CN114441205A - 一种一体化舵机测试加载设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及航空航天装置制造技术领域，且公开了一种一体化舵机测试加载设备，包括设备箱，所述设备箱的正面插接有工控机，所述设备箱的正面固定连接有触控屏，所述设备箱的顶部设置有测试单元，所述测试单元包括三轴加速传感器和直线电机，其中直线电机为电动伺服电机，所述直线电机的顶部固定固定连接轴承，所述轴承之间设置有力敏传感器。该一体化舵机测试加载设备，通过在设备箱的内部设置工控机并与触控屏进行连接，且在设备箱的顶部设置测试单元，通过测试单元对舵机进行夹持，使用工控机和各个传感器对舵机进行数据监测，从而在测试的时候不需要在额外添加加载台，整个测试环节均在一台设备上进行，达到了测试更加方便的效果。
Description
技术领域
本发明涉及航空航天装置制造技术领域，具体为一种一体化舵机测试加载设备。
背景技术
电动舵机作为伺服执行机构，在无人机、制导炸弹及航天器中得到越来越广泛的应用。作为飞行器的重要的飞行控制执行元件，舵机是一种高精度位移控制系统，为了保证舵机的质量，需要使用舵机测试设备测试舵机在实际工作情况下的各类指标。目前采用的舵机测试设备存在制造成本高、集成度低、使用维护不方便、测试结果不直观以及需要额外的加载台等情况。
可见亟需一种一体化舵机测试加载设备，用于避免在测试的时候需要额外使用加载台的问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种一体化舵机测试加载设备，具备一体化等优点，解决了上述背景技术中提到的需要额外使用加载台的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种一体化舵机测试加载设备，包括设备箱，所述设备箱的正面插接有工控机，所述设备箱的正面固定连接有触控屏，所述设备箱的顶部设置有测试单元；
所述测试单元包括三轴加速传感器和直线电机，其中直线电机为电动伺服电机，所述直线电机的顶部固定固定连接轴承，所述轴承之间设置有力敏传感器，所述直线电机的外表面固定连接有限位开关，所述三轴加速传感器和力敏传感器之间夹持有被测舵机。
使用的时候，将被测舵机夹持在三轴加速传感器和力敏传感器之间，然后通过触控屏对工控机传输指令，从而对被测舵机进行测试，测试的数据通过三轴加速传感器和力敏传感器传输至工控机并在触控屏中实时的进行显示，工控机直接产生控制指令、实时接收仿真机的指令和采集舵机位移信号等三种方式获取加载指令，并控制加载系统来按照指令完成力伺服跟踪，从而实现对被测舵机的测试。
优选的，所述设备箱的正面开设有插槽，所述设备箱的顶部固定连接有固定件。
设备箱正面的插槽用于对工控机进行限位固定，从而使工控机能够更加方便的进行维护，同时设备箱的侧面也开设有维护窗口。
优选的，所述工控机中包括实时处理单元程序和上位机程序，实时处理单元程序运行于每个测试模块中。
其中实时处理单元程序运行于每个测试模块中，负责单个测试模块的实时处理功能；上位机程序负责人机交互及数据存储回放功能。
优选的，所述触控屏包括可调支杆和触屏设备，所述触控屏的导线贯穿至设备箱的内部与工控机进行数据连接。
使用可调支杆连接触屏设备，从而使触屏设备能够更具不同的操作需要和操作习惯进行角度调节，从而使整个装置使用起来更加的方便，通过数据线连接的触控屏和工控机，能够通过触控屏的工控机进行控制，并读取触控屏的各项数据。
优选的，所述测试单元的数量为多个，多个所述测试单元均等距分布在设备箱的顶部。
设置多个测试单元等距排列，从在进行被测舵机测试的时候，能够多个被测舵机同时进行，通过获取平均值来提升检测的准确性。
优选的，所述三轴加速传感器通过支撑架设置在设备箱的顶部，所述三轴加速传感器贯穿支撑架并可以转动。
