[发明专利]带传动系统动态性能测试工作电路和工作方法

权利要求书

1.一种带传动系统动态性能测试工作电路，其特征在于，包括测试平台(1)，以及安装在测试平台(1)上并依次相连的伺服电机(2)、输入轴(3)、主动轮(4)、皮带(5)、从动轮(6)和输出轴(7)，所述皮带(5)的上方设置有张紧器(8)，皮带(5)的下方设置有惰轮(9)，且惰轮(9)正好处于皮带(5)下侧带段的正中位置，

还包括激光位移传感器(10)、激光转速传感器(11)、压力传感器(12)、电位计(13)、扭矩传感器(14)和磁粉制动器(15)；

所述激光位移传感器(10)共两个，分别通过各自的安装支架固定在皮带(5)的上、下两侧，且每个激光位移传感器(10)的激光头垂直皮带(5)的运转方向，用于测量皮带运转时带段的横向振动；

所述激光转速传感器(11)共两个，分别通过各自的安装支架对应主动轮(4)、从动轮(6)安装固定，在所述主动轮(4)和从动轮(6)的端部贴有反光纸，所述激光转速传感器(11)的激光头发射激光束到对应的主动轮(4)、从动轮(6)上，并结合反光纸产生的反光脉冲用于测量对应主动轮(4)、从动轮(6)的转速；

所述压力传感器(12)通过压力传感器安装座(16)安装在惰轮安装座(17)下方，所述惰轮(9)安装在惰轮安装座(17)上，压力传感器(12)用于测量惰轮(9)受到的皮带压紧力，并通过公式反算求得皮带张紧力，其中，F为皮带张紧力，F₁为皮带一侧张紧力，F₂为皮带另一侧张紧力，F_压为皮带压紧力，为惰轮与皮带的包角；

所述电位计(13)安装在张紧器(8)的芯轴端部，用于测量张紧器(8)的摆振；

所述扭矩传感器(14)的前端通过联轴器(18)与输出轴(7)的末端相连，扭矩传感器(14)的后端通过另一联轴器(18)与磁粉制动器(15)相连，所述磁粉制动器(15)用于为带传动系统提供负载扭矩，扭矩传感器(14)用于测量带传动系统的负载扭矩值，所述伺服电机(2)的转速、磁粉制动器(15)的负载扭矩大小均可调；

第一激光位移传感器信号发送端连接数据采集单元上皮带位移信号接收端，第二激光位移传感器信号发送端连接数据采集单元下皮带位移信号接收端，第一激光转速传感器信号发送端连接数据采集单元主动轮转速信号接收端，第二激光转速传感器信号发送端连接数据采集单元从动轮转速信号接收端，压力传感器信号发送端连接数据采集单元压力信号接收端，扭矩传感器信号发送端连接数据采集单元扭矩信号接收端，控制单元驱动信号输出端连接驱动控制器驱动信号接收端，驱动控制器驱动信号发送端连接伺服电机工作端，数据采集单元信号发送端连接USB数据传输芯片采集信号接收端，USB数据传输芯片控制信号端连接控制单元信号接收端。

2.根据权利要求1所述的带传动系统动态性能测试工作电路，其特征在于：包括：市电电源输出端连接24V直流稳压器电源输入端，24V直流稳压器电源输出端连接变送器电源输入端，变送器电源输出端分别连接压力传感器电源端、扭矩传感器电源端。

3.根据权利要求1所述的带传动系统动态性能测试工作电路，其特征在于：还包括：电位计工作信号端连接数据采集单元电位调节信号端。

4.根据权利要求1所述的带传动系统动态性能测试工作电路，其特征在于：还包括：磁粉制动器工作信号端连接控制单元制动信号端，控制单元中的电流控制器控制磁粉制动器的工作，电流控制器信号接收端连接数模转换器信号输出端。

5.根据权利要求1所述的带传动系统动态性能测试工作电路，其特征在于：还包括：USB数据传输芯片信号收发端连接工控机信号收发端，工控机传输信号端无线连接远程服务器信号接收端。

6.根据权利要求1所述的带传动系统动态性能测试工作电路，其特征在于：还包括：所述数据采集单元为PCI-6251。

7.一种基于权利要求1所述带传动系统动态性能测试工作电路的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，通过工控机发出初始化工作信号，对激光位移传感器、第一激光转速传感器、第二激光转速传感器、压力传感器、扭矩传感器、驱动控制器、伺服电机和USB数据传输芯片进行初始化信息校验，遍历每个产品是否工作正常，如果工作正常，执行S2，如果任何一个部件发生异常，该部件对应的指示灯发出报警指示信号；

S2，数据采集单元同时获取第一激光位移传感器和第二激光位移传感器采集的上、下皮带横向振动幅度，将采集的振动幅度数据通过数据采集单元传输到工控机，通过工控机对数据进行收集汇总，并调整主动轮的转速，此时，通过第一激光转速传感器和第二激光转速传感器对主动轮和从动轮的转速进行测量，将测量的转速数据传输到数据采集单元，由数据采集单元上传至工控机，通过第一激光转速传感器获取的主动轮转速，将转速数据通过工控机进行分析之后，调整主动轮转速，将调整后的转速数据与初始转速数据进行比较，然后上传工控机，主动轮转速调整之后，通过第一激光位移传感器和第二激光位移传感器实时获取上、下皮带的横向振动幅度，第一激光转速传感器和第二激光转速传感器通过反光纸产生反光脉冲测量主动轮和从动轮的转速，如果任何一个激光转速传感器检测的转速数据不发生变化，则调整主动轮的转速，如果调整主动轮转速之后，其中任何一个激光转速传感器仍然没有数据变化，则进行报警指示；通过压力传感器获取惰轮受到的皮带压紧力，将压力数据通过数据采集单元进行收集后，传输到工控机；

S3，在压力传感器获取数据的同时，电位计测量张紧器的振摆幅度，通过扭矩传感器测量传动系统的负载扭矩值，通过伺服电机对主动轮的转速进行实时调节，为了精确调节转速，通过磁粉制动器设置负载扭矩值，从而获取负载扭矩。