CN108426661B - 驱动电机轴向力的检测装置、检测方法及数据处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种驱动电机轴向力的检测装置、检测方法及数据处理设备，涉及电机检测技术领域，所述检测装置包括：推力轴承，套设在待检测的驱动电机的电机轴上，且与所述电机轴的一台阶面相抵接；固定盖板，套设在所述推力轴承上，且与待检测的驱动电机的电机端盖固定连接；至少两个压力施加元件，安装在所述固定盖板上，围绕所述电机轴均匀分布，且每一所述压力施加元件均与所述推力轴承抵接，用于向所述推力轴承施加平行于所述电机轴的轴心方向的抵压力；至少两个压力传感器，设置在所述推力轴承与所述压力施加元件之间。本发明的方案，降低了轴向力检测的成本，保障了驱动电机的可靠性，延长了驱动电机的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于电机检测技术领域，尤其是涉及一种驱动电机轴向力的检测装置、检测方法及数据处理设备。
背景技术
在汽车生产制造过程中，车用驱动电机在生产制造环节中，由于加工、装配误差，可能造成驱动电机产生轴向力，而严重的轴向力将造成轴承的损坏，导致驱动电机的寿命缩短，因此，需要检测试验样机的轴向力产生来源，从而实现在设计源头采取手段，减少轴向力的产生可能性。
现有技术中，一般采用直线伺服电机，通过被测电机轴与直线伺服电机机械对接，当被测电机运行起来后，通过力的传递，可以利用伺服电机收获轴向力的大小及方向，或者，采用力矩传感器进行测试，如常见的AVL电机测试台架，其传感器非常精密；但是，以上两种方式的检测费用都较高。因此需要研发一种检测费用低且操作简单的一种检测驱动电机轴向力的方式。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种驱动电机轴向力的检测装置、检测方法及数据处理设备，从而解决现有技术中检测驱动电机轴向力的方式成本高，检测过程复杂的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种驱动电机轴向力的检测装置，包括：
推力轴承，套设在待检测的驱动电机的电机轴上，且与所述电机轴的一台阶面相抵接；
固定盖板，套设在所述推力轴承上，且与待检测的驱动电机的电机端盖固定连接；
至少两个压力施加元件，安装在所述固定盖板上，围绕所述电机轴均匀分布，且每一所述压力施加元件均与所述推力轴承抵接，用于向所述推力轴承施加平行于所述电机轴的轴心方向的抵压力；
至少两个压力传感器，设置在所述推力轴承与所述压力施加元件之间。
其中，所述驱动电机轴向力的检测装置还包括：
数据处理器，与所述压力传感器电连接，用于根据所述压力传感器输出的电信号计算待检测的驱动电机的轴向力。
其中，所述压力传感器为电阻式压力传感器。
其中，所述驱动电机轴向力的检测装置还包括：
至少两个欧姆表，其中，所述欧姆表与所述压力传感器一一对应电连接，且每一所述欧姆表均与所述数据处理器电连接。
其中，所述固定盖板上设置有多个第一安装孔，所述第一安装孔的轴心线与所述电机轴的轴心线垂直，所述压力传感器通过穿设于所述第一安装孔的线束与所述欧姆表电连接。
其中，所述固定盖板上设置有用于安装所述推力轴承的安装槽，以及用于安装所述压力施加元件的第二安装孔，其中所述安装槽与所述第二安装孔相连通。
其中，所述电机轴与所述推力轴承之间采用过渡配合或者过盈配合。
本发明实施例还提供一种驱动电机轴向力的检测方法，所述检测方法采用如上所述的检测装置，包括：
通过所述压力传感器获取每一所述压力施加元件向所述推力轴承施加的抵压力，调节每一所述压力施加元件向所述推力轴承施加的抵压力，使每一所述压力施加元件向所述推力轴承施加的抵压力为第一压力值；
