CN106289816A - 一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验控制系统，由操作单元、工控机、变频器、减速电机、抓取机构、楔形机构、落锤、信号检测单元、气缸、气动换向阀和交流电源组成；所述工控机由信号采集模块、信号处理模块和信号输出模块构成。本发明构造简单，节约成本，安装方便，自动化程度高，系统单次循环周期短，极大地提高了减震器疲劳试验的效率。本发明还公开了一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验控制系统的自动控制方法。

Description

一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验控制系统及控制方法

技术领域

本发明属于产品性能测试与试验控制技术领域，涉及一种冲击疲劳试验控制系统及自动控制方法，更具体地说，是涉及一种采用工控机实现的摩托车减震器连续冲击疲劳试验控制系统及自动控制方法。

背景技术

减震器作为摩托车集安全和性能为一体的关键部件，在减震器产品出厂或整车装配之前都会对其性能进行检测，目前常用的疲劳试验方法有两种，一种是采用单根减震器竖直安装以一定振幅和频率正弦激振几十万乃至上百万次，其加载模式与减震器在摩托车上实际工况差距较大，且耗时长，大约需两周才能完成一次减震器的耐久试验。另一种为转鼓试验，采用双前减组成悬架并装上车轮按实际倾角安装在转鼓试验机上，利用转鼓的转动使轮上凸台对车轮产生冲击激振，该试验方法减震器的安装角度与实际工况相同，并在试验中对减震器施加侧向力，试验方法接近减震器实际工况，但同样耗时较长。

传统疲劳性能测试方法不能满足高端化减震产品的测试要求。缺乏测试设备和手段，使得国内摩托车减震器生产企业长期停留在低端或中低端层次，难以进入高端减震器的生产和销售。因此国内减震器行业迫切需要提升检测手段，完善测试设备，适应企业产品升级转型的需要。实际由于加载强度的差异，经受高强度冲击载荷的工作部件，与低强度冲击下相比其冲击响应有许多不同规律，在高速(4m/s-5m/s的加载速度是上述两种试验方法的8-10倍)冲击下，冲击瞬间减震器内部压力急剧增大，对减震器内部零件质量尤其是活塞与筒壁的抗磨损性能和密封件的质量提出了更高的要求，高强度冲击试验的目的在于尽量模拟高端减震产品使用时的真实工况，为工程设计提供真实的试验数据。针对摩托车减震器冲击疲劳试验，落锤式冲击试验机兼顾减震器强度和耐久性能，是一种结构简单、运行平稳、连续性好的高强度冲击加载设备，针对高端摩托车减震器，取代传统的正弦激振试验和转鼓式冲击试验方法，可大大缩短试验时间，提高试验效率。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有测试试验中存在的问题和不足，提供一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验控制系统及自动控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种减震器连续冲击疲劳试验控制系统，由操作单元、工控机、变频器、减速电机、抓取机构、落锤、信号检测单元、气缸、气动换向阀、交流电源和楔形机构组成；所述工控机由信号采集模块、信号处理模块和信号输出模块串接构成；所述操作单元的输出端串接信号采集模块的输入端；所述信号输出模块的输出端分别串接变频器和气动换向阀；所述变频器串接减速电机，所述变频器还与交流电源连接；所述减速电机串接抓取机构；所述抓取机构内置的机构可与落锤连接；抓取机构与落锤通过楔形机构的作用可分离；信号检测单元定点检测抓取机构和落锤的位置信号并发送至信号采集模块。

