CN111006958A

CN111006958A - 一种碰撞台试验台的控制装置及其控制方法

Info

Publication number: CN111006958A
Application number: CN201911273328.XA
Authority: CN
Inventors: 聂长禄; 张苏; 徐付新
Original assignee: Suzhou Sushi Testing Group Co Ltd
Current assignee: Suzhou Sushi Testing Group Co Ltd
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2020-04-14

Abstract

一种碰撞台试验台的控制方法，控制模块根据速度反馈装置反馈的信号算出直流电机转速当前值，将该值与转速设定值比较，并据此调节电机转速直至达到设定转速；然后通过次数反馈装置反馈的信号算出当前碰撞次数，将该次数与碰撞次数设定值比较，若小于则保持直流电机的转速不变，直至达到碰撞次数设定值。控制装置包括控制模块、速度反馈装置、次数反馈装置、电机驱动装置、直流电机以及人机界面。本发明采用人机界面和控制模块控制，通过控制直流电机的转速来调整碰撞频率，实现设定碰撞频率、设定碰撞次数、计数、复位、故障记录等功能，可通过通讯协议与上位机进行通讯，实现远程控制与数据传输功能。

Description

一种碰撞台试验台的控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及碰撞试验技术领域，具体涉及一种碰撞台试验台的控制装置及其控制方法。

背景技术

随着我国科学技术的迅速发展，用户对电子元器件、仪器仪表及机电产品的质量、可靠性等提出了更高的要求。为此，国家标准总局在1981年颁布了“电工电子产品基本环境试验规程”（GB2423），机械工业部总局也颁布了“仪器仪表运输、贮存环境及试验方法”（ZBYD 002-81），都对产品的碰撞试验方法做出了严格规定。

碰撞试验台主要用于模拟试件在生产制造、物流运输、使用过程中承受的多次出现经常重复的冲击环境。其特点是次数多，具有重复性，冲击加速度比较低，冲击脉冲持续试件较长，主要适用于疲劳试验，为用户检验产品的质量和可靠性提供了一个合理的平台。

传统的碰撞台是电控式的，原理是通过直流电动机带动减速机构，通过减速机构带动凸轮旋转，凸轮推动推杆，推杆推动台面，使台面随凸轮的旋转而向上运动。当台面上升到一定高度时即自由落下撞在缓冲垫上完成一次碰撞试验，产生半正弦波形的冲击脉冲。电机带动凸轮旋转一周台面完成一次碰撞试验。

原有的碰撞试验台控制器是通过按钮开关、编码开关、数码显示管来进行操作及显示的，内部通过集成电路、继电器等来完成逻辑判断及控制。这种设计模式随着当代技术的发展逐渐暴露出自身的问题和不足：许多配件逐渐淘汰，不得不频繁寻找代替品；使用性和操作性逐渐落后，用户体验不好；生产过程繁琐，不利于生产效率提升；发生故障后，查找问题和维修困难。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明目的是提供一种碰撞台试验台的控制装置及其控制方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种碰撞台试验台的控制方法，包括：

步骤一、控制模块根据一速度反馈装置反馈的速度信号，计算出直流电机转速的当前值；

步骤二、控制模块将直流电机转速的当前值与一转速设定值进行比较；

若小于转速设定值，则使直流电机的转速提高；

若大于转速设定值，则使直流电机的转速降低；

若等于转速设定值，则判定台面碰撞频率达到设定参数，开始步骤三；

步骤三、首先，控制模块使直流电机的转速保持不变；

然后通过一次数反馈装置反馈的计数信号计算台面碰撞次数的当前值，并与一碰撞次数设定值进行比较；

若小于碰撞次数设定值，则控制模块使直流电机的转速保持不变；

若等于碰撞次数设定值，则判断碰撞试验完成，控制模块使直流电机的停止转动。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，于步骤二中，控制模块将直流电机转速的当前值与转速设定值进行比较；

