CN114019373B - 一种高效的伺服电机自动化测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效的伺服电机自动化测试系统，涉及伺服电机领域，该高效的伺服电机自动化测试系统包括：供电模块，用于供给直流电；温度检测放大模块，用于检测伺服电机的温度信号，并进行放大，输出给温度比较模块；温度比较模块，用于采样放大后的温度信号，温度超出阈值时发出信号给温度开关保护模块；温度开关保护模块，用于构成自锁电路，与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过对温度检测和转速检测的结果进行互锁，保证同一时间只有一项参数进行检测，降低操作人员的操作失误，同时温度检测和转速检测对自身的供电构成自锁，且在检测温度或者转速超出阈值时，对应的检测电路自动断电，防止伺服电机损坏。

Description

一种高效的伺服电机自动化测试系统

技术领域

本发明涉及伺服电机领域，具体是一种高效的伺服电机自动化测试系统。

背景技术

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。请参阅图1，运动控制器控制输入信号，伺服控制器接收信号并调控输出的PWM电压（脉冲信号）的大小，PWM放大器放大该电压信号输出给伺服电机，伺服电机反馈信息给处理器，同时经过负载也反馈给处理器，处理器根据接收到的PWM信号的脉冲个数，反馈信息给伺服控制器，伺服控制器根据输出的脉冲信号的个数和接收的脉冲信号的个数，精确判断伺服电机的转动，从而实现精确的定位。

伺服电机是否合格需要测试多个参数，例如伺服电机的温度、转速等，目前测试的时候伺服电机参数往往一项一项进行测试，操作人员测试时操作失误会导致上一项尚未测试完就测试下一项，使得测试的结果存疑，需要改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效的伺服电机自动化测试系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高效的伺服电机自动化测试系统，包括：

供电模块，用于供给直流电；

温度检测放大模块，用于检测伺服电机的温度信号，并进行放大，输出给温度比较模块；

温度比较模块，用于采样放大后的温度信号，温度超出温度阈值时发出信号给温度开关保护模块；

温度开关保护模块，用于构成一个自锁电路，温度未超出温度阈值时为温度检测放大模块、温度比较模块供电；

速度检测放大模块，用于检测伺服电机的转速，并进行放大，输出给速度判断模块；

速度判断模块，用于判断伺服电机的转速是否低于转速阈值，低于时发出信号给速度开关保护模块；

速度开关保护模块，用于构成另一个自锁电路，伺服电机的转速未低于转速阈值时为速度检测放大模块、速度判断模块供电；速度开关保护模块和温度开关保护模块共同构成互锁电路，同一时间只有一个导通；

供电模块的输出端连接速度开关保护模块的第一输入端、温度开关保护模块的第一输入端，速度开关保护模块的输出端连接速度判断模块的第一输入端、速度检测放大模块的输入端，速度检测放大模块的输出端连接速度判断模块的第二输入端，速度判断模块的输出端连接速度开关保护模块的第二输入端，温度开关保护模块的输出端连接温度比较模块的第一输入端、温度检测放大模块的输入端，温度检测放大模块的输出端连接温度比较模块的第二输入端，温度比较模块的输出端连接温度开关保护模块的第二输入端。

作为本发明再进一步的方案：温度检测放大模块包括温度传感器，温度传感器的输出端连接放大器的同相端，放大器的反相端连接第一电阻、第二电阻，第一电阻的另一端接地，放大器的输出端连接第二电阻的另一端、第三电阻，第三电阻的另一端连接电位器，电位器的另一端连接第四电阻，第四电阻的另一端接地，电位器的滑动端连接温度比较模块的第二输入端。

作为本发明再进一步的方案：温度比较模块包括集成电路，集成电路的1号引脚连接温度检测放大模块的输出端，集成电路的2号引脚、3号引脚接地，集成电路的4号引脚通过第六电阻接地，集成电路的4号引脚通过第五电阻连接供电电压，集成电路的5号引脚连接供电电压，集成电路的6号引脚连接第一三极管的基极，第一三极管的集电极连接供电电压、第二MOS管的D极，第一三极管的发射极连接第二MOS管的G极，第二MOS管的S极连接温度开关保护模块的第二输入端。

