CN112729638B - 一种步进电机输出力矩的检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种步进电机输出力矩的检测设备，包括机架、旋转盘、若干个步进电机驱动器、分离机构、若干个力矩检测单元和出料机构；旋转盘设置在机架上；力矩检测单元和步进电机驱动器均设置在旋转盘上，力矩检测单元用于安装步进电机，并与步进电机驱动器连接；出料机构设置在机架上，并位于旋转盘侧部；分离机构位于出料机构上方；工作时，分离机构将完成输出力矩检测的步进电机与力矩检测单元进行分离，使得步进电机落至出料机构，实现自动分料。本发明可实现快速、准确对批量的步进电机的输出力矩进行检测，并对输出力矩检测为合格或不合格的步进电机进行自动分类出料，可有效避免发生漏检及误检的情况，从而提高检测效率和检测准确性。

Description

一种步进电机输出力矩的检测设备

技术领域

本发明涉及电机检测技术领域，更具体地说，涉及一种步进电机输出力矩的检测设备。

背景技术

步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。由于步进电机具有结构简单、输出力矩大、精确高和价格低廉的特点，因此被广泛应用于家电、卫浴、安防、智能家具等的位置驱动控制等场合。

因应用场合对步进电机输出力矩要求很高，并要精准又要可靠，因此生产过程必须对步进电机输出力矩进行检测。现阶段，步进电机输出力矩检测大多采用人工检测的方式，人工需要以目测的方式检验步进电机输出力矩的大小，该方式不仅使得人工劳动强度大，检测效率低，而且容易主观性强导致检测准确率低，难以保证步进电机生产的质量。另外，当步进电机大批量生产检测时，需同时对几十个步进电机进行力矩检测，不可避免的发生人工漏检和误检的问题，致使输出力矩不合格的步进电机流入市场，导致步进电机使用故障，从而无法达到检全和检准的效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种步进电机输出力矩的检测设备，该检测设备可实现快速、准确对批量的步进电机的输出力矩进行检测，并有效避免发生漏检及误检的情况，从而提高检测效率和检测准确性。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种步进电机输出力矩的检测设备，其特征在于：包括机架、旋转盘、若干个步进电机驱动器、分离机构、若干个力矩检测单元和出料机构；所述旋转盘设置在机架上；所述力矩检测单元和步进电机驱动器均设置在旋转盘上，力矩检测单元用于安装步进电机，并与步进电机驱动器连接；所述出料机构设置在机架上，并位于旋转盘侧部；所述分离机构位于出料机构上方；工作时，分离机构将完成输出力矩检测的步进电机与力矩检测单元进行分离，使得步进电机落至出料机构，实现自动分料。

在上述方案中，本发明若干个力矩检测单元可用于安装需进行输出力矩检测的步进电机，当步进电机驱动器驱动步进电机工作时，若干个力矩检测单元可同时对批量的通电的步进电机实现输出力矩的检测。而旋转盘将输出力矩检测为合格的步进电机旋转或检测为不合格的步进电机旋转，并与出料机构相对，此时，分离机构将输出力矩检测后的步进电机与力矩检测单元进行分离，使得步进电机落至出料机构，实现自动分料。该检测设备可实现快速、准确对批量的步进电机的输出力矩进行检测，并对输出力矩检测为合格或输出力矩检测为不合格的步进电机进行自动分类出料，可有效避免发生漏检及误检的情况，从而提高检测效率和检测准确性。

每个力矩检测单元包括固定座、分离板、砝码、力矩盘、用于检测砝码位置的传感器、用于吸附步进电机的磁力柱以及与步进电机输出轴连接的连接器；所述分离板与固定座可相对移动；所述连接器依次穿设在固定座和分离板上，所述连接器包括连接轴，连接轴与步进电机输出轴连接；所述力矩盘设置在连接器上，并通过缠绕线与砝码连接；所述传感器设置在固定座上，并与砝码相对；工作时，将砝码的重量与通电的步进电机输出力矩进行比较，并通过传感器对通电的步进电机输出的力矩进行检测。

本发明通电的步进电机带动力矩盘转动时，步进电机通电时即产生一输出力矩，同时砝码会形成一反力矩，当步进电机输出力矩大于砝码反力矩时，则可判定步进电机输出力矩合格。而砝码的选择可根据检测的步进电机进行选择。该力矩检测单元结构简单，可快速、有效对步进电机输出力矩进行检测，大大降低人工检测的劳动强度，从而提高步进电机的生产质量。

