CN112014731A - 一种轮毂电机通用测试台及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮毂电机通用测试台及其系统，包括传感器固定支架(13)，在传感器固定支架(13)左端安装有与所述扭矩传感器(9)连接的传动轴，在所述传感器固定支架(13)右端固定安装有与所述扭矩传感器(9)连接的磁粉制动器(12)；在所述传动轴上固定安装有安装盘，在所述安装盘上固定安装有用于固定轮毂电机(4)外转子的压爪(2)；在所述传感器固定支架(13)左侧与所述传动轴同轴位置处可拆卸地安装有不同规格的用于固定所述轮毂电机(4)电机轴的电机轴伸固定架(5)。本发明可满足轮毂电机综合性能测试要求，通用性强，可实现不同厂家不同型号轮毂电机兼容测试，大大缩短了研发周期和节省了测试空间，降低了研发成本，提高测试系统利用率。

Description

一种轮毂电机通用测试台及其系统

技术领域

本发明涉及电机性能验证领域，尤其涉及一种轮毂电机通用测试台及其系统。

背景技术

相较于传统的伺服电机+减速机的底盘电机驱动方案，轮毂电机具有布局灵活，机械传动系统简单，重量轻，能获得更好的空间利用率等优势，轮毂电机替换传统方案是未来的趋势。轮毂电机性能稳定性对于整机行走稳定性至关重要，而不同厂家不同型号的轮毂电机性能也存在差异，为保证电机性能满足要求，需要对电机性能进行充分验证。

电机综合性能测试主要有输入功率、输入电压、输入电流、功率因数、输出功率、输出力矩、转速、低压启动、负载启动、电机温升、振动噪音等，需要搭建专业的测试台来完成。而现有的测试平台通常是用来测试传统的电机性能的，测试平台复杂、庞大，空间利用率低；轮毂电机属于外转子结构，常规的测试平台无法固定轮毂电机的同时对接扭矩传感器，对轮毂电机的兼容性较差，不同的轮毂电机需要设计不同的测试平台，通用性极低；测试项目有限，不能满足所有的测试项目需求，需要搭建多个平台协同合作。这些问题都不利于方案快速迭代、降低研发成本等目标实现。需要开发一款轮毂电机通用测试平台，可满足不同轮毂电机所有性能测试要求，并且结构简单、空间利用率高。

发明内容

发明目的：本发明针对上述不足，提出了一种轮毂电机通用测试台及其系统，简化测试系统结构，提高空间利用率，实现不同轮毂电机兼容性测试目的，大大缩短了研发周期和节省了测试空间，降低了研发成本。

技术方案：

一种轮毂电机通用测试台，包括用于固定安装扭矩传感器的传感器固定支架，在所述传感器固定支架左端通过轴承安装有传动轴，所述传动轴通过联轴器与所述扭矩传感器连接；在所述传感器固定支架右端固定安装有用于模拟负载的磁粉制动器，所述磁粉制动器通过联轴器与所述扭矩传感器连接；

在所述传动轴上固定安装有安装盘，在所述安装盘上设有若干用于固定轮毂电机外转子的压爪；

在所述传感器固定支架左侧竖直安装有电机固定支架，在所述电机固定支架顶部与所述传动轴同轴位置处可拆卸地安装有不同规格的用于固定所述轮毂电机电机轴的电机轴伸固定架。

在所述安装盘上位于所述压爪外还固定安装有压块，在所述压块中设置有螺孔，通过紧固螺栓穿过所述螺孔压紧所述压爪，进而压紧所述轮毂电机。

在所述安装盘上设有若干组位于不同直径处的压爪固定槽，每组所述压爪固定槽包括至少三个间隔设置在所述安装盘上相同直径处的压爪固定槽；所述压爪根据实际轮毂电机外转子直径固定安装在相应的压爪固定槽内。