若小于转速设定值，则控制模块通过数模转换发出控制信号至一电机驱动装置，通过该电机驱动装置使直流电机的转速提高；

若大于转速设定值，则控制模块通过数模转换发出控制信号至所述电机驱动装置，通过该电机驱动装置使直流电机的转速降低。

2、上述方案中，于步骤三中，首先，控制模块通过数模转换发出控制信号至所述电机驱动装置，使直流电机的转速保持不变。

为达到上述目的，本发明采用的另一技术方案是：

一种碰撞台试验台的控制装置，包括控制模块、速度反馈装置、次数反馈装置、电机驱动装置、直流电机以及人机界面；

所述控制模块电性连接所述速度反馈装置以及所述次数反馈装置，速度反馈装置电性连接所述直流电机，次数反馈装置固设于试验台的台面上；控制模块接收两反馈装置的反馈信号，进而判断所述直流电机的转速和所述台面碰撞的次数；

所述控制模块电性连接所述电机驱动装置，该电机驱动装置电性连接所述直流电机，进而控制直流电机的转速；

所述控制模块电性连接所述人机界面，通过该人机界面进行信息的显示、系统的设置及控制。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，还包括滤波装置以及电机保护装置，所述滤波装置滤波装置与一电源串联，以此提供系统一稳定可靠的电源；所述电机保护装置为断路器或保险丝。

2、上述方案中，所述控制模块为PLC或单片机或ARM。

3、上述方案中，所述电机驱动装置为可控整流模块和电机驱动板。

4、上述方案中，所述速度反馈装置为测速电机或光电开关或编码器；

所述次数反馈装置为干簧管或光电开关或接近开关。

5、上述方案中，所述人机界面为HMI人机界面或触摸屏设备或配以机械按键的显示器。

本发明的工作原理如下：

本发明采用人机界面和控制模块控制，通过控制电机的转速来调整碰撞频率，实现设定碰撞频率、设定碰撞次数、计数、复位、故障记录等功能，可以通过通讯协议与上位机进行通讯，实现远程控制与数据传输功能。

其优点包括：

1、采用模块化设计，元器件数量大幅减少，维修简便；

2、流程简化，工时减少；

3、结构紧凑、可靠性高；

4、采用一键式操作，设定完参数后自动完成试验，试验更方便更精确；

5、采用人机交互界面，提高用户体验；

6、用户可通过网络远程控制试验，远离复杂的试验环境；

7、电源可自带滤波功能，抗干扰性高。

附图说明

附图1为本发明实施例控制方法的原理框图；

附图2为本发明实施例控制装置的结构框图；

附图3为本发明实施例碰撞试验台的结构示意图。

以上附图中：1、速度反馈装置；2、直流电机；3、台面；4、减速机构。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。

本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含复数形式。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的用词（terms），除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案之描述上额外的引导。

参见附图1、3所示，一种碰撞台试验台的控制方法，包括：

步骤一、控制模块根据一速度反馈装置1反馈的速度信号，计算出直流电机2转速的当前值；

步骤二、控制模块将直流电机2转速的当前值与一转速设定值进行比较；

若小于转速设定值，则使直流电机2的转速提高；

若大于转速设定值，则使直流电机2的转速降低；

若等于转速设定值，则判定台面3碰撞频率达到设定参数，开始步骤三；

步骤三、首先，控制模块使直流电机2的转速保持不变；

然后通过一次数反馈装置反馈的计数信号计算台面3碰撞次数的当前值，并与一碰撞次数设定值进行比较；

若小于碰撞次数设定值，则控制模块使直流电机2的转速保持不变；

若等于碰撞次数设定值，则判断碰撞试验完成。

最后，可进行重复上述动作进行多次试验。

其中，于步骤二中，控制模块将直流电机2转速的当前值与转速设定值进行比较；

若小于转速设定值，则控制模块通过数模转换发出控制信号至一电机驱动装置，通过该电机驱动装置使直流电机2的转速提高；

若大于转速设定值，则控制模块通过数模转换发出控制信号至所述电机驱动装置，通过该电机驱动装置使直流电机2的转速降低。

于步骤三中，首先，控制模块通过数模转换发出控制信号至所述电机驱动装置，使直流电机2的转速保持不变。

参见附图2、3所示，一种碰撞台试验台的控制装置，包括控制模块、速度反馈装置1、次数反馈装置、电机驱动装置、直流电机2以及人机界面；

所述控制模块电性连接所述速度反馈装置1以及所述次数反馈装置，速度反馈装置1电性连接所述直流电机2，次数反馈装置固设于试验台的台面3上；控制模块接收两反馈装置的反馈信号，进而判断所述直流电机2的转速和所述台面3碰撞的次数；