所述固定座上设置有与步进电机驱动器连接的步进电机驱动接口；所述步进电机驱动接口与步进电机的连接线连接，实现步进电机驱动器驱动步进电机。

所述分离板与固定座可相对移动是指：每个力矩检测单元还包括连接柱和直线轴承；所述连接柱一端与分离板固定连接，另一端通过直线轴承与固定座连接，分离板通过连接柱实现与固定座的可相对移动。本发明还具有对完成检测的步进电机进行分离出料的作用，从而大大提高实用性。

每个力矩检测单元还包括用于使得分离板复位的分离复位弹簧；所述分离复位弹簧套设在连接柱上，一端与连接柱远离分离板的端部相抵，另一端与固定座相抵。

所述磁力柱设置在固定座上。磁力柱可对步进电机的外壳进行吸附，这样可提高步进电机检测时的稳固性，当分离板移动分离时，磁力柱对步进电机无吸附效果。

所述连接器还包括连接器外套；所述连接轴设置在连接器外套内部，连接轴由若干根与步进电机输出轴卡接的轴体组成；所述轴体排列形成梅花状的连接轴。该设计可稳固的锁住步进电机输出轴。

所述连接器还包括用于使得连接轴复位的连接轴复位组件；所述连接轴复位组件包括连接轴复位套和连接轴复位弹簧；所述连接轴复位套与连接器外套连接；所述连接轴复位弹簧一端与连接轴复位套相抵，另一端与连接轴相抵。

所述连接器还包括单向轴承；所述力矩盘通过单向轴承设置在连接器上。本发明的力矩盘与单向轴承可组成单向制动机构。

所述出料机构为出料滑道；所述出料滑道倾斜设置在机架上，并与旋转盘相对接；

所述分离机构包括推动气缸、架体和用于检测力矩检测单元位置的传感组件；所述架体横架于出料滑道上方并设置在机架上；所述推动气缸和传感组件均安装在架体上；工作时，当传感组件检测到力矩检测单元，则控制推动气缸推动分离板，使得输出力矩检测合格的步进电机脱离连接器，步进电机落至出料滑道，实现自动分料；或者，当传感组件检测到力矩检测单元，则控制推动气缸推动分离板，使得输出力矩检测不合格的步进电机脱离连接器，步进电机落至出料滑道，实现自动分料。

本发明步进电机输出力矩的检测设备的工作原理：

步进电机输出力矩检测过程中，将每个步进电机与每个力矩检测单元的连接轴卡接，此时，每个力矩检测单元的磁力柱吸附步进电机的外壳，步进电机的连接线的插头与步进电机驱动接口连接。当步进电机驱动器驱动时，每个通电的步进电机带动力矩盘转动，步进电机通电时即产生一输出力矩，同时砝码会形成一反力矩，当步进电机输出力矩大于砝码反力矩时，则可判定步进电机输出力矩合格。

对于输出力矩检测为合格或不合格的步进电机，可通过旋转盘依次转动，并与出料滑道相对。推动气缸推动分离板，带动分离板做直线运动，使得步进电机脱离磁力柱的吸附，并与连接器脱离，此时，步进电机的连接线也与步进电机驱动接口脱离，步进电机落至出料滑道，从而实现合格或不合格的步进电机自动分料。

与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：本发明步进电机输出力矩的检测设备可实现快速、准确对批量的步进电机的输出力矩进行检测，并对输出力矩检测为合格或不合格的步进电机进行自动分类出料，可有效避免发生漏检及误检的情况，从而提高检测效率和检测准确性。

附图说明

图1是本发明步进电机输出力矩的检测设备的示意图；

图2是本发明步进电机输出力矩的检测设备中力矩检测单元的示意图一；

图3是本发明步进电机输出力矩的检测设备中力矩检测单元的示意图二（砝码未图示）；

图4是本发明检测设备中分离板未分离状态示意图；

图5是本发明检测设备中分离板分离状态示意图；

图6是本发明检测设备中连接器与步进电机连接的示意图；

图7是本发明检测设备中连接器与步进电机连接的内部示意图；

图8是本发明检测设备中分离机构、力矩检测单元和出料机构的位置示意图；

其中，1为固定座、2为砝码、3为力矩盘、4为传感器、5为步进电机、6为连接器、7为分离板、8为连接轴、9为连接器外套、10为单向轴承、11为步进电机驱动接口、12为磁力柱、13为连接柱、14为直线轴承、15为分离复位弹簧、16为连接轴复位套、17为连接轴复位弹簧、18为安装板、19为分离滚轮、20为机架、21为旋转盘、22为步进电机驱动器、23为力矩检测单元、24为出料滑道、25为推动气缸、26为架体、27为传感组件。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。

