CN218524344U - 一种动车组电动刮雨器测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于雨刷器制备领域，特别是涉及一种动车组电动刮雨器测试系统，包括上位机、控制器、刮雨器机械载荷传动单元、数据采集单元、供电与驱动电路以及雨量模拟单元，其中：刮雨器安装在刮雨器机械载荷传动单元的挡风玻璃安装台上，并通过刮雨器机械载荷传动单元提供动力；通过所述雨量模拟单元为挡风玻璃提供风力与雨量；所述数据采集单元采集刮雨器的压力以及扭矩；上位机与控制器连接，控制器连接刮雨器机械载荷传动单元、数据采集单元、供电与驱动电路以及雨量模拟单元通过控制器，本新型实际模拟运行环境，采集的数据接近真实的环境，进行多参数测试。
Description
技术领域
本实用新型属于雨刷器制备领域，特别是涉及一种动车组电动刮雨器测试系统。
背景技术
动车组刮雨器是清除动车挡风玻璃上雨水、落叶和灰尘等遮挡物和帮助驾驶员获得清晰的视野的关键设备。动车组服役环境的复杂性导致威胁列车安全运行的因素较多，降雨降雪天气、鸟类撞击、高速行驶进隧道和动车会车等工况下，刮雨器存在堵转、失控不动作，刮臂或刮片漂浮甚至断裂等典型问题，导致动车安全运行事故频发。
常规电动刮雨器测试多利用刮雨器的静态电气参数进行故障诊断，此类方法存在测试功能单一、诊断效果不佳等问题。另外，常规的刮雨器电机和控制器无法直接应用在可靠性测试台中。因其电机和控制器均为制式设计，在设计过程中均旨在专门满足列车运营的各种工况需求，而并不提供对各类复杂和意外故障进行综合在线诊断与分析所需的各类采集接口和分析模块，故在试验台中需要设计专门的电机和控制器，使其运行性能能对标制式电机总成，同时又能满足其在各类复杂工况下的各类故障诊断与综合分析需求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种动车组电动刮雨器测试系统，解决了常规电动刮雨器测试无法模拟真实运行场景，造成的只测试静态电气参数功能单一以及诊断效果不佳的问题。
本实用新型是这样实现的，一种动车组电动刮雨器测试系统，包括上位机、控制器、刮雨器机械载荷传动单元、数据采集单元、供电与驱动电路以及雨量模拟单元，其中：刮雨器安装在刮雨器机械载荷传动单元的挡风玻璃安装台上，并通过刮雨器机械载荷传动单元提供动力；通过所述雨量模拟单元为挡风玻璃提供风力与雨量；所述数据采集单元采集刮雨器的压力以及扭矩；上位机与控制器连接，控制器连接刮雨器机械载荷传动单元、数据采集单元、供电与驱动电路以及雨量模拟单元通过控制器。
进一步地，所述刮雨器机械载荷传动单元包括：
挡风玻璃安装台，用于安装挡风玻璃和刮雨器的雨刮臂以及雨刮片；
永磁同步电机控制驱动模块，用于控制并驱动刮雨器的永磁同步电机；
磁粉制动器，用于提供刮雨器的减速增扭装置的负载；
所述永磁同步电机带动减速增扭装置，通过所述减速增扭装置连接四连杆机构提供雨刮臂动力。
进一步地，数据采集单元包括：
压力传感器，用于采集雨刮臂以及雨刮片对于玻璃的压力；
扭矩传感器，用于采集永磁同步电机的扭矩，并通过光电编码器反馈至电机控制器；
霍尔电流传感器，用于采集电机控制器提供给永磁同步电机的电流。
进一步地，所述雨量模拟单元包括喷头、以及与喷头连接的流量计，所述流量计通过比例流量控制阀控制流量大小。
进一步地，所述比例流量控制阀与设置在蓄水池内水泵相连接，所述挡风玻璃安装台下方设置雨水回收装置，所述雨水回收装置与蓄水池连接。
进一步地，所述压力传感器至少设置一个安装在雨刮片上。
本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：
本实用新型解决了常规电动刮雨器测试多利用刮雨器的单参数进行故障诊断，存在测试工况单一、诊断效果不佳等问题。本实用新型实际模拟运行环境，采集的数据接近真实的环境，进行多参数测试。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的总体框图；
图2是本实用新型实施例提供的结构框图；
图3是本实用新型实施例提供的。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参见图1所示，一种动车组电动刮雨器测试系统，包括上位机、控制器、刮雨器机械载荷传动单元、数据采集单元、供电与驱动电路以及雨量模拟单元，其中：刮雨器安装在刮雨器机械载荷传动单元的挡风玻璃安装台上，并通过刮雨器机械载荷传动单元提供动力；通过所述雨量模拟单元为挡风玻璃提供风力与雨量；所述数据采集单元采集刮雨器的压力以及扭矩；上位机与控制器连接，控制器连接刮雨器机械载荷传动单元、数据采集单元、供电与驱动电路以及雨量模拟单元通过控制器。
其中，刮雨器机械载荷传动单元包括：挡风玻璃安装台，用于安装挡风玻璃和刮雨器的雨刮臂以及雨刮片，参见图2所示，雨刮片安装在雨刮臂上，模拟真实的挡风玻璃结构，在雨刮臂上安装多个压力传感器，用于测量雨刮片不同的位置处与挡风玻璃之间的压力；四连杆机构与雨刮臂连接后，连接减速增扭装置，减速增扭装置通过永磁同步电机驱动，永磁同步电机控制驱动模块，用于控制并驱动刮雨器的永磁同步电机；减速增扭装置通过电机控制器控制永磁同步电机，在永磁同步电机安装扭矩传感器，采集永磁同步电机的信息。
