專利名稱：減震器拉壓力測量儀及其檢測方法
技術領域：
本發明屬于機械技術領域，涉及一種針對洗衣機減震器性能的檢測，特別是一種減震器拉壓力測量儀及其檢測方法。
背景技術：
滾筒洗衣機中的阻尼減震器起到支撐洗衣機盛水桶，并吸收該盛水桶震動的作用。其質量的好壞直接影響到洗衣機的震動強度，噪音大小及使用壽命。因此設計一種檢測洗衣機減震器質量的儀器尤為重要?，F有技術中的減震器測量設備通常存在測量數據不全面、測量精準度低，且不具備完善參數統計分析的功能，缺乏后臺系統處理的技術支撐等缺陷。
發明內容
本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種通過傳感器實時測量減震器的拉壓力，并對測量數據作線性處理，由此診斷被測件優劣的減震器拉壓力測量儀及其檢測方法。本發明的目的可通過下列技術方案來實現:減震器拉壓力測量儀，包括具有操作臺的支撐架，其特征在于，所述操作臺的下方安設電機，所述電機的輸出軸豎向貫穿操作臺并驅動連接傳動組件，所述傳動組件的外端呈活動連接于滑動組件上，所述滑動組件上設置拉壓檢測位，所述拉壓檢測位的末端定位拉壓力傳感器，所述拉壓力傳感器順次連接放大濾波器、A/D轉換器、微處理器及上位計算機，其中微處理器通過驅動電路控制連接上述電機。本減震器拉壓力測量儀中電機具體為交流電動機，且其作為動力源設備。操作臺由前端至后端順次排設電機、傳動組件及滑動組件，其中電機安設于操作臺的下方且連接傳動組件的首端位置，傳動組件及滑動組件沿直線順次排設在操作臺的上臺面。拉壓力傳感器、放大濾波器、A/D轉換器、微處理器及上位計算機形成信號參數處理檢測系統。在上述的減震器拉壓力測量儀中，所述傳動組件包括固套在電機輸出軸端部的凸輪，所述凸輪的周圈上鉸接連桿，所述連桿的外端鉸接上述滑動組件。連桿的一端鉸接在凸輪的周圈本體上，故當凸輪自轉時，連桿由鉸接點繞凸輪圓心做圓周運動，由此帶動連桿的另一鉸接端作往復位移運動。在上述的減震器拉壓力測量儀中，所述滑動組件包括固設于操作臺上的導軌，所述導軌上呈滑動卡接有兩個滑塊座，所述兩個滑塊座之間為上述拉壓檢測位。在上述的減震器拉壓力測量儀中，所述位于首端的滑塊座上固設連接座，所述連接座與上述連桿的端部呈鉸接相連，所述位于尾端的滑塊座上安設上述拉壓力傳感器，所述拉壓檢測位包括拉壓力傳感器內端固連的連接架，所述連接架與連接座上各垂設有連接柱。兩根連接柱設置在導軌延展的中心直線上，由此在連桿驅動拉伸或壓縮減震器時，實現拉壓力正向作用，以提升減震器性能的檢測精確度。
在上述的減震器拉壓力測量儀中，所述位于尾端的滑塊座頂面固設定位架，所述拉壓力傳感器固設于定位架上，所述定位架通過螺絲與上述導軌形成固定裝配。通過定位架與導軌進行固定裝配，同步實現拉壓力傳感器及尾端的滑塊座兩者的定位固連。減震器拉壓力測量儀的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟:(I)、將被測減震器的兩端一一定位連接在兩根連接柱上，系統上電且微處理器經過系統初始化后，通過驅動電路控制電機開啟；(2)、電機的輸出軸帶動凸輪及連桿動作，由此連動首端的滑塊往復平移滑動，進而驅動減震器拉壓循環運作，拉壓力傳感器同步采集數據，并輸出信號通過放大濾波器傳輸給A/D轉換器，A/D轉換器將模擬量信號轉換為數字量信號，并判斷壓拉拐點；(3)、獲取壓拉拐點后，以壓拉拐點作為循環起始標志，A/D轉換器按照15ms的單元間隔循環轉換數據并存儲，在存儲數據達到40個后，微處理器將數據打包發送給上位計算機；( 4 )、微處理器通過驅動電路控制電機關閉。