CN105588996B - 电动工具工况测试机和控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动工具工况测试机和控制系统,属于电动工具检测技术领域。它包括可竖直旋转的主台架，装夹设备、中央控制器、导向轨道、模拟压力负载装置和模拟扭矩装置，导向轨道设于主台架的台面上，装夹设备设于导向轨道上，模拟压力负载装置与主台架相对固定，并且模拟压力负载装置作用于装夹设备，模拟扭矩装置同样与主台架相对固定，当电动工具装夹在装夹设备上时，电动工具的头部落入模拟扭矩装置中，所述的模拟压力负载装置和模拟扭矩装置均与中央控制器电连接。该装置能模拟真实情况下的电动工具运行状态，尤其是对数据处理一块，可通过对比看出冲击位置压缩的最高效率，以及监控在何种状态下冲击力最大。

Description

电动工具工况测试机和控制系统
技术领域
本发明属于电动工具检测技术领域，特别涉及一种电动工具工况测试机和控制系统。
背景技术
电动工具在合格一项中需要测定其耐久性，现有的每一种类型的电动工具需要专门配对的测试台进行测试，测试需要一个耐久试验台和一个测试控制装置。
比如电锤的测试，现有装置包括一个装夹台，以及一个气缸模拟冲击负载，在电锤冲击跳动时，给予钻头轴向的作用力。以上的测试均在一个水平的测试台上进行，那么，它会有以下几个缺点：
1、现实使用中，电锤的工作角度不是一直水平的，它需要完成各种角度的冲击，因此现有装置没有使用角度调节测试的功能，对电锤的的基础测试其实是不完全的，电锤在角度调节以后，内部部件参数会在重力影响下发生变化，而现有设备是检测不到的。
2、采用了气缸模拟负载，但是电锤在冲击时是有距离的跳动的，传统的气缸既要保证给予压力的恒定，同时又要适应电锤的跳动，这样会使气缸内部气体来不及适应电锤的冲击变化，传统的气缸要保证一定的推力就须要气源压力的稳定，但是固定不变的气压却不能适应电锤高频次的往复冲击运动，并且容易施力过大，产生过冲现象。
3、关于装夹方面，只能适用特定的工具进行检查，不能多规格、多用途进行使用。
4、关于数据方面，得到的数据也只是一个负载的数据，不能模拟现实负载实时变化的情况，并且测试得到的数据也不多。而我们现在需要的是如何得到各个参数的峰值，比如电锤的冲击位置的压缩最高效率、什么时候冲击量最大等等，这些在现有设备上都是不具有的功能。
发明内容
本发明的目的是针对现有的电动工具测试存在的问题，而提供一种装夹方便，测试稳定，模拟测试效果更好的电动工具工况测试机和控制系统。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种电动工具工况测试机，它包括一个主台架、底架，主台架上设有装夹设备、测试设备和电源插座，所述电源插座同时与测试设备电连接，其特征在于，主台架与底架转动连接，主台架能在竖直面上旋转，测试设备包括中央控制器、导向轨道、模拟压力负载装置和模拟扭矩装置，所述的导向轨道设于主台架的台面上，所述的装夹设备设于导向轨道上，并能在导向轨道上自由前后移动，所述的模拟压力负载装置与主台架相对固定，并且模拟压力负载装置作用于装夹设备，推动装夹设备沿导向轨道移动，所述的模拟扭矩装置同样与主台架相对固定，当电动工具装夹在装夹设备上时，电动工具的头部落入模拟扭矩装置中，所述的模拟压力负载装置和模拟扭矩装置均与中央控制器电连接。
所述的模拟压力负载装置包括比例阀和恒压回流气缸，所述的比例阀连接外路气管，外路气管通过比例阀以后再进入恒压回流气缸，所述的恒压回流气缸的进气管和出气管通过一根管道连接，该管道上设有储气总阀，所述的储气总阀与比例阀连接，所述的恒压回流气缸的活塞杆与装夹设备连接，活塞杆上设有传感器用于检测活塞杆的行程和压力大小，所述的传感器与中央控制器反馈连接，中央控制器与比例阀连接，通过控制比例阀来控制恒压回流气缸的进气量。
所述的恒压回流气缸的活塞杆上设有弹性缓冲件，活塞杆通过弹性缓冲件与装夹设备连接。
