踏板刚度测试装置的控制系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种踏板刚度测试装置的控制系统，包括：工控机、拉压力传感器、光栅尺位移传感器、拉线式位移编码器、电子手轮、电机和电动缸；其中，工控机的三个PCI插槽，分别插入AD模拟数据采集卡、编码器数据采集卡和运动控制卡；拉压力传感器将测得的信号经过放大处理后传送给AD模拟数据采集卡；光栅尺位移传感器将测得的信号传送给运动控制卡；拉线式位移编码器将测得的信号传送给编码器数据采集卡；电子手轮通过手轮控制板进行控制，工控机与手轮控制板连接，手轮控制板还与电机和电动缸连接。利用本实用新型专利技术能够对配套的踏板刚度测试装置进行控制。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及踏板刚度试验设备
，更为具体地，涉及一种踏板刚度测试装置的控制系统。
技术介绍
为保证机动车辆全生命周期使用过程中主要部件的安全可靠，在各个部件总装前均需要进行结构强度和耐久度使用测试。踏板作为机动车操作使用中直接人为控制的指令发出部件，其刚度综合性能直接影响到油门、刹车能否正常使用，进而影响机动车行驶过程中的安全性。因此就要在生产之前要对踏板进行刚度综合性能试验。现有的踏板刚度试验设备对踏板施加载荷时，不能进行位置、角度调整，不能全方位对踏板进行刚度试验，而且，使用这种踏板刚度试验设备时，不能根据不同的标准自定义，试验方法固定，即使试验合格的产品也只能满足国家标准，不能满足国外标准要求。因此，很有必要设计一款针对专用于测试汽车踏板强度，刚度性能的测试装置的控制系统。
技术实现思路
鉴于上述问题，本技术的目的是提供一种踏板刚度测试装置的控制系统，以解决上述
技术介绍
中指出的问题。本技术提供一种踏板刚度测试装置的控制系统，包括：工控机、拉压力传感器、光栅尺位移传感器、拉线式位移编码器、电子手轮、电机和电动缸；其中，工控机带有至少3个PCI插槽，在为三个PCI插槽时，分别插入AD模拟数据采集卡、编码器数据采集卡和运动控制卡；拉压力传感器一端连接在电动缸的输出端，另一端连接在被测零件上， 拉压力传感器将测得的信号经过放大处理后传送给AD模拟数据采集卡；光栅尺位移传感器包括定尺和滑尺两种，定尺固定安装在电动缸的外壳上，滑尺连接在拉压力传感器与被测零件的一端，与被测零件的受力点随动；光栅尺位移传感器将测得的信号传送给运动控制卡；拉线式位移编码器的底座固定在拉线式位移编码器上，拉线式位移编码器的拉线侧头固定在被测零件的待测点上，拉线式位移编码器将测得的信号传送给编码器数据采集卡；电子手轮通过手轮控制板进行控制，工控机与手轮控制板连接，手轮控制板还与电机和电动缸连接。本技术的优点：工控机内插入有AD模拟数据采集卡、编码器数据采集卡和运动控制卡，AD模拟数据采集卡对模拟信号进行AD转换和采集，编码器数据采集卡对拉线式位移编码器正交信号的进行采集，运动控制卡对电动缸的运动进行控制，同时对光栅尺位移传感器的数据进行采集，电子手轮实现对整个控制系统的手动控制。附图说明通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本技术的更全面理解，本技术的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：图1为本技术实施例的踏板刚度测试装置的控制系统的原理图；图2为本技术实施例的仪表放大器的原理图。具体实施方式在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。图1示出了本技术实施例的踏板刚度测试装置的控制系统的原理。如图1所示，本技术实施例提供的踏板刚度测试装置的控制系统包括六大部分，分别为电源启动部分、拉压力传感器模拟信号的采集放大部分、 拉线式位移编码器和光栅尺位移传感器的正交信号采集部分、运动控制部分、动力驱动部分和工控机部分，下面分别对这五部分进行详细说明。