踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)，包括：工控機(jī)、拉壓力傳感器、光柵尺位移傳感器、拉線式位移編碼器、電子手輪、電機(jī)和電動(dòng)缸；其中，工控機(jī)的三個(gè)PCI插槽，分別插入AD模擬數(shù)據(jù)采集卡、編碼器數(shù)據(jù)采集卡和運(yùn)動(dòng)控制卡；拉壓力傳感器將測(cè)得的信號(hào)經(jīng)過放大處理后傳送給AD模擬數(shù)據(jù)采集卡；光柵尺位移傳感器將測(cè)得的信號(hào)傳送給運(yùn)動(dòng)控制卡；拉線式位移編碼器將測(cè)得的信號(hào)傳送給編碼器數(shù)據(jù)采集卡；電子手輪通過手輪控制板進(jìn)行控制，工控機(jī)與手輪控制板連接，手輪控制板還與電機(jī)和電動(dòng)缸連接。利用本實(shí)用新型能夠?qū)ε涮椎奶ぐ鍎偠葴y(cè)試裝置進(jìn)行控制。
【專利說明】
踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及踏板剛度試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]為保證機(jī)動(dòng)車輛全生命周期使用過程中主要部件的安全可靠，在各個(gè)部件總裝前均需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久度使用測(cè)試。踏板作為機(jī)動(dòng)車操作使用中直接人為控制的指令發(fā)出部件，其剛度綜合性能直接影響到油門、剎車能否正常使用，進(jìn)而影響機(jī)動(dòng)車行駛過程中的安全性。因此就要在生產(chǎn)之前要對(duì)踏板進(jìn)行剛度綜合性能試驗(yàn)。
[0003]現(xiàn)有的踏板剛度試驗(yàn)設(shè)備對(duì)踏板施加載荷時(shí)，不能進(jìn)行位置、角度調(diào)整，不能全方位對(duì)踏板進(jìn)行剛度試驗(yàn)，而且，使用這種踏板剛度試驗(yàn)設(shè)備時(shí)，不能根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)自定義，試驗(yàn)方法固定，即使試驗(yàn)合格的產(chǎn)品也只能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，不能滿足國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0004]因此，很有必要設(shè)計(jì)一款針對(duì)專用于測(cè)試汽車踏板強(qiáng)度，剛度性能的測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)，以解決上述【背景技術(shù)】中指出的問題。
[0006]本實(shí)用新型提供一種踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)，包括:工控機(jī)、拉壓力傳感器、光柵尺位移傳感器、拉線式位移編碼器、電子手輪、電機(jī)和電動(dòng)缸;其中，
[0007]工控機(jī)帶有至少3個(gè)PCI插槽，在為三個(gè)PCI插槽時(shí)，分別插入AD模擬數(shù)據(jù)采集卡、編碼器數(shù)據(jù)采集卡和運(yùn)動(dòng)控制卡；
[0008]拉壓力傳感器一端連接在電動(dòng)缸的輸出端，另一端連接在被測(cè)零件上，拉壓力傳感器將測(cè)得的信號(hào)經(jīng)過放大處理后傳送給AD模擬數(shù)據(jù)采集卡；
[0009]光柵尺位移傳感器包括定尺和滑尺兩種，定尺固定安裝在電動(dòng)缸的外殼上，滑尺連接在拉壓力傳感器與被測(cè)零件的一端，與被測(cè)零件的受力點(diǎn)隨動(dòng);光柵尺位移傳感器將測(cè)得的信號(hào)傳送給運(yùn)動(dòng)控制卡；
[0010]拉線式位移編碼器的底座固定在拉線式位移編碼器上，拉線式位移編碼器的拉線側(cè)頭固定在被測(cè)零件的待測(cè)點(diǎn)上，拉線式位移編碼器將測(cè)得的信號(hào)傳送給編碼器數(shù)據(jù)采集卡；
