)軸器與待測力矩電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸固定連接，力矩傳感器用于采集待測力矩電機的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩信號；拖動電機用于驅(qū)動電機夾持裝置繞其中軸旋轉(zhuǎn)，該電機夾持裝置用于夾持固定待測力矩電機的定子，并帶動該待測力矩電機旋轉(zhuǎn)；
[0021]所述方法包括以下步驟:
[0022]首先，將待測力矩電機的定子固定在電機夾持裝置上，將待測力矩電機的轉(zhuǎn)子通過第一聯(lián)軸器與力矩傳感器的輸出軸固定連接；
[0023]然后，通過拖動電機帶動待測力矩電機的定子旋轉(zhuǎn)；在待測力矩電機的定子旋轉(zhuǎn)的過程中，下位機間隔固定時間采集獲得待測力矩電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩信號，并將該信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號之后發(fā)送給上位機；
[0024]最后，上位機根據(jù)該數(shù)字信號繪制摩擦轉(zhuǎn)矩波形，根據(jù)該波形獲得摩擦轉(zhuǎn)矩的實時數(shù)據(jù)和變化趨勢；根據(jù)所述變化趨勢獲得待測力矩電機的電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)。
[0025]本發(fā)明所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置，通過力矩傳感器對待測力矩電機施加反向力矩，讓待測力矩電機的轉(zhuǎn)子保持不動，在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下，拖動電機帶動的電機夾持裝置卡住待測力矩電機，在下位機的控制下，使待測力矩電機的定子進行旋轉(zhuǎn)，當測力矩電機的定子旋轉(zhuǎn)過程中，力矩傳感器完成數(shù)據(jù)的采集，下位機對采集數(shù)據(jù)進行濾波和放大，然后在上位機中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的計算，最終實現(xiàn)對待測力矩電機摩擦轉(zhuǎn)矩波動情況的全方位、實時自動檢測。所述裝置結(jié)構(gòu)科學(xué)合理、操作簡單方便，測得的電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)精度提高了 70%。
[0026]本發(fā)明所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測方法，能夠真實地顯示出被測電機旋轉(zhuǎn)過程中機械摩擦轉(zhuǎn)矩波動情況，精確測量被測力矩電機電刷與轉(zhuǎn)子的摩擦轉(zhuǎn)矩信號，并實時計算輸出被測力矩電機電刷與轉(zhuǎn)子的摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩全方位測量和計算結(jié)果的實時輸出。
[0027]本發(fā)明所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置及方法，為提升電機制造水平和提高對其檢測效率、減少人力資源成本、實現(xiàn)低碳環(huán)保等方面提供了自動化的儀器設(shè)備保障，可用于評價力矩電機摩擦轉(zhuǎn)矩波動，能夠檢驗直流力矩電機力矩輸出精度。
【專利附圖】

【附圖說明】[0028]圖1為本發(fā)明所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置的機械結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置的電氣結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0030]【具體實施方式】一:參照圖1和圖2具體說明本實施方式，本實施方式所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置，它包括:力矩傳感器1、第一聯(lián)軸器2、電機夾持裝置4、拖動電機7、下位機10和上位機11 ；
[0031]力矩傳感器I的輸出軸通過第一聯(lián)軸器2與待測力矩電機3的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸固定連接，力矩傳感器I用于采集待測力矩電機3的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩信號；拖動電機7用于驅(qū)動電機夾持裝置4繞其中軸旋轉(zhuǎn)，該電機夾持裝置4用于夾持固定待測力矩電機3的定子，并帶動該待測力矩電機3旋轉(zhuǎn)；