在所述安装盘上的每个压爪固定槽外还设置有压块固定槽，在所述压块固定槽上固定安装压块。

所述压爪内侧面为弧形凹槽结构，在所述压爪内侧面的弧形凹槽内设有若干弧形肋条。

所述安装盘为三爪盘，所述三爪盘上沿径向向外延伸设有三个固定爪，三个所述固定爪均匀间隔设置，在三个所述固定爪上均相应设置有位于不同直径处的压爪固定槽。

所述电机轴伸固定架包括上固定架和下固定架；所述上固定架设有与所述轮毂电机电机轴形状相适配的下开槽，所述下固定架设有与所述轮毂电机电机轴形状相适配的上开槽，二者相互配合以将所述轮毂电机电机轴固定在所述电机轴伸固定架内，并固定在所述电机固定支架顶部。

所述上固定架的所述下开槽和所述下固定架的所述上开槽设计有不同的形状与大小，以适应不同轮毂电机电机轴的形状或直径。

所述传感器固定支架包括竖直固定在底板上的左、右支架以及用于固定连接以加强所述左、右支架连接的连接板；传动轴安装在所述左支架上，磁粉制动器安装在右支架上；

在所述传感器固定支架的左右支架顶部固定安装有扭矩传感器固定架，所述扭矩传感器固定安装在所述扭矩传感器固定架下方。

一种轮毂电机通用测试系统，包括：

前述轮毂电机通用测试台；

电机驱动器，与轮毂电机通信连接，并根据上位机的控制参数控制轮毂电机的启停；

张力控制器，与磁粉制动器通信连接，并根据上位机的控制参数控制磁粉制动器模拟实际负载；

上位机，分别与电机驱动器和张力控制器通信连接，并分别输出控制参数至电机驱动器和张力控制器；

扭矩功率仪，与扭矩传感器连接，并接收扭矩传感器采集的轮毂电机转动数据并实时显示。

有益效果：本发明可满足轮毂电机综合性能测试要求，通过与轮毂电机转轴配合的具有限位功能的电机轴伸固定架可有效固定轮毂电机转轴，同时与扭矩传感器联结，轮毂电机外转子自由转动，且通用性强，可实现不同厂家不同型号轮毂电机兼容测试，大大缩短了研发周期和节省了测试空间，降低了研发成本，提高测试系统利用率。

附图说明

图1为本发明的轮毂电机通用测试台的结构主视图。

图2为本发明的轮毂电机通用测试台的结构立体图。

图3为本发明的电机轴伸固定架的结构示意图。

图4为本发明的压爪的结构示意图。

其中，1为三爪盘，2为压块，3为压爪，31为弧形肋条，4为轮毂电机，5为电机轴伸固定架，51为上固定架，52为下固定架，53为下开槽，54为上开槽，6为卡爪轴，7为电机固定支架，8为扭矩传感器固定架，9为扭矩传感器，10为联轴器，11为轴承支座，12为磁粉制动器，13为传感器固定支架,14为连接板，15为底板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

图1、图2为本发明的轮毂电机通用测试台的结构示意图，如图1、2所示，本发明的轮毂电机通用测试台包括底板15、固定支架、三爪盘1、压爪3、压块2、电机轴伸固定架5、卡爪轴6、扭矩传感器固定架8、扭矩传感器9、联轴器10以及磁粉制动器12，固定支架包括电机固定支架7和传感器固定支架13，传感器固定支架13包括竖直固定在底板15上的左、右支架以及用于固定连接以加强左、右支架连接的连接板14；电机固定支架7竖直固定在底板15上位于传感器固定支架13的左支架左侧，在电机固定支架7顶部设有安装槽，并通过螺栓可拆卸地安装有电机轴伸固定架5，电机轴伸固定架5包括上固定架51和下固定架52，下固定架52设置在所述安装槽内，上固定架51设置在下固定架52上，并通过螺栓将二者固定安装在安装槽内；上固定架51设有与轮毂电机电机轴形状相适配的下开槽53，下固定架52设有与轮毂电机电机轴形状相适配的上开槽54，二者相互配合以将轮毂电机的电机轴固定在电机轴伸固定架5内，并通过螺栓固定在电机固定支架7顶部的安装槽内。在本发明中，所述电机轴伸固定架5设计有不同规格，即相应的上固定架51的下开槽53和下固定架52的上开槽54设计有不同的形状与大小，以适应不同电机轴的形状或直径，更换不同规格的电机轴伸固定架5实现不同轮毂电机测试的通用化，如图3所示。

