CN208333860U - 控制系统及测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种控制系统及测试系统，涉及机械测试装置技术领域，主要解决了传统液压加载系统进行离合器测试时只能对离合器进行单点加载，加载精度低，同时其油污严重，成本造价较高的问题。主要采用的技术方案为：一种控制系统，其包括：控制装置；加载电机，所述的加载电机接于所述控制装置的输出端，为待测试装置提供驱动力；扭矩传感器，所述的扭矩传感器的接于所述的控制装置的输入端，传回测试数据；测试工装，所述的测试工装一端接于所述的加载电机，另一端接于所述的扭矩传感器，用于安装待测试离合器；本实用新型按照设定角度对离合器进行多点全范围的加载，频率可调，且加载精度高、无污染且造价成本低。

Description

控制系统及测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种机械测试控制装置技术领域，特别是涉及一种控制系统及测试系统。

背景技术

离合器是机械传动中的常用部件，可将传动系统随时分离或接合，在离合器的研制和生产过程中，要通过测试获得的数据作为研发依据和出厂检验的质量数据，测试主要包括过载、疲劳和破坏试验；目前主要是通过液压加载的方式对离合器进行试验，该测试方式中液压装置通过凸轮直接连接离合器进行测试试验，但是在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：液压加载系统只能对离合器进行单点加载，加载精度低，同时其油污严重，成本造价较高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种控制系统及测试系统，主要目的在于解决了传统液压加载系统进行离合器测试时只能对离合器进行单点加载，加载精度低，同时其油污严重，成本造价较高的问题，从而更加适于实用。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

一方面，本实用新型的实施例提供一种控制系统，其包括：

控制装置；

加载电机，所述的加载电机接于所述控制装置的输出端，为待测试离合器提供驱动力；

扭矩传感器，所述的扭矩传感器接于所述的控制装置的输入端，传回测试数据；

测试工装，所述的测试工装一端接于所述的加载电机，另一端接于所述的扭矩传感器，用于安装待测试离合器。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

可选的，前述的一种控制系统，其中所述的控制装置包括输入装置和驱动器；

所述的输入装置通过通讯接口与所述的驱动器相连接，用于向驱动器传输指令；

所述的驱动器通过驱动器输出端口与所述的加载电机的输入端相接，并为所述的加载电机提供驱动力；

所述的加载电机的输出端通过编码器接口接于驱动器，并向其传送测试数据；

所述的扭矩传感器的输出端通过扭矩传感器接口接于驱动器，并向其传送测试数据。

可选的，前述的一种控制系统，其中所述的输入装置为上位机。

可选的，前述的一种控制系统，其中所述的驱动器包括运行模式控制模块和电流环控制模块；

所述的运行模式控制模块包括扭矩环控制模块，所述的扭矩环控制模块的输入端通过所述驱动器的通讯接口接于所述的上位机，其输出端接于所述的电流环控制模块，用于实现加载控制。

可选的，前述的一种控制系统，其中所述的运行模式控制模块包括位置环控制模块，所述的位置环控制模块的输入端通过所述驱动器的通讯接口接于所述的上位机，其输出端接于所述的电流环控制模块，用于实现角度控制。

