CN103616185A - 一种无编码器的摩托车减震器示功测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种无编码器的摩托车减震器示功测试装置及方法，该装置由一工位力传感器、二工位力传感器、一工位启动开关、一工位计数传感器、二工位启动开关、二工位计数传感器、滤波电路、第一信号调理电路、计算机、PCI1711L板卡、第二信号调理电路、一工位变频器、一工位电机、一工位气动阀、一工位夹紧气缸、二工位变频器、二工位电机、二工位气动阀和二工位夹紧气缸组成。方法是初始化各变量后采集信号，变频器输出功率信号驱动电机运行，采集计数传感器信号，以每两次计数传感器信号间的力传感器AD值和计算得到的减震器缸筒运动位移值组成二维数组，剔除多余高维元素，得元素平均有效值，生成以减震器缸筒运动位移为横坐标，阻尼力为纵坐标的减震器示功曲线。

Description

一种无编码器的摩托车减震器示功测试装置及方法

技术领域：

本发明涉及一种摩托车减震器示功测试装置及方法，特别涉及一种采用数字计算机控制的无编码器的摩托车减震器示功测试装置及方法。

背景技术：

减震器作为摩托车的关键部件，具有抑制振动，增强驾驶舒适性和安全性等多项功能，示功特性是衡量摩托车减震器性能的一项重要指标，每一支减震器都需经过该项测试。示功特性指的是减震器在规定行程范围内作往复运动时，产生的阻尼力与对应位移的关系曲线。传统的测试方法是通过力传感器和编码器来分别采集阻尼力和位移信号来生成示功曲线，由此带来的一个问题是：测试设备一直处于生产流水线现场，而编码器是一个对环境要求较高的器件，长期在此恶劣环境下使用，编码器轻则精度降低，重则失效，对测试结果存在着直接的、重大的影响，甚至使得测试不能进行；从可靠性角度来说，装置中电子器件越多，装置的可靠性就越低，因此测试装置的测试精度和可靠性受到了编码器的抑制。另外，编码器的价格高，维修技术含量也高，也增加了接线的复杂性。因此需要寻求一种能够替代编码器测量减震器活塞位移的方法，另外为了满足测试设备在现场使用时的测试效率问题，两个工位同时测试，每个工位可以连续进行多种速度测试也是非常有必要的。

发明内容：

本发明的目的是结合测试设备的测试原理和特点，提供一种无编码器的摩托车减震器示功测试装置及方法。本发明根据所测减震器的最大行程设置了5种固定的行程，可人工调节，测试时减震器活塞固定不动，缸筒与运动部件连接，缸筒处于最大行程的中间位置，对同一支减震器的一次测试，行程固定不变，速度可根据电机转速来调节。在电机带动下，减震器缸筒作往复运动，其瞬时位移是随时间变化的正弦曲线，减震器缸筒每往复一次，都触发一次计数传感器。在计数传感器受到触发时，作为阻尼力数据采集的起点，在受到下一次触发时，作为阻尼力数据采集的终点，记录下两次触发之间阻尼力数据采集的个数及相应阻尼力数据，以采集个数等分位移正弦曲线，得到相应的瞬时位移，这样就可以绘制出以减震器缸筒位移为横坐标，阻尼力为纵坐标的示功曲线。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种无编码器的摩托车减震器示功测试装置，由一工位力传感器、二工位力传感器、一工位启动开关、一工位计数传感器、二工位启动开关、二工位计数传感器、滤波电路、第一信号调理电路、计算机、PCI1711L板卡、第二信号调理电路、一工位变频器、一工位电机、一工位气动阀、一工位夹紧气缸、二工位变频器、二工位电机、二工位气动阀和二工位夹紧气缸组成；所述PCI1711L板卡包括数/模转换模块、数字量输出模块和数字量输入模块；所述一工位力传感器、二工位力传感器的输出端均通过所述滤波电路与所述模/数转换模块的输入端连接；所述一工位启动开关、一工位计数传感器、二工位启动开关、二工位计数传感器的输出端均通过所述第一信号调理电路与所述数字量输入模块的输入端连接；所述PCI1711L板卡还与计算机相互连接；所述数字量输出模块的输出端与第二信号调理电路的输入端连接；所述第二信号调理电路的输出端通过所述一工位变频器与所述一工位电机的输入端连接，第二信号调理电路的输出端还通过所述一工位气动阀与所述一工位夹紧气缸的输入端连接，第二信号调理电路的输出端还通过所述二工位变频器与所述二工位电机的输入端连接，第二信号调理电路的输出端还通过所述二工位气动阀与所述二工位夹紧气缸的输入端连接。