实施例

如图1至图8所示，本发明步进电机输出力矩的检测设备包括机架20、旋转盘21、若干个步进电机驱动器22、分离机构、与步进电机驱动器22数量相同的力矩检测单元23和出料机构，其中，机架20内设置控制器，旋转盘21设置在机架20上并与控制器连接，力矩检测单元23和步进电机驱动器22均设置在旋转盘21上，力矩检测单元23用于安装步进电机5，并与步进电机驱动器22连接，而出料机构为出料滑道24，其倾斜设置在机架20上，并位于旋转盘21侧部。

具体地说，每个力矩检测单元23包括固定座1、砝码2、力矩盘3、用于检测砝码2位置的传感器4、与步进电机5输出轴连接的连接器6、分离板7和用于吸附步进电机5的磁力柱12，其中，分离板7与固定座1可相对移动，磁力柱12设置在固定座1上。连接器6依次穿设在固定座1和分离板7上，连接器6包括连接轴8，连接轴8与步进电机5输出轴连接；而力矩盘3设置在连接器6上，并通过缠绕线与砝码2连接。传感器4设置在固定座1上，并与砝码2相对；工作时，通电的步进电机5带动力矩盘3转动，并通过砝码2和传感器4对通电的步进电机5输出的力矩进行检测。

本发明的连接器6还包括连接器外套9和单向轴承10，连接轴8设置在连接器外套9内部，连接轴8由若干根与步进电机5输出轴卡接的轴体组成，为了可稳固锁住步进电机5输出轴，轴体排列形成梅花状的连接轴8。本发明的力矩盘3通过单向轴承10设置在连接器6上，该力矩盘3与单向轴承10可组成单向制动机构。

本发明的固定座1上设置有与步进电机驱动器22连接的步进电机驱动接口11，而分离板7开设有与步进电机驱动接口11相匹配的开口，便于步进电机驱动接口11与步进电机5的连接线连接，实现步进电机驱动器22驱动步进电机5。

本实施例中，分离板7与固定座1可相对移动是指：每个力矩检测单元23还包括连接柱13和直线轴承14，连接柱13一端与分离板7固定连接，另一端通过直线轴承14与固定座1连接，分离板7通过连接柱13实现与固定座1的可相对移动。

本实施例的连接器6还包括用于使得连接轴8复位的连接轴复位组件和用于使得分离板7复位的分离复位弹簧15，其中，连接轴复位组件设置在连接器6内，并包括连接轴复位套16和连接轴复位弹簧17，该连接轴复位套16与连接器外套9连接，连接轴复位弹簧17一端与连接轴复位套16相抵，另一端与连接轴8相抵。而分离复位弹簧15套设在连接柱13上，一端与连接柱13远离分离板7的端部相抵，另一端与固定座1相抵。

本发明的分离机构包括推动气缸25、架体26和用于检测力矩检测单元位置的传感组件27，该架体26横架于出料滑道24上方并设置在机架20上，推动气缸25和传感组件27均安装在架体26上。本实施例的每个力矩检测单元23均包括与固定座1连接的安装板18和设置在分离板7上端的分离滚轮19，每个力矩检测单元23可以通过安装板18固定安装在旋转盘21上，而分离滚轮19可作为推动气缸25推动的支撑点，推动气缸25通过推动分离滚轮19实现推动分离板7直线运动。工作时，当传感组件27检测到力矩检测单元23，则控制推动气缸25推动分离板7远离固定座1，使得输出力矩检测合格的步进电机5脱离连接器6，步进电机5落至出料滑道24，实现出料；或者，当传感组件27检测到力矩检测单元23，则控制推动气缸25推动分离板7，使得输出力矩检测不合格的步进电机5脱离连接器6，步进电机5落至出料滑道24，实现出料。

