CN115307797B - 一种微型同步电机全自动输出力矩检测设备及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微型同步电机输出力矩检测技术领域，尤其涉及一种微型同步电机全自动输出力矩检测设备，包括检测模块、可编程逻辑控制器和控制电柜；检测模块包括夹具锁紧机构和动力传递装置；可编程逻辑控制器与夹具锁紧机构通讯连接；可编程逻辑控制器与动力传递装置通讯连接，可编程逻辑控制器根据接收的检测数据判断微型同步电机的输出力矩是否符合设定值；控制电柜用于安装夹具锁紧机构和动力传递装置，控制电柜与夹具锁紧机构电连接。所述夹具锁紧机构包括夹具组件、驱动件和滑动组件。相应地，本发明还提出了一种测试方法。采用上述方案，能有效避免误检和漏检的情况，提高检测效率与检测准确性，保证微型同步电机的生产质量。

Description

一种微型同步电机全自动输出力矩检测设备及其测试方法

技术领域

本发明涉及微型同步电机输出力矩检测技术领域，特别是涉及微型同步电机全自动输出力矩检测设备及其测试方法。

背景技术

随着人们对生活品质的追求，我国家电制造行业的迅速发展，佛山顺德目前拥有全球规模最大、最齐全的的家电制造产业集群，该地区产值目前可达1000亿元以上。同时，随着国家智能制造的发展，不断提高生产效率，不断推进生产制造自动化对制造行业的公司起着非常重要的作用。微型同步电机作为众多家电产品中的关键动力部件，广泛应用于烤箱、微波炉、空气炸锅机、自动门锁机构和风扇等。微型同步电机通电后产生输出力矩带动家电产品工作，若电机输出力矩没有达到设计标准，将导致家电产品质量出现问题甚至无法工作。因此，微型同步电机输出力矩检测在电机成品检验中起着非常重要的作用。

现阶段，常用的微型同步电机输出力矩检测装置采用指针式扭力批和人工手动进行电机输出力矩检测，采用指针式式扭力批检测时，通常人工手握扭矩批手柄，电机通电转动，在电机力矩的作用下扭力批测试杆发生转动，同时带动表盘指针转动，测试完成需人工读数，当表盘指针到达设定力矩时说明该电机输出力矩达到要求。以上方式检测时间较长，效率低，同时受人为因素干扰，若在大批量生产的情况下，会发生漏检误检问题，同时不利于提升产线生产效率与提高生产质量。

因此，有必要做进一步改进。

发明内容

基于此，本发明的目的旨在提供一种快速、准确和可靠，减少人力成本和出错率，有效提高检测效率与检测准确性，保证微型同步电机的生产质量的微型同步电机全自动输出力矩检测设备及其测试方法，以克服现有技术中的不足之处。

一方面，提供了一种微型同步电机全自动输出力矩检测设备，包括：

检测模块，所述检测模块包括用于固定所述微型同步电机的夹具锁紧机构和用于传递所述微型同步电机输出力矩的动力传递装置。

可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器与所述夹具锁紧机构通讯连接，用于接收所述夹具锁紧机构的检测信号；所述可编程逻辑控制器与所述动力传递装置通讯连接，用于接收所述动力传递装置的输出检测数据，所述可编程逻辑控制器根据接收的检测数据判断所述微型同步电机的输出力矩是否符合设定值。

控制电柜，用于安装所述夹具锁紧机构和所述动力传递装置，所述控制电柜与所述夹具锁紧机构电连接。

所述检测模块还包括第一固定座和第二固定座，所述第一固定座上设有第一指示灯和第二指示灯，所述第一指示灯和所述第二指示灯分别与所述可编程逻辑控制器电连接。

所述夹具锁紧机构包括夹具组件、驱动件和滑动组件，所述滑动组件与所述夹具组件连接，所述驱动件与所述夹具组件连接，所述夹具组件通过所述驱动件和所述滑动组件配合，驱动所述夹具组件往复滑动在所述第一固定座上，以使所述夹具组件夹紧或松开所述微型同步电机上的端子。