驱动待检测的驱动电机的电机轴转动，并在转动预设时长后，获取每一所述压力传感器所检测的第二压力值；
根据所述第一压力值和每一所述压力传感器所检测的第二压力值，获取所述驱动电机的轴向力。
其中，所述第一压力值为所述压力传感器满量程时所对应的压力值的二分之一。
其中，通过所述压力传感器获取每一所述压力施加元件向所述推力轴承施加的抵压力的步骤包括：
获取所述压力传感器当前输出的第一电信号；
根据预先存储的电信号与压力值的对应关系表，获取所述第一电信号所对应的压力值，其中，所述第一电信号所对应的压力值为所述压力施加元件当前向所述推力轴承施加的抵压力值。
其中，获取每一所述压力传感器所检测的第二压力值的步骤包括：
获取所述压力传感器当前输出的第二电信号；
根据预先存储的电信号与压力值的对应关系表，获取所述第二电信号所对应的所述第二压力值。
其中，所述根据所述第一压力值和每一所述压力传感器所检测的第二压力值，获取所述驱动电机的轴向力的步骤包括：
获取每一所述压力传感器的第二压力值与所述第一压力值的差值；
根据所述差值确定所述驱动电机的轴向力的方向和所述驱动电机的轴向力值。
其中，根据所述差值确定所述驱动电机的轴向力的方向的步骤包括：
当每一所述差值均大于零时，确定所述轴向力的方向为沿所述电机轴的轴线由所述电机端盖向所述固定盖板延伸的第一方向；当每一所述差值均小于零时，确定所述轴向力的方向为与所述第一方向相反的第二方向。
其中，根据所述差值确定所述驱动电机的轴向力值的步骤包括：
获取每一所述压力传感器的第二压力值与所述第一压力值的差值的总和；
根据所述总和，获取所述驱动电机的轴向力值。
本发明实施例还提供一种数据处理设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的驱动电机轴向力的检测方法中的步骤。
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：
本发明通过在待检测的驱动电机的电机轴上套设推力轴承，并设置多个压力传感器，通过所述压力传感器采集推力轴承的轴向力，从而确定待检测的驱动电机的轴向力，实现了利用简易设备对驱动电机轴向力的检测，降低了轴向力检测的成本，简化了轴向力检测的步骤；根据检测到的轴向力，通过控制各尺寸的公差，检测驱动电机在几个主要轴向尺寸链的不同公差下产生的轴向力大小，积累数据，从而控制批量电机的尺寸公差，使得批量生产的驱动电机无轴向力或轴向力较小，从而降低轴向力对驱动电机的轴承的损坏，增加驱动电机的寿命。
附图说明
图1为本发明实施例的驱动电机轴向力的检测装置的示意图；
图2为本发明实施例的驱动电机轴向力的检测方法的基本步骤的示意图。
附图标记说明：
1-电机轴，2-推力轴承，3-固定盖板，4-压力传感器，5-压力施加元件，6-电机端盖。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明实施例针对现有技术中检测驱动电机轴向力的设备昂贵且检测过程复杂的问题，提供一种驱动电机轴向力的检测装置、检测方法及数据处理设备，从而实现了采用简易装置对驱动电机的轴向力进行检测，降低了检测成本且简化了检测过程。
如图1所示，本发明的一实施例提供了一种驱动电机轴向力的检测装置，包括：
推力轴承2，套设在待检测的驱动电机的电机轴1上，且与所述电机轴1的一台阶面相抵接；
固定盖板3，套设在所述推力轴承2上，且与待检测的驱动电机的电机端盖6固定连接；
至少两个压力施加元件5，安装在所述固定盖板3上，围绕所述电机轴1均匀分布，且每一所述压力施加元件5均与所述推力轴承2抵接，用于向所述推力轴承2施加平行于所述电机轴1的轴心方向的抵压力；
至少两个压力传感器4，设置在所述推力轴承2与所述压力施加元件5之间。