上述所述抓取机构上设置有第一接近开关、第二接近开关和第三接近开关。

上述所述落锤上设置有第四接近开关和加速度传感器。

上述所述操作单元设置有自动/手动选择开关、手动起升/自动启动按钮、手动下降按钮和手动停止按钮。

上述所述第四接近开关为感应磁性的霍尔型接近开关。

为了达到上述目的，本发明采用的另一技术方案是：

一种减震器连续冲击疲劳试验控制系统的自动控制方法，包括如下步骤：

(1)工控机初始化其内部的计数器C1，即C1＝0，并设定试验次数n1；

(2)工控机检测启动按钮是否有信号，当无，则循环检测，当有，则进入下一步骤；

(3)工控机检测第三接近开关是否有信号，当无，则循环检测，当有，则进入下一步骤；

(4)变频器控制减速电机高速正转，抓取机构高速提升；

(5)工控机检测第二接近开关是否有信号，当无，则循环检测，当有，则进入下一步骤；

(6)变频器控制减速电机低速正转，抓取机构低速提升；

(7)工控机检测第一接近开关是否有信号，当无，则循环检测，当有，则进入下一步骤；

(8)工控机将计数器C1累加；

(9)工控机检测C1是否等于1或者是否等于n1，当不等于，则循环检测，当等于，则进入下一步骤；

(10)工控机高速采集一固定时间长度的加速度传感器的信号值；

(11)工控机检测计数器C1是否等于设定的试验次数n1，当等于，则试验结束，当不等于，则进入下一步骤；

(12)变频器控制减速电机停止；

(13)工控机检测第四接近开关是否有信号，当无，则循环检测，当有，则进入下一步骤；

(14)工控机控制气动换向阀得电，气缸顶升；

(15)工控机内部延时；

(16)工控机控制气动换向阀失电，气缸复位；

(17)变频器控制减速电机高速反转，抓取机构下放，同时回到步骤(3)。

其中，所述变频器控制减速电机是通过其内部设定好的固定速度的方法来控制减速电机的高速和低速。

本发明的优点和有益效果是：

(1)本发明的减震器连续冲击疲劳试验控制系统构造简单，安装方便，成本节约。

(2)本发明的减震器连续冲击疲劳试验控制系统自动化程度高，系统自动运行时单次循环周期短，极大地提高了减震器疲劳试验的效率。

(3)本发明的减震器连续冲击疲劳试验控制系统可以自动连续抓取和释放落锤，使用气缸可防止落锤的二次冲击。

附图说明

图1是本发明实施例的减震器连续冲击疲劳试验控制系统的构成方框图；

图2是图1中信号检测单元的信号构成图；

图3是本发明实施例的减震器连续冲击疲劳试验控制系统的安装示意图；

图4是本发明实施例的减震器连续冲击疲劳试验控制系统的自动控制方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示是本发明实施例的减震器连续冲击疲劳试验控制系统的构成方框图。由操作单元110、工控机120、变频器130、减速电机140、抓取机构150、落锤160、信号检测单元170、气缸180、气动换向阀190、交流电源200和楔形机构210组成；所述工控机120由信号采集模块121、信号处理模块122和信号输出模块123串接构成；所述操作单元110的输出端串接信号采集模块121的输入端；所述信号输出模块123的输出端分别串接变频器130和气动换向阀190；所述变频器130串接减速电机140，所述变频器130还与交流电源200连接；所述减速电机140串接抓取机构150；所述抓取机构150内置的机构可与落锤160连接；抓取机构210与落锤160通过楔形机构210的作用可分离；信号检测单元170定点检测抓取机构150和落锤160的位置信号并发送至信号采集模块121。

如图2所示是信号检测单元170的信号构成图，结合图1，测量的信号包括测量抓取机构150的第一接近开关171的信号、第二接近开关172的信号、第三接近开关173的信号；测量落锤160的第四接近开关174的信号、加速度传感器175的信号；测量操作单元110的自动/手动选择开关176的信号、手动起升/自动启动按钮177的信号、手动下降开关178的信号、手动停止开关179的信号。上述信号一并传送至信号采集模块121。

如图3所示是本发明实施例的减震器连续冲击疲劳试验控制系统的安装示意图，结合图1、图2，减速电机140通过钢丝绳和链条连接抓取机构150，在减速电机140的驱动下抓取机构150可以上下运动，向下运动时，可以与落锤160连接上，并触发第三接近开关173，向上运动时，触发第二接近开关172，慢速上升，触发第一接近开关171时，抓取机构150和落锤160在楔形机构210作用下分离，减速电机140停机使得抓取机构150停止运动，落锤160以近似自由落体的状态下落，落锤160触发到第四接近开关175时，气动换向阀190得电，气缸180顶升，防止落锤160对减震器试件的二次冲击。