所述夹具组件包括第一定位座、第二定位座以及与所述微型同步电机上的端子电连接的导电模块，所述导电模块与所述控制电柜电连接，所述第一定位座一侧设有第一金属条，所述第一固定座上设有与所述第一金属条感应配合的光电传感器，所述光电传感器与所述可编程逻辑控制器通讯连接。

所述滑动组件包括滑轨和滑块，所述滑轨与所述第一定位座连接，且所述滑轨与所述滑块滑动连接；其中，驱动所述驱动件时，所述第二定位座带动所述第一定位座同步移动，且所述第一定位座上的滑轨沿所述滑块滑动，以使所述微型同步电机上的端子插入所述导电模块内。

所述动力传递装置包括传动组件，所述传动组件包括联轴器、第一轴套、第二轴套、传动器和弹性复位件，所述传动器套设于所述第一轴套内，且所述传动器一端上设有与所述微型同步电机上的输出轴配合连接的安装槽，所述联轴器一端与所述传动器另一端配合连接，所述联轴器另一端与所述第二轴套转动连接，所述弹性复位件套设于所述联轴器上，且所述弹性复位件一端与所述传动器抵接，所述弹性复位件另一端与所述联轴器一端抵接。

所述动力传递装置还包括静态扭矩传感器、固定轴套、轴承和轴承座，所述静态扭矩传感器一端与所述第二轴套转动连接，所述静态扭矩传感器另一端与所述固定轴套转动连接，所述轴承座设置于所述第二固定座上，所述轴承安设于所述轴承座内，且所述轴承与所述固定轴套一端配合连接。

所述第二固定座上设有限位组件，所述限位组件包括相互间隔的第三定位座和第四定位座，所述第三定位座上设有第三金属棒，所述第四定位座上设有第四金属棒，所述固定轴套周向上设有与所述第三金属棒和所述第四金属棒接触配合的第五金属棒，所述第三金属棒和所述第四金属棒分别与所述可编程逻辑控制器通讯连接，所述静态扭矩传感器转动时带动所述固定轴套转动，以使所述第五金属棒与所述第三金属棒或所述第四金属棒接触。

另一方面，提供了一种测试方法，包括所述的微型同步电机全自动输出力矩检测设备，所述方法包括：

当所述夹具锁紧机构夹紧所述微型同步电机时，所述微型同步电机上的输出轴顶压所述传动器竖直向下移动；所述第一金属条接通所述光电传感器，所述光电传感器发出输入信号，所述可编程逻辑控制器接收到该输入信号后，所述控制电柜接通所述导电模块，以使所述微型同步电机转动，进而所述微型同步电机上的输出轴与所述传动器上的安装槽配合连接，所述传动器在所述弹性复位件作用下复位。

所述静态扭矩传感器通过所述微型同步电机输出力矩的作用下发生转动并带动所述固定轴套转动，以使所述第五金属棒与所述第三金属棒或所述第四金属棒接触并作为输入信号发送到所述可编程逻辑控制器。

所述可编程逻辑控制器通过模拟量模块读取所述静态扭矩传感器输出的电流或电压信号后通过所述可编程逻辑控制器转换为对应输出力矩值，其中，输出力矩值与设定值进行对比，进而判断所述微型同步电机的输出力矩合格与不合格。

当判断所述微型同步电机的输出力矩为合格时，所述可编程逻辑控制器接通所述第一指示灯；当判断所述微型同步电机的输出力矩为不合格时，所述可编程逻辑控制器接通所述第二指示灯。