[0011 ]電子手輪通過手輪控制板進(jìn)行控制，工控機(jī)與手輪控制板連接，手輪控制板還與電機(jī)和電動(dòng)缸連接。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):工控機(jī)內(nèi)插入有AD模擬數(shù)據(jù)采集卡、編碼器數(shù)據(jù)采集卡和運(yùn)動(dòng)控制卡，AD模擬數(shù)據(jù)采集卡對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換和采集，編碼器數(shù)據(jù)采集卡對(duì)拉線式位移編碼器正交信號(hào)的進(jìn)行采集，運(yùn)動(dòng)控制卡對(duì)電動(dòng)缸的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，同時(shí)對(duì)光柵尺位移傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，電子手輪實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的手動(dòng)控制。
【附圖說明】
[0013]通過參考以下結(jié)合附圖的說明及權(quán)利要求書的內(nèi)容，并且隨著對(duì)本實(shí)用新型的更全面理解，本實(shí)用新型的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中:
[0014]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)的原理圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的儀表放大器的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]在下面的描述中，出于說明的目的，為了提供對(duì)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的全面理解，闡述了許多具體細(xì)節(jié)。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)現(xiàn)這些實(shí)施例。在其它例子中，為了便于描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以方框圖的形式示出。
[0017]圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)的原理。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)包括六大部分，分別為電源啟動(dòng)部分、拉壓力傳感器模擬信號(hào)的米集放大部分、拉線式位移編碼器和光柵尺位移傳感器的正交信號(hào)米集部分、運(yùn)動(dòng)控制部分、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分和工控機(jī)部分，下面分別對(duì)這五部分進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]—、工控機(jī)部分
[0020]工控機(jī)安裝XP或WIN7操作系統(tǒng)，工控機(jī)的基本要求為:雙核以上、2G內(nèi)存、帶有至少3個(gè)PCI插槽。PCI插槽分別插入AD模擬數(shù)據(jù)采集卡、編碼器數(shù)據(jù)采集卡和運(yùn)動(dòng)控制卡，本實(shí)用新型中具體采用PCI8018型號(hào)作為AD模擬數(shù)據(jù)采集卡，采用PCI2394型號(hào)作為編碼器數(shù)據(jù)采集卡，采用PCI1010型號(hào)作為運(yùn)動(dòng)控制卡。
[0021]二、電源啟動(dòng)部分