如图4所示本发明实施例的减震器连续冲击疲劳试验控制系统的自动控制方法流程图，结合图1、图2，所述控制方法步骤如下：

(1)步骤1、工控机120初始化其内部的计数器C1，即C1＝0，并设定试验次数n1；

(2)步骤2、工控机120检测启动按钮177是否有信号，当无，则循环检测，当有，则进入下一步骤；

(3)步骤3、工控机120检测第三接近开关173是否有信号，当无，则循环检测，当有，则进入下一步骤；

(4)步骤4、变频器130控制减速电机140高速正转，抓取机构150高速提升；

(5)步骤5、工控机120检测第二接近开关172是否有信号，当无，则循环检测，当有，则进入下一步骤；

(6)步骤6、变频器130控制减速电机140低速正转，抓取机构150低速提升；

(7)步骤7、工控机120检测第一接近开关171是否有信号，当无，则循环检测，当有，则进入下一步骤；

(8)步骤8、工控机120将计数器C1累加；

(9)步骤9、工控机120检测C1是否等于1或者是否等于n1，当不等于，则循环检测，当等于，则进入下一步骤；

(10)步骤10、工控机120高速采集一固定时间长度的加速度传感器175的信号值；

(11)步骤11、工控机120检测计数器C1是否等于设定的试验次数n1，当等于，则试验结束，当不等于，则进入下一步骤；

(12)步骤12、变频器130控制减速电机140停止；

(13)步骤13、工控机120检测第四接近开关174是否有信号，当无，则循环检测，当有，则进入下一步骤；

(14)步骤14、工控机120控制气动换向阀190得电，气缸180顶升；

(15)步骤15、工控机120内部延时；

(16)步骤16、工控机120控制气动换向阀190失电，气缸180复位；

(17)步骤17、变频器130控制减速电机140高速反转，抓取机构150下放，同时回到步骤(3)。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，任何熟悉本技术领域的技术人员，当可根据本发明作出各种相应的等效改变和变形，都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验控制系统，其特征在于：由操作单元、工控机、变频器、减速电机、抓取机构、落锤、信号检测单元、气缸、气动换向阀、交流电源和楔形机构组成；所述工控机由信号采集模块、信号处理模块和信号输出模块串接构成；所述操作单元的输出端串接信号采集模块的输入端；所述信号输出模块的输出端分别串接变频器和气动换向阀；所述变频器串接减速电机，所述变频器还与交流电源连接；所述减速电机串接抓取机构；所述抓取机构内置的机构可与落锤连接；抓取机构与落锤通过楔形机构的作用可分离；信号检测单元定点检测抓取机构和落锤的位置信号并发送至信号采集模块。

2.根据根据权利要求1所述的一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验控制系统，其特征在于：所述抓取机构上设置有第一接近开关、第二接近开关和第三接近开关。

3.根据根据权利要求1所述的一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验控制系统，其特征在于：所述落锤上设置有第四接近开关和加速度传感器。

4.根据根据权利要求1所述的一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验控制系统，其特征在于：所述操作单元设置有自动/手动选择开关、手动起升/自动启动按钮、手动下降按钮和手动停止按钮。

5.根据根据权利要求3所述的一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验控制系统，其特征在于：所述第四接近开关为感应磁性的霍尔型接近开关。

6.一种如权利要求1至4任一项所述的摩托车减震器连续冲击疲劳试验控制系统的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)工控机初始化其内部的计数器C1，即C1＝0，并设定试验次数n1；

(2)工控机检测启动按钮是否有信号，当无，则循环检测，当有，则进入下一步骤；

(3)工控机检测第三接近开关是否有信号，当无，则循环检测，当有，则进入下一步骤；

(4)变频器控制减速电机高速正转，抓取机构高速提升；

(5)工控机检测第二接近开关是否有信号，当无，则循环检测，当有，则进入下一步骤；

(6)变频器控制减速电机低速正转，抓取机构低速提升；

(7)工控机检测第一接近开关是否有信号，当无，则循环检测，当有，则进入下一步骤；

(8)工控机将计数器C1累加；

(9)工控机检测C1是否等于1或者是否等于n1，当不等于，则循环检测，当等于，则进入下一步骤；

(10)工控机高速采集一固定时间长度的加速度传感器的信号值；

(11)工控机检测计数器C1是否等于设定的试验次数n1，当等于，则试验结束，当不等于，则进入下一步骤；

(12)变频器控制减速电机停止；

(13)工控机检测第四接近开关是否有信号，当无，则循环检测，当有，则进入下一步骤；

(14)工控机控制气动换向阀得电，气缸顶升；

(15)工控机内部延时；

(16)工控机控制气动换向阀失电，气缸复位；

(17)变频器控制减速电机高速反转，抓取机构下放，同时回到步骤(3)。

7.根据权利要求6所述的摩托车减震器连续冲击疲劳试验控制系统的控制方法，其特征在于：所述变频器是通过其内部设定好的固定速度的方法来控制减速电机的高速和低速。