可选的，前述的一种控制系统，其中所述的运行模式控制模块包括扭矩环控制模块和位置环控制模块，分别用于控制加载控制和角度控制；

所述的扭矩环控制模块和位置环控制模块通过所述驱动器的通讯接口接于所述的上位机，二者的输出端接于电流控制环的输入端。

可选的，前述的一种控制系统，其中所述的驱动器还包括运行模式选择模块和主动保护模块；

所述的运行模式选择模块的输入端通过所述驱动器的通讯接口接于所述的上位机，其输出端依次接于运行模式控制模块和电流环控制模块；

所述的主动保护模块的输入端接于所述的扭矩传感器和所述的加载电机。

可选的，前述的一种控制系统，其中所述的主动保护模块包括扭矩过载保护模块、角度过载保护模块、电流过载保护模块以及电机过热保护模块。

可选的，前述的一种控制系统，其中所述的驱动器通过驱动器输出端口与所述的加载电机绕组相连，对其进行驱动。

另一方面，本实用新型的实施例提供一种测试系统，其包括

离合器；

控制系统，所述的控制系统为所述的离合器提供测试；

其中，所述的离合器置于测试工装上，加载电机、离合器以及扭矩传感器进行同轴联接；

其中，所述的控制系统包括：

控制装置；

加载电机，所述的加载电机接于所述控制装置的输出端，为待测试离合器提供驱动力；

扭矩传感器，所述的扭矩传感器的接于所述的控制装置的输入端，传回测试数据；

测试工装，所述的测试工装一端接于所述的加载电机，另一端接于所述的扭矩传感器，用于安装待测试离合器。

借由上述技术方案，本实用新型控制系统及测试系统至少具有下列优点：对于离合器的测试方式将原有的液压直接测试的方式转化为通过控制器、加载电机以及扭矩传感器的配合来共同完成；通过控制装置对加载电机进行智能化驱动使得测试的精度大大提高，并且还能通过控制器对加载电机的智能驱动实现对离合器一周的全范围的加载测试，进一步的还可以通过控制器调节加载测试的频率，获得更为大量的数据为后期分析提供铺垫；同时本实用新型中主要工作部件均为电力驱动、电力运行，因而不会发生油污泄漏或污染的情况，较为绿色环保；再则测试工装的设置为离合器预留测试位置，无需反复安装与拆卸，简化的测试前期甚至后期的繁琐工序并节省了大量人力。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的实施例提供的一种控制系统结构示意图；

图2是本实用新型的实施例提供的一种控制系统的另一种结构示意图；

图3是本实用新型的实施例提供的一种控制系统的又一种结构示意图；

图4是本实用新型的实施例提供的一种控制系统结构控制原理示意图。

具体实施方式

为了进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种控制系统及测试系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

离合器是机械传动中的常用部件，可将传动系统随时分离或接合，在离合器的研制和生产过程中，要通过测试获得的数据作为研发依据和出厂检验的质量数据，测试主要包括过载、疲劳和破坏试验；目前主要是通过液压加载的方式对离合器进行试验，该测试方式中液压装置通过凸轮直接连接离合器进行测试试验。

但是发明人在实现本实用新型过程中发现现有技术中仍然存在如下问题：液压加载系统只能对离合器进行单点加载，加载精度低，同时其油污严重，成本造价较高。

同时需要说明的是本实用新型采取的技术方案针对的对象可以是大扭矩离合器。

本实用新型实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

实施例1

参考附图1，本实用新型提供的一种控制系统，其包括控制装置1、加载电机2、扭矩传感器3以及测试工装4；所述的加载电机2接于所述控制装置1的输出端，为待测试离合器5提供驱动力；所述的扭矩传感器3接于所述的控制装置1的输入端，传回测试数据；所述的测试工装4位于所述的加载电机2和所述的扭矩传感器3之间，用于安装待测试离合器5。

具体的，为了解决了传统液压加载系统进行离合器测试时只能对离合器5进行单点加载，加载精度低，同时其油污严重，成本造价较高的问题，上述离合器5是机械传动中的常用部件，可将传动系统随时分离或接合；传统的离合器5测试方式都是液压装置通过凸轮直接连接离合器进行测试，但是该测试比较粗糙，精准度较低，且液压加载决定了只能实现针对离合器5的某一点进行加载并测试，同时液压装置容易出现漏油、费油的问题，这样就造成了有无污染和成本上升的问题；因而本实用新型采取的技术方案中提供了一种控制系统，其包括控制装置1、加载电机2、扭矩传感器3以及测试工装4；所述的加载电机2接于所述控制装置1的输出端，通过控制装置1对加载电机2的智能驱动为待测试离合器4提供驱动力，实现离合器5一周全范围的加载测试，大大提高测试的精准度，同时还能通过控制装置1调节加载的频率，获得更多的数据；所述的扭矩传感器3的接于所述的控制装置1的输入端，传回测试数据；所述的测试工装4位于所述的加载电机2和所述的扭矩传感器3之间，用于安装待测试离合器5，无需反复安装拆卸，简化了大量人为工序。