[0022]電源為整個(gè)控制系統(tǒng)的其它部分供電，在圖1中，A、B、C為三相380V電源，N為接地接零線。QFl為電源開關(guān)，為16A空開。當(dāng)按下SB2按鈕時(shí)，KMl吸合，KMl輔助觸點(diǎn)將SB2兩端短路，構(gòu)成自保。KMl主觸點(diǎn)吸合，整個(gè)控制系統(tǒng)通電。當(dāng)按下SBl按鈕時(shí)，KMl線圈斷電，KMl輔助和主觸點(diǎn)斷開，整個(gè)控制系統(tǒng)斷電。此電源設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于:在停電情況下，控制系統(tǒng)不會(huì)自動(dòng)通電。保證其上電安全。
[0023]三、拉壓力傳感器模擬信號(hào)采樣放大部分
[0024]本實(shí)用新型共配置了五個(gè)拉壓力傳感器分別為10(^、50(^、100(^、300(^、1000(^，根據(jù)測(cè)量范圍的要求安裝相應(yīng)的拉壓力傳感器。
[0025]拉壓力傳感器安裝方式為:一端連接在電動(dòng)缸的輸出端，另一端連接在被測(cè)零件上。拉壓力傳感器的激勵(lì)電源為直流±5V，在拉壓力傳感器受力后將力值轉(zhuǎn)換為相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)輸出。此電壓信號(hào)與力值線性變化。由于此信號(hào)很微弱(mv量級(jí))。而工控機(jī)PCI數(shù)據(jù)采集卡為± 5V數(shù)據(jù)輸入。因此在送入工控機(jī)前，必須對(duì)信號(hào)執(zhí)行線性放大。拉壓力傳感器采集的信號(hào)由插在工控機(jī)內(nèi)的PCI8018采集卡進(jìn)行采集。
[0026]本實(shí)用新型通過儀表放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行線性放大，儀表放大器由三塊0P07精密運(yùn)算放大器構(gòu)成，儀表放大器的原理如圖2所示，儀表放大器分成兩個(gè)部份，輸入端的兩個(gè)電壓隨耦器提供輸入端( +，_)高輸入阻抗，后級(jí)則是差動(dòng)放大器，用來做兩個(gè)輸入端的差動(dòng)放大;本實(shí)用新型將第二級(jí)的差動(dòng)放大器的增益設(shè)計(jì)為I，也就是只做兩個(gè)電壓的相減運(yùn)算。而儀表放大器的增益由電阻Rgain來決定。
[0027]電路的增益為:
[0028]最右邊的放大器，電阻標(biāo)記RdPR3是標(biāo)準(zhǔn)差動(dòng)放大器線路，Rgain= R3/R2，而差動(dòng)輸入電阻= 2*R2;左邊兩個(gè)放大器則是輸入的緩沖；當(dāng)仏_被移除(開回路)時(shí)，兩個(gè)緩沖級(jí)只是單位增益緩沖器;在這個(gè)狀態(tài)之下，增益等于R3/R2，而緩沖級(jí)提供高輸入阻抗。緩沖器的增益可以增加因?yàn)榉旁谪?fù)輸入和接地之間的電流所產(chǎn)生的分流的負(fù)反饋。而在兩個(gè)反向輸入放入一顆電阻仏_的優(yōu)點(diǎn)在于:增加緩沖級(jí)的差模增益，而使共模增益等于I。
[0029]如果單獨(dú)存在時(shí)有同樣的增益時(shí)，將會(huì)增加電路的共?；コ獗?CMRR)，會(huì)使得緩沖器可以處理更大的共模信號(hào)。Rgain的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，只用一顆電阻來提更增益，而不是一對(duì)，可以避免電阻匹配的問題(雖然兩個(gè)仏需要匹配的增益)，增益可以透過只改變RgalJ9值，而改變放大器的增益不需要改變其他的電阻匹配。
[0030]信號(hào)放大后送入插在工控機(jī)內(nèi)的PCI8018采集卡。PCI8018采集卡為16路16位精度AD同步采集卡，采集頻率為50000HZ。工控機(jī)通過對(duì)PCI8018采集卡的數(shù)據(jù)訪問，得到各個(gè)通道的電壓數(shù)據(jù)。由于力于電壓信號(hào)之間都是一一線性對(duì)應(yīng)的關(guān)系，因此力值=轉(zhuǎn)化系數(shù)*電壓信號(hào)(V)，從而完成對(duì)力數(shù)據(jù)的采集。
[0031]由于現(xiàn)場(chǎng)中干擾是在所難免的，對(duì)采集進(jìn)來的信號(hào)也就難免會(huì)有波動(dòng)。因此在工控機(jī)中還要對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理。本實(shí)用新型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行100個(gè)數(shù)據(jù)平均處理，得以解決信號(hào)波動(dòng)的問題。