[0032]力矩傳感器I的采樣信號輸出端連接下位機10的采樣信號輸入端，下位機10的數(shù)據(jù)采集控制信號輸出端連接力矩傳感器I的控制信號輸入端，下位機10的加載控制信號輸出端連接拖動電機7的控制信號輸入端，下位機10的數(shù)字信號輸出端連接上位機11的數(shù)字信號輸入端；
[0033]所述下位機10中嵌入有軟件實現(xiàn)的加載控制單元，所述加載控制單元包括:
[0034]每間隔固定時間接收力矩傳感器I發(fā)送的采集信號的數(shù)據(jù)采集單元；
[0035]對接收到的采集信號進行A/D轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換單元；
[0036]將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號發(fā)送給上位機11的數(shù)據(jù)傳輸單元；
[0037]產(chǎn)生拖動電機7控制信號的加載控制單元；
[0038]所述上位機11中嵌入有軟件實現(xiàn)的檢測單元，所述檢測單元包括:
[0039]接收下位機10發(fā)送的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸單元；
[0040]根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸單元接收的數(shù)據(jù)繪制摩擦轉(zhuǎn)矩波形的波形繪制單元；
[0041]根據(jù)波形繪制單元繪制的波形獲得摩擦轉(zhuǎn)矩的變化趨勢的變化趨勢獲得單元；
[0042]根據(jù)變化趨勢獲得單元獲得的變化趨勢計算獲得待測力矩電機3的電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)的系數(shù)獲取單元。
[0043]工作原理:拖動電機7帶動電機夾持裝置4旋轉(zhuǎn)，電機夾持裝置4從而帶動待測力矩電機3的定子旋轉(zhuǎn)；同時力矩傳感器I對待測力矩電機3的轉(zhuǎn)子施加反向力矩，使待測力矩電機3的轉(zhuǎn)子保持不動；在待測力矩電機3的定子旋轉(zhuǎn)的過程中，數(shù)據(jù)采集單元間隔固定時間采集力矩傳感器I檢測的待測力矩電機3轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩信號；下位機10接收力矩傳感器I發(fā)送的采集信號，并對該采集信號進行A/D轉(zhuǎn)換，然后將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號發(fā)送給上位機11;上位機11接收下位機10發(fā)送的數(shù)字信號，下位機10對上述數(shù)字信號進行檢測并根據(jù)該數(shù)字信號繪制摩擦轉(zhuǎn)矩波形，根據(jù)上述波形獲得摩擦轉(zhuǎn)矩的實時數(shù)據(jù)和變化趨勢，最后根據(jù)上述變化趨勢獲得待測力矩電機3的電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)。
[0044]上位機11中能夠?qū)崟r顯示摩擦轉(zhuǎn)矩波形和電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)，顯示效果直觀，同時工作人員能夠在上位機11中直接讀取所需要的數(shù)據(jù)信息，人機界面良好。
[0045]本實施方式中，所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置，通過力矩傳感器對待測力矩電機施加反向力矩，讓待測力矩電機的轉(zhuǎn)子保持不動，在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下，拖動電機帶動的電機夾持裝置卡住待測力矩電機，克服了電機轉(zhuǎn)子的波動，抗干擾能力強，能真實、準確、實時地反映電刷與轉(zhuǎn)子摩擦轉(zhuǎn)矩波動情況。
[0046]【具體實施方式】二:本實施方式是對【具體實施方式】一所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置作進一步說明，本實施方式中，所述檢測裝置還包括第二聯(lián)軸器6，電機夾持裝置4的中軸通過第二聯(lián)軸器6與拖動電機7的動力輸出軸相連。
[0047]【具體實施方式】三:本實施方式是對【具體實施方式】二所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置作進一步說明，本實施方式中，所述檢測裝置還包括:承重軸承5 ;所述承重軸承5設(shè)在電機夾持裝置4的中軸上，并位于電機夾持裝置4與第二聯(lián)軸器6之間。
[0048]本實施方式中，所述承重軸承5用于支撐機械連接結(jié)構(gòu)，使得本檢測裝置適用于重量比較大的電機。