作为本发明再进一步的方案：温度开关保护模块包括第四三极管、第七三极管、第三反相器、第一开关，第七三极管的集电极连接第一开关、供电模块的输出端，第七三极管的发射极连接第四三极管的集电极，第四三极管的发射极连接第一开关的另一端、温度检测放大模块的输入端、温度比较模块的第二输入端，第四三极管的基极通过第三反相器连接温度比较模块的输出端，第七三极管的基极连接速度判断模块的输出端。

作为本发明再进一步的方案：速度检测放大模块包括第一二极管、第五三极管，第一二极管的正极连接供电电压、第五三极管的集电极、第八电阻，第一二极管的负极接地，第五三极管的发射极连接第七电阻，第七电阻的另一端连接第一电容、第六三极管的基极，第一电容的另一端接地，第六三极管的集电极连接第八电阻的另一端，第六三极管的发射极连接速度判断模块的第二输入端。

作为本发明再进一步的方案：速度判断模块包括第二二极管，第二二极管的负极连接第九电阻、第二电容，第九电阻的另一端连接速度检测放大模块的输出端，第二电容的另一端接地，第二二极管的正极连接第九三极管的基极，第九三极管的集电极连接供电电压，第九三极管的发射极连接第十电阻、第十MOS管的G极，第十电阻的另一端接地，第十MOS管的S极连接供电电压，第十MOS管的D极连接速度开关保护模块的第二输入端。

作为本发明再进一步的方案：速度开关保护模块包括第三三极管、第八三极管、第四反相器、第二开关，第三三极管的集电极连接第二开关、供电模块的输出端，第三三极管的发射极连接第八三极管的集电极，第八三极管的发射极连接第二开关的另一端、速度检测放大模块的输入端、速度判断模块的第二输入端，第三三极管的基极连接温度比较模块的输出端，第八三极管的基极通过第四反相器连接速度判断模块的输出端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过对温度检测和转速检测的结果进行互锁，保证同一时间只有一项参数进行检测，降低操作人员的操作失误，同时温度检测和转速检测对自身的供电构成自锁，且在检测温度或者转速超出阈值时，对应的检测电路自动断电，防止伺服电机损坏。

附图说明

图1为伺服系统的原理图。

图2为一种高效的伺服电机自动化测试系统的原理图。

图3为一种高效的伺服电机自动化测试系统的电路图。

图4为遮光板的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2，一种高效的伺服电机自动化测试系统，包括：

供电模块7，用于供给直流电；

温度检测放大模块1，用于检测伺服电机的温度信号，并进行放大，输出给温度比较模块2；

温度比较模块2，用于采样放大后的温度信号，温度超出温度阈值时发出信号给温度开关保护模块3；

温度开关保护模块3，用于构成一个自锁电路，温度未超出温度阈值时为温度检测放大模块1、温度比较模块2供电；

速度检测放大模块6，用于检测伺服电机的转速，并进行放大，输出给速度判断模块5；

速度判断模块5，用于判断伺服电机的转速是否低于速度阈值，低于时发出信号给速度开关保护模块4；

速度开关保护模块4，用于构成另一个自锁电路，伺服电机的转速未低于转速阈值时为速度检测放大模块6、速度判断模块5供电；速度开关保护模块4和温度开关保护模块3共同构成互锁电路，同一时间只有一个导通；

供电模块7的输出端连接速度开关保护模块4的第一输入端、温度开关保护模块3的第一输入端，速度开关保护模块4的输出端连接速度判断模块5的第一输入端、速度检测放大模块6的输入端，速度检测放大模块6的输出端连接速度判断模块5的第二输入端，速度判断模块5的输出端连接速度开关保护模块4的第二输入端，温度开关保护模块3的输出端连接温度比较模块2的第一输入端、温度检测放大模块1的输入端，温度检测放大模块1的输出端连接温度比较模块2的第二输入端，温度比较模块2的输出端连接温度开关保护模块3的第二输入端。

在具体实施例中：供电模块7通过稳压器供应恒定直流电压。

在本实施例中：请参阅图3，温度检测放大模块1包括温度传感器X，温度传感器X的输出端连接放大器U1的同相端，放大器U1的反相端连接第一电阻R1、第二电阻R2，第一电阻R1的另一端接地，放大器U1的输出端连接第二电阻R2的另一端、第三电阻R3，第三电阻R3的另一端连接电位器RP1，电位器RP1的另一端连接第四电阻R4，第四电阻R4的另一端接地，电位器RP1的滑动端连接温度比较模块2的第二输入端。