[0032]四、拉線式位移編碼器和光柵尺位移傳感器的正交信號(hào)采集部分
[0033]1、拉線式位移編碼器的正交信號(hào)采集
[0034]由于一個(gè)物體在受力變形時(shí)，不是只是受力點(diǎn)在變形。當(dāng)對(duì)物體的其余位置(非受力點(diǎn))變形與受力之間的關(guān)系進(jìn)行關(guān)心時(shí)，就將用到拉線式位移編碼器。拉線式位移編碼器的安裝方式為:將拉線式位移編碼器的底座用強(qiáng)力磁鐵固定在拉線式位移編碼器上，拉線式位移編碼器的拉線測(cè)頭用微型強(qiáng)力磁鐵吸在想要測(cè)量的點(diǎn)上。
[0035]當(dāng)被測(cè)點(diǎn)有位移變化時(shí)，拉線也就會(huì)伸縮，從而拉線式位移編碼器旋轉(zhuǎn)。拉線式位移編碼器旋轉(zhuǎn)的角度與位移有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，這樣就可以采集到被測(cè)點(diǎn)的位移變化值。拉線式位移編碼器輸出信號(hào)為正交90度5V方波，此信號(hào)送入到插在工控機(jī)內(nèi)的PCI2394采集卡中。PCI2394采集卡是專用的正交信號(hào)采集卡，工控機(jī)通過對(duì)相應(yīng)通道的寄存器進(jìn)行讀取，便可得到相應(yīng)的位移值。通過對(duì)寄存器清零命令，可使位移值清零。
[0036]2、光柵尺位移傳感器的正交信號(hào)采集
[0037]光柵尺位移傳感器也稱為光柵尺，為主位移數(shù)據(jù)采集傳感器，本實(shí)用新型中共分定尺和滑尺。其安裝方式為:定尺安裝固定在電動(dòng)缸的外殼上，滑尺連接在拉壓力傳感器與被測(cè)零件的一端，和被測(cè)零件受力點(diǎn)隨動(dòng)。這種安裝方式可保證其位移量和被測(cè)零件的位移一致而無誤差，也就可以保證位移測(cè)量的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。光柵尺激勵(lì)電源為DC5V，信號(hào)輸出方式為正交90度5V方波(AB兩相)。此信號(hào)送給插在工控機(jī)內(nèi)的PCI1010運(yùn)動(dòng)控制卡的正交信號(hào)采集端。PCI1010運(yùn)動(dòng)控制卡有兩個(gè)此采集端口，工控機(jī)通過讀取此端口的數(shù)據(jù)寄存器從而得到位移數(shù)據(jù)，通過清除指令完成此端口寄存器的清零。由于光柵尺分辨率為Ium，因此位移的測(cè)量精度比較高。
[0038]在橫向電動(dòng)缸和縱向電動(dòng)缸的內(nèi)部分別裝有一塊磁鐵，PCI1010運(yùn)動(dòng)控制卡分別通過橫向行程開關(guān)和縱向行程開關(guān)采集橫向電動(dòng)缸和縱向電動(dòng)缸的超程信號(hào)。
[0039]五、運(yùn)動(dòng)控制部分
[0040]運(yùn)動(dòng)控制部分分為自動(dòng)控制部分和電子手輪控制部分，自動(dòng)控制部分由PCI1010運(yùn)動(dòng)控制卡輸出控制，電子手輪控制部分由手輪控制板控制。
[0041]電子手輪由兩部分組成，第一部分為手搖式旋轉(zhuǎn)增量編碼器構(gòu)成，電源為5V，電源由手輪控制板提供。輸出為A，B兩相正交90度5V方波;第二部分為多路選擇開關(guān)部分;選擇開關(guān)部分又分為速度選擇開關(guān)部分和軸號(hào)選擇開關(guān)部分，速度選擇開關(guān)分為3檔，分別為*1，*10，*100。*1檔最慢，*100檔最快;而軸號(hào)選擇開關(guān)分為乂、￥、2、4四個(gè)軸號(hào)，并將乂軸號(hào)分別定義為橫向電動(dòng)缸的移動(dòng)，Y軸號(hào)定義為縱向電動(dòng)缸的移動(dòng)，Z軸號(hào)定義為龍門升降電機(jī)的升降移動(dòng)，4軸號(hào)定義為縱向電動(dòng)缸的升降移動(dòng)方向。