本发明微型同步电机全自动输出力矩检测设备及其测试方法,与现有技术相比，具有以下优点：

1、利用可编程逻辑控制器与精确度为0.1％N.m的静态扭矩传感器，可实现高效率、稳定快速对输出力矩范围为0-5N.m的微型同步电机进行批量检测，如0.49N.m、0.78N.m、0.98N.m、1.96N.m等，可实现快速、稳定高效率对多种不同输出力矩的微型同步电机进行批量检测，相对于现有技术中，可有效避免误检和漏检的情况，提高检测效率与检测准确性，从而有效保证微型同步电机的生产质量。

2、利用夹具锁紧机构和动力传递装置，提高了微型同步电机的定位和装配操作，减少人力成本和出错率，从而实现现代化的快速、稳定和长时间的工作生产需求，提高了生产效率；

综合而言，其具有快速、准确、可靠和检测精准等特点，实用性强。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的微型同步电机全自动输出力矩检测设备整体结构示意图。

图2为本发明一实施例的检测模块结构示意图。

图3为本发明一实施例的检测模块后视图。

图4为本发明一实施例的检测模块剖视图。

图5为本发明一实施例的检测模块俯视图。

图6为本发明一实施例的夹具锁紧机构示意图。

图7为本发明一实施例的夹具锁紧机构爆炸图。

图8为本发明一实施例的夹具组件和端子结构示意图。

图9为本发明一实施例的微型同步电机和动力传递装置结构示意图。

图10为本发明一实施例的传动器结构示意图。

其中，图1至图10中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100-夹具锁紧机构，110-夹具组件，111-第一定位座，114-第一金属条，112-第二定位座，113-导电模块，115第一接触片，116第二接触片，120-驱动件，130-滑动组件，131-滑轨，132-滑块，200-动力传递装置，210-联轴器，211-导杆，220-第一轴套，230-第二轴套，240-传动器，241-安装槽，242-导向槽，250-弹性复位件，260-静态扭矩传感器，261-键槽，270-固定轴套，271-第五金属棒，280-轴承，290-轴承座，300-可编程逻辑控制器，400-控制电柜，500-微型同步电机，510-端子，520-输出轴，600-第一固定座，610-第一指示灯，620-第二指示灯，630-光电传感器，700-第二固定座，800-限位组件，810-第三定位座，811-第三金属棒，820-第四定位座，821-第四金属棒，900-螺母。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图1-图10所示，在一个实施例中，提供了一种微型同步电机全自动输出力矩检测设备，包括：检测模块、可编程逻辑控制器300和控制电柜400；检测模块包括用于固定微型同步电机500的夹具锁紧机构100和用于传递微型同步电机500输出力矩的动力传递装置200；可编程逻辑控制器300与夹具锁紧机构100通讯连接，用于接收夹具锁紧机构100的检测信号；可编程逻辑控制器300与动力传递装置200通讯连接，用于接收动力传递装置200的输出检测数据，可编程逻辑控制器300根据接收的检测数据判断微型同步电机500的输出力矩是否符合设定值；控制电柜400用于安装夹具锁紧机构100和动力传递装置200，控制电柜400与夹具锁紧机构100电连接。

具体地，控制电柜400设有若干个检测工位，用于安装检测模块，利用可编程逻辑控制器300与精确度为0.1％N.m的静态扭矩传感器260，可实现高效率、稳定快速对输出力矩范围为0-5N.m的微型同步电机进行批量检测，如0.49N.m、0.78N.m、0.98N.m、1.96N.m等，可实现快速、稳定高效率对多种不同输出力矩的微型同步电机进行批量检测，相对于现有技术中，可有效避免误检和漏检的情况，提高检测效率与检测准确性。

参见图2-图4所示，检测模块还包括第一固定座600和第二固定座700，第一固定座600上设有第一指示灯610和第二指示灯620，第一指示灯610和第二指示灯620分别与可编程逻辑控制器300电连接。

