CN116184097A - 模拟工况的测试平台 - Google Patents

Abstract

本申请涉及测试设备领域，公开了模拟工况的测试平台。模拟工况的测试平台包括：上位机、主控模块、负载模块、动力系统、传感装置以及电源系统；上位机、负载模块、动力系统、传感装置均与主控模块通讯连接；电源系统电连接主控模块和动力系统，以对主控模块和动力系统供电；上位机用于发送第一操作指令，主控模块根据第一操作指令后发出第一响应指令；负载模块根据第一响应指令对动力系统作出模拟工况的第一目标动作，使动力系统在模拟工况下作模拟运动；传感装置获取动力系统参数并反馈至主控模块，主控模块对参数计算并输出至上位机，上位机对获取的参数计算、比对后输出测试结果。其有益效果是：有利于提高测试效率，数据更加客观真实。

Description

模拟工况的测试平台

技术领域

本发明涉及测试设备领域，特别涉及模拟工况的测试平台。

背景技术

在竞赛级遥控模型车中，动力系统作为模型车分析研发的重要部分，其性能优劣直接关系到模型车整体性能的好坏。因此在模型车研发过程中，动力系统的试验技术及其试验条件对整车开发的影响越来越大。

为了确保动力系统的正常运行，在投入使用之前需要对模型车的动力系统进行测试。现有条件下无法测试到模型车在真实使用中所遇到的问题，只能依靠车手去实际测试反馈，此种测试方法不仅测试周期长，而且测试数据不够客观准确，从而影响对模型车性能准确度的判断。

发明内容

基于此，有必要针对模型车在测试过程中测试周期长、测试数据不够客观准确的问题，提供一种模拟工况的测试平台。

为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的其中一个技术方案是：

一种模拟工况的测试平台，包括：上位机、主控模块、负载模块、动力系统、传感装置以及电源系统；其中，所述上位机、所述负载模块、所述动力系统、所述传感装置均与所述主控模块通讯连接；所述电源系统电连接所述主控模块和所述动力系统，以对所述主控模块和所述动力系统供电；所述上位机用于发送第一操作指令，所述主控模块根据所述第一操作指令后发出第一响应指令；所述负载模块根据所述第一响应指令对所述动力系统作出模拟工况的第一目标动作，使所述动力系统在所述模拟工况下作模拟运动；所述传感装置获取所述动力系统在作所述模拟运动时的参数并反馈至所述主控模块，所述主控模块根据获取的有关参数经过计算输出至所述上位机，所述上位机根据获取的有关参数经过上位机程序的计算、比对，输出测试结果。

可选地，还包括固定台架，以及固定于所述固定台架的模型车；其中，所述动力系统设于所述模型车；所述负载模块包括传动机构，所述传动机构安装于所述固定台架内；所述传动机构的传送带被设为可相对于所述动力系统/所述模型车运动，以模拟所述动力系统/所述模型车的工况运动。

可选地，所述传感装置包括设于所述固定台架的测速传感器；所述测速传感器与所述主控模块电连接，用于检测所述传送带的传送速度。

可选地，所述负载模块还包括与所述主控模块电连接的第一施压单元；所述第一施压单元固定安装于所述固定台架，用于给所述模型车/所述动力系统施加第一外力。

可选地，所述负载模块还包括与所述主控模块电连接的第二施压单元；所述第二施压单元固定安装于所述固定台架，用于给所述传动机构的转轴施加第二外力。

可选地，所述负载模块还包括负载模拟器，所述第二施压单元通过所述负载模拟器电连接所述主控模块;所述负载模拟器用于控制所述第二施压单元作用于所述传动机构的转轴的力度。

