WO2018209767A1 - 无人车舵机综合测试系统 - Google Patents

Abstract

一种无人机舵机综合测试系统，系统包括工作台，无人机舵机，传感器模块，信号调理模块，A/D采样模块，控制计算机模块和力矩加载模块，传感器模块包括电路部分的光隔传感器、气路部分的压力传感器和流量计，工作台是测试系统主要机械部分，用于放置力矩加载装置，并且测量舵偏信号，系统还包括测量软件模块，测量软件模块包括参数设置模块，系统标定模块，系统自检模块，历史查询模块，常规测试模块，舵机测试模块，无人车测试模块以及寿命试验模块。

Description

无人车舵机综合测试系统 技术领域

[0001] 本发明涉及一种综合测试系统， 特别是无人车舵机综合测试系统。

背景技术

[0002] 无人车又被称为智能车， ， 包括两种舵机形式， 传统模拟舵机和数字比例舵机

(或称之为标准舵机） ， 两者的电子电路均采用 AA51883的鸿海微电子系列模拟 舵机专用芯片， 一半都被称为模拟舵机， 模拟舵机由功率运算放大器等接成惠 斯登电桥， 根据接收到模拟电压指控制指令和机械连动位置传感器 （电位器） 反馈电压之间比较产生的差分电压， 驱动有刷直流电机伺服电机正 /反运转到指 定位置。 数字比例舵机是模拟舵机最好的类型， 实际工作过程中舵机通常采用 气动驱动型式， 工作特点是将来自控制电路的控制信号按比例放大为舵片的舵 偏角， 在无人车运行过程中， 气动舵机的控制作用显得尤为重要， 直接影响着 导弹的飞行姿态， 合格的舵机产品在输入电压信号后， 能正确及吋地做出响应 偏转车轮。 舵机的响应吋间和偏转极性成为衡量无人机产品合格与否的重要指 标。

[0003] 然而目前的测试方法和技术指标都比较落后， 而且没有针对无人车舵机的专有 测试系统。 技术问题

技术问题

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 本发明实施例提供一种无人机舵机综合测试系统， 该系统操作简便， 且适合无 人机舵机的专有测量， 系统包括工作台， 无人机舵机， 传感器模块， 信号调理 模块， A/D采样模块， 控制计算机模块和力矩加载模块。

[0005] 其中， 所述传感器模块包括电路部分的光隔传感器、 气路部分的压力传感器和 流量计。

[0006] 其中， 所述工作台是测试系统主要机械部分， 用于放置力矩加载装置， 并且测 量舵偏信号。

[0007] 其中， 所述工作台通过金属细杆与舵偏测量装置相连。

[0008] 其中， 所述无人车舵机舵面的力矩调节通过工作台上铁盒中的弹簧钢片完成， 调节紧贴在传动凸轮上的弹簧钢片的松紧程度就可以调整加载于舵机叶面上的 力矩。

[0009] 其中， 测试需要加载的载荷为 0.5Nm。

[0010] 其中， 舵机的频率与舵偏极性通过测试台金属盒中的金属细杆与光阁传感器的 配合完成， 舵机翼片通过传动套、 转轴与金属细杆相连， 当舵机翼片垂直于工 作台吋金属细杆经过机械零位， 在原点位置处放置光隔传感器即可以测得舵偏 信号过零吋的输出值， 两个光隔传感器按照一定偏置角度放置就可以测量舵机 的舵偏极性。

[0011] 其中， 所述系统还包括测量软件模块， 所述测量软件模块包括参数设置模块， 系统标定模块， 系统自检模块， 历史査询模块， 常规测试模块， 舵机测试模块 ， 无人车测试模块以及寿命试验模块。

[0012] 其中参数设置模块用于舵机合格参数标准的设置， 包括响应吋间的上下限。

[0013] 其中系统标定模块用于各传感器测量系数的标定， 包括压力传感器、 流量传感 器以及修正系数的设定。

[0014] 其中， 系统自检模块通过对压力、 流量各参数的测量， 在测试幵始前判断测试 设备的状态是否正常。

[0015] 其中， 历史査询模块可对于已测量无人车按照各种条件进行査询， 并打印测试 报告。

[0016] 其中， 常规测试模块， 无人车测试模块， 舵机测试模块和寿命测试模块完成所 对应测试试验工作的数据测量， 数据处理， 数据保存的工作， 控制舵机气路的 电磁阀， 以及无人车进行不同实验吋输入信号切换。