在传感器固定支架13的左支架上与电机轴伸固定架5相应位置通过轴承支座11和轴承安装有卡爪轴6，卡爪轴6左端上固定安装有三爪盘1，在三爪盘1上沿径向向外延伸设有三个固定爪，三个固定爪均匀间隔设置，在三个固定爪上均设置有若干组位于不同直径处的压爪固定槽，每组压爪固定槽包括至少三个间隔设置在安装盘上相同直径处的压爪固定槽；通过设置的不同直径处的压爪固定槽以固定不同直径的电机外转子；所述固定槽通过螺栓固定有压爪3，所述压爪3内侧面为弧形凹槽结构，以匹配轮毂电机4外转子的形状；在本发明中，在所述压爪3内侧面的弧形凹槽内还设有若干弧形肋条31，以增加压爪3与轮毂电机4外转子之间的摩擦力，进而更加牢固的固定轮毂，如图4所示。

在本发明中，在三个固定爪上的每个压爪固定槽外设置有压块固定槽，在压块固定槽上通过M8螺钉固定安装有压块2，在压块2中间设置有螺孔，通过M12紧固螺栓穿过所述螺孔压紧压爪3，进而使得压爪3压紧轮毂电机4外转子。

在传感器固定支架13的左右支架顶部通过螺钉固定安装有扭矩传感器固定架8，在扭矩传感器固定架8上固定有扭矩传感器9，扭矩传感器9左端通过联轴器10与卡爪轴6固定连接，扭矩传感器9采集卡爪轴6的转动数据，即轮毂电机4外转子的转动数据。在本发明中，扭矩传感器固定架8的安装高度保证扭矩传感器9与轮毂电机4的电机轴同轴；在传感器固定支架13的右支架上与轮毂电机4的电机轴同轴安装有磁粉制动器12，扭矩传感器9右端通过联轴器10与磁粉制动器12固定连接，磁粉制动器12用来模拟负载，用于对轮毂电机4进行加载，本发明的轮毂电机4通过外设驱动器控制转动。本发明通过如此设计的电机固定支架7和传感器固定支架13，也可以通过设置电机固定支架7上安装电机轴的位置，可以有效保证扭矩传感器9、轮毂电机4、磁粉制动器12同轴度安装，避免由于安装不同轴问题引入偏心扭矩，造成测试误差；且整体结构刚强度好，可避免测试时引入振动，造成误差。

本发明还提供了一种轮毂电机通用测试系统，包括前述的轮毂电机通用测试台、电机驱动器、张力控制器、上位机以及扭矩功率仪，电机驱动器与轮毂电机通信连接，并根据上位机的控制参数控制轮毂电机的启停；张力控制器与磁粉制动器通信连接，并根据上位机的控制参数控制磁粉制动器模拟实际负载；上位机分别与电机驱动器和张力控制器通信连接，并分别输出控制参数至电机驱动器和张力控制器；扭矩功率仪与扭矩传感器连接，并接收扭矩传感器采集的轮毂电机转动数据并实时显示。

在本发明中，轮毂电机通过工装固定在轮毂电机通用测试台上，通过传动轴与扭矩传感器联结传递转动。通过上位机参数控制轮毂电机输出，再通过电机驱动器驱动轮毂电机，通过张力控制器调节磁粉制动器模拟实际负载，扭矩传感器通过联轴器与轮毂电机联结输出扭矩、转速、功率等，并通过扭矩功率仪实时显示。

在本发明中，通过在轮毂电机通用测试台上设置工装转接位置，可以根据不同待测轮毂电机更换不同测试工装，工装的更换不会影响测试数据；在轮毂电机通用测试台上安装轮毂电机时，轮毂电机通用测试台面具有锁紧功能，保证不会对台架造成过大扭力。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等)，这些等同变换均属于本发明的保护。

Claims (10)