具体地，第二固定座700上设有安装柱710，第二固定座700通过安装柱710安装在控制电柜400上。

参见图5-图8所示，夹具锁紧机构100包括夹具组件110、驱动件120和滑动组件130，滑动组件130与夹具组件110连接，驱动件120与夹具组件110连接，夹具组件110通过驱动件120和滑动组件130配合，驱动夹具组件110往复滑动在第一固定座600上，以使夹具组件110夹紧或松开微型同步电机500上的端子510。

夹具组件110通过驱动件120和滑动组件130的配合，驱动夹具组件110往微型同步电机500上的端子510移动，以实现夹具组件110夹紧微型同步电机500，驱动夹具组件110相对微型同步电机500上的端子510反方向移动，以实现夹具组件110松开微型同步电机500，采取驱动件120和滑动组件130的配合，有利于夹具组件110对微型同步电机500夹持状态的稳定性，提高了微型同步电机500的定位和装配操作，减少人力成本和出错率，从而实现现代化的快速、稳定和长时间的工作生产需求，提高了生产效率；需要说明的是，驱动件120可以为气缸、液压缸、电动丝杆、传输带机构、齿轮机构或连杆机构等。

参见图2、图5-图8所示，夹具组件110包括第一定位座111、第二定位座112以及与微型同步电机500上的端子510电连接的导电模块113，导电模块113与控制电柜400电连接，第一定位座111一侧设有第一金属条114，第一固定座600上设有与第一金属条114感应配合的光电传感器630，光电传感器630与可编程逻辑控制器300通讯连接。

具体地，第一定位座111和第二定位座112之间通过紧固件固定连接，导电模块113包括相互配合的第一接触片115和第二接触片116，第一接触片115通过紧固件与所述第一定位座111固定连接。

第一金属条114跟随第一定位座111移动，当夹具组件110夹紧微型同步电机500后，第一金属条114与可编程逻辑控制器300通讯连接，此时可编程逻辑控制器接收到该输入信号后，控制电柜400接通导电模块113的电源，以使驱动微型同步电机500转动。光电传感器630用于检测夹具组件110是否夹紧微型同步电机500。

参见图5-图7所示，滑动组件130包括滑轨131和滑块132，滑轨131与第一定位座111连接，且滑轨131与滑块132滑动连接；其中，推动驱动件120时，第二定位座112带动第一定位座111同步移动，且第一定位座111上的滑轨131沿滑块132滑动，以使微型同步电机500上的端子510插入导电模块113内。

参见图3-图4、图9-图10所示，动力传递装置200包括联轴器210、第一轴套220、第二轴套230、传动器240和弹性复位件250，传动器240套设于第一轴套220内，且传动器240一端上设有与微型同步电机500上的输出轴520配合连接的安装槽241，联轴器210一端与传动器240另一端配合连接，联轴器210另一端与第二轴套230转动连接，弹性复位件250套设于联轴器210上，且弹性复位件250一端与传动器240抵接，弹性复位件250另一端与联轴器210一端抵接。

具体地，联轴器210顶端设有导杆211，传动器240周向设有与导杆211配合的导向槽242，导杆211安设于导向槽242上；检测时，因每个检测微型同步电机500的输出轴520初始转角可能不同，安装在第一固定座600上的微型同步电机500在输出轴520的作用下顶压传动器240，传动器240推动弹性复位件250压缩，此时，联轴器210通过导杆211沿传动器240上的导向槽242竖直向上滑动；微型同步电机500通电后，微型同步电机500上的输出轴520转动，且微型同步电机500上的输出轴520转动到与传动器240上的安装槽241配合位置时，传动器240在弹性复位件250作用下复位，联轴器210通过导杆211沿传动器240上的导向槽242竖直向下滑动。

参见图4和图9所示，动力传递装置200还包括静态扭矩传感器260、固定轴套270、轴承280和轴承座290，静态扭矩传感器260一端与第二轴套230转动连接，静态扭矩传感器260另一端与固定轴套270转动连接，轴承座290设置于第二固定座700上，轴承280安设于轴承座290内，且轴承280与固定轴套270一端配合连接。