所述的导向轨道包括设于主台架上的同步带和张紧同步带的同步轮，所述的装夹设备固定在同步带上，所述的模拟压力负载装置包括一个同轴连于其中一个同步轮上的扭矩电机，扭矩电机上设有扭矩传感器，主台架上设有行程传感器用于检测同步带的行程。
所述的装夹设备包括基座、前夹板、后夹板和开关拨指，所述的前夹板、后夹板均可拆卸连接在基座上，前夹板上设有电动工具头部穿过的通孔，通孔的內缘、后夹板的夹面上均设有减震垫。
所述的模拟扭矩装置包括主轴、编码器、扭矩传感器、磁粉控制器和抱刹气缸，所述编码器、扭矩传感器、磁粉控制器均设于主轴上，所述的主轴与电动工具的输出轴对接，主轴上设有凹槽，并在主轴的两侧设有上述的抱刹气缸，抱刹气缸的活塞杆与主轴径向平行，活塞杆的头部对应在凹槽上，所述的凹槽环形设于主轴上，并且凹槽由浅到深从主轴表面向轴心延续。
所述的主台架与底架铰接，并在铰接点连接一个翻转电机，翻转电机驱动主台架以铰接点为轴点转动。
一种用于控制电动工具工况测试机的系统，其特征在于，它包括中央控制器，中央控制器包括电参数监测模块、运行状态监测模块、反馈监测模块、运行设置模块、坐标轴图形模块、表格模块和导出模块，
电参数监测模块，用于显示电压、电流、运行功率和功率因数，显示的结果过输到坐标轴图形模块和表格模块中；
运行状态监测模块，用于显示运行次数、运行时间和间歇时间，显示的结果过输到坐标轴图形模块和表格模块中；
反馈监测模块，用于显示冲击功、装夹设备的移动行程、转速、冲击频率、动态扭矩、静态扭矩和峰值扭矩，显示的结果过输到坐标轴图形模块和表格模块中；
运行设置模块，包括用于设定每次通断电时间、运行次数和上下限电流，以及模拟压力负载的推力和模拟扭矩力；
坐标轴图形模块，将各时段的各种数据分类形成波形图；
表格模块，将各时段的各数据分类汇总成表格。
与现有技术相比，该装置能模拟真实情况下的电动工具运行状态，且具有多规格装夹电动工具的作用，尤其是对数据处理一块，可通过对比看出冲击位置压缩的最高效率，以及监控在何种状态下冲击力最大。可通过数据分析得知电动工具的设计是机械本身的问题或是电气的问题。
附图说明
图1是实施例1的结构示意图
图2是实施例2的结构示意图
图3是抱刹气缸与主轴的位置关系图
图4是实施例2中皮带、皮带轮和基座的位置关系图
图5是恒压回流气缸的气动示意图
图6是该发明的测试系统模块图
图中，1、底架；2、主台架；3、铰接点；4、磁粉控制器；5、抱刹气缸；6、扭矩传感器；7、编码器；8、六角套头；9、前夹板；10、后夹板；11、拨指；12、基座；13、滑杆；14、缓冲弹簧；15、恒压回流气缸；16、同步轮；17、同步带；18、主轴；19、凹槽；20、扭矩电机；21、减震垫；26、储气总阀；27、比例阀。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
图1所示，本发明包括一个主台架2、底架1，主台架2上设有装夹设备、中央控制器、模拟压力负载装置和模拟扭矩装置。还设有电源插座，电源插座连接中央控制器，模拟压力负载装置和模拟扭矩装置也连接中央控制器，当电锤接入电源插座后，其电参数信息即被中央控制器读取。模拟扭矩装置包括主轴18、编码器7、扭矩传感器6、磁粉控制器4和抱刹气缸5，所述编码器7、扭矩传感器6、磁粉控制器4均设于主轴18上，主轴18的外接处设有六角套头8，当电锤装夹在主台架2上时，电锤的机头输出轴对接在六角套头8中。图3所示，主轴18上设有凹槽19，并在主轴18的两侧设有抱刹气缸5，抱刹气缸5的活塞杆与主轴18径向平行，抱刹气缸5活塞杆的头部对应在凹槽19上，凹槽19环形设于主轴18上，并且凹槽19由浅到深从主轴18表面向轴心延续。抱刹气缸5能在主轴18高速旋转时突然将其固定，用于测试电锤的静态扭矩及其静态扭矩峰值。
模拟压力负载装置与主台架2相对固定，并且模拟压力负载装置作用于装夹设备上，可推动装夹设备移动，装夹设备的底部设有滑杆13，装夹设备套接在滑杆13上，滑杆13的杆向与电锤的冲击方向相同。在装夹设备装夹好之后，模拟压力负载装置给予装夹设备推力，模拟人的手压状态。