[0049]【具體實施方式】四:本實施方式是對【具體實施方式】三所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置作進一步說明，本實施方式中，所述檢測裝置還包括:穩(wěn)定基座8和滑動基座9 ;
[0050]所述滑動基座9通過雙向滑槽與穩(wěn)定基座8滑動連接；所述雙向滑槽的滑動方向與電機夾持裝置4的中軸平行；
[0051]所述力矩傳感器I固定在穩(wěn)定基座8上；所述電機夾持裝置4、承重軸承5和拖動電機7均固定在滑動基座9上。
[0052]本實施方式中，所述穩(wěn)定基座8用于承擔力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置的整體重量；在實際應(yīng)用時，能夠根據(jù)待測力矩電機3的大小，對滑動基座9的位置進行調(diào)整，達到待測力矩電機3與力矩傳感器I之間能夠保持適合距離的目的，進而使得本檢測裝置適用于軸向長度不同的電機的檢測。
[0053]【具體實施方式】五:本實施方式是對【具體實施方式】四所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置作進一步說明，本實施方式中，所述檢測裝置還包括:標定組件；所述標定組件設(shè)在力矩傳感器I輸出軸上，并位于力矩傳感器I與第一聯(lián)軸器2之間。
[0054]本實施方式中，所述標定組件包括:標定杠桿和砝碼；所述標定杠桿設(shè)在力矩傳感器I的輸出軸上，且該輸出軸穿過標定杠桿的中心，所述砝碼掛在標定杠桿的一端。
[0055]【具體實施方式】六:本實施方式是對【具體實施方式】五所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置作進一步說明，本實施方式中，電機夾持裝置4包括:n個夾持抓、夾持架和中軸，其中η為大于等于三的正整數(shù)；
[0056]所述夾持架呈圓柱形，中軸位于該圓柱形夾持架一端的中心位置，并與該圓柱形夾持架固定連接，η個夾持抓位于夾持架的另一端，并沿夾持架的周向均勻排布，η個夾持抓與夾持架鉸接。
[0057]【具體實施方式】七:本實施方式是對【具體實施方式】六所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置作進一步說明，本實施方式中，所述力矩傳感器I和被測力矩電機3均由穩(wěn)壓源作為工作電源。
[0058]【具體實施方式】八:本實施方式所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測發(fā)方法，該方法是基于下述裝置實現(xiàn)的，所述裝置包括:力矩傳感器1、第一聯(lián)軸器2、電機夾持裝置4和拖動電機7 ;[0059]力矩傳感器I的輸出軸通過第一聯(lián)軸器2與待測力矩電機3的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸固定連接，力矩傳感器I用于采集待測力矩電機3的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩信號；拖動電機7用于驅(qū)動電機夾持裝置4繞其中軸旋轉(zhuǎn)，該電機夾持裝置4用于夾持固定待測力矩電機3的定子，并帶動該待測力矩電機3旋轉(zhuǎn)；
[0060]所述方法包括以下步驟:
[0061]首先，將待測力矩電機3的定子固定在電機夾持裝置4上，將待測力矩電機3的轉(zhuǎn)子通過第一聯(lián)軸器2與力矩傳感器I的輸出軸固定連接；
[0062]然后，通過拖動電機7帶動待測力矩電機3的定子旋轉(zhuǎn)；在待測力矩電機3的定子旋轉(zhuǎn)的過程中，下位機10間隔固定時間采集獲得待測力矩電機3轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩信號，并將該信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號之后發(fā)送給上位機11 ;
[0063]最后，上位機11根據(jù)該數(shù)字信號繪制摩擦轉(zhuǎn)矩波形，根據(jù)該波形獲得摩擦轉(zhuǎn)矩的實時數(shù)據(jù)和變化趨勢；根據(jù)所述變化趨勢獲得待測力矩電機3的電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)。
[0064]【具體實施方式】九:本實施方式是對【具體實施方式】八所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測方法作進一步說明，本實施方式中，在開啟拖動電機7之前，利用標定組件對力矩傳感器進行初始標定。 [0065]本實施方式中，所述標定組件設(shè)在力矩傳感器I輸出軸上，并位于力矩傳感器I與第一聯(lián)軸器2之間。所述標定組件包括:標定杠桿和砝碼；所述標定杠桿設(shè)在力矩傳感器I的輸出軸上，且該輸出軸穿過標定杠桿的中心，所述砝碼掛在標定杠桿的一端。