[0042]從圖1中可以看出，手輪控制板左側(cè)的接線端子從下至上分別為AC12V，B，A，第一+5V，第一 OV，AC9V;其中，ACl 2V端子接入T5變壓器，T5變壓器在手輪控制板中經(jīng)過整流濾波和穩(wěn)壓后得到5V直流電源，為手輪控制板的主控芯片提供電源，主控芯片為單片機(jī)stc89c51型號(hào);B和A端子為電子手輪的正交90度5V信號(hào)，5V信號(hào)通過兩塊高速光親合器送入到單片機(jī)stc89c51的第10和11腳;第一+5V和第一OV端子為手輪控制板給手搖式旋轉(zhuǎn)增量編碼器提供的5V電源;AC9V端子接入T4變壓器，在手輪控制板中經(jīng)過整流濾波和穩(wěn)壓后得到直流5V電源，為手搖式旋轉(zhuǎn)增量編碼器供電；
[0043]手輪控制板底側(cè)的接線端子從左至右分別為第二+5v、第二0V、Xcp、Xdir、0V、ZCp、Zdir;其中，第二+5v和第二Ov端子為運(yùn)動(dòng)控制卡提供方向、脈沖的激勵(lì)電源;Xcp端子為運(yùn)動(dòng)控制卡提供給橫向電動(dòng)缸的運(yùn)動(dòng)脈沖，表示橫向電動(dòng)缸的運(yùn)動(dòng)位移量和運(yùn)動(dòng)的速度(脈沖個(gè)數(shù)代表運(yùn)動(dòng)位移的值，脈沖頻率代表運(yùn)動(dòng)的速度)；Xdir端子為PCI1010運(yùn)動(dòng)控制卡提供給橫向電動(dòng)缸運(yùn)動(dòng)的方向信號(hào)，為Ov時(shí)，代表反方向運(yùn)動(dòng)，為+5v時(shí)，代表正方形運(yùn)動(dòng);Zcp端子為PCI1010運(yùn)動(dòng)控制卡提供給縱向電動(dòng)缸的運(yùn)動(dòng)脈沖，表示縱向電動(dòng)缸的運(yùn)動(dòng)位移量和運(yùn)動(dòng)的速度；Zdir端子為PCI1010運(yùn)動(dòng)控制卡提供給縱向電動(dòng)缸運(yùn)動(dòng)的方向信號(hào)，為Ov時(shí)，代表反方向運(yùn)動(dòng)，為+5v時(shí)，代表正方形運(yùn)動(dòng)。這些信號(hào)對(duì)于手輪控制板來說均為輸入信號(hào)。
[0044]手輪控制板右側(cè)的接線端子從下至上分別為第三0v、Xdirout、Xcp out、第三+5V、第四0v、Zdir out,Zcp out、第四+5V;其中，第三+5V端子和第三OV端子給橫向電動(dòng)缸的伺服驅(qū)動(dòng)器提供控制脈沖電源，第四+5V端子和第四OV端子給縱向電動(dòng)缸的伺服驅(qū)動(dòng)器提供控制脈沖電源;Xdir out端子為橫向電動(dòng)缸的伺服驅(qū)動(dòng)器的方向控制信號(hào)，Xcp out端子為橫向電動(dòng)缸的伺服驅(qū)動(dòng)器的位移量和速度控制信號(hào)，zdir out端子為縱向電動(dòng)缸的伺服驅(qū)動(dòng)器的方向控制信號(hào)，Zcp out端子為縱向電動(dòng)缸的伺服驅(qū)動(dòng)器的位移量和速度控制信號(hào)。對(duì)手輪控制板來說，這些信號(hào)均為輸出信號(hào)。
[0045]手輪控制板頂側(cè)的接線端子從右至左分別為第五0v、dir、Cp、第五+5V、第六0V、dir、cp、第六+5V;其中，第五+5v端子和第五OV端子為龍門升降電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器提供控制脈沖電源，第六+5v端子和第六OV端子為縱向升降電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器提供控制脈沖電源;dir端子為兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器的方向控制脈沖(0V反轉(zhuǎn)，+5v正傳)；cp端子為兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器的位移量和速度控制脈沖。左邊的一組為縱向升降驅(qū)動(dòng)器控制脈沖，右邊的一組為零件升降驅(qū)動(dòng)器控制脈沖。對(duì)于手輪控制板來說，這些信號(hào)均為輸出信號(hào)。