温度传感器X型号可选择LM35，温度传感器X检测伺服电机的温度信息，将其转换为电压信息输出，经过放大器U1放大电压信号，便于观察温度变化，放大后的电压信号经第三电阻R3、第四电阻R4、电位器RP1分压。

在另一个实施例中，可选用温敏电阻来采集温度信号，但是温敏电阻温度变化时电压变化的精确度低于型号为LM35的温度传感器X。

在本实施例中：请参阅图3，温度比较模块2包括集成电路U2，集成电路U2的1号引脚连接温度检测放大模块1的输出端，集成电路U2的2号引脚、3号引脚接地，集成电路U2的4号引脚通过第六电阻R6接地，集成电路U2的4号引脚通过第五电阻R5连接供电电压VCC，集成电路U2的5号引脚连接供电电压VCC，集成电路U2的6号引脚连接第一三极管V1的基极，第一三极管V1的集电极连接供电电压VCC、第二MOS管V2的D极，第一三极管V1的发射极连接第二MOS管V2的G极，第二MOS管V2的S极连接温度开关保护模块3的第二输入端。

集成电路U2的型号可选择LTC1998，集成电路U2内部设有比较器，在集成电路U2的1号引脚低于2.5V时，集成电路U2的6号引脚输出低电平，在集成电路U2的1号引脚高于2.5V时，集成电路U2的6号引脚输出高电平，因此，温度高于阈值时第一三极管V1、第二MOS管V2导通。集成电路U2采集电位器RP1和第四电阻R4上的电压和，改变电位器RP1的阻值，改变集成电路U2采集的电压信号，以此设定温度阈值。

在另一个实施例中，可以略去第一三极管V1，缺点为难以保证第二MOS管V2导通。

在本实施例中：请参阅图3，温度开关保护模块3包括第四三极管V4、第七三极管V7、第三反相器U3、第一开关S1，第七三极管V7的集电极连接第一开关S1、供电模块7的输出端，第七三极管V7的发射极连接第四三极管V4的集电极，第四三极管V4的发射极连接第一开关S1的另一端、温度检测放大模块1的输入端、温度比较模块2的第二输入端，第四三极管V4的基极通过第三反相器U3连接温度比较模块2的输出端，第七三极管V7的基极连接速度判断模块5的输出端。

第一开关S1为按键开关，按下后会弹起，测试伺服电机温度或者转速状况时，一项一项进行测试，测试温度时按下第一开关S1，供电模块7通过第一开关S1供电，温度正常时，第二MOS管V2（NMOS）输出低电平，第一三极管V1不导通，第四三极管V4经过反相器翻转电压后导通，这时由于未测试转速，使得速度检测放大模块6、速度判断模块5不工作，进而使得第十MOS管V10（PMOS）输出高电平，第七三极管V7导通，第八三极管V8不导通；因此，此时第四三极管V4、第七三极管V7导通，在第一开关S1弹起后供电，完成自锁；在温度超出阈值时，第四三极管V4截止，断开供电，停止测试，防止伺服电机继续工作造成危害。

在本实施例中：请参阅图3和图4，速度检测放大模块6包括第一二极管D1、第五三极管V5，第一二极管D1的正极连接供电电压VCC、第五三极管V5的集电极、第八电阻R8，第一二极管D1的负极接地，第五三极管V5的发射极连接第七电阻R7，第七电阻R7的另一端连接第一电容C1、第六三极管V6的基极，第一电容C1的另一端接地，第六三极管V6的集电极连接第八电阻R8的另一端，第六三极管V6的发射极连接速度判断模块5的第二输入端。

第一二极管D1为发光二极管，第五三极管V5为光敏三极管，第一二极管D1发出的光照射在第五三极管V5的基极，第一二极管D1和第五三极管V5中间隔有遮光板，遮光板跟随伺服电机一起转动，只有光通过遮光板上的孔洞Y1时，第五三极管V5才会导通，伺服电机转动速度越快，第五三极管V5输出的电压在单位时间内越大。第五三极管V5输出的电压经过第六三极管V6放大。根据电压的大小，来判断伺服电机的转动速度。