[0066]【具體實施方式】十:本實施方式是對【具體實施方式】九所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測方法作進一步說明，本實施方式中，所述檢測裝置還包括第二聯(lián)軸器6，電機夾持裝置4的中軸通過第二聯(lián)軸器6與拖動電機7的動力輸出軸相連。
[0067]【具體實施方式】十一:本實施方式是對【具體實施方式】十所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測方法作進一步說明，本實施方式中，所述裝置還包括:承重軸承5 ;所述承重軸承5設(shè)在電機夾持裝置4的中軸上，并位于電機夾持裝置4與第二聯(lián)軸器6之間。
[0068]【具體實施方式】十二:本實施方式是對【具體實施方式】十一所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測方法作進一步說明，本實施方式中，所述裝置還包括:穩(wěn)定基座8和滑動基座9 ；
[0069]所述滑動基座9通過雙向滑槽與穩(wěn)定基座8滑動連接；所述雙向滑槽的滑動方向與電機夾持裝置4的中軸平行；
[0070]所述力矩傳感器I固定在穩(wěn)定基座8上；所述電機夾持裝直4、承重軸承5和拖動電機7均固定在滑動基座9上。
[0071]【具體實施方式】十三:本實施方式是對【具體實施方式】十二所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測方法作進一步說明，本實施方式中，電機夾持裝置4包括:n個夾持抓、夾持架和中軸，其中η為大于等于三的正整數(shù)；
[0072]所述夾持架呈圓柱形，中軸位于該圓柱形夾持架一端的中心位置，并與該圓柱形夾持架固定連接，η個夾持抓位于夾持架的另一端，并沿夾持架的周向均勻排布，η個夾持抓與夾持架鉸接。
[0073]【具體實施方式】十四:本實施方式是對【具體實施方式】十三所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測方法作進一步說明，本實施方式中，所述力矩傳感器I和被測力矩電機3均由穩(wěn)壓源作為工作電源。
【權(quán)利要求】
1.力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置，其特征在于，它包括:力矩傳感器(1)、第一聯(lián)軸器(2)、電機夾持裝置(4)、拖動電機(7)、下位機(10)和上位機(11); 力矩傳感器(1)的輸出軸通過第一聯(lián)軸器(2)與待測力矩電機(3)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸固定連接，力矩傳感器(1)用于采集待測力矩電機(3)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩信號；拖動電機(7)用于驅(qū)動電機夾持裝置(4)繞其中軸旋轉(zhuǎn)，該電機夾持裝置(4)用于夾持固定待測力矩電機(3 )的定子，并帶動該待測力矩電機(3)旋轉(zhuǎn)； 力矩傳感器(1)的采樣信號輸出端連接下位機(10)的采樣信號輸入端，下位機(10)的數(shù)據(jù)采集控制信號輸出端連接力矩傳感器(1)的控制信號輸入端，下位機(10)的加載控制信號輸出端連接拖動電機(7)的控制信號輸入端，下位機(10)的數(shù)字信號輸出端連接上位機(11)的數(shù)字信號輸入端； 所述下位機(10)中嵌入有軟件實現(xiàn)的加載控制單元，所述加載控制單元包括: 每間隔固定時間接收力矩傳感器(1)發(fā)送的采集信號的數(shù)據(jù)采集單元； 對接收到的采集信號進行A/D轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換單元； 將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號發(fā)送給上位機(11)的數(shù)據(jù)傳輸單元； 產(chǎn)生拖動電機(7)控制信號的加載控制單元； 所述上位機(11)中嵌入有軟件實現(xiàn)的檢測單元，所述檢測單元包括: 接收下位機(10)發(fā)送的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸單元； 根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸單元接收的數(shù)據(jù)繪制摩擦轉(zhuǎn)矩波形的波形繪制單元； 根據(jù)波形繪制單元繪制的波形獲得摩擦轉(zhuǎn)矩的變化趨勢的變化趨勢獲得單元； 根據(jù)變化趨勢獲得單元獲得的變化趨勢計算獲得待測力矩電機(3 )的電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)的系數(shù)獲取單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置還包括第二聯(lián)軸器(6 )，電機夾持裝置(4 )的中軸通過第二聯(lián)軸器(6 )與拖動電機(7)的動力輸出軸相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置還包括:承重軸承(5);所述承重軸承(5)設(shè)在電機夾持裝置(4)的中軸上，并位于電機夾持裝置(4)與第二聯(lián)軸器(6)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置還包括:穩(wěn)定基座(8)和滑動基座(9)； 所述滑動基座(9)通過雙向滑槽與穩(wěn)定基座(8)滑動連接；所述雙向滑槽的滑動方向與電機夾持裝置(4)的中軸平行； 所述力矩傳感器(1)固定在穩(wěn)定基座(8)上；所述電機夾持裝置(4)、承重軸承(5)和拖動電機(7 )均固定在滑動基座(9 )上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置還包括:標定組件；所述標定組件設(shè)在力矩傳感器(1)輸出軸上，并位于力矩傳感器(1)與第一聯(lián)軸器(2)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置，其特征在于，電機夾持裝置(4)包括:n個夾持抓、夾持架和中軸，其中η為大于等于三的正整數(shù)； 所述夾持架呈圓柱形，中軸位于該圓柱形夾持架一端的中心位置，并與該圓柱形夾持架固定連接，η個夾持抓位于夾持架的另一端，并沿夾持架的周向均勻排布，η個夾持抓與夾持架鉸接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測裝置，其特征在于，所述力矩傳感器(1)和被測力矩電機(3)均由穩(wěn)壓源作為工作電源。
8.力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測發(fā)方法，其特征在于，該方法是基于下述裝置實現(xiàn)的，所述裝置包括:力矩傳感器(1)、第一聯(lián)軸器(2)、電機夾持裝置(4)和拖動電機(7)； 力矩傳感器(1)的輸出軸通過第一聯(lián)軸器(2)與待測力矩電機(3)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸固定連接，力矩傳感器(1)用于采集待測力矩電機(3)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩信號；拖動電機(7)用于驅(qū)動電機夾持裝置(4)繞其中軸旋轉(zhuǎn)，該電機夾持裝置(4)用于夾持固定待測力矩電機(3 )的定子，并帶動該待測力矩電機(3)旋轉(zhuǎn)； 所述方法包括以下步驟: 首先，將待測力矩電機(3)的定子固定在電機夾持裝置(4)上，將待測力矩電機(3)的轉(zhuǎn)子通過第一聯(lián)軸器(2 )與力矩傳感器(I)的輸出軸固定連接； 然后，通過拖動電機(7)帶動待測力矩電機(3)的定子旋轉(zhuǎn)；在待測力矩電機(3)的定子旋轉(zhuǎn)的過程中，下位機(10)間隔固定時間采集獲得待測力矩電機(3)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩信號，并將該信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號之后發(fā)送給上位機(11); 最后，上位機(11)根據(jù)該數(shù)字信號繪制摩擦轉(zhuǎn)矩波形，根據(jù)該波形獲得摩擦轉(zhuǎn)矩的實時數(shù)據(jù)和變化趨勢；根據(jù)所述變化趨勢獲得待測力矩電機(3)的電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測發(fā)方法，其特征在于，在開啟拖動電機(7 )之前，利用標定組件對力矩傳感器進行初始標定。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的力矩電機電刷摩擦轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)檢測發(fā)方法，其特征在于，電機夾持裝置(4)包括:η個夾持抓、夾持架和中軸，其中η為大于等于三的正整數(shù)； 所述夾持架呈圓柱形，中軸位于該圓柱形夾持架一端的中心位置，并與該圓柱形夾持架固定連接，η個夾持抓位于夾持架的另一端，并沿夾持架的周向均勻排布，η個夾持抓與夾持架鉸接。
【文檔編號】G01L3/00GK103913261SQ201410154986
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】關(guān)宇東, 丁焱, 于博良, 提純利, 仲小挺, 杜克, 寧宇, 朱雨桐, 徐志劍 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)