具体地，静态扭矩传感器260上设有键槽261，第二轴套230通过紧固件与静态扭矩传感器260上的键槽261紧固连接，且第二轴套230转动时带动静态扭矩传感器260转动。需要说明的是，紧固件为机米螺丝。

采取轴承280及轴承座290用于减少转动产生的摩擦力矩，以减少对测量值的影响，轴承280为深沟球轴承；固定轴套270通过螺母900紧固在所述第二固定座700上。

联轴器210、第一轴套220、第二轴套230、传动器240和弹性复位件250的中心轴线与静态扭矩传感器260、固定轴套270、轴承280和轴承座290的中心轴线共线，从而提高了检测微型同步电机500的精准度和准确性。

参见图9所示，第二固定座700上设有限位组件800，限位组件800包括相互间隔的第三定位座810和第四定位座820，第三定位座810上设有第三金属棒811，第四定位座820上设有第四金属棒821，固定轴套270周向上设有与第三金属棒811和第四金属棒821接触配合的第五金属棒271，第三金属棒811和第四金属棒821分别与可编程逻辑控制器300通讯连接，静态扭矩传感器260转动时带动固定轴套270转动，以使第五金属棒271与第三金属棒811或第四金属棒821接触。

在另一实施例中，提供了一种测试方法，包括微型同步电机全自动输出力矩检测设备，其方法包括：

当夹具锁紧机构100夹紧微型同步电机500时，微型同步电机500上的输出轴520顶压传动器240竖直向下移动；第一金属条114接通光电传感器630，光电传感器630发出输入信号，可编程逻辑控制器300接收到该输入信号后，控制电柜接通导电模块113，以使微型同步电机500转动，进而微型同步电机500上的输出轴520与传动器240上的安装槽241配合连接，传动器240在弹性复位件250作用下复位。

静态扭矩传感器260通过微型同步电机500输出力矩的作用下发生转动并带动固定轴套270转动，以使第五金属棒271与第三金属棒811或第四金属棒821接触并作为输入信号发送到可编程逻辑控制器300。

可编程逻辑控制器300通过模拟量模块读取静态扭矩传感器260输出的电流或电压信号后通过可编程逻辑控制器300转换为对应输出力矩值，其中，输出力矩值与设定值进行对比，进而判断微型同步电机500的输出力矩合格与不合格。

当判断微型同步电机500的输出力矩为合格时，可编程逻辑控制器300接通第一指示灯610；当判断微型同步电机500的输出力矩为不合格时，可编程逻辑控制器300接通第二指示灯620。

测试数据比较判断结束后，切断导电模块113电源使得微型同步电机500断电结束测试，静态扭矩传感器260在自身的弹性作用下复位。

上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种微型同步电机全自动输出力矩检测设备，其特征在于：包括：

检测模块，所述检测模块包括用于固定所述微型同步电机的夹具锁紧机构和用于传递所述微型同步电机输出力矩的动力传递装置；

可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器与所述夹具锁紧机构通讯连接，用于接收所述夹具锁紧机构的检测信号；所述可编程逻辑控制器与所述动力传递装置通讯连接，用于接收所述动力传递装置的输出检测数据，所述可编程逻辑控制器根据接收的检测数据判断所述微型同步电机的输出力矩是否符合设定值；

控制电柜，用于安装所述夹具锁紧机构和所述动力传递装置，所述控制电柜与所述夹具锁紧机构电连接；

所述检测模块还包括第一固定座和第二固定座，所述第一固定座上设有第一指示灯和第二指示灯，所述第一指示灯和所述第二指示灯分别与所述可编程逻辑控制器电连接；

其中，所述夹具锁紧机构包括夹具组件、驱动件和滑动组件，所述驱动件和所述滑动组件配合，能够驱动所述夹具组件在所述第一固定座上往复滑动，以使所述夹具组件夹紧或松开所述微型同步电机上的端子；