在另一个实施例中，可以略去第一电容C1，但是会造成第五三极管V5输出给第六三极管V6基极的电压不平稳。

在本实施例中：请参阅图3，速度判断模块5包括第二二极管D2，第二二极管D2的负极连接第九电阻R9、第二电容C2，第九电阻R9的另一端连接速度检测放大模块6的输出端，第二电容C2的另一端接地，第二二极管D2的正极连接第九三极管V9的基极，第九三极管V9的集电极连接供电电压VCC，第九三极管V9的发射极连接第十电阻R10、第十MOS管V10的G极，第十电阻R10的另一端接地，第十MOS管V10的S极连接供电电压VCC，第十MOS管V10的D极连接速度开关保护模块4的第二输入端。

第二二极管D2为稳压二极管，在伺服电机转速正常时，第六三极管V6输出的电压足以导通第二二极管D2，进而第九三极管V9导通，第十MOS管V10不导通；在伺服电机转速低于阈值时，第二二极管D2不导通，第九三极管V9不导通，第十MOS管V10导通。

在另一个实施例中，可略去第九三极管V9，缺点为导致伺服电机转速略微超出阈值时，经过第二二极管D2输出给第十MOS管V10处的电压不足以控制第十MOS管V10截止。

在本实施例中：请参阅图3，速度开关保护模块4包括第三三极管V3、第八三极管V8、第四反相器U4、第二开关S2，第三三极管V3的集电极连接第二开关S2、供电模块7的输出端，第三三极管V3的发射极连接第八三极管V8的集电极，第八三极管V8的发射极连接第二开关S2的另一端、速度检测放大模块6的输入端、速度判断模块5的第二输入端，第三三极管V3的基极连接温度比较模块2的输出端，第八三极管V8的基极通过第四反相器U4连接速度判断模块5的输出端。

测试伺服电机转速时，按下第二开关S2（按键式开关），伺服电机转速正常时，第十MOS管V10截止，使得第八三极管V8导通，第七三极管V7截止，在断开温度开关保护模块3的同时，使得速度开关保护模块4通过第三三极管V3、第八三极管V8供电，完成自锁，第一二极管D1长亮。

伺服电机转速低于阈值时，第十MOS管V10导通，不能构成自锁电路，这时第一二极管D1闪烁一下后就会熄灭，表明伺服电机转速异常。

在重新检测伺服电机的温度时，按下第一开关S1，温度正常时，第三三极管V3截止、第四三极管V4导通，使得速度开关保护模块4断开供电，温度开关保护模块3通过第四三极管V4、第七三极管V7构成自锁电路供电，且完成和速度开关保护模块4的互锁。

伺服电机温度超出阈值时，第三三极管V3导通、第四三极管V4截止，这时依旧测试伺服电机的速度，通过观察第一二极管D1的状况来判断伺服电机是只有温度异常还是温度、转速都异常。

本发明的工作原理是：供电模块7供给直流电，温度检测放大模块1检测伺服电机的温度信号，并进行放大，输出给温度比较模块2，温度比较模块2采样放大后的温度信号，温度超出阈值时发出信号给温度开关保护模块3，速度检测放大模块6检测伺服电机的转速，并进行放大，输出给速度判断模块5，速度判断模块5判断伺服电机的转速是否异常，异常时发出信号给速度开关保护模块4，温度开关保护模块3构成自锁电路，温度未超出阈值时为温度检测放大模块、温度比较模块2供电，速度开关保护模块4也构成自锁电路，伺服电机的转速未超出阈值时为速度检测放大模块6、速度判断模块5供电，同时和温度开关保护模块3构成互锁电路，同一时间只有一个导通，减少测试人员的操作失误，同时通过按下第一开关S1或者第二开关S2快速进行伺服电机的检测，效率高。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种高效的伺服电机自动化测试系统，包括：供电模块，用于供给直流电；

