[发明专利]一种带冲击试验功能的电动缸伺服系统及控制方法

权利要求书

1.一种带有冲击试验功能的电动缸伺服系统，其特征在于，包括上位机控制软件、下位机伺服控制器和伺服执行单元，其中：

所述上位机控制软件基于MFC编写 ，用于接收用户输入控制参数，采集旋转编码器（7）输出的架位信号并输出冲击力矩控制信号，解析控制指令并发送至下位机伺服控制器；

所述下位机伺服控制器基于DSP芯片，用于将控制信号发送至伺服执行单元；

所述伺服执行单元根据下位机伺服控制器的控制信号进行相应运动，具体包括：基座（1）、带有抱闸装置的伺服电动缸（2）、回转轴（3）、回转架（4）、旋转编码器（7）、组合质量块（5）和冲击试验装置（6）；所述基座（1）、带有抱闸装置的伺服电动缸（2）、回转轴（3）、回转架（4）、旋转编码器（7）构成电动缸伺服系统；所述组合质量块（5）用于调节电动缸伺服系统所承受的可调负载；所述冲击试验装置（6）采用落锤撞击并通过金属试件轴向压缩的方式来提供冲击力，完成电动缸伺服系统的动态冲击测试；所述旋转编码器（7）通过CAN总线与下位机伺服控制器相连接，组成反馈回路，下位机伺服控制器实时采集旋转编码器（7）返回的电动缸伺服系统的角度，即回转架（4）与水平面夹角；

所述带有抱闸装置的伺服电动缸（2）中，抱闸装置包括制动电磁铁和闸瓦制动器，在失电或故障状态下，制动电磁铁失电，使闸瓦制动器的闸瓦抱住闸轮，防止平台因重力作用下滑。

2.根据权利要求1所述的带有冲击试验功能的电动缸伺服系统，其特征在于，所述冲击试验装置（6）安装在回转架（4）端面上，并与回转架（4）呈135°夹角；冲击试验装置（6）内的落锤提升到冲击试验装置（6）顶部后自由释放，落锤锤头撞击底部的球形挡块，撞击力依次经过前后挡块，前后挡块中间放置的金属试件作用于起落架端面；当撞击力传递至金属试件时，金属试件被轴向压缩，产生一个缓冲作用，将撞击产生的脉冲作用力转变为一个冲击力，完成冲击试验。

3.根据权利要求1所述的带有冲击试验功能的电动缸伺服系统，其特征在于，所述回转架（4）用于模拟实际产品的起落部分。

4.根据权利要求1所述的带有冲击试验功能的电动缸伺服系统，其特征在于，所述组合质量块（5）包括25个质量块，通过调整质量块的位置与数量，来调整负载相对回转轴（3）的力矩以及绕回转轴（3）的转动惯量，实现质量、质心绕回转轴（3）转动惯量的变化，模拟不同的工作负载。

5.一种带有冲击试验功能的电动缸伺服系统的控制方法，其特征在于，该方法基于权利要求1~4任一项所述带有冲击试验功能的电动缸伺服系统，包括以下步骤：

步骤1、上位机控制软件与下位机伺服控制器通过以太网进行连接，下位机伺服控制器与旋转编码器（7）通过CAN总线进行连接；

步骤2、上位机控制软件接收用户输入的控制参数，采集旋转编码器（7）输出的架位信号并输出冲击力矩控制信号，解析控制指令并发送至下位机伺服控制器；

步骤3、下位机伺服控制器接收上位机控制软件的控制指令，解析控制指令并向伺服执行单元发送控制信号；

步骤4、伺服执行单元以相应运动模式、运动速率进行运动；

步骤5、由上位机控制软件发送释放冲击装置指令，冲击试验装置（6）内的落锤提升到设定的高度后自由释放，完成冲击试验；

步骤6、旋转编码器（7）实时采集电动缸伺服系统的当前角度，即回转架（4）与水平面夹角，并向下位机伺服控制器反馈；

步骤7、下位机伺服控制器读取旋转编码器（7）采集的电动缸伺服系统的当前运动模式与当前角度，并向上位机控制软件反馈电动缸伺服系统的运动状态；

步骤8、上位机控制软件实时显示电动缸伺服系统的运动状态。

6.根据权利要求5所述的带有冲击试验功能的电动缸伺服系统的控制方法，其特征在于，步骤1中所述的上位机控制软件与下位机伺服控制器通过以太网进行连接，具体如下：

（1）上位机控制软件与下位机伺服控制器间使用基于UDP协议的通信方式；

（2）上位机控制软件与下位机伺服控制器连接后，进行自检操作，发送自检信号到下位机伺服控制器；下位机伺服控制器在完成程序初始化后向上位机控制软件返回自检成功信号。