[0017] 根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述， 本领域技术人员将会更加 明了本发明的上述以及其他目的、 优点和特征。

发明的有益效果

有益效果 [0018] 比较常规实验测试数据， 实验用测试台测量数据以及两者的结果， 很好的吻合 验证用测试台测量数据， 并在此基础上将测量有效值提升， 增加了测试吋间的 差值比较， 便于观察无人车产品特性， 新测试系统队每个无人机产品进行多组 数据测试， 更为细致准确反映无人车产品特性。

对附图的简要说明

附图说明

[0019] 后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例 。 附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。 本领域技术人员应 该理解， 这些附图未必是按比例绘制的。 本发明的目标及特征考虑到如下结合 附图的描述将更加明显， 附图中：

[0020] 图 1是本发明实施例中测试系统原理方框图；

[0021] 图 2是本发明实施例中工作台级细杆安置示意图。

本发明的实施方式

[0022] 图 1是一种无人机舵机综合测试系统原理方框图， 该系统操作简便， 且适合无 人机舵机的专有测量， 无人车舵机综合测试系统的系统硬件组成主要围绕测试 过程中的气路与电路部分进行搭建。 按功能模块分， 系统包括工作台， 无人机 舵机， 传感器模块， 信号调理模块， A/D采样模块， 控制计算机模块和力矩加载 模块。 传感器模块包括电路部分的光隔传感器、 气路部分的压力传感器和流量 计。 工作台是测试系统主要机械部分， 用于放置力矩加载装置， 并且测量舵偏 信号。 其中测量响应吋间与舵偏信号的关键传感器位于工作台一侧， 安置方式 与角度如图 2所示。 工作台通过金属细杆与舵偏测量装置相连。 无人车舵机舵面 的力矩调节通过工作台上铁盒中的弹簧钢片完成， 调节紧贴在传动凸轮上的弹 簧钢片的松紧程度就可以调整加载于舵机叶面上的力矩。 测试需要加载的载荷 为 0.5Nm。 舵机的频率与舵偏极性通过测试台金属盒中的金属细杆与光阁传感器 的配合完成， 舵机翼片通过传动套、 转轴与金属细杆相连， 当舵机翼片垂直于 工作台吋金属细杆经过机械零位， 在原点位置处放置光隔传感器即可以测得舵 偏信号过零吋的输出值， 两个光隔传感器按照一定偏置角度放置就可以测量舵 机的舵偏极性。 响应吋间的测量在物理上必须保证同吋测量到地面功放与舵偏 二路信号， 考虑一个 N路通道的数据采集系统的 fs采样频率进行采样， 则分配给 每个通道的操作吋间 （包括通道切换、 A/D转换、 系统响应和数据存储所需的吋 间） 小于 Ts=l/(fs)， 若采用中断方式采样， 中断吋间 T小于 Ts。 在舵机响应吋间 测试过程中， 要求 Ts测量精度为微秒量级， 已接近 T。 因此采用 DMA方式进行数 据采集， 由于 DMA采样收集的数组是按采样通道间隔排列， 在采集完数据需按 照通道分组归类， 并通过找这些数据点所在的位置， 计算出细杆两次经过 A点吋 间隔的吋间， 即响应吋间， 由于细杆经过槽型光电耦合器吋， 传感器传来的是 一组连续的数据点， 是一个吋间段而不是一个吋刻， 因此中间值的具体吋刻按 照数据点的中值来计算。

[0023] 控制计算机是测试系统核心， 数据采集卡为研华 A/D采样板卡， ISA总线接口 ， 在 DMA工作状态下， 最高采样率可达到 40k/s， 为保证数据采集吋的稳定同吋 方便的计算， 设定采样速率为 30k/s， 3个通道采样， 每个通道可分到 lOk/s的采样 速率。

[0024] 响应吋间的精度满足采样精度需求， 测试系统气路及相关信号的 I/O控制均由 8 18提供， 为将 A/D板却动的输出功率提升到足以控制继电器， 测试系统设计一块 I/O板与之相连， 以提供必要的驱动能力， 整个 I/O的基本结构是由 16路输入 16路 输出光电隔离部分与驱动部分组成。 测试系统的继电器采用互锁结构， 严格确 保各实验所需不同信号源信号输入吋的独立性， 气路传感器内部自带信号调理 模块， 具备 0-5V输出功能。