本減震器拉壓力測量儀的檢測方法是通過拉壓力傳感器實時測量減震器的拉壓力，并進行放大、濾波、A/D轉換處理，處理后的數據經數值轉換，包裝后按照指定協議通過微處理器(下位計算機)傳輸給上位計算機，進而由上位計算機的軟件系統對數據進行處理，并形成數據表格或圖形曲線，由此診斷被測件(減震器)的優劣。在上述的減震器拉壓力測量儀的檢測方法中，所述拉壓力傳感器、放大濾波器、A/D轉換器及微處理器依次對應設置為信號采集電路、放大濾波電路、A/D轉換電路及信號處理電路。在上述的減震器拉壓力測量儀的檢測方法中，所述微處理器通過RS232通信協議連接上述上位計算機。在上述的減震器拉壓力測量儀的檢測方法中，所述RS232通信協議中使用MAX232CPE芯片進行電平轉換。這是一種基于單片機的拉壓力采集控制系統，包括信號采集電路，放大濾波電路，A/D轉換電路，單片機最小系統，RS232通信協議電路，電機驅動電路。在上述的減震器拉壓力測量儀的檢測方法中，所述上位計算機的軟件系統中依次包括登陸管理模塊、數據存儲模塊、N次數據表格對比模塊、往復一次F— S曲線模塊、往復N次F— N曲線模塊、參數設置模塊及打印模塊。與現有技術相比，本減震器拉壓力測量儀及其檢測方法采用操控穩定的動力設備，精準有效的傳動、拉壓結構，進而采集數據并處理，得出準確的減震器性能判斷結果；同時本減震器拉壓力測量儀具備結構簡易、作用可靠、工作效率高等特點；其檢測方法具有步驟程序設計合理，檢測參數一目了然，利于進一步研究分析，為減震器提供了完整且優質的拉壓力測量實施方案。
圖1是本減震器拉壓力測量儀的立體結構示意圖。圖2是本減震器拉壓力測量儀的硬件構成原理框圖。圖3是本減震器拉壓力測量儀的檢測方法的步驟程序框圖。圖4是本減震器拉壓力測量儀的電路圖。
圖中，1、操作臺；2、電機；3、凸輪；4、連桿；5、導軌；6、滑塊座；7、連接座；8、定位架；9、螺絲；10、拉壓力傳感器；11、連接架；12、連接柱；13、減震器。
具體實施例方式以下是本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明并不限于這些實施例。如圖1和圖2所示，本減震器拉壓力測量儀包括具有操作臺I的支撐架，操作臺I由前端至后端順次排設電機2、傳動組件及滑動組件，其中電機2安設于操作臺I的下方且連接傳動組件的首端位置，傳動組件及滑動組件沿直線順次排設在操作臺I的上臺面。電機2具體為交流電動機，且其作為動力源設備。電機2的輸出軸豎向貫穿操作臺I并驅動連接傳動組件，傳動組件的外端呈活動連接于滑動組件上，滑動組件上設置拉壓檢測位，拉壓檢測位的末端定位拉壓力傳感器10，拉壓力傳感器10順次連接放大濾波器、A/D轉換器、微處理器及上位計算機，其中微處理器通過驅動電路控制連接電機2。傳動組件包括固套在電機2輸出軸端部的凸輪3，凸輪3的周圈本體上鉸接有一連桿4。滑動組件包括固設于操作臺I上的導軌5，導軌5上呈滑動卡接有兩個滑塊座6，兩個滑塊座6之間即為拉壓檢測位。位于首端的滑塊座6上固設連接座7，連接座7與連桿4的端部呈鉸接相連；位于尾端的滑塊座6頂面固設定位架8，定位架8上安設拉壓力傳感器10，定位架8通過螺絲9與導軌5形成固定裝配，由此拉壓力傳感器10及尾端的滑塊座6形成定位連接方式。拉壓檢測位包括拉壓力傳感器10內端固連的連接架11，該連接架11與連接座7上各垂設有連接柱12，且兩根連接柱12設置在導軌5延展的中心直線上，由此在連桿4驅動拉伸或壓縮減震器13時，實現拉壓力正向作用，以提升減震器13性能的檢測精確度。