[发明专利]转台转轴摩擦力矩的测量装置及测量方法

权利要求书

1.转台转轴摩擦力矩的测量装置，其特征在于：

包括角度检测单元、速度检测单元、数据采集单元、中央处理单元和至少一个电流传感器；

所述电流传感器接入转台被测转轴的电机驱动线，用于采集电机驱动线的电流信息、将电流信息转换为模拟电压信息并输出至所述数据采集单元；数据采集单元输出数字电压信息送入中央处理单元；

所述角度检测单元和速度检测单元均设置在转台被测转轴上，角度检测单元和速度检测单元分别输出角度信息和速度信息送入中央处理单元；

所述中央处理单元的控制输出端接至转台，用以控制转台被测转轴的转动角度和转速；中央处理单元将接收到的数字电压信息转换为电流信息，再与转台的电机转矩系数相乘得到力矩信息并存储。

2.根据权利要求1所述的转台转轴摩擦力矩的测量装置，其特征在于：所述数据采集单元包括微处理器和多通道模数转换器，微处理器控制模数转换器将电流传感器输出的模拟电压信息转换为数字电压信息、并将数字电压信息送入中央处理单元，所述电流传感器与多通道模数转换器相匹配；转台被测转轴有多个，电流传感器的数量与转台被测转轴的数量一致，电流传感器分别接入各自的转台被测转轴的电机驱动线。

3.根据权利要求1或2所述的转台转轴摩擦力矩的测量装置，其特征在于：所述电流传感器是高精度霍尔电流传感器，角度检测单元是光电编码器、速度检测单元是测速机。

4.根据权利要求3所述的转台转轴摩擦力矩的测量装置，其特征在于：所述微处理器和多通道模数转换器均焊接在印制电路板上，微处理器和多通道模数转换器通过印制电路板上的电路相连。

5.根据权利要求4所述的转台转轴摩擦力矩的测量装置，其特征在于：所述电流传感器分别焊接在独立的印制电路板上。

6.根据权利要求5所述的转台转轴摩擦力矩的测量装置，其特征在于：所述电流传感器与多通道模数转换器之间以及微处理器和中央处理单元之间均通过线缆及相应的插件相连。

7.转台转轴摩擦力矩的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】转台被测转轴从初始启动位置开始加速并最终做匀速转动，对特定时刻下转台被测转轴的角度、速度及电机驱动电流进行采集，绘制角度-采样点曲线，速度-采样点曲线，电流-采样点曲线；

2】根据输入电机转矩系数和电流采样值的乘积，计算得到电机的输出力矩，绘制力矩-采样点曲线；

3】通过速度-采样点曲线得到转台刚刚转动的时刻，并对比角度-采样点曲线可以得到该时刻对应的角度，同时对比力矩-采样点曲线得到该时刻电机输出的力矩，最终得到该转台被测转轴对应角度的静摩擦力矩；

通过速度-采样点曲线得到转台做等速运动的时间段，并对比角度-采样点曲线可以得到该时间段对应的角度，同时对比力矩-采样点曲线相应时刻电机作用在转轴上的力矩，最终得到该转台被测转轴对应角度的动摩擦力矩；

4】改变转台被测转轴的初始启动位置，重复步骤1至3，可以得到转台转轴不同角度的静摩擦力矩和动摩擦力矩。

8.根据权利要求7所述的转台转轴摩擦力矩的测量方法，其特征在于：步骤1】中采集到的电机驱动电流转换为电压信息后送入中央处理单元，再通过中央处理单元将电压信息转换为电机驱动电流，然后绘制电流-采样点曲线。