一、工控机部分工控机安装XP或WIN7操作系统，工控机的基本要求为：双核以上、2G内存、带有至少3个PCI插槽。PCI插槽分别插入AD模拟数据采集卡、编码器数据采集卡和运动控制卡，本技术中具体采用PCI8018型号作为AD模拟数据采集卡，采用PCI2394型号作为编码器数据采集卡，采用PCI1010型号作为运动控制卡。二、电源启动部分电源为整个控制系统的其它部分供电，在图1中，A、B、C为三相380V电源，N为接地接零线。QF1为电源开关，为16A空开。当按下SB2按钮时，KM1吸合，KM1辅助触点将SB2两端短路，构成自保。KM1主触点吸合，整个控制系统通电。当按下SB1按钮时，KM1线圈断电，KM1辅助和主触点断开，整个控制系统断电。此电源设计的优点在于：在停电情况下，控制系统不会自动通电。保证其上电安全。三、拉压力传感器模拟信号采样放大部分本技术共配置了五个拉压力传感器分别为100N、500N、1000N、3000N、10000N，根据测量范围的要求安装相应的拉压力传感器。拉压力传感器安装方式为：一端连接在电动缸的输出端，另一端连接在被测零件上。拉压力传感器的激励电源为直流±5V，在拉压力传感器受力后将力值转换为相对应的电压信号输出。此电压信号与力值线性变化。由于此信号很微弱(mv量级)。而工控机PCI数据采集卡为±5V数据输入。因此在送入工控机前，必须对信号执行线性放大。拉压力传感器采集的信号由插在工控机内的PCI8018采集卡进行采集。本技术通过仪表放大器对信号进行线性放大，仪表放大器由三块OP07精密运算放大器构成，仪表放大器的原理如图2所示，仪表放大器分成两个部份，输入端的两个电压随耦器提供输入端(+，-)高输入阻抗，后级则是差动放大器，用来做两个输入端的差动放大；本技术将第二级的差动放大器的增益设计为1，也就是只做两个电压的相减运算。而仪表放大器的增益由电阻Rgain来决定。电路的增益为：最右边的放大器，电阻标记R2和R3是标准差动放大器线路，Rgain＝R3/R2，而差动输入电阻＝2*R2；左边两个放大器则是输入的缓冲；当Rgain被移除(开回路)时，两个缓冲级只是单位增益缓冲器；在这个状态之下，增益等于R3/R2，而缓冲级提供高输入阻抗。缓冲器的增益可以增加因为放在负输入和接地之间的电流所产生的分流的负反馈。而在两个反向输入放入一颗电阻Rgain的优点在于：增加缓冲级的差模增益，而使共模增益等于1。如果单独存在时有同样的增益时，将会增加电路的共模互斥比(CMRR)，会使得缓冲器可以处理更大的共模信号。Rgain的另一个优点是，只用一颗电阻来提更增益，而不是一对，可以避免电阻匹配的问题(虽然两个R1需要匹配的增益)，增益可以透过只改变Rgain的值，而改变放大器的增益不需要改变其他的电阻匹配。信号放大后送入插在工控机内的PCI8018采集卡。PCI8018采集卡为16路16位精度AD同步采集卡，采集频率为50000HZ。工控机通过对PCI8018采集卡的数据访问，得到各个通道的电压数据。由于力于电压信号之间都是一一线性对应的关系，因此力值＝转化系数*电压信号(V)，从而完成对力数据的采集。由于现场中干扰是在所难免的，对采集进来的信号也就难免会有波动。因此在工控机中还要对信号进行数字滤波处理。本技术对数据进行100个数据平均处理，得以解决信号波动的问题。四、拉线式位移编码器和光栅尺位移传感器的正交信号采集部分1、拉线式位移编码器的正交信号采集由于一个物体在受力变形时，不是只是受力点在变形。当对物体的其余位置(非受力点)变形与受力之间的关系进行关心时，就将用到拉线式位移编码器。拉线式位移编码器的安装方式为：将拉线式位移编码器的底座用强力磁铁固定在拉线式位移编码器上，拉线式位移编码器的拉线测头用微型强力磁铁吸在想要测量的点上。当被测点有位移变化时，拉线也就会伸缩，从而拉线式位移编码器旋转。