具体的，所述推力轴承2为双向推力球轴承，其中，所述推力球轴承的左座圈与所述电机轴1的台阶面贴合，所述固定盖板3套设在所述推力球轴承的右座圈上，且所述压力施加元件5与所述右座圈抵接，所述压力传感器4沿所述右座圈的周圆均匀设置，且设置在所述压力传感器4和所述压力施加元件5之间。其中，所述压力施加元件5施加在所述压力传感器4的抵接力为固定值，在驱动电机转动过程中，所述电机轴1通过所述推力轴承2向所述压力传感器4传递轴向力。
这里，需要说明的是，在所述驱动电机轴向力的检测装置中设置所述压力施加元件5，使得所述压力传感器4的初始状态为所述压力传感器4的满量程的二分之一，从而便于根据所述压力传感器4采集到的压力值确定所述轴向力的方向。
进一步的，所述驱动电机轴向力的检测装置还包括：数据处理器，与所述压力传感器4电连接，用于根据所述压力传感器4输出的电信号计算待检测的驱动电机的轴向力。所述数据处理器根据接收到的各所述压力传感器4发送的电信号，以及预先存储的电信号与压力值的对应关系表，计算所述轴向力，提高了轴向力的检测效率。
较优的，所述压力传感器4为电阻式压力传感器。所述数据处理器根据所述压力传感器4输出的电阻值能够简单快捷的进行轴向力的计算。当然，所述压力传感器4还可以为压电式压力传感器或其他。
其中，当所述压力传感器4为电阻式压力传感器时，所述驱动电机轴向力的检测装置还包括：至少两个欧姆表，其中，所述欧姆表与所述压力传感器4一一对应电连接，且每一所述欧姆表均与所述数据处理器电连接。这里，需要说明的是，所述欧姆表的数量与所述压力传感器4的数量相同，且所述欧姆表与所述压力传感器4一一对应的电连接，用于分别获取所述压力传感器4的电阻值。并将所述压力传感器4的电阻值输出至所述数据处理器。
所述压力传感器4与所述欧姆表的连接方式具体为，所述固定盖板3上设置有多个第一安装孔，所述第一安装孔的轴心线与所述电机轴1的轴心线垂直，所述压力传感器4通过穿设于所述第一安装孔的线束与所述欧姆表电连接。
具体的，所述固定盖板3上设置有用于安装所述推力轴承2的安装槽，所述推力轴承2的右座圈安装在所述安装槽内；所述固定盖板3上设置有用于安装所述压力施加元件5的第二安装孔，其中所述安装槽与所述第二安装孔相连通，且所述安装槽和所述第二安装孔的轴心线均平行于所述电机轴1的轴心线。
如图1所述，所述固定盖板3的边缘上还设置有安装边，所述安装边上设置有螺栓安装孔，所述固定盖板3通过穿设于所述螺栓安装孔的螺栓与所述电机端盖6固定连接。
具体的，所述电机轴1与所述推力轴承2之间采用过渡配合或者过盈配合，从而方便所述推力轴承2的安装与拆卸，同时避免在检测过程中，由于受到轴向力导致所述推力轴承2倾斜，使得检测结果不准确。
本发明实施例的所述驱动电机轴向力的检测装置，实现了低成本且简单快捷的检测驱动电机的轴向力，解决了现有技术中检测驱动电机的轴向力的设备昂贵，检测过程复杂的问题，同时实现了在设计源头采取技术手段，减少了驱动电机轴向力产生的可能性。
如图2所示，本发明实施例还提供一种驱动电机轴向力的检测方法，其中，所述检测方法采用如上所述的检测装置，所述检测方法包括：
步骤21，通过所述压力传感器4获取每一所述压力施加元件5向所述推力轴承2施加的抵压力，调节每一所述压力施加元件5向所述推力轴承2施加的抵压力，使每一所述压力施加元件5向所述推力轴承2施加的抵压力为第一压力值；
步骤22，驱动待检测的驱动电机的电机轴1转动，并在转动预设时长后，获取每一所述压力传感器4所检测的第二压力值；
步骤23，根据所述第一压力值和每一所述压力传感器4所检测的第二压力值，获取所述驱动电机的轴向力。
其中，所述第一压力值为所述压力传感器4满量程时所对应的压力值的二分之一，这里，在初始状态时，将所述压力传感器4设置为半量程状态，从而实现了在所述驱动电机转动过程中，根据所述压力传感器4检测的压力值与初始状态的压力值，确定所述轴向力的方向。