[0025] 系统还包括测量软件模块， 所述测量模软件块包括参数设置模块， 系统标定模 块， 系统自检模块， 历史査询模块， 常规测试模块， 舵机测试模块， 无人车测 试模块以及寿命试验模块。 其中参数设置模块用于舵机合格参数标准的设置， 包括响应吋间的上下限。 其中系统标定模块用于各传感器测量系数的标定， 包 括压力传感器、 流量传感器以及修正系数的设定。 其中， 系统自检模块通过对 压力、 流量各参数的测量， 在测试幵始前判断测试设备的状态是否正常。 其中 ， 历史査询模块可对于已测量无人车按照各种条件进行査询， 并打印测试报告 。 其中， 常规测试模块， 无人车测试模块， 舵机测试模块和寿命测试模块完成 所对应测试试验工作的数据测量， 数据处理， 数据保存的工作， 控制舵机气路 的电磁阀， 以及无人车进行不同实验吋输入信号切换。

[0026] 比较常规实验测试数据， 实验用测试台测量数据以及两者的结果， 很好的吻合 验证用测试台测量数据， 并在此基础上将测量有效值提升， 增加了测试吋间的 差值比较， 便于观察无人车产品特性， 新测试系统队每个无人机产品进行多组 数据测试， 更为细致准确反映无人车产品特性。

[0027] 虽然本发明已经参考特定的说明性实施例进行了描述， 但是不会受到这些实施 例的限定而仅仅受到附加权利要求的限定。 本领域技术人员应当理解可以在不 偏离本发明的保护范围和精神的情况下对本发明的实施例能够进行改动和修改

Claims

权利要求书

[权利要求 1] 一种无人机舵机综合测试系统， 系统包括工作台， 无人机舵机， 传感 器模块， 信号调理模块， A/D采样模块， 控制计算机模块和力矩加载 模块。

[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的一种无人机舵机综合测试系统， 所述传感器模 块包括电路部分的光隔传感器、 气路部分的压力传感器和流量计。

[权利要求 3] 根据权利要求 1所述的一种无人机舵机综合测试系统， 所述工作台是 测试系统主要机械部分， 用于放置力矩加载装置， 并且测量舵偏信号

[权利要求 4] 根据权利要求 1所述的一种无人机舵机综合测试系统， 所述工作台通 过金属细杆与舵偏测量装置相连。

[权利要求 5] 根据权利要求 3-4所述的一种无人机舵机综合测试系统， 所述无人车 舵机舵面的力矩调节通过工作台上铁盒中的弹簧钢片完成， 调节紧贴 在传动凸轮上的弹簧钢片的松紧程度就可以调整加载于舵机叶面上的 力矩。

[权利要求 6] 根据权利要求 5所述的一种无人机舵机综合测试系统， 测试需要加载 的载荷为 0.5Nm。

[权利要求 7] 根据权利要求 5所述的一种无人机舵机综合测试系统， 舵机的频率与 舵偏极性通过测试台金属盒中的金属细杆与光阁传感器的配合完成， 舵机翼片通过传动套、 转轴与金属细杆相连， 当舵机翼片垂直于工作 台吋金属细杆经过机械零位， 在原点位置处放置光隔传感器即可以测 得舵偏信号过零吋的输出值， 两个光隔传感器按照一定偏置角度放置 就可以测量舵机的舵偏极性。

[权利要求 8] 根据权利要求 1所述的一种无人机舵机综合测试系统， 所述系统还包 括测量软件模块， 所述测量软件模块包括参数设置模块， 系统标定模 块， 系统自检模块， 历史査询模块， 常规测试模块， 舵机测试模块， 无人车测试模块以及寿命试验模块。

[权利要求 9] 根据权利要求 8所述的一种无人机舵机综合测试系统， 参数设置模块 用于舵机合格参数标准的设置， 包括响应吋间的上下限， 所述系统标 定模块用于各传感器测量系数的标定， 包括压力传感器、 流量传感器 以及修正系数的设定， 所述系统自检模块通过对压力、 流量各参数的 测量， 在测试幵始前判断测试设备的状态是否正常， 所述历史査询模 块可对于已测量无人车按照各种条件进行査询， 并打印测试报告， 所 述常规测试模块， 无人车测试模块， 舵机测试模块和寿命测试模块完 成所对应测试试验工作的数据测量， 数据处理， 数据保存的工作， 控 制舵机气路的电磁阀， 以及无人车进行不同实验吋输入信号切换。