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种踏板刚度测试装置的控制系统，包括：工控机、拉压力传感器、光栅尺位移传感器、拉线式位移编码器、电子手轮、电机和电动缸；其中，所述工控机带有至少3个PCI插槽，在为三个PCI插槽时，分别插入AD模拟数据采集卡、编码器数据采集卡和运动控制卡；所述拉压力传感器一端连接在所述电动缸的输出端，另一端连接在被测零件上，所述拉压力传感器将测得的信号经过放大处理后传送给所述AD模拟数据采集卡；所述光栅尺位移传感器包括定尺和滑尺两种，所述定尺固定安装在所述电动缸的外壳上，所述滑尺连接在所述拉压力传感器与所述被测零件的一端，与所述被测零件的受力点随动；所述光栅尺位移传感器将测得的信号传送给所述运动控制卡；所述拉线式位移编码器的底座固定在所述拉线式位移编码器上，所述拉线式位移编码器的拉线侧头固定在所述被测零件的待测点上，所述拉线式位移编码器将测得的信号传送给所述编码器数据采集卡；所述电子手轮通过手轮控制板进行控制，所述工控机与所述手轮控制板连接，所述手轮控制板还与所述电机和所述电动缸连接。

【技术特征摘要】
1.一种踏板刚度测试装置的控制系统，包括：工控机、拉压力传感器、光栅尺位移传感器、拉线式位移编码器、电子手轮、电机和电动缸；其中，所述工控机带有至少3个PCI插槽，在为三个PCI插槽时，分别插入AD模拟数据采集卡、编码器数据采集卡和运动控制卡；所述拉压力传感器一端连接在所述电动缸的输出端，另一端连接在被测零件上，所述拉压力传感器将测得的信号经过放大处理后传送给所述AD模拟数据采集卡；所述光栅尺位移传感器包括定尺和滑尺两种，所述定尺固定安装在所述电动缸的外壳上，所述滑尺连接在所述拉压力传感器与所述被测零件的一端，与所述被测零件的受力点随动；所述光栅尺位移传感器将测得的信号传送给所述运动控制卡；所述拉线式位移编码器的底座固定在所述拉线式位移编码器上，所述拉线式位移编码器的拉线侧头固定在所述被测零件的待测点上，所述拉线式位移编码器将测得的信号传送给所述编码器数据采集卡；所述电子手轮通过手轮控制板进行控制，所述工控机与所述手轮控制板连接，所述手轮控制板还与所述电机和所述电动缸连接。2.如权利要求1所述的踏板刚度测试装置的控制系统，其中，所述电动缸包括横向电动缸和纵向电动缸；以及，所述电子手轮包括手摇式旋转增量编码器和多路选择开关，所述多路选择开关包括速度选择开关和轴号选择开关；其中，所述速度选择开关分为1档、10档和100档三个档；所述轴号选择开关分包括4、X、Y、Z四个轴号，X轴号为所述横向电动缸的移动，Y轴号为所述纵向电动缸的移动，Z轴号为所述电机的升降移动，4轴号为所述纵向电动缸的升降移动方向。3.如权利要求2所述的踏板刚度测试装置的控制系统，其中，在所述横向电动缸和所述纵向电动缸的内部分别装有一块磁铁，所述运动控制卡分别通过横向行程开关和纵向行程开关采集所述横向电动缸和所述 纵向电动缸的超程信号。4.如权利要求2所述的踏板刚度测试装置的控制系统，其中，所述手轮控制板左侧的接线端子从下至上分别为AC12V，B，A，第一+5V，第一0V，AC9V；其中，AC12V端子接入第一变压器，所述第一变压器在所述手轮控制板中经过整流滤波和稳压后得到5V直流电源，为所述手轮控制板的主控芯片提供电源，所述主控芯片为单片机stc89c51型号；B和A端子为电子手轮的正交90度5V信号，所述5V信号通过两块高速光耦合器送入到所述单片机stc89c51的第10和11脚；AC9V端子接入第二变压器，在所述手轮控制板中经过整流滤波和稳压后得到直流5V电源；第一+5V和第一0V端子为所述手轮控制板给所述手摇式旋转增量编码器提供的5V电源；所述手轮控制板底侧的接线端子从左至右分别为第二+5v、第二0v、Xcp、Xdir、Zcp、Zdir；其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡睿，
申请(专利权)人：重庆飞宙机械自动化设备有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50