[0046]手輪控制板控制原理說明為:
[0047]手輪軸號(hào)選擇開關(guān)只要有軸號(hào)選中，各軸的運(yùn)動(dòng)控制脈沖由手輪控制板控制，此時(shí)整個(gè)控制系統(tǒng)處于手動(dòng)調(diào)整狀態(tài)，否則縱向電動(dòng)缸和橫向電動(dòng)缸的脈沖由PCI11運(yùn)動(dòng)控制卡控制，龍門升降電機(jī)和縱向升降電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)整個(gè)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)由工控機(jī)來控制，也就是由PCI11運(yùn)動(dòng)控制卡自動(dòng)控制。
[0048]手動(dòng)調(diào)整狀態(tài)時(shí)(單片機(jī)stc89c51發(fā)現(xiàn)有軸號(hào)被選中時(shí))，手輪控制板右側(cè)的4個(gè)焊接繼電器松弛(斷開)。所有軸的控制脈沖由單片機(jī)stc89c51提供，選擇的是哪個(gè)軸，單片機(jī)stc89c51就輸出哪個(gè)軸的控制脈沖(是否有脈沖輸出還取決于電子手輪是否被搖動(dòng);在正向搖動(dòng)手輪時(shí)，A相超前B向脈沖90度，電機(jī)正轉(zhuǎn)(dir = +5V);在反向搖動(dòng)手砂輪時(shí)，B向超前A向脈沖90度，電機(jī)反轉(zhuǎn)(dir = 0V))。此時(shí)，脈沖的方向和速度取決于電子手輪的速度。電子手輪搖的越快，cp脈沖就發(fā)的越快(相應(yīng)的軸就運(yùn)動(dòng)的越快)，反之就越慢。速度控制還有速度選擇開關(guān)控制(*1，*10，*100)。在速度選擇開關(guān)為*1檔時(shí)，單片機(jī)8^89(:51就將脈沖信號(hào)一比一輸出；在速度選擇開關(guān)為*10檔時(shí)，單片機(jī)Stc89c51將脈沖信號(hào)進(jìn)行10倍頻輸出，使之運(yùn)動(dòng)得越快;在速度選擇開關(guān)為*100檔時(shí)，單片機(jī)stc89c51將手輪脈沖進(jìn)行100倍頻輸出，使之運(yùn)動(dòng)得更快。當(dāng)沒有軸號(hào)選擇信號(hào)輸入時(shí)，龍門升降電機(jī)和縱向升降電機(jī)不能運(yùn)動(dòng)，單片機(jī)stc89c51將右側(cè)的繼電器吸合。橫向電動(dòng)缸和縱向電動(dòng)缸的運(yùn)動(dòng)控制權(quán)就交給了工控機(jī)的PCI11運(yùn)動(dòng)控制卡。由工控機(jī)來控制縱、橫向電動(dòng)缸。
[0049]六、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分
[0050]龍門升降電機(jī)和縱向升降電機(jī)均為86步進(jìn)電機(jī)，其最大扭矩為4NM。
[0051 ]縱向電動(dòng)缸為60伺服電機(jī)，其最大功率為400W;橫向電動(dòng)缸為60伺服電機(jī)，其最大功率為400W，縱向電動(dòng)缸和橫向電動(dòng)缸均可選用220V或48V的電機(jī)，四者的控制信號(hào)都來自手輪控制板，在上述手輪控制板中已經(jīng)說明，在此就不在贅述。
[0052]需要說明的是，在10000N范圍內(nèi)，測(cè)量一物體受力與其變形位移的關(guān)系都可使用本實(shí)用新型。
[0053]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)，包括:工控機(jī)、拉壓力傳感器、光柵尺位移傳感器、拉線式位移編碼器、電子手輪、電機(jī)和電動(dòng)缸;其中， 所述工控機(jī)帶有至少3個(gè)PCI插槽，在為三個(gè)PCI插槽時(shí)，分別插入AD模擬數(shù)據(jù)采集卡、編碼器數(shù)據(jù)采集卡和運(yùn)動(dòng)控制卡； 所述拉壓力傳感器一端連接在所述電動(dòng)缸的輸出端，另一端連接在被測(cè)零件上，所述拉壓力傳感器將測(cè)得的信號(hào)經(jīng)過放大處理后傳送給所述AD模擬數(shù)據(jù)采集卡； 