通过磁粉制动器模拟给减速增扭装置的阻力，提供刮雨器的减速增扭装置的负载；永磁同步电机驱动电机输出轴上下运动，带动减速增扭装置转动，而减速增扭装置连接四连杆机构的一个转动节点，从而带动雨刮臂左右转动。
数据采集单元包括：压力传感器，用于采集雨刮臂以及雨刮片对于玻璃的压力；扭矩传感器，用于采集永磁同步电机的扭矩，并通过光电编码器反馈至电机控制器；还包括霍尔电流传感器，用于采集电机控制器提供给永磁同步电机的电流。采集的信息通过控制器传递至上位机。
雨量模拟单元用于模拟真实的下雨天气，包括喷头、以及与喷头连接的流量计，流量计通过比例流量控制阀控制流量大小。
并通过鼓风机模拟风速阻力。
参见图3，喷头设置在挡风玻璃的上方，安装在安装台上，在挡风玻璃的下方设置雨水回收装置，比例流量控制阀与设置在蓄水池内水泵相连接，雨水回收装置与蓄水池连接。将模拟用的雨水回收至蓄水池中进行循环。
本实用新型中，减速增扭装置可以减小转速，以适配刮雨器的目标转速，同时增加电机的输出扭矩，弥补电机输出扭矩较小而目标转矩需求大的问题，另外可以减小四连杆机构和雨刮臂的惯性。
雨量模拟单元的水泵的控制、鼓风机的控制电路，磁粉制动器的控制电路、电机控制器、霍尔电流传感器以及压力传感器以及扭矩传感器均与控制器端口连接。
由上位机通过控制器控制模拟雨水单元、鼓风机、磁粉制动器以及压力传感器等部分工作。
供电与驱动电路，通过电源以及继电器等实现负责接收工控机的操作驱动比例流量控制阀等工作，并给磁粉制动器、刮雨器电机以及鼓风机提供电源。
雨量模拟单元将水均匀的喷洒至动车挡风玻璃上，通过比例流量控制阀和流量计进行启停控制与大小雨量控制，用于模拟自然降雨，以达到检测自然降雨对刮雨器的影响。刮雨器机械载荷传动用于配置刮雨器的目标转速，在电机转速需求大时增加电机的输出转矩，弥补电机输出转矩小而目标转矩大，并且可以模拟突然有异物阻挡刮雨器的情况。
数据采集单元用于采集刮雨器电机电流、角度、转速、扭矩以及刮雨器所受的压力等。
工作流程为，首先上位机控制器控制驱动电机控制器驱动电机按照特定的转速和转矩运行，经过减速增扭装置减速增扭，实现刮雨臂和刮雨片的周期运行，驱动水泵提供雨量和鼓风机提供风力。然后实时采集刮雨器的运行数据，并将测试数据传递至上位机。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种动车组电动刮雨器测试系统，其特征在于，包括上位机、控制器、刮雨器机械载荷传动单元、数据采集单元、供电与驱动电路以及雨量模拟单元，其中：刮雨器安装在刮雨器机械载荷传动单元的挡风玻璃安装台上，并通过刮雨器机械载荷传动单元提供动力；通过所述雨量模拟单元为挡风玻璃提供风力与雨量；所述数据采集单元采集刮雨器的压力以及扭矩；上位机与控制器连接，控制器连接刮雨器机械载荷传动单元、数据采集单元、供电与驱动电路以及雨量模拟单元通过控制器。
2.按照权利要求1所述的动车组电动刮雨器测试系统，其特征在于，所述刮雨器机械载荷传动单元包括：
挡风玻璃安装台，用于安装挡风玻璃和刮雨器的雨刮臂以及雨刮片；
永磁同步电机控制驱动模块，用于控制并驱动刮雨器的永磁同步电机；
磁粉制动器，用于提供刮雨器的减速增扭装置的负载；
所述永磁同步电机带动减速增扭装置，通过所述减速增扭装置连接四连杆机构提供雨刮臂动力。
3.按照权利要求2所述的动车组电动刮雨器测试系统，其特征在于，数据采集单元包括：
压力传感器，用于采集雨刮臂以及雨刮片对于玻璃的压力；
扭矩传感器，用于采集永磁同步电机的扭矩，并通过光电编码器反馈至电机控制器；
霍尔电流传感器，用于采集电机控制器提供给永磁同步电机的电流。
4.按照权利要求1所述的动车组电动刮雨器测试系统，其特征在于，所述雨量模拟单元包括喷头、以及与喷头连接的流量计，所述流量计通过比例流量控制阀控制流量大小。
5.按照权利要求4所述的动车组电动刮雨器测试系统，其特征在于，所述比例流量控制阀与设置在蓄水池内水泵相连接，所述挡风玻璃安装台下方设置雨水回收装置，所述雨水回收装置与蓄水池连接。
6.按照权利要求3所述的动车组电动刮雨器测试系统，其特征在于，所述压力传感器至少设置一个安装在雨刮片上。
Priority Applications (1)
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| CN202222736992.7U CN218524344U (zh) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | 一种动车组电动刮雨器测试系统 |
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2022
- 2022-10-18 CN CN202222736992.7U patent/CN218524344U/zh active Active
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