可选地，所述负载模块还包括负载传送装置；所述负载传送装置设于所述传动机构的转轴，并且与所述第二施压单元相切。

可选地，所述第一施压单元和/或所述第二施压单元采用液压驱动或气压驱动。

可选地，所述传感装置包括第一传感器，所述第一传感器设于所述模型车的表面，用于感应所述第一施压单元作用于所述模型车/所述动力系统的所述第一外力的大小。

可选地，所述传感装置还包括第二传感器，所述第二传感器设于所述第二施压单元的端面，用于感应所述负载模拟器作用于所述第二施压单元的驱动力的大小。

区别于传统的测试方法，本申请提供的用于模拟工况的测试平台有益效果是：不再需要提供较大的跑车场地，就能真实模拟实际使用中的各种工况，有利于节省空间且提高测试效率，更加易于发现动力系统的细微差异，数据更加客观真实。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例提供的测试平台的各部件连接示意图；

图2是本发明实施例提供的动力系统的各部件连接示意图；

图3是本发明实施例提供的测试平台的各部件装配示意图。

附图标记说明：

1、测试平台；x、第一方向；y、第二方向；10、上位机；20、主控模块； 311、传送带；312、第一转动单元；313、第二转动单元；32、第一施压单元；33、第二施压单元；34、负载模拟器；35、负载传送装置；40、动力系统；41、电机控制器；42、电机；51、测速传感器；52、第一传感器；53、第二传感器；60、电源系统；70、固定台架；80、模型车；90、降压模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

除非另有明确的规定和限定，本说明书所使用的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量；由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上；“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

如图1，本申请提供的模拟工况的测试平台1，包括上位机10、主控模块20、负载模块(32、33)、动力系统40、传感装置（51、52、53）以及电源系统60。

其中，上位机10作为交互设备内存储有控制程序，上位机10根据控制程序可以将输入的数据作为操控指令向外发出，以及接收、处理并且显示与上位机10相连接设备所获取的数据（例如液压力、速度、加速度）。

主控模块20获取上位机10发出的操控指令，将操控指令解释成相应的时序信号直接控制与主控模块20连接的相应设备。而且主控模块20可不时读取与之相连接设备的状态数据，转换成数字信号反馈给上位机10。

负载模块可以在至少两个方向上对动力系统40产生外力作用，不同大小和不同方向的外力模拟了动力系统40所处的不同工况环境，使动力系统40的所处的模拟工况环境更趋于真实的工况环境，降低测试误差。

如图2，动力系统40包括电机控制器41和电机42，电机控制器41与电机42电连接。本申请实施例中，动力系统40设于竞赛级遥控模型车80（以下称“模型车80”），在电机控制器41的调速控制下电机42可驱动模型车80的车轮转动。

当然，在一些实施例中，动力系统40并不局限于设置在模型车80上，动力系统40也可以设置在其他物体。该物体仅仅作为载体用于装配动力系统40使用，以便于更好地获取动力系统40在模拟工况下的一些测试参数。

传感装置用于感应动力系统40/模型车80在模拟工况环境下的外力，并且可将外力转换为对应的电信号反馈至上位机10以准确反映动力系统40/模型车80所受力的大小，以根据受力情况和测试需要调整模拟工况。

电源系统60在模拟工况环境下提供能量来源，确保测试平台1中的动力系统40的动力输出，以及使上位机10、主控模块20、负载模块、动力系统40、传感装置之间能够完成电信号的传输，协助实现预期的模拟工况。

本申请实施例中，上位机10可以而不仅限于采用工控机、触摸屏、PC和平板，主控模块20可以而不仅限于采用PLC、单片机，上位机10、负载模块、动力系统40、传感装置均与主控模块20通讯连接，电源系统60电连接主控模块20和动力系统40以对主控模块20和动力系统40供电。

在实际工作时，上位机10发送第一操作指令，主控模块20根据第一操作指令后发出第一响应指令；负载模块根据第一响应指令对动力系统40作出模拟工况的第一目标动作，使动力系统40在模拟工况下作模拟运动；传感装置获取动力系统40在作模拟运动时的有关参数并反馈至主控模块20，主控模块20根据获取的有关参数经过计算输出至上位机10，上位机10根据获取的有关参数经过上位机10的控制程序的计算、比对，输出测试结果。