所述光柵尺位移傳感器包括定尺和滑尺兩種，所述定尺固定安裝在所述電動(dòng)缸的外殼上，所述滑尺連接在所述拉壓力傳感器與所述被測(cè)零件的一端，與所述被測(cè)零件的受力點(diǎn)隨動(dòng);所述光柵尺位移傳感器將測(cè)得的信號(hào)傳送給所述運(yùn)動(dòng)控制卡； 所述拉線式位移編碼器的底座固定在所述拉線式位移編碼器上，所述拉線式位移編碼器的拉線側(cè)頭固定在所述被測(cè)零件的待測(cè)點(diǎn)上，所述拉線式位移編碼器將測(cè)得的信號(hào)傳送給所述編碼器數(shù)據(jù)采集卡； 所述電子手輪通過手輪控制板進(jìn)行控制，所述工控機(jī)與所述手輪控制板連接，所述手輪控制板還與所述電機(jī)和所述電動(dòng)缸連接。2.如權(quán)利要求1所述的踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)，其中， 所述電動(dòng)缸包括橫向電動(dòng)缸和縱向電動(dòng)缸；以及， 所述電子手輪包括手搖式旋轉(zhuǎn)增量編碼器和多路選擇開關(guān)，所述多路選擇開關(guān)包括速度選擇開關(guān)和軸號(hào)選擇開關(guān);其中， 所述速度選擇開關(guān)分為I檔、10檔和100檔三個(gè)檔； 所述軸號(hào)選擇開關(guān)分包括4、X、Y、Z四個(gè)軸號(hào)，X軸號(hào)為所述橫向電動(dòng)缸的移動(dòng)，Y軸號(hào)為所述縱向電動(dòng)缸的移動(dòng)，Z軸號(hào)為所述電機(jī)的升降移動(dòng)，4軸號(hào)為所述縱向電動(dòng)缸的升降移動(dòng)方向。3.如權(quán)利要求2所述的踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)，其中， 在所述橫向電動(dòng)缸和所述縱向電動(dòng)缸的內(nèi)部分別裝有一塊磁鐵，所述運(yùn)動(dòng)控制卡分別通過橫向行程開關(guān)和縱向行程開關(guān)采集所述橫向電動(dòng)缸和所述縱向電動(dòng)缸的超程信號(hào)。4.如權(quán)利要求2所述的踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)，其中， 所述手輪控制板左側(cè)的接線端子從下至上分別為AC12V，B，A，第一+5V，第一 0V，AC9V;其中，AC12V端子接入第一變壓器，所述第一變壓器在所述手輪控制板中經(jīng)過整流濾波和穩(wěn)壓后得到5V直流電源，為所述手輪控制板的主控芯片提供電源，所述主控芯片為單片機(jī)stc89c51型號(hào);B和A端子為電子手輪的正交90度5V信號(hào)，所述5V信號(hào)通過兩塊高速光親合器送入到所述單片機(jī)stc89c51的第10和11腳;AC9V端子接入第二變壓器，在所述手輪控制板中經(jīng)過整流濾波和穩(wěn)壓后得到直流5V電源;第一+5V和第一 OV端子為所述手輪控制板給所述手搖式旋轉(zhuǎn)增量編碼器提供的5V電源； 所述手輪控制板底側(cè)的接線端子從左至右分別為第二+5￥、第二0￥40口4(1;[1'、20?、Zdir;其中，第二+5v和第二Ov端子為所述運(yùn)動(dòng)控制卡提供方向、脈沖的激勵(lì)電源;Xcp端子為所述運(yùn)動(dòng)控制卡提供給所述橫向電動(dòng)缸的運(yùn)動(dòng)脈沖;Xdir端子為所述運(yùn)動(dòng)控制卡提供給所述橫向電動(dòng)缸運(yùn)動(dòng)的方向信號(hào);Zcp端子為所述運(yùn)動(dòng)控制卡提供給所述縱向電動(dòng)缸的運(yùn)動(dòng)脈沖;Zdir端子為所述運(yùn)動(dòng)控制卡提供給所述縱向電動(dòng)缸運(yùn)動(dòng)的方向信號(hào)； 所述手輪控制板右側(cè)的接線端子從下至上分別為第三Ov、Xdir 0111:40?0111:、第三+5￥、第四Ov、Zdir out,Zcp