1.一种轮毂电机通用测试台，其特征在于：包括用于固定安装扭矩传感器(9)的传感器固定支架(13)，在所述传感器固定支架(13)左端通过轴承安装有传动轴，所述传动轴通过联轴器与所述扭矩传感器(9)连接；在所述传感器固定支架(13)右端固定安装有用于模拟负载的磁粉制动器(12)，所述磁粉制动器(12)通过联轴器与所述扭矩传感器(9)连接；

在所述传动轴上固定安装有安装盘，在所述安装盘上设有若干用于固定轮毂电机(4)外转子的压爪(2)；

在所述传感器固定支架(13)左侧竖直安装有电机固定支架(7)，在所述电机固定支架(7)顶部与所述传动轴同轴位置处可拆卸地安装有不同规格的用于固定所述轮毂电机(4)电机轴的电机轴伸固定架(5)。

2.根据权利要求1所述的轮毂电机通用测试台，其特征在于：在所述安装盘上位于所述压爪(2)外还固定安装有压块(2)，在所述压块(2)中设置有螺孔，通过紧固螺栓穿过所述螺孔压紧所述压爪(3)，进而压紧所述轮毂电机(4)。

3.根据权利要求2所述的轮毂电机通用测试台，其特征在于：在所述安装盘上设有若干组位于不同直径处的压爪固定槽，每组所述压爪固定槽包括至少三个间隔设置在所述安装盘上相同直径处的压爪固定槽；所述压爪(3)根据实际轮毂电机(4)外转子直径固定安装在相应的压爪固定槽内。

4.根据权利要求3所述的轮毂电机通用测试台，其特征在于：在所述安装盘上的每个压爪固定槽外还设置有压块固定槽，所述压块(2)固定安装在所述压块固定槽内。

5.根据权利要求1所述的轮毂电机通用测试台，其特征在于：所述压爪(3)内侧面为弧形凹槽结构，在所述压爪(3)内侧面的弧形凹槽内设有若干弧形肋条(31)。

6.根据权利要求1所述的轮毂电机通用测试台，其特征在于：所述安装盘为三爪盘(1)，所述三爪盘(1)上沿径向向外延伸设有三个固定爪，三个所述固定爪均匀间隔设置，在三个所述固定爪上均相应设置有位于不同直径处的压爪固定槽。

7.根据权利要求1所述的轮毂电机通用测试台，其特征在于：所述电机轴伸固定架(5)包括上固定架(51)和下固定架(52)；所述上固定架(51)设有与所述轮毂电机(4)电机轴形状相适配的下开槽(53)，所述下固定架(52)设有与所述轮毂电机(4)电机轴形状相适配的上开槽(54)，二者相互配合以将所述轮毂电机(4)电机轴固定在所述电机轴伸固定架(5)内，并固定在所述电机固定支架(7)顶部。

8.根据权利要求7所述的轮毂电机通用测试台，其特征在于：所述上固定架(51)的所述下开槽(53)和所述下固定架(52)的所述上开槽(54)设计有不同的形状与大小，以适应不同轮毂电机(4)电机轴的形状或直径。

9.根据权利要求1所述的轮毂电机通用测试台，其特征在于：所述传感器固定支架(13)包括竖直固定在底板(15)上的左、右支架以及用于固定连接以加强所述左、右支架连接的连接板(14)；传动轴安装在所述左支架上，磁粉制动器(12)安装在右支架上；

在所述传感器固定支架(13)的左右支架顶部固定安装有扭矩传感器固定架(8)，所述扭矩传感器(9)固定安装在所述扭矩传感器固定架(8)下方。

10.一种采用权利要求1～9任一轮毂电机通用测试台的轮毂电机通用测试系统，其特征在于：包括：

权利要求1～9任一的轮毂电机通用测试台；

电机驱动器，与轮毂电机通信连接，并根据上位机的控制参数控制轮毂电机的启停；

张力控制器，与磁粉制动器通信连接，并根据上位机的控制参数控制磁粉制动器模拟实际负载；

上位机，分别与电机驱动器和张力控制器通信连接，并分别输出控制参数至电机驱动器和张力控制器；

扭矩功率仪，与扭矩传感器连接，并接收扭矩传感器采集的轮毂电机转动数据并实时显示。

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