本申请实施例提供的模拟工况的测试平台1，在使用测试平台1对待测试产品进行测试时，一方面，测试人员通过上位机10可以进行相应的参数设置、调整，其后再根据设置、调整的参数进行动力系统40的性能比对测试，从而可使待测试产品处于测试平台提供的模拟实际测试工况的环境，通过上位机10显示输出动力系统40的测试结果；另一方面，还可以通过调整上位机10参数以模拟在不同阶段（时期）的工况，来检验动力系统40在趋近于实际工况的模拟环境下的使用效果。

如图3，测试平台1还包括固定台架70，设有所述动力系统40的模型车80安装于固定台架70。负载模块包括传动机构（311、312、313），传动机构安装于固定台架70内，传动机构被配置为其传送带311可相对于动力系统40/模型车80运动，以模拟动力系统40/模型车80在不同路面摩擦力和/或在不同重量下的工况运动。

固定台架70可以是由多根杆件搭架形成的具有多层和多个容纳空间的框架结构。例如，本申请的一些实施例中，固定台架70可以是由多根杆件搭架形成具有四层三个容纳空间的框架结构，固定台架70从底部往顶部依次为第一层（或底层）、第一装配空间、第二层、第二装配空间、第三层、第三装配空间、第四层（或顶层）。

传动机构设于固定台架70的第二层和第三层之间，亦即设于固定台架70的第二装配空间。传动机构包括第一转动单元312、第二转动单元313和传送带311，其中，第一转动单元312、第二转动单元313转动装配于固定台架70且分别位于传送带311传动方向上的两端，传送带311为环形传送带311且套接于第一转动单元312和第二转动单元313。在使用测试平台1对动力系统40测试时，传送带311在动力系统40的驱动力下可带动第一转动单元312和第二转动单元313转动。

动力系统40/模型车80设于固定台架70的顶层，动力系统40/模型车80被设为可以往传送带311的方向靠近，以改变动力系统40作用于传送带311的抵接力从而改变动力系统40与传送带311之间的摩擦力。当动力系统40启动后，与动力系统40的电机42固定连接的车轮将随之发生转动，车轮与传送带311之间产生可以驱使传送带311做循环转动的摩擦力，此时，传送带311的传送速度即是车轮外周面在该模拟工况环境下的线速度。

负载模块还包括固定安装于固定台架70的第一施压单元32，第一施压单元32与主控模块20电连接，用于给模型车80施加第一外力。具体的，第一施压单元32固定安装于固定台架70的顶层，在第一方向x上给模型车80/动力系统40施加第一外力，使动力系统40以不同的第一外力抵接于传送带311，第一施压单元32施加于模型车80的第一外力的大小不同，则模型车80的动力系统40与传送带311之间的摩擦力大小不同，用以模拟出几种不同摩擦力路面的工况情况。

负载模块还包括同样固定安装于固定台架70的第二施压单元33，第二施压单元33与主控模块20电连接，用于给传动机构的转轴施加第二外力。具体的，第二施压单元33固定安装于固定台架70的第二层，在第二方向y上给传动机构的转轴施加第二外力，以改变传动机构的传动阻力，该传动阻力与小车的重量存在一定量关系，第二施压单元33施加于橡胶轮的第二外力的大小不同，则传动阻力大小不同，用以模拟出几种不同重量模型车80的工况情况。

本领域技术人员可以理解的是，本申请实施例中所述的第一施压单元32、第二施压单元33可采用液压驱动技术或气压驱动技术，例如第一施压单元32和/或第二施压单元33可以是液压杆和/或气压杆。

负载模块还包括负载模拟器34，负载模拟器34是一种在试验条件下半实物的模拟承载对象所要求的力矩载荷的装置，本申请中，第二施压单元33通过负载模拟器34电连接主控模块20，用于控制第二施压单元33作用于传动机构的转轴的力度。当在上位机10输入模型车80的模拟重量后，通过上位机10控制程序计算可得到负载模拟器34作用于第二施压单元33的外力，第二施压单元33在负载模拟器34外力的驱使下作用于转轴以使转轴的转动存在阻力。