其特征在于：该高效的伺服电机自动化测试系统还包括：

温度检测放大模块，用于检测伺服电机的温度信号，并进行放大，输出给温度比较模块；

温度比较模块，用于采样放大后的温度信号，温度超出温度阈值时发出信号给温度开关保护模块；

温度开关保护模块，用于构成一个自锁电路，温度未超出温度阈值时为温度检测放大模块、温度比较模块供电；

速度检测放大模块，用于检测伺服电机的转速，并进行放大，输出给速度判断模块；

速度判断模块，用于判断伺服电机的转速是否低于转速阈值，低于时发出信号给速度开关保护模块；

速度开关保护模块，用于构成另一个自锁电路，伺服电机的转速未低于转速阈值时为速度检测放大模块、速度判断模块供电；速度开关保护模块和温度开关保护模块共同构成互锁电路，同一时间只有一个导通；

供电模块的输出端连接速度开关保护模块的第一输入端、温度开关保护模块的第一输入端，速度开关保护模块的输出端连接速度判断模块的第一输入端、速度检测放大模块的输入端，速度检测放大模块的输出端连接速度判断模块的第二输入端，速度判断模块的输出端连接速度开关保护模块的第二输入端，温度开关保护模块的输出端连接温度比较模块的第一输入端、温度检测放大模块的输入端，温度检测放大模块的输出端连接温度比较模块的第二输入端，温度比较模块的输出端连接温度开关保护模块的第二输入端。

2.根据权利要求1所述的高效的伺服电机自动化测试系统，其特征在于，温度检测放大模块包括温度传感器，温度传感器的输出端连接放大器的同相端，放大器的反相端连接第一电阻、第二电阻，第一电阻的另一端接地，放大器的输出端连接第二电阻的另一端、第三电阻，第三电阻的另一端连接电位器，电位器的另一端连接第四电阻，第四电阻的另一端接地，电位器的滑动端连接温度比较模块的第二输入端。

3.根据权利要求1所述的高效的伺服电机自动化测试系统，其特征在于，温度比较模块包括集成电路，集成电路的1号引脚连接温度检测放大模块的输出端，集成电路的2号引脚、3号引脚接地，集成电路的4号引脚通过第六电阻接地，集成电路的4号引脚通过第五电阻连接供电电压，集成电路的5号引脚连接供电电压，集成电路的6号引脚连接第一三极管的基极，第一三极管的集电极连接供电电压、第二MOS管的D极，第一三极管的发射极连接第二MOS管的G极，第二MOS管的S极连接温度开关保护模块的第二输入端。

4.根据权利要求1所述的高效的伺服电机自动化测试系统，其特征在于，温度开关保护模块包括第四三极管、第七三极管、第三反相器、第一开关，第七三极管的集电极连接第一开关、供电模块的输出端，第七三极管的发射极连接第四三极管的集电极，第四三极管的发射极连接第一开关的另一端、温度检测放大模块的输入端、温度比较模块的第二输入端，第四三极管的基极通过第三反相器连接温度比较模块的输出端，第七三极管的基极连接速度判断模块的输出端。

5.根据权利要求1所述的高效的伺服电机自动化测试系统，其特征在于，速度检测放大模块包括第一二极管、第五三极管，第一二极管的正极连接供电电压、第五三极管的集电极、第八电阻，第一二极管的负极接地，第五三极管的发射极连接第七电阻，第七电阻的另一端连接第一电容、第六三极管的基极，第一电容的另一端接地，第六三极管的集电极连接第八电阻的另一端，第六三极管的发射极连接速度判断模块的第二输入端。

6.根据权利要求1所述的高效的伺服电机自动化测试系统，其特征在于，速度判断模块包括第二二极管，第二二极管的负极连接第九电阻、第二电容，第九电阻的另一端连接速度检测放大模块的输出端，第二电容的另一端接地，第二二极管的正极连接第九三极管的基极，第九三极管的集电极连接供电电压，第九三极管的发射极连接第十电阻、第十MOS管的G极，第十电阻的另一端接地，第十MOS管的S极连接供电电压，第十MOS管的D极连接速度开关保护模块的第二输入端。

7.根据权利要求4所述的高效的伺服电机自动化测试系统，其特征在于，速度开关保护模块包括第三三极管、第八三极管、第四反相器、第二开关，第三三极管的集电极连接第二开关、供电模块的输出端，第三三极管的发射极连接第八三极管的集电极，第八三极管的发射极连接第二开关的另一端、速度检测放大模块的输入端、速度判断模块的第二输入端，第三三极管的基极连接温度比较模块的输出端，第八三极管的基极通过第四反相器连接速度判断模块的输出端。

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