本发明步进电机输出力矩的检测设备的工作原理：

步进电机5输出力矩检测过程中，将每个步进电机5与每个力矩检测单元的连接轴8卡接，此时，每个力矩检测单元的磁力柱12吸附步进电机5的外壳，步进电机5的连接线的插头与步进电机驱动接口11连接。当步进电机驱动器22驱动时，每个通电的步进电机5带动力矩盘3转动，步进电机5通电时即产生一输出力矩，同时砝码2会形成一反力矩，当步进电机5输出力矩大于砝码2反力矩时，则可判定步进电机5输出力矩合格。

对于输出力矩检测为合格的步进电机5，可通过旋转盘21依次转动，并与出料滑道24相对。推动气缸25推动分离板7，带动分离板7做直线运动，使得步进电机5脱离磁力柱12的吸附，并与连接器6脱离，此时，步进电机5的连接线也与步进电机驱动接口11脱离，步进电机5落至出料滑道24，从而实现合格或不合格的步进电机5自动分料。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种步进电机输出力矩的检测设备，其特征在于：包括机架、旋转盘、若干个步进电机驱动器、分离机构、若干个力矩检测单元和出料机构；所述旋转盘设置在机架上；所述力矩检测单元和步进电机驱动器均设置在旋转盘上，力矩检测单元用于安装步进电机，并与步进电机驱动器连接；所述出料机构设置在机架上，并位于旋转盘侧部；所述分离机构位于出料机构上方；工作时，分离机构将完成输出力矩检测的步进电机与力矩检测单元进行分离，使得步进电机落至出料机构，实现自动分料；

每个力矩检测单元包括固定座、分离板、砝码、力矩盘、用于检测砝码位置的传感器、用于吸附步进电机的磁力柱以及与步进电机输出轴连接的连接器；所述分离板与固定座可相对移动；所述连接器依次穿设在固定座和分离板上，所述连接器包括连接轴，连接轴与步进电机输出轴连接；所述力矩盘设置在连接器上，并通过缠绕线与砝码连接；所述传感器设置在固定座上，并与砝码相对；工作时，将砝码的重量与通电的步进电机输出力矩进行比较，并通过传感器对通电的步进电机输出的力矩进行检测；磁力柱设置在固定座上；

所述连接器还包括连接器外套；所述连接轴设置在连接器外套内部，连接轴由若干根与步进电机输出轴卡接的轴体组成；所述轴体排列形成梅花状的连接轴；

所述连接器还包括用于使得连接轴复位的连接轴复位组件；所述连接轴复位组件包括连接轴复位套和连接轴复位弹簧；所述连接轴复位套与连接器外套连接；所述连接轴复位弹簧一端与连接轴复位套相抵，另一端与连接轴相抵。

2.根据权利要求1所述的步进电机输出力矩的检测设备，其特征在于：所述固定座上设置有与步进电机驱动器连接的步进电机驱动接口；所述步进电机驱动接口与步进电机的连接线连接，实现步进电机驱动器驱动步进电机。

3.根据权利要求1所述的步进电机输出力矩的检测设备，其特征在于：所述分离板与固定座可相对移动是指：每个力矩检测单元还包括连接柱和直线轴承；所述连接柱一端与分离板固定连接，另一端通过直线轴承与固定座连接，分离板通过连接柱实现与固定座的可相对移动。

4.根据权利要求3所述的步进电机输出力矩的检测设备，其特征在于：每个力矩检测单元还包括用于使得分离板复位的分离复位弹簧；所述分离复位弹簧套设在连接柱上，一端与连接柱远离分离板的端部相抵，另一端与固定座相抵。

5.根据权利要求1所述的步进电机输出力矩的检测设备，其特征在于：所述连接器还包括单向轴承；所述力矩盘通过单向轴承设置在连接器上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的步进电机输出力矩的检测设备，其特征在于：所述出料机构为出料滑道；所述出料滑道倾斜设置在机架上，并与旋转盘相对接；

所述分离机构包括推动气缸、架体和用于检测力矩检测单元位置的传感组件；所述架体横架于出料滑道上方并设置在机架上；所述推动气缸和传感组件均安装在架体上；工作时，当传感组件检测到力矩检测单元，则控制推动气缸推动分离板，使得输出力矩检测合格的步进电机脱离连接器，步进电机落至出料滑道，实现自动分料；或者，当传感组件检测到力矩检测单元，则控制推动气缸推动分离板，使得输出力矩检测不合格的步进电机脱离连接器，步进电机落至出料滑道，实现自动分料。

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