根据上述所列，本实用新型采取的技术方案中，对于离合器的测试方式将原有的液压直接测试的方式转化为通过控制器、加载电机以及扭矩传感器的配合来共同完成；通过控制器对加载电机进行智能化驱动使得测试的精度大大提高，并且还能通过控制器对加载电机的智能驱动实现对离合器一周的全范围的加载测试，进一步的还可以通过控制器调节加载测试的频率，获得更为大量的数据为后期分析提供铺垫；同时本实用新型中主要工作部件均为电力驱动、电力运行，因而不会发生油污泄漏或污染的情况，较为绿色环保；再则测试工装的设置为离合器预留测试位置，无需反复安装与拆卸，简化的测试前期甚至后期的繁琐工序并节省了大量人力。

本文中术语“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，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一中情况。

进一步的，如图2所示，本实用新型的一个实施例提出的一种控制系统，在具体实施中，所述的控制装置1包括输入装置7和驱动器6；所述的输入装置7通过通讯接口与所述的驱动器6相连接，用于向驱动器6传输指令；所述的驱动器6通过驱动器输出端口与所述的加载电机2的输入端相接，并为所述的加载电机2提供驱动力；所述的加载电机2的输出端通过编码器接口接于驱动器6，并向其传送测试数据；所述的扭矩传感器3的输出端通过扭矩传感器接口接于驱动器6，并向其传送测试数据。

具体的，为了达到加载电机2对离合器5的控制精准，本实用新型采取的技术方案中，所述的控制装置1包括输入装置7和驱动器6；所述的输入装置7通过通讯接口与所述的驱动器6相连接，用于对驱动器6进行编程和输入指令的操作；所述的驱动器6 通过驱动器输出端口与所述的加载电机2的输入端相接，并为所述的加载电机2提供驱动力；所述的加载电机2的输出端通过编码器接口接于驱动器6，控制器6通过编码器接口读取加载电机2转轴的角度信息并回传测试数据，通过编码器接口的反馈可计算离合器5在扭矩的作用下滑动的角度值，得到的角度数据可作为改善离合器性能的主要依据；所述的扭矩传感器3的输出端通过扭矩传感器接口接于驱动器6，测得实际的扭矩信号并回传测试数据。

进一步的，如图3所示，本实用新型的一个实施例提出的一种控制系统，在具体实施中，所述的输入装置7为上位机8。

具体的，为了使输入装置7对驱动器6不仅具有可编程的功能还能够显示回传数据，本实用新型采取的技术方案中，所述的输入装置7为上位机8，该上位机8是指可以直接发出操控指令的计算机，并且屏幕上能够显示各种信号变化。

进一步的，如图4所示，本实用新型采取的实施例提供出的一种控制系统，在具体实施中，所述的驱动器6包括运行模式控制模块和电流环控制模块9；所述的运行模式控制模块包括扭矩环控制模块10，所述的扭矩环控制模块10的输入端通过所述驱动器 6的通讯接口接于所述的上位机8，其输出端接于所述的电流环控制模块9，用于实现加载控制。

具体的，所述的电流环控制模块9为现有技术驱动器6中设置的能够实现对电流的调节；所述的运行模式控制模块为通过结合现有技术进行简单编程得到的能够实现对运行模式逻辑执行相应的动作；所述的扭矩环控制模块10为结合现有技术通过编程得到的能够实现对加载电机施加的扭矩进行控制的。

为了实现对离合器5的加载，本实用新型采取的技术方案中，测试前于上位机8输入扭矩设定值，其与扭矩传感器3检测到的加载电机2与离合器5的实际扭矩相比较得出扭矩偏差值，经过扭矩环控制模块10对扭矩大小的调节，将扭矩环控制模块10输出的电流作为驱动器6电流环给定值，经电流环控制模块9对电流的大小进行调节，控制加载电机2的输出电流使离合器5的扭矩达到扭矩设定值。

进一步的，如图4所示，本实用新型采取的实施例提供出的一种控制系统，在具体实施中，所述的运行模式控制模块包括位置环控制模块11，所述的位置环控制模块11 的输入端通过所述驱动器6的通讯接口接于所述的上位机8，其输出端接于所述的电流环控制模块9，用于实现角度控制。