一种无编码器的摩托车减震器示功测试装置的测试方法，控制步骤为：

（1）初始化，设置测试模式、测试行程；

（2）两个启动开关信号经过第一信号调理电路，被PCI1711L板卡的数字量输入模块采集，如有启动信号，进入下一步；否则继续采集启动开关信号；

（3）计算机对两个计数传感器计数初值清零，PCI1711L板卡的数字量输出模块输出信号至第二信号调理电路使两个气动阀得电，夹紧气缸夹紧减震器；

（4）两个力传感器输出的电压信号经滤波电路后被PCI1711L板卡的数/模转换（AD）模块采集，输入至计算机中，计算机把采集到的电压信号换算成相应的力值；

（5）PCI1711L板卡的数字量输出模块输出的信号经过第二信号调理电路控制两个变频器输出控制信号，分别控制对应的电机按设定转速运行；

（6）延时预设时间，使两个电机已达到设定转速，进入下一步；；

（7）PCI1711L板卡的数字量输入模块检测计数传感器是否有第n圈计数触发信号，如无，则继续检测，如有，则进入下一步，其中n为从1到13的自然数；

（8）对步骤（7）中两次触发之间的AD采样次数及对应AD值进行记录，导入相应数组；

（9）判别是否已到第13圈触发，如果没到，则返回到步骤（7），循环执行，如果已到，则进入下一步；

（10）判断是单速测试还是三速连续测试，如果是单速测试，则进入步骤（12），如果是三速连续测试，则进入步骤（11）；

（11）判断3次测试是否完成，如果没有完成，则返回到步骤（5），循环执行，如果已经完成3次测试，则进入步骤（12）；

（12）停止两个力传感器AD采样；

（13）两个变频器停止输出；

（14）进行数组整合并绘制示功曲线；

（15）延时预设的时间，以使两个电机完全停止；

（16）两个气动阀失电，对应的夹紧气缸松开减震器；

（17）询问是否结束测试，如果不是，则返回到步骤（2），等待进行下一个减震器的测试，如果是，则结束测试。

本发明的有益效果是：

（1）操作简单，测试结果直观形象，自动化程度高。用户只需在测试前设置好测试模式和被测减震器的行程即可进行测试；测试结果以图形方式呈现，且测试完成后自动生成；被测减震器在测试前自动被夹紧，测试完成后自动松开，减少人工干预，自动化程度高。

（2）可以同时对两个减震器进行独立测试，互不影响，每个减震器既可以进行一种速度测试，也可进行三种速度连续测试，提高了工作效率。

（3）由于采用变频驱动方式，电机稳速效果好，测试时减震器缸筒位移正弦性高，因此在满足测试误差的前提下可不安装编码器，而由软件在指定测试行程下计算减震器缸筒位移值，简化了装置，降低了成本，而且由于现场粉尘较多，工作条件恶劣，编码器易损坏，不采用编码器也直接提高了设备的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例的一种无编码器的摩托车减震器示功测试装置的硬件构成框图；

图2是本发明实施例的一种无编码器的摩托车减震器示功测试装置的测试方法流程图。

具体实施方式

为了加深理解对本发明的理解，下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，是本发明实施例的一种无编码器的摩托车减震器示功测试装置的硬件构成框图。该测试装置由一工位力传感器100、二工位力传感器110、一工位启动开关120、一工位计数传感器130、二工位启动开关140、二工位计数传感器150、滤波电路160、第一信号调理电路170、计算机180、PCI1711L板卡190、第二信号调理电路200、一工位变频器210、一工位电机220、一工位气动阀230、一工位夹紧气缸240、二工位变频器250、二工位电机260、二工位气动阀270和二工位夹紧气缸280组成；所述PCI1711L板卡190包括数/模转换模块191、数字量输出模块192和数字量输入模块193。所述一工位力传感器100、二工位力传感器110均通过所述滤波电路160与所述模/数转换模块191连接；所述一工位启动开关120、一工位计数传感器130、二工位启动开关140、二工位计数传感器150均通过所述第一信号调理电路170与所述数字量输入模块193连接；所述PCI1711L板卡190还与计算机180连接；所述数字量输出模块192与第二信号调理电路200连接；所述第二信号调理电路200通过所述一工位变频器210与所述一工位电机220连接，第二信号调理电路200还通过所述一工位气动阀230与所述一工位夹紧气缸240连接，第二信号调理电路200还通过所述二工位变频器250与所述二工位电机260连接，第二信号调理电路200还通过所述二工位气动阀270与所述二工位夹紧气缸280连接。

如图2所示是本发明实施例的一种无编码器的摩托车减震器示功测试装置的测试方法流程图，所述测试方法的步骤如下：

（1）步骤11初始化，设置测试模式、测试行程；

（2）步骤12两个启动开关信号经过第一信号调理电路，被PCI1711L板卡的数字量输入模块采集，如有启动信号，进入下一步；否则继续采集启动开关信号；

（3）步骤13计算机对两个计数传感器计数初值清零，PCI1711L板卡的数字量输出模块输出信号至第二信号调理电路使两个气动阀得电，夹紧气缸夹紧减震器；

（4）步骤14两个力传感器输出的电压信号经滤波电路后被PCI1711L板卡的数/模转换（AD）模块采集，输入至计算机中，计算机把采集到的电压信号换算成相应的力值；