所述控制模块电性连接所述电机驱动装置，该电机驱动装置电性连接所述直流电机2，进而控制直流电机2的转速；

优选的，还包括滤波装置以及电机保护装置，所述滤波装置与一电源串联，以此提供系统一稳定可靠的电源。

优选的，所述电机保护装置为断路器或保险丝，但并不局限于以上几项。电机保护装置的主要作用是在异常情况下保护直流电机不被烧坏。上述

直流电机的主要作用带动减速机构4，通过减速机构4带动凸轮旋转，凸轮推动推杆，推杆推动台面，使台面随凸轮的旋转而向上运动。

优选的，所述控制模块为PLC或单片机或ARM，但并不局限于以上几项，控制模块的主要作用是控制整个系统的运行，接收信号和发出指令。

优选的，所述电机驱动装置为可控整流模块和电机驱动板，可采用现有技术，但并不局限于以上几项。电机驱动装置的主要作用是根据控制模块发送的不同控制信号来调整直流电机的转速。

优选的，所述速度反馈装置可为测速电机或光电开关或编码器，但并不局限于以上几项。测速电机或编码器直接和直流电机同轴连接测速，光电开关可以通过固定在直流电机轴上的齿状测速盘来测速。速度反馈装置的主要作用是将直流电机的转速反馈给控制模块。

所述次数反馈装置可为干簧管或光电开关或接近开关，但并不局限于以上几项。直流电机旋转一周，次数反馈装置就发送一次脉冲信号给控制模块。次数反馈装置的主要作用是将台面碰撞的次数反馈给控制模块。

优选的，所述人机界面为HMI人机界面或触摸屏设备或配以机械按键的显示器，但并不局限于以上几项，人机界面的主要作用是提供人机交互的平台，将此类用户设置的参数和发出的操作指令传输给所述控制模块，还可将系统运行的一些信息显示给用户。

优选的，所述人机界面与所述控制模块之间可采用RS485协议进行通讯的，通过人机界面来控制控制模块程序的运行，同时把控制模块的状态反馈到人机界面上。

优选的，所述人机界面与电脑（上位机）之间可采用自由协议通讯，通过电脑来控制系统进行试验，同时也可以发送代码给控制装置来询问控制装置的状态，控制装置收到电脑的询问代码后会把当前状态发送给电脑。

本发明可采用触摸屏和可编程逻辑器控制，直流电机转速的反馈信号通过模数转换后发送给控制模块，控制模块根据采集到的信号通过计算后再与设定值比较，根据比较结果自动调整输出信号的数值，再通过数模转换把信号输出到可控整流模块上，从而来实现直流电机转速的自动调整，形成闭环控制，进而达到碰撞试验台碰撞频率的自动控制；控制模块同时还可具有计数与故障记录等功能，可通过通讯协议与上位机进行通讯，实现远程控制与数据传输功能。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种碰撞台试验台的控制方法，其特征在于：包括：

若小于转速设定值，则使直流电机的转速提高；

若大于转速设定值，则使直流电机的转速降低；

步骤三、首先，控制模块使直流电机的转速保持不变；

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：于步骤二中，控制模块将直流电机转速的当前值与转速设定值进行比较；

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：于步骤三中，首先，控制模块通过数模转换发出控制信号至所述电机驱动装置，使直流电机的转速保持不变。

4.一种碰撞台试验台的控制装置，其特征在于：包括控制模块、速度反馈装置、次数反馈装置、电机驱动装置、直流电机以及人机界面；

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于：还包括滤波装置以及电机保护装置，所述滤波装置滤波装置与一电源串联，以此提供系统一稳定可靠的电源；所述电机保护装置为断路器或保险丝。

6.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于：所述控制模块为PLC或单片机或ARM。

7.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于：所述电机驱动装置为可控整流模块和电机驱动板。

8.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于：所述速度反馈装置为测速电机或光电开关或编码器；

所述次数反馈装置为干簧管或光电开关或接近开关。

9.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于：所述人机界面为HMI人机界面或触摸屏设备或配以机械按键的显示器。