具体的，所述步骤21中，通过所述压力传感器4获取每一所述压力施加元件5向所述推力轴承2施加的抵压力的具体步骤包括：
获取所述压力传感器4当前输出的第一电信号；
根据预先存储的电信号与压力值的对应关系表，获取所述第一电信号所对应的压力值，其中，所述第一电信号所对应的压力值为所述压力施加元件5当前向所述推力轴承2施加的抵压力值。
其中，当所述压力传感器4为电阻式压力传感器时，所述欧姆表监测所述压力传感器4输出的第一电信号，并将所述第一电信号输出至所述数据处理器；其中，所述数据处理器中预先存储有电信号与压力值的对应关系表，所述数据处理器根据所述对应关系表获取与所述第一电信号相对应的压力值。
具体的，所述步骤22包括：
获取所述压力传感器4当前输出的第二电信号；
根据预先存储的电信号与压力值的对应关系表，获取所述第二电信号所对应的所述第二压力值。
其中，所述步骤22中获取所述第二压力值的过程与步骤21中获取所述第一压力值的过程类似，在此，不再赘述。
具体的，所述步骤23包括：
获取每一所述压力传感器4的第二压力值与所述第一压力值的差值；
根据所述差值确定所述驱动电机的轴向力的方向和所述驱动电机的轴向力值。
其中，根据所述差值确定所述驱动电机的轴向力的方向的步骤包括：当每一所述差值均大于零时，确定所述轴向力的方向为沿所述电机轴的轴线由所述电机端盖6向所述固定盖板3延伸的第一方向；当每一所述差值均小于零时，确定所述轴向力的方向为与所述第一方向相反的第二方向。
其中，根据所述差值确定所述驱动电机的轴向力值的步骤包括：获取每一所述压力传感器的第二压力值与所述第一压力值的差值的总和；根据所述总和，获取所述驱动电机的轴向力值。
本发明实施例以所述驱动电机轴向力的检测装置为硬件基础，通过采用上述驱动电机轴向力的检测方法实现了快捷方便的对所述驱动电机的轴向力的检测，降低了轴向力检测的成本，减少了所述驱动电机产生轴向力的可能性，从而保障了所述驱动电机的可靠性，延长了所述驱动电机的使用寿命。
本发明实施例还提供一种数据处理设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的驱动电机轴向力的检测方法中的步骤。其中，所述数据处理设备起到了所述驱动电机轴向力的检测装置的数据处理器的作用，用于根据所述压力传感器4的电信号计算所述驱动电机的轴向力。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种驱动电机轴向力的检测装置，其特征在于，包括：
推力轴承(2)，套设在待检测的驱动电机的电机轴(1)上，且与所述电机轴(1)的一台阶面相抵接；
固定盖板(3)，套设在所述推力轴承(2)上，且与待检测的驱动电机的电机端盖(6)固定连接；
至少两个压力施加元件(5)，安装在所述固定盖板(3)上，围绕所述电机轴(1)均匀分布，且每一所述压力施加元件(5)均与所述推力轴承(2)抵接，用于向所述推力轴承(2)施加平行于所述电机轴(1)的轴心方向的抵压力；
至少两个压力传感器(4)，设置在所述推力轴承(2)与所述压力施加元件(5)之间；
其中，所述压力施加元件(5)，施加的抵压力使得所述压力传感器(4)的初始状态为所述压力传感器(4)的满量程的二分之一，用于根据所述压力传感器(4)采集到的压力值确定所述轴向力的方向。
2.根据权利要求1所述的驱动电机轴向力的检测装置，其特征在于，所述驱动电机轴向力的检测装置还包括：
数据处理器，与所述压力传感器(4)电连接，用于根据所述压力传感器(4)输出的电信号计算待检测的驱动电机的轴向力。
3.根据权利要求2所述的驱动电机轴向力的检测装置，其特征在于，所述压力传感器(4)为电阻式压力传感器。