具体的，所述的运行模式控制模块为通过结合现有技术进行简单编程得到的能够实现对于运行模式的逻辑执行相应的动作；所述的位置环控制模块11为结合现有技术通过编程得到的能够实现对加载电机进行变换角度的控制。

为了实现对离合器5各个角度的加载，本实用新型采取的技术方案中，测试前于上位机8输入角度设定值，其与加载电机2轴端的编码器检测的实际角度相比较得出角度偏差值，经位置环控制模块11对角度的调节，将位置环控制器11输出作为驱动器6电流环给定值，经电流环控制模块11对电流大小进行调节，控制加载电机2输出电流使离合器5转动角度达到角度设定值。

进一步的，参考附图4，本实用新型采取的实施例提供出的一种控制系统，在具体实施中，所述的运行模式控制模块包括扭矩环控制模块10和位置环控制模块11，分别用于控制加载控制和角度控制；所述的扭矩环控制模块10和位置环控制模块11通过所述驱动器6的输入端即通过所述驱动器6的通讯接口接于所述的上位机8，二者的输出端分时分别接于电流控制环9的输入端。

具体的，为了实现两种控制交替进行，获得大量数据，本实用新型采取的技术方案中，同时设置扭矩环控制模块10和位置环控制模块11，同样通过预先在上位机8上输入预设值，并通过比较、调节、转换等过程使加载电机2输出电流使离合器5转动角度达到角度设定值，该过程可参见上述内容，此处不再赘述。

进一步的，参考附图4，本实用新型采取的实施例提供出的一种控制系统，在具体实施中，所述的驱动器6还包括运行模式选择模块和主动保护模块；所述的运行模式选择模块的输入端通过所述驱动器6的通讯接口接于所述的上位机8，其输出端依次接于运行模式控制模块和电流环控制模块9；所述的主动保护模块的输入端接于所述的扭矩传感器3和所述的加载电机2；其中所述的主动保护模块包括扭矩过载保护模块、角度过载保护模块、电流过载保护模块以及电机过热保护模块。

具体的，所述的运行模式选择模块为通过结合现有技术进行简单编程得到的能够实现对于运行模式逻辑的筛分与选择；所述的主动保护模块为结合现有技术设定的保护电路等来实现自主断电与保护的功能，其包含的扭矩过载保护模块、角度过载保护模块、电流过载保护模块以及电机过热保护模块均为现有现有技术中可以轻易获取的。

为了达到运行模式的快速切换且防止控制装置组件的破坏，本实用新型采取的技术方案中，所述的驱动器6还包括运行模式选择模块和主动保护模块，主动保护模块包括扭矩过载保护模块、角度过载保护模块、电流过载保护模块以及电机过热保护模块；在疲劳试验过程，如图2中的扭矩环控制模块10和位置环控制模式11可通过运行模式选择模块进行快速切换实现加载完成后将加载电机2和离合器5转动一定角度进而变换离合器5的加载位置，实现对离合器5的全范围疲劳试验，同时扭矩加载保持时间和角度保持时间都可以通过上位机8对驱动器6进行设定并更改从而使劳试验的频率可调。

当扭矩传感器3检测实际扭矩达到扭矩保护值时，扭矩过载保护模块使得驱动器6立即停止输出电流从而保护离合器5及试验组件；在加载试验或疲劳试验的冲击加载过程中离合器5发生角度位移超过角度保护设定值时，角度过载保护模块使得驱动器6立即停止输出电流从而保护离合器5及试验组件；当由于外部原因不能检测到扭矩传感器 3信号时，可以通过加载电机2的电流进行保护，当驱动器检测到加载电机电流达到电流保护值时，电流过载保护模块使得驱动器立即停止输出电流从而保护离合器及试验组件；编码器信号电缆中含有电机温度检测信号，当检测到加载电机2度达到电机过热保护值时，电机过热保护模块使得驱动器6立即停止输出电流从而保护离合器5及试验组件，进而通过主动保护功能可以对试验系统进行全方位保护，并且上位机8按定时中断读取图1中的驱动器1检状态信息并显示到上位机8的界面中。