使用三轴加速传感器的带动被测舵机进行模拟测试，从而获取被测舵机的实时数据。
优选的，所述轴承两个为一组，所述力敏传感器位于两个轴承之间，且力敏传感器的左端贯穿左侧的轴承。
使用两个轴承对力敏传感器进行限位，从而在进行测试的时候能能够保持力敏传感器的稳定性，从而减少测试结果的误差。
优选的，所述工控机通过触控屏直接产生控制指令、实时接收仿真机的指令和采集舵机位移信号等三种方式获取加载指令，并控制加载系统来按照指令完成力伺服跟踪。
使用触控屏能够直接的对工控机进行控制，从而使工控机对应的发出直接产生控制指令、实时接收仿真机的指令和采集舵机位移信号等三种方式获取加载指令，并控制加载系统来按照指令完成力伺服跟踪，从而简化测试时候的操作。
优选的，所述工控机内部搭载有加载程序、舵机控制程序、传感器数据采集程序和上位机通信程序。
在舵机输入指令信号瞬间，加载系统的输入信号Ur＝0，加载电机处于启动状态，电机尚未运动，在舵机运动趋势的作用下，力传感器输出力信号Uf≠0，这个力就是多余力。力传感器测试的力信号反馈给加载系统，加载控制器输出控制信号，经放大后驱动加载电机加载，使加载电机的动子与舵机一起运动，多余力也随之减小。
优选的，所述上位机通信程序包括人机交互模块、数据存储回放模块、安全监测模块和下位机通信模块。
人机交互模块用于使人工能够通过触控屏对工控机发出各种指令，而数据存储回放模块用于对测试的数据进行存储并使数据具有回放功能，以方便对数据的核实，安全监测模块用于对整个装置的状态进行监控，从而确保装置运行的安全，而下位机通信模块用于向下级传输指令，以起到多维控制的作用。
与现有技术相比，本发明提供了一种一体化舵机测试加载设备，具备以下有益效果：
1、该一体化舵机测试加载设备，通过在设备箱的内部设置工控机并与触控屏进行连接，且在设备箱的顶部设置测试单元，通过测试单元对舵机进行夹持，使用工控机和各个传感器对舵机进行数据监测，从而在测试的时候不需要在额外添加加载台，整个测试环节均在一台设备上进行，达到了测试更加方便的效果。
2、该一体化舵机测试加载设备，通过在设备箱的正面插接工控机，并在设备箱的侧面开设检修口，在进行设备维护的时候工控机能够从设备箱的正面拆卸下来，同时也能从而设备箱的侧面对设备进行维护，并且，测试单元裸露在整个装置的顶部也能方便的进行维护，达到了方便维护的效果。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构正视图；
图3为本发明结构右视图；
图4为本发明测试单元结构示意图；
图5为本发明实时处理单元程序结构图；
图6为本发明上位机程序结构图；
图7为本发明测试加载设备原理框图；
图8为本发明随动式力矩加载系统原理图。
其中：1、设备箱；2、工控机；3、触控屏；4、测试单元；401、三轴加速传感器；402、被测舵机；403、轴承；404、力敏传感器；405、限位开关；406、直线电机。
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。
具体实施方式一
本实施方式为一种一体化舵机测试加载设备的实施方式。
请参阅图1-8，一种一体化舵机测试加载设备，包括设备箱1，设备箱1的正面插接有工控机2，设备箱1的正面固定连接有触控屏3，设备箱1的顶部设置有测试单元4；
测试单元4包括三轴加速传感器401和直线电机406，其中直线电机406为电动伺服电机，直线电机406的顶部固定固定连接轴承403，轴承403之间设置有力敏传感器404，直线电机406的外表面固定连接有限位开关405，限位开关405用于对直线电机406进行限位，三轴加速传感器401和力敏传感器404之间夹持有被测舵机402。