4.根据权利要求3所述的驱动电机轴向力的检测装置，其特征在于，所述驱动电机轴向力的检测装置还包括：
至少两个欧姆表，其中，所述欧姆表与所述压力传感器(4)一一对应电连接，且每一所述欧姆表均与所述数据处理器电连接。
5.根据权利要求4所述的驱动电机轴向力的检测装置，其特征在于，所述固定盖板(3)上设置有多个第一安装孔，所述第一安装孔的轴心线与所述电机轴(1)的轴心线垂直，所述压力传感器(4)通过穿设于所述第一安装孔的线束与所述欧姆表电连接。
6.根据权利要求1所述的驱动电机轴向力的检测装置，其特征在于，所述固定盖板(3)上设置有用于安装所述推力轴承(2)的安装槽，以及用于安装所述压力施加元件(5)的第二安装孔，其中所述安装槽与所述第二安装孔相连通。
7.根据权利要求1所述的驱动电机轴向力的检测装置，其特征在于，所述电机轴(1)与所述推力轴承(2)之间采用过渡配合或者过盈配合。
8.一种驱动电机轴向力的检测方法，其特征在于，所述检测方法采用权利要求1所述的检测装置，包括：
通过所述压力传感器(4)获取每一所述压力施加元件(5)向所述推力轴承(2)施加的抵压力，调节每一所述压力施加元件(5)向所述推力轴承(2)施加的抵压力，使每一所述压力施加元件(5)向所述推力轴承(2)施加的抵压力为第一压力值；
驱动待检测的驱动电机的电机轴(1)转动，并在转动预设时长后，获取每一所述压力传感器(4)所检测的第二压力值；
根据所述第一压力值和每一所述压力传感器所检测的第二压力值，获取所述驱动电机的轴向力；
其中，所述根据所述第一压力值和每一所述压力传感器所检测的第二压力值，获取所述驱动电机的轴向力的步骤包括：
获取每一所述压力传感器(4)的第二压力值与所述第一压力值的差值；
根据所述差值确定所述驱动电机的轴向力的方向和所述驱动电机的轴向力值；
根据所述差值确定所述驱动电机的轴向力的方向的步骤包括：
当每一所述差值均大于零时，确定所述轴向力的方向为沿所述电机轴的轴线由所述电机端盖(6)向所述固定盖板(3)延伸的第一方向；当每一所述差值均小于零时，确定所述轴向力的方向为与所述第一方向相反的第二方向。
9.根据权利要求8所述的驱动电机轴向力的检测方法，其特征在于，所述第一压力值为所述压力传感器(4)满量程时所对应的压力值的二分之一。
10.根据权利要求8所述的驱动电机轴向力的检测方法，其特征在于，通过所述压力传感器(4)获取每一所述压力施加元件(5)向所述推力轴承(2)施加的抵压力的步骤包括：
获取所述压力传感器(4)当前输出的第一电信号；
根据预先存储的电信号与压力值的对应关系表，获取所述第一电信号所对应的压力值，其中，所述第一电信号所对应的压力值为所述压力施加元件(5)当前向所述推力轴承(2)施加的抵压力值。
11.根据权利要求8所述的驱动电机轴向力的检测方法，其特征在于，获取每一所述压力传感器(4)所检测的第二压力值的步骤包括：
获取所述压力传感器(4)当前输出的第二电信号；
根据预先存储的电信号与压力值的对应关系表，获取所述第二电信号所对应的所述第二压力值。
12.根据权利要求8所述的驱动电机轴向力的检测方法，其特征在于，根据所述差值确定所述驱动电机的轴向力值的步骤包括：
获取每一所述压力传感器的第二压力值与所述第一压力值的差值的总和；
根据所述总和，获取所述驱动电机的轴向力值。
13.一种数据处理设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求8至12中任一项所述的驱动电机轴向力的检测方法中的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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