负载模拟器34固定安装于固定台架70的第二层，电连接主控模块20的同时机械连接第二施压单元33，在主控模块20的控制下可驱动第二施压单元33以第二外力施加于传动机构的转轴。当在上位机10输入的对应于第二外力的数值（例如模型车80的模拟重量）不同时，传动机构的转轴所受的第二外力将随之发生变化，传送带311的传送阻力随之发生变化，可模拟出几种不同重量模型车80的工况情况。

为将作用于传动机构的第二外力尽量转换为传送带311的阻力，负载模块还包括负载传送装置35，负载传送装置35固定装配于传动机构的转轴，并且与第二施压单元33的末端相切。

具体的，传动机构的至少一个转动单元（例如第一转动单元312）包括两根平行的转轴，其中一根转轴设于固定台架70的第二层，另外一根转轴设于固定台架70的第三层，转轴的对应末端装配有转动轮，转动轮可以是齿轮，转动单元中转轴以对应末端的两个齿轮啮合连接。

负载传送装置35可以是设于转轴的若干个橡胶轮，若干个橡胶轮固定装配于转动单元中设于固定台架70第二层的转轴。第二施压单元33固定装配于固定台架70的第二层，在负载模拟器34的驱动下可伸向设于转轴的橡胶轮，以便于与橡胶轮抵接以使转轴的转动存在阻力。

可以理解的是，在一些实施例中，转动单元的转动轮也可以是带轮，转动单元中转轴对应末端的两个带轮使用皮带传动连接；或者，转动轮可以是链轮，转轴对应末端的两个链轮使用链条传动连接。通过以上实施方式同样可以实现将转轴的转动阻力转化为传送带311的传送阻力，进而模拟几种不同重量模型车80的工况情况。

请继续参阅图3，传感装置包括设于固定台架70的测速传感器51，测速传感器51与主控模块20电连接，用于检测传送带311的传送速度。在一些实施例中，测试平台1还包括降压模块90，电源系统60通过降压模块90与测速传感器51电连接以提供给测速传感器51在测速时所需的电能。测速传感器51可以采用目前使用较为普遍的光电速度传感器，光电速度传感器具有发射器和接收器，发射器可以发射出一定频率的红外线，红外线在检测方向上经由传送带311的表面反射后可被接收器接收以获得传送带311的传动参数。

本申请实施例中，测速传感器51可以设有两个，两个测速传感器51均固定安装于位于传送带311上方的固定台架70顶层，其中一个测速传感器51设于传动方向上的一点，另外一个测速传感器51设于传动方向上的另一点，以获取不同测试点的速度并根据这两点的速度计算得到传送带311（或动力系统40）的加速度。

传感装置还包括第一传感器52和第二传感器53。其中，第一传感器52可设于第一施压单元32动力输出端的端面或模型车80的表面，用于感应第一施压单元32对模型车80的第一外力的大小，并且将第一外力大小以电信号的形式通过主控模块20反馈至上位机10；第二传感器53可设于第二施压单元33动力输出端的端面，用于感应负载模拟器34作用于第二施压单元33的驱动力的大小（即是第二施压单元33对橡胶轮的第二外力的大小），并且将第二外力大小以电信号的形式通过主控模块20反馈至上位机10。

本申请通过在第一施压单元32和第二施压单元33的末端分别设置第一传感器52和第二传感器53，可以实时监测压力数据，便于了解当前测试平台1的模拟工况状态，从而根据测试需要对模拟工况进行调整。

为便于更好的理解本申请的实施方式，以下结合测试平台1的其中一个使用过程和对模型车80的测试原理做以下示意性描述和说明。

将装配有待测试动力系统40的模型车80（或载体）放置于传动机构的传送带311，在上位机10内先后输入几组待测试的数组，以使模型车80（或载体）先后处于几种不同的模拟工况，每个数组可包括表示动力系统40的转矩和转速，以及表示作用于动力系统40的第一外力和作用于传动机构的第二外力，待输入待测试数组之后启动，装配有待测试动力系统40的模型车80（或载体）将在由第一外力和第二外力共同模拟的工况下做模拟行驶运动。测试过程中，主控模块20获取第一传感器52、第二传感器53和测速传感器51的数据，主控模块20将获取的数据反馈至上位机10，上位机10通过预先存储于上位机10的控制程序计算、对比得到待测试动力系统40的性能是否满足在模拟工况下行驶并将测试结果显示于上位机10的显示屏。