通过上述技术方案，将被测舵机402夹持在三轴加速传感器401和力敏传感器404之间，然后通过触控屏3对工控机2传输指令，从而对被测舵机402进行测试，测试的数据通过三轴加速传感器401和力敏传感器404传输至工控机2并在触控屏3中实时的进行显示，工控机2直接产生控制指令、实时接收仿真机的指令和采集舵机位移信号等三种方式获取加载指令，并控制加载系统来按照指令完成力伺服跟踪，从而实现对被测舵机402的测试。
具体的，设备箱1的正面开设有插槽，设备箱1的顶部固定连接有固定件。
通过上述技术方案，设备箱1正面的插槽用于对工控机2进行限位固定，从而使工控机2能够更加方便的进行维护，同时设备箱1的侧面也开设有维护窗口。
具体的，工控机2中包括实时处理单元程序和上位机程序，实时处理单元程序运行于每个测试模块中。
通过上述技术方案，其中实时处理单元程序运行于每个测试模块中，负责单个测试模块的实时处理功能；上位机程序负责人机交互及数据存储回放功能。
具体的，触控屏3包括可调支杆和触屏设备，触控屏3的导线贯穿至设备箱1的内部与工控机2进行数据连接。
通过上述技术方案，使用可调支杆连接触屏设备，从而使触屏设备能够更具不同的操作需要和操作习惯进行角度调节，从而使整个装置使用起来更加的方便，通过数据线连接的触控屏3和工控机2，能够通过触控屏3的工控机2进行控制，并读取触控屏3的各项数据。
具体的，测试单元4的数量为多个，多个测试单元4均等距分布在设备箱1的顶部。
通过上述技术方案，设置多个测试单元4等距排列，从在进行被测舵机402测试的时候，能够多个被测舵机402同时进行，通过获取平均值来提升检测的准确性。
具体的，三轴加速传感器401通过支撑架设置在设备箱1的顶部，三轴加速传感器401贯穿支撑架并可以转动。
通过上述技术方案，使用三轴加速传感器401的带动被测舵机402进行模拟测试，从而获取被测舵机402的实时数据。
具体的，轴承403两个为一组，力敏传感器404位于两个轴承403之间，且力敏传感器404的左端贯穿左侧的轴承403。
通过上述技术方案，使用两个轴承403对力敏传感器404进行限位，从而在进行测试的时候能能够保持力敏传感器404的稳定性，从而减少测试结果的误差。
具体的，工控机2通过触控屏3直接产生控制指令、实时接收仿真机的指令和采集舵机位移信号等三种方式获取加载指令，并控制加载系统来按照指令完成力伺服跟踪。
通过上述技术方案，使用触控屏3能够直接的对工控机2进行控制，从而使工控机对应的发出直接产生控制指令、实时接收仿真机的指令和采集舵机位移信号等三种方式获取加载指令，并控制加载系统来按照指令完成力伺服跟踪，从而简化测试时候的操作。
具体的，工控机2内部搭载有加载程序、舵机控制程序、传感器数据采集程序和上位机通信程序。
通过上述技术方案，在舵机输入指令信号瞬间，加载系统的输入信号Ur＝0，加载电机处于启动状态，电机尚未运动，在舵机运动趋势的作用下，力传感器输出力信号Uf≠0，这个力就是多余力。力传感器测试的力信号反馈给加载系统，加载控制器输出控制信号，经放大后驱动加载电机加载，使加载电机的动子与舵机一起运动，多余力也随之减小。
具体的，上位机通信程序包括人机交互模块、数据存储回放模块、安全监测模块和下位机通信模块。
通过上述技术方案，人机交互模块用于使人工能够通过触控屏3对工控机2发出各种指令，而数据存储回放模块用于对测试的数据进行存储并使数据具有回放功能，以方便对数据的核实，安全监测模块用于对整个装置的状态进行监控，从而确保装置运行的安全，而下位机通信模块用于向下级传输指令，以起到多维控制的作用。
在使用时，将被测舵机402夹持在三轴加速传感器401和力敏传感器404之间，然后通过触控屏3对工控机2传输指令，从而对被测舵机402进行测试，测试的数据通过三轴加速传感器401和力敏传感器404传输至工控机2并在触控屏3中实时的进行显示，工控机2直接产生控制指令、实时接收仿真机的指令和采集舵机位移信号等三种方式获取加载指令，并控制加载系统来按照指令完成力伺服跟踪，从而实现对被测舵机402的测试，且实验的数据能够通过触控屏3实时获得，并通过触控屏3根据测试情况来实时的调节工控机2的测试参数，以获得更好的测试效果。