（5）步骤15，PCI1711L板卡的数字量输出模块输出的信号经过第二信号调理电路控制两个变频器输出控制信号，分别控制对应的电机按设定转速运行；

（6）步骤16延时预设时间，使两个电机已达到设定转速，进入下一步；

（7）步骤17，PCI1711L板卡的数字量输入模块检测计数传感器是否有第n圈计数触发信号，如无，则继续检测，如有，则进入下一步，其中n为从1到13的自然数；

（8）步骤18对步骤（17）中两次触发之间的AD采样次数及对应AD值进行记录，导入相应数组；

（9）步骤19判别是否已到第13圈触发，如果没到，则返回到步骤（17），循环执行，如果已到，则进入下一步；

（10）步骤20判断是单速测试还是三速连续测试，如果是单速测试，则进入步骤（22），如果是三速连续测试，则进入步骤（21）；

（11）步骤21判断3次测试是否完成，如果没有完成，则返回到步骤（15），循环执行，如果已经完成3次测试，则进入步骤（22）；

（12）步骤22停止两个力传感器AD采样；

（13）步骤23两个变频器停止输出；

（14）步骤24进行数组整合并绘制示功曲线；

（15）步骤25延时预设的时间，以使两个电机完全停止；

（16）步骤26两个气动阀失电，对应的夹紧气缸松开减震器；

（17）步骤27询问是否结束测试，如果不是，则返回到步骤（120），等待进行下一个减震器的测试，如果是，则结束测试。

Claims (2)

1.一种无编码器的摩托车减震器示功测试装置，其特征是：由一工位力传感器、二工位力传感器、一工位启动开关、一工位计数传感器、二工位启动开关、二工位计数传感器、滤波电路、第一信号调理电路、计算机、PCI1711L板卡、第二信号调理电路、一工位变频器、一工位电机、一工位气动阀、一工位夹紧气缸、二工位变频器、二工位电机、二工位气动阀和二工位夹紧气缸组成；所述PCI1711L板卡包括数/模转换模块、数字量输出模块和数字量输入模块；所述一工位力传感器、二工位力传感器的输出端均通过所述滤波电路与所述模/数转换模块的输入端连接；所述一工位启动开关、一工位计数传感器、二工位启动开关、二工位计数传感器的输出端均通过所述第一信号调理电路与所述数字量输入模块的输入端连接；所述PCI1711L板卡还与计算机相互连接；所述数字量输出模块的输出端与第二信号调理电路的输入端连接；所述第二信号调理电路的输出端通过所述一工位变频器与所述一工位电机的输入端连接，第二信号调理电路的输出端还通过所述一工位气动阀与所述一工位夹紧气缸的输入端连接，第二信号调理电路的输出端还通过所述二工位变频器与所述二工位电机的输入端连接，第二信号调理电路的输出端还通过所述二工位气动阀与所述二工位夹紧气缸的输入端连接。

2.一种如权利要求1所述的一种无编码器的摩托车减震器示功测试装置的测试方法，其特征在于，控制步骤为：

（1）初始化，设置测试模式、测试行程；

（2）两个启动开关的启动信号分别经过第一信号调理电路，被PCI1711L板卡的数字量输入模块采集，如有启动信号，进入下一步；否则继续采集启动信号；

（3）计算机对两个计数传感器计数初值清零，PCI1711L板卡的数字量输出模块输出信号至第二信号调理电路使两个气动阀得电，两个气动阀分别驱动对应的夹紧气缸夹紧减震器；

（4）两个力传感器输出的电压信号经滤波电路后被PCI1711L板卡的数/模转换模块采集即AD采并输入至计算机中，计算机把采集到的电压信号换算成相应的力值；

（5）PCI1711L板卡的数字量输出模块输出的信号经过第二信号调理电路控制两个变频器输出控制信号，所述控制信号分别控制对应的电机按设定转速运行；

（6）延时预设时间，使两个电机已达到设定转速，进入下一步；

（7）PCI1711L板卡的数字量输入模块检测计数传感器是否有第n圈计数触发信号，如无，则继续检测，如有，则进入下一步，其中n为从1到13的自然数；

（8）对步骤（7）中两次触发之间的AD采样次数及对应AD值进行记录，导入相应数组；

（9）判别是否已到第13圈触发，如果没到，则返回到步骤（7），循环执行，如果已到，则进入下一步；

（10）判断是单速测试还是三速连续测试，如果是单速测试，则进入步骤（12），如果是三速连续测试，则进入步骤（11）；

（11）判断3次测试是否完成，如果没有完成，则返回到步骤（5），循环执行，如果已经完成3次测试，则进入步骤（12）；

（12）停止两个力传感器AD采样；

（13）两个变频器停止输出；

（14）进行数组整合并绘制示功曲线；

（15）延时预设的时间，以使两个电机完全停止；

（16）两个气动阀失电控制对应的夹紧气缸松开减震器；

（17）询问是否结束测试，如果不是，则返回到步骤（2），等待进行下一个减震器的测试，如果是，则结束测试。

Images