out、第四+5V;其中，第三+5V端子和第三OV端子給所述橫向電動(dòng)缸的伺服驅(qū)動(dòng)器提供控制脈沖電源;第四+5V端子和第四OV端子給所述縱向電動(dòng)缸的伺服驅(qū)動(dòng)器提供控制脈沖電源;Xdirout端子為所述橫向電動(dòng)缸的伺服驅(qū)動(dòng)器的方向控制信號(hào)，Xcp out端子為所述橫向電動(dòng)缸的伺服驅(qū)動(dòng)器的位移量和速度控制信號(hào)，zdir out端子為所述縱向電動(dòng)缸的伺服驅(qū)動(dòng)器的方向控制信號(hào)，Zcp out端子為所述縱向電動(dòng)缸的伺服驅(qū)動(dòng)器的位移量和速度控制信號(hào)； 所述手輪控制板頂側(cè)的接線端子從右至左分別為第五Ov、dir、Cp、第五+5V、第六0V、dir、cp、第六+5V;其中，第五+5v端子和第五OV端子為所述電機(jī)中龍門升降電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器提供控制脈沖電源;第六+5v端子和第六OV端子為所述電機(jī)中的縱向升降電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器提供控制脈沖電源;dir端子為所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的方向控制脈沖;cp端子為所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的位移量和速度控制脈沖。5.如權(quán)利要求4所述的踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)，其中， 如果所述軸號(hào)選擇開關(guān)有軸號(hào)選中，各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)控制脈沖由所述手輪控制板控制，此時(shí)整個(gè)控制系統(tǒng)處于手動(dòng)調(diào)整狀態(tài)； 如果所述軸號(hào)選擇開關(guān)沒有軸號(hào)選中，則所述縱向電動(dòng)缸和所述橫向電動(dòng)缸脈沖由所述運(yùn)動(dòng)控制卡控制，所述電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)整個(gè)控制系統(tǒng)處于自動(dòng)調(diào)整狀態(tài)，其運(yùn)動(dòng)由所述工控機(jī)控制。6.如權(quán)利要求1所述的踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)，其中， 在所述拉壓力傳感器將測(cè)得的信號(hào)經(jīng)過放大處理后傳送給所述AD模擬數(shù)據(jù)采集卡的過程中，測(cè)得的信號(hào)通過儀表放大器進(jìn)行放大處理，所述儀表放大器由三塊0P07精密運(yùn)算放大器構(gòu)成;其中，在所述儀表放大器中包括一個(gè)200k的電位器，用于調(diào)整所述儀表放大器的輸出零位信號(hào)。7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)，其中， 所述AD模擬數(shù)據(jù)采集卡為PCI8018型號(hào)； 所述編碼器數(shù)據(jù)采集卡為PCI2394型號(hào)； 所述運(yùn)動(dòng)控制卡為PCI1010型號(hào)。8.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)，其中， 所述電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。9.如權(quán)利要求7所述的踏板剛度測(cè)試裝置的控制系統(tǒng)，其中， 所述電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01M13/00GK205538184SQ201620109672
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月3日
【發(fā)明人】胡睿
【申請(qǐng)人】重慶飛宙機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備有限公司