模拟压力负载装置包括比例阀27和恒压回流气缸15，图5所示，所述的比例阀27连接外路气管，外路气管通过比例阀27以后再进入恒压回流气缸15，所述的恒压回流气缸15的进气管和出气管通过一根管道连接，该管道上设有储气总阀26，储气总阀26与比例阀27连接，恒压回流气缸15的活塞杆与装夹设备连接，活塞杆上设有传感器用于检测活塞杆的行程和压力大小，所述的传感器与中央控制器反馈连接，中央控制器与比例阀27连接，通过控制比例阀27来控制恒压回流气缸15的进气量。恒压回流气缸15的活塞杆上设有缓冲弹簧14，活塞杆通过缓冲弹簧14与装夹设备连接。
装夹设备包括基座12、前夹板9、后夹板10和开关拨指11，所述的前夹板9、后夹板10均可拆卸连接在基座12上，前夹板9上设有电动工具头部穿过的通孔，通孔的內缘、后夹板10的夹面上均设有减震垫21。
该发明的主台架2与底架1能相对翻转，并通过以下方案实现：图1所示，主台架2与底架1铰接，并在铰接点3连接一个翻转电机，翻转电机驱动主台架2以铰接点3为轴点转动。
图6所示，该发明的控制系统包括中央控制器，中央控制器包括电参数监测模块、运行状态监测模块、反馈监测模块、运行设置模块、坐标轴图形模块、表格模块和导出模块，
电参数监测模块，用于显示电压、电流、运行功率和功率因数，显示的结果过输到坐标轴图形模块和表格模块中；
运行状态监测模块，用于显示运行次数、运行时间和间歇时间，显示的结果过输到坐标轴图形模块和表格模块中；
反馈监测模块，用于显示冲击功、装夹设备的移动行程(通过活塞杆上的传感器得到数据)、转速、冲击频率、动态扭矩、静态扭矩和峰值扭矩，显示的结果过输到坐标轴图形模块和表格模块中；
运行设置模块，包括用于设定每次通断电时间、运行次数和上下限电流，以及模拟压力负载的推力和模拟扭矩力；
坐标轴图形模块，将各时段的各种数据分类形成波形图；
表格模块，将各时段的各数据分类汇总成表格。
每次测试时，将通过运行设置模块设置每次通断电时间、运行次数、上下限电流，以及模拟压力负载的推力和模拟扭矩力，然后启动装置，测试时的瞬时电压、电流、运行功率、功率因素会反映在电参数监测模块中。而运行次数、运行时间、间歇时间会反映在运行状态监测模块中。冲击功、装夹设备的移动行程、转速、冲击频率、动态扭矩、静态扭矩、峰值扭矩会反映在反馈监测模块中，并由坐标轴图形模块和表格模块汇总，将各时段的数据记录，最后由导出模块输出数据。
实施例2
实施例2的基本结构与实施例1相同，其不同点在于，模拟压力负载装置不但包括实施例1中的恒压回流气缸15结构，还在主台架2上设有同步带17和张紧同步带17的同步轮16图2、图4所示，装夹设备固定在同步带17的其中一段上，所述的模拟压力负载装置还包括一个同轴连于其中一个同步轮16上的扭矩电机20，扭矩电机20上设有扭矩力传感器，主台架2上设有行程传感器用于检测同步带17的行程。用扭矩电机20的正反转可以快速的平衡电锤的震动冲击力。
联合实施例1和实施例2的结构不但能测试小型电动工具，同时也能测试冲击量较大的大型电动工具。所能测试的电动工具包括电锤、电镐、手枪钻、电动扳手等。

Claims (9)

1.一种电动工具工况测试机，它包括一个主台架(2)、底架(1)，主台架(2)上设有装夹设备、测试设备和电源插座，所述电源插座同时与测试设备电连接，主台架(2)与底架(1)转动连接，主台架(2)能在竖直面上旋转，测试设备包括中央控制器、导向轨道、模拟压力负载装置和模拟扭矩装置，所述的导向轨道设于主台架(2)的台面上，所述的装夹设备设于导向轨道上，并能在导向轨道上自由前后移动，所述的模拟压力负载装置与主台架(2)相对固定，并且模拟压力负载装置作用于装夹设备，推动装夹设备沿导向轨道移动，所述的模拟扭矩装置同样与主台架(2)相对固定，当电动工具装夹在装夹设备上时，电动工具的头部落入模拟扭矩装置中，所述的模拟压力负载装置和模拟扭矩装置均与中央控制器电连接,其特征在于，模拟压力负载装置包括比例阀(27)和恒压回流气缸(15)，比例阀(27)连接外路气管，恒压回流气缸(15)的活塞杆与装夹设备连接，比例阀(27)和恒压回流气缸(15)之间设有储气总阀(26)，所述的活塞杆上设有传感器用于检测活塞杆的行程和压力大小，所述的传感器与中央控制器反馈连接，中央控制器与比例阀(27)连接，通过控制比例阀(27)来控制恒压回流气缸(15)的进气量。