在驱动器6主动保护的功能下，可对离合器5进行破坏试验，在测试一些极限数据时需要进行破坏试验，在主动保护功能的作用下进行破坏试验可防止破坏试验过程中对控制装置组件造成破坏。

实施例二

参考图2，本实用新型的实施例提供了一种测试系统，其包括离合器和控制系统，所述的控制系统为所述的离合器提供测试；其中，所述的控制系统包括控制装置1、加载电机2、扭矩传感器3以及测试工装4；所述的加载电机2接于所述控制装置1的输出端，为待测试离合器5提供驱动力；所述的扭矩传感器3的接于所述的控制装置1 的输入端，传回测试数据；所述的测试工装4位于所述的加载电机2和所述的扭矩传感器3之间，用于安装待测试离合器5；所述的离合器5置于所述的测试工装4上，所述的加载电机2、离合器5以及扭矩传感器3进行同轴联接。

具体的，本实施例二中所述的控制系统可直接采用上述实施例一提供的所述控制系统，具体的实现结构可参见上述实施例一中描述的相关内容，此处不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种控制系统，其特征在于，其包括：

控制装置；

加载电机，所述的加载电机接于所述控制装置的输出端，为待测试离合器提供驱动力；

扭矩传感器，所述的扭矩传感器接于所述的控制装置的输入端，传回测试数据；

测试工装，所述的测试工装一端接于所述的加载电机，另一端接于所述的扭矩传感器，用于安装待测试离合器。

2.根据权利要求1所述的一种控制系统，其特征在于：

所述的控制装置包括输入装置和驱动器；

所述的输入装置通过通讯接口与所述的驱动器相连接，用于向驱动器传输指令；

所述的驱动器通过驱动器输出端口与所述的加载电机的输入端相接，并为所述的加载电机提供驱动力；

所述的加载电机的输出端通过编码器接口接于驱动器，并向其传送测试数据；

所述的扭矩传感器的输出端通过扭矩传感器接口接于驱动器，并向其传送测试数据。

3.根据权利要求2所述的一种控制系统，其特征在于：

所述的输入装置为上位机。

4.根据权利要求2所述的一种控制系统，其特征在于：

所述的驱动器包括运行模式控制模块和电流环控制模块；

所述的运行模式控制模块包括扭矩环控制模块，所述的扭矩环控制模块的输入端通过所述驱动器的通讯接口接于所述的上位机，其输出端接于所述的电流环控制模块，用于实现加载控制。

5.根据权利要求4所述的一种控制系统，其特征在于：

所述的运行模式控制模块包括位置环控制模块，所述的位置环控制模块的输入端通过所述驱动器的通讯接口接于所述的上位机，其输出端接于所述的电流环控制模块，用于实现角度控制。

6.根据权利要求4所述的一种控制系统，其特征在于：

所述的运行模式控制模块包括扭矩环控制模块和位置环控制模块，分别用于控制加载控制和角度控制；

所述的扭矩环控制模块和位置环控制模块通过所述驱动器的通讯接口接于所述的上位机，二者的输出端接于电流控制环的输入端。

7.根据权利要求6所述的一种控制系统，其特征在于：

所述的驱动器还包括运行模式选择模块和主动保护模块；

所述的运行模式选择模块的输入端通过所述驱动器的通讯接口接于所述的上位机，其输出端依次接于运行模式控制模块和电流环控制模块；

所述的主动保护模块的输入端接于所述的扭矩传感器和所述的加载电机。

8.根据权利要求7所述的一种控制系统，其特征在于：

所述的主动保护模块包括扭矩过载保护模块、角度过载保护模块、电流过载保护模块以及电机过热保护模块。

9.根据权利要求2所述的一种控制系统，其特征在于：

所述的驱动器通过驱动器输出端口与所述的加载电机绕组相连，对其进行驱动。

10.一种测试系统，其特征在于，其包括：

离合器；

控制系统，所述的控制系统为所述的离合器提供测试；

其中，所述的离合器置于测试工装上，加载电机、离合器以及扭矩传感器进行同轴联接；

其中，所述的控制系统为权利要求1-9中任意所述的控制系统。