区别于传统的测试方法，本申请实施例提供的用于模拟工况的测试平台1有益效果是：通过使用上位机发送第一操作指令，主控模块根据第一操作指令后发出第一响应指令；负载模块根据第一响应指令对动力系统作出模拟工况的第一目标动作，使动力系统在模拟工况下作模拟运动；传感装置获取动力系统在作模拟运动时的参数并反馈至上位机，上位机根据获取的有关参数经过上位机程序的计算、比对，输出测试结果。使模型车的动力系统测试不再需要提供较大的跑车场地就能真实模拟各种工况，有利于节省空间且提高测试效率，而且数据更加客观真实。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种模拟工况的测试平台，其特征在于，包括：

上位机、主控模块、负载模块、动力系统、传感装置以及电源系统；其中，所述上位机、所述负载模块、所述动力系统、所述传感装置均与所述主控模块通讯连接；所述电源系统电连接所述主控模块和所述动力系统，以对所述主控模块和所述动力系统供电；

所述上位机用于发送第一操作指令，所述主控模块根据所述第一操作指令后发出第一响应指令；所述负载模块根据所述第一响应指令对所述动力系统作出模拟工况的第一目标动作，使所述动力系统在所述模拟工况下作模拟运动；所述传感装置获取所述动力系统在作所述模拟运动时的参数并反馈至所述主控模块，所述主控模块根据获取的有关参数经过计算输出至所述上位机，所述上位机根据获取的有关参数经过上位机程序的计算、比对，输出测试结果。

2.根据权利要求1所述的模拟工况的测试平台，其特征在于，还包括固定台架，以及固定于所述固定台架的模型车；

其中，所述动力系统设于所述模型车；所述负载模块包括传动机构，所述传动机构安装于所述固定台架内；

所述传动机构的传送带被设为可相对于所述动力系统/所述模型车运动，以模拟所述动力系统/所述模型车的工况运动。

3.根据权利要求2所述的模拟工况的测试平台，其特征在于，所述传感装置包括设于所述固定台架的测速传感器；所述测速传感器与所述主控模块电连接，用于检测所述传送带的传送速度。

4.根据权利要求2所述的模拟工况的测试平台，其特征在于，所述负载模块还包括与所述主控模块电连接的第一施压单元；

所述第一施压单元固定安装于所述固定台架，用于给所述模型车/所述动力系统施加第一外力。

5.根据权利要求4所述的模拟工况的测试平台，其特征在于，所述负载模块还包括与所述主控模块电连接的第二施压单元；

所述第二施压单元固定安装于所述固定台架，用于给所述传动机构的转轴施加第二外力。

6.根据权利要求5所述的模拟工况的测试平台，其特征在于，所述负载模块还包括负载模拟器，

所述第二施压单元通过所述负载模拟器电连接所述主控模块，

所述负载模拟器用于控制所述第二施压单元作用于所述传动机构的转轴的力度。

7.根据权利要求6所述的模拟工况的测试平台，其特征在于，所述负载模块还包括负载传送装置；所述负载传送装置设于所述传动机构的转轴，并且与所述第二施压单元相切。

8.根据权利要求6或7所述的模拟工况的测试平台，其特征在于，所述第一施压单元和/或所述第二施压单元采用液压驱动或气压驱动。

9.根据权利要求4所述的模拟工况的测试平台，其特征在于，所述传感装置包括第一传感器，

所述第一传感器设于所述模型车的表面，用于感应所述第一施压单元作用于所述模型车/所述动力系统的所述第一外力的大小。

10.根据权利要求6所述的模拟工况的测试平台，其特征在于，所述传感装置还包括第二传感器，

所述第二传感器设于所述第二施压单元的端面，用于感应所述负载模拟器作用于所述第二施压单元的驱动力的大小。

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