2.根据权利要求1所述的电动工具工况测试机，其特征在于，外路气管通过比例阀(27)以后再进入恒压回流气缸(15)，所述的恒压回流气缸(15)的进气管和出气管通过一根管道连接，该管道上设有储气总阀(26)，储气总阀(26)又与比例阀(27)连接。
3.根据权利要求2所述的电动工具工况测试机，其特征在于，所述的恒压回流气缸(15)的活塞杆上设有弹性缓冲件，活塞杆通过弹性缓冲件与装夹设备连接。
4.根据权利要求1所述的电动工具工况测试机，其特征在于，所述的导向轨道包括设于主台架(2)上的同步带(17)和张紧同步带(17)的同步轮(16)，所述的装夹设备固定在同步带(17)上，所述的模拟压力负载装置包括一个同轴连于其中一个同步轮(16)上的扭矩电机(20)，扭矩电机(20)上设有扭矩力传感器，主台架(2)上设有行程传感器用于检测同步带(17)的行程。
5.根据权利要求2或3所述的电动工具工况测试机，其特征在于，所述的导向轨道包括设于主台架(2)上的同步带(17)和张紧同步带(17)的同步轮(16)，所述的装夹设备固定在同步带(17)上，所述的模拟压力负载装置包括一个同轴连于其中一个同步轮(16)上的扭矩电机(20)，扭矩电机(20)上设有扭矩力传感器，主台架(2)上设有行程传感器用于检测同步带(17)的行程。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的电动工具工况测试机，其特征在于，所述的装夹设备包括基座(12)、前夹板(9)、后夹板(10)和开关拨指(11)，所述的前夹板(9)、后夹板(10)均可拆卸连接在基座(12)上，前夹板(9)上设有电动工具头部穿过的通孔，通孔的內缘、后夹板(10)的夹面上均设有减震垫(21)。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的电动工具工况测试机，其特征在于，所述的模拟扭矩装置包括主轴(18)、编码器(7)、扭矩传感器(6)、磁粉控制器(4)和抱刹气缸(5)，所述编码器(7)、扭矩传感器(6)、磁粉控制器(4)均设于主轴(18)上，所述的主轴(18)与电动工具的输出轴对接，主轴(18)上设有凹槽(19)，并在主轴(18)的两侧设有上述的抱刹气缸(5)，抱刹气缸(5)的活塞杆与主轴(18)径向平行，活塞杆的头部对应在凹槽(19)上，所述的凹槽(19)环形设于主轴(18)上，并且凹槽(19)由浅到深从主轴(18)表面向轴心延续。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的电动工具工况测试机，其特征在于，所述的主台架(2)与底架(1)铰接，并在铰接点(3)连接一个翻转电机，翻转电机驱动主台架(2)以铰接点(3)为轴点转动。
9.一种用于控制如权利要求1所述电动工具工况测试机的系统，其特征在于，它包括中央控制器，中央控制器包括电参数监测模块、运行状态监测模块、反馈监测模块、运行设置模块、坐标轴图形模块、表格模块和导出模块，
电参数监测模块，用于显示电压、电流、运行功率和功率因数，显示的结果过输到坐标轴图形模块和表格模块中；
运行状态监测模块，用于显示运行次数、运行时间和间歇时间，显示的结果过输到坐标轴图形模块和表格模块中；
反馈监测模块，用于显示冲击功、装夹设备的移动行程、转速、冲击频率、动态扭矩、静态扭矩和峰值扭矩，显示的结果过输到坐标轴图形模块和表格模块中；
运行设置模块，包括用于设定每次通断电时间、运行次数和上下限电流，以及模拟压力负载的推力和模拟扭矩力；
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