所述滑动组件和驱动件分别与所述夹具组件连接；

所述夹具组件包括第一定位座、第二定位座以及与所述微型同步电机上的端子电连接的导电模块，所述导电模块与所述控制电柜电连接，所述第一定位座一侧设有第一金属条，所述第一固定座上设有与所述第一金属条感应配合的光电传感器，所述光电传感器与所述可编程逻辑控制器通讯连接；

所述滑动组件包括滑轨和滑块，所述滑轨与所述第一定位座连接，且所述滑轨与所述滑块滑动连接；其中，驱动所述驱动件时，所述第二定位座带动所述第一定位座同步移动，且所述第一定位座上的滑轨沿所述滑块滑动，以使所述微型同步电机上的端子插入所述导电模块内；

所述动力传递装置包括联轴器、第一轴套、第二轴套、传动器和弹性复位件，所述传动器套设于所述第一轴套内，且所述传动器一端上设有与所述微型同步电机上的输出轴配合连接的安装槽；所述联轴器一端与所述传动器另一端配合连接，所述联轴器另一端与所述第二轴套转动连接；所述弹性复位件套设于所述联轴器上，且所述弹性复位件一端与所述传动器抵接，所述弹性复位件另一端与所述联轴器一端抵接。

2.根据权利要求1所述微型同步电机全自动输出力矩检测设备，其特征在于：所述动力传递装置还包括静态扭矩传感器、固定轴套、轴承和轴承座，所述静态扭矩传感器一端与所述第二轴套转动连接，所述静态扭矩传感器另一端与所述固定轴套转动连接，所述轴承座设置于所述第二固定座上，所述轴承安设于所述轴承座内，且所述轴承与所述固定轴套一端配合连接。

3.根据权利要求2所述微型同步电机全自动输出力矩检测设备，其特征在于：所述第二固定座上设有限位组件，所述限位组件包括相互间隔的第三定位座和第四定位座，所述第三定位座上设有第三金属棒，所述第四定位座上设有第四金属棒，所述固定轴套周向上设有与所述第三金属棒和所述第四金属棒接触配合的第五金属棒，所述第三金属棒和所述第四金属棒分别与所述可编程逻辑控制器通讯连接，所述静态扭矩传感器转动时带动所述固定轴套转动，以使所述第五金属棒与所述第三金属棒或所述第四金属棒接触。

4.一种测试方法，包括权利要求3所述的微型同步电机全自动输出力矩检测设备，其特征在于：所述方法包括：

当所述夹具锁紧机构夹紧所述微型同步电机时，所述微型同步电机上的输出轴顶压所述传动器竖直向下移动；所述第一金属条接通所述光电传感器，所述光电传感器发出输入信号，所述可编程逻辑控制器接收到该输入信号后，所述控制电柜接通所述导电模块，以使所述微型同步电机转动，进而所述微型同步电机上的输出轴与所述传动器上的安装槽配合连接，所述传动器在所述弹性复位件作用下复位；

所述静态扭矩传感器通过所述微型同步电机输出力矩的作用下发生转动并带动所述固定轴套转动，以使所述第五金属棒与所述第三金属棒或所述第四金属棒接触并作为输入信号发送到所述可编程逻辑控制器；

所述可编程逻辑控制器通过模拟量模块读取所述静态扭矩传感器输出的电流或电压信号后通过所述可编程逻辑控制器转换为对应输出力矩值，其中，输出力矩值与设定值进行对比，进而判断所述微型同步电机的输出力矩合格与不合格。

5.根据权利要求4所述的测试方法，其特征在于：当判断所述微型同步电机的输出力矩为合格时，所述可编程逻辑控制器接通所述第一指示灯；当判断所述微型同步电机的输出力矩为不合格时，所述可编程逻辑控制器接通所述第二指示灯。