具体实施方式二
本实施方式为一种一体化舵机测试加载设备工作原理的实施方式。
请参阅图7-8，直线加载是以力为被调整量的电动伺服系统，是一个典型的被动式控制系统。
本系统可通过工控机2直接产生控制指令、实时接收仿真机的指令和采集舵机位移信号等三种方式获取加载指令，并控制加载系统来按照指令完成力伺服跟踪。
如图8是一个典型的单通道力加载器原理图，左边是加载系统力伺服系统，右边是承载对象舵机系统，直线电机406的动子与舵机刚性连接，在舵机输入指令信号瞬间，加载系统的输入信号Ur＝0，加载电机处于启动状态，电机尚未运动，在舵机运动趋势的作用下，力传感器输出力信号Uf≠0，这个力就是多余力。力传感器测试的力信号反馈给加载系统，加载控制器输出控制信号，经放大后驱动加载电机加载，使加载电机的动子与舵机一起运动，多余力也随之减小。
直线加载系统通过工控机2控制电机驱动器进而控制加载电机给舵机施加一定的力，舵机实际所受到的力通过力传感器来检测并反馈给工控机2，舵机位移和速度状态信息通过位置传感器反馈给工控机2。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种一体化舵机测试加载设备，包括设备箱(1)，其特征在于：所述设备箱(1)的正面插接有工控机(2)，所述设备箱(1)的正面固定连接有触控屏(3)，所述设备箱(1)的顶部设置有测试单元(4)；
所述测试单元(4)包括三轴加速传感器(401)和直线电机(406)，所述直线电机(406)的顶部固定固定连接轴承(403)，所述轴承(403)之间设置有力敏传感器(404)，所述直线电机(406)的外表面固定连接有限位开关(405)，所述三轴加速传感器(401)和力敏传感器(404)之间夹持有被测舵机(402)。
2.根据权利要求1所述的一种一体化舵机测试加载设备，其特征在于：所述设备箱(1)的正面开设有插槽，所述设备箱(1)的顶部固定连接有固定件。
3.根据权利要求1所述的一种一体化舵机测试加载设备，其特征在于：所述工控机(2)中包括实时处理单元程序和上位机程序，实时处理单元程序运行于每个测试模块中。
4.根据权利要求1所述的一种一体化舵机测试加载设备，其特征在于：所述触控屏(3)包括可调支杆和触屏设备，所述触控屏(3)的导线贯穿至设备箱(1)的内部与工控机(2)进行数据连接。
5.根据权利要求1所述的一种一体化舵机测试加载设备，其特征在于：所述测试单元(4)的数量为多个，多个所述测试单元(4)均等距分布在设备箱(1)的顶部。
6.根据权利要求1所述的一种一体化舵机测试加载设备，其特征在于：所述三轴加速传感器(401)通过支撑架设置在设备箱(1)的顶部，所述三轴加速传感器(401)贯穿支撑架并可以转动。
7.根据权利要求1所述的一种一体化舵机测试加载设备，其特征在于：所述轴承(403)两个为一组，所述力敏传感器(404)位于两个轴承(403)之间，且力敏传感器(404)的左端贯穿左侧的轴承(403)。
8.根据权利要求1所述的一种一体化舵机测试加载设备，其特征在于：所述工控机(2)通过触控屏(3)直接产生控制指令、实时接收仿真机的指令和采集舵机位移信号等三种方式获取加载指令，并控制加载系统来按照指令完成力伺服跟踪。
9.根据权利要求1所述的一种一体化舵机测试加载设备，其特征在于：所述工控机(2)内部搭载有加载程序、舵机控制程序、传感器数据采集程序和上位机通信程序。
10.根据权利要求9所述的一种一体化舵机测试加载设备，其特征在于：所述上位机通信程序包括人机交互模块、数据存储回放模块。安全监测模块和下位机通信模块。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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