如圖3所示，根據上述設備及結構的作用連接，本減震器拉壓力測量儀的檢測方法包括以下步驟:(I)、將被測減震器13的兩端一一定位連接在兩根連接柱12上，系統上電在中斷中等待上位計算機的指令，且微處理器經過系統初始化后，通過驅動電路控制電機2開啟。(2)、電機2的輸出軸帶動凸輪3及連桿4動作，由此連動首端的滑塊往復平移滑動，進而驅動減震器13拉壓循環運作，拉壓力傳感器10同步采集數據，并輸出信號通過放大濾波器傳輸給A/D轉換器，A/D轉換器將模擬量信號轉換為數字量信號，并判斷壓拉拐點。判斷轉換成的數字量信號的最高位是I還是O。如果是1，表示減震器13處在拉的過程；如果是0，表示減震器13處在壓的過程。本設計以數字量信號最高位由O變成1，即判斷出壓拉拐點。(3)、獲取壓拉拐點后，以壓拉拐點作為循環起始標志，A/D轉換器按照15ms的單元間隔循環轉換數據并存儲，在存儲數據達到40個后，微處理器將數據打包發送給上位計算機。( 4 )、微處理器通過驅動電路控制電機2關閉。如圖4所示，本減震器拉壓力測量儀中拉壓力傳感器10、放大濾波器、A/D轉換器及微處理器依次對應設置為信號采集電路、放大濾波電路、A/D轉換電路及信號處理電路。信號采集電路選用500N S型電阻應變式拉壓力傳感器10。對于拉力和壓力，這種傳感器可以輸出極性相反的電壓信號，本設計的拉力輸出正電壓，壓力輸出負電壓，輸出電壓的范圍是-20mv —+20mv，靈敏度為2mV/V，綜合精度為0.02，由此具有輸出對稱性好，精度高、結構緊湊等特點。拉壓力傳感器10輸出的差分信號與AD620放大濾波器的2、3引腳相連。其中Pl是放大濾波器與拉壓力傳感器10相連的接線端子。AD620放大濾波器是一款高精度低失調電壓和低失調漂移的儀表放大器，可以放大雙極性信號。其內部采用經典的三運放差分輸入改進設計，有效的抑制了共模干擾。AD620放大濾波器的I和8引腳之間接電阻R1，用于放大增益的控制。經放大濾波處理后的信號送入作為A/D轉換器的AD574芯片的13引腳，進而將模擬量信號轉換成數字量信號。AD574芯片是12位逐次逼近式A/D模數轉換器，可以轉換雙極性信號。其中正電壓轉換成的數字量從100000000000到111111111111 ;負電壓轉換成的數字量從000000000000到011111111111。其內8和10引腳之間接電位器R3，8和12引腳之間接電位器R4，分別用于增益和零點的調整。微處理器的信號處理選用STC89C52單片機。其內的Y1、C7、C8構成單片機的振蕩電路，R5、R6、C6、S1構成單片機的復位電路，并且實現手動復位。STC89C52單片機的21引腳與AD574芯片的28引腳相連，實時檢測21引腳狀態，當檢測到下降沿時，說明A/D轉換器轉換完畢，然后STC89C52單片機接收A/D轉換器的數據，并進行線性處理。STC89C52單片機還通過22引腳控制繼電器Kl，從而控制電機2B1的啟動停止，即為電機驅動電路。微處理器通過RS232通信協議連接上位計算機。即STC89C52單片機與上位計算機之間采用RS232通信協議，特別使用MAX232CPE芯片進行電平轉換。MAX232CPE芯片的
9、10引腳分別與STC89C52單片機的10、11引腳相連，7、8引腳與串口 Jl的2、3引腳相連。C1、C2、C3、C4、C5是與MAX232CPE相連的5個電容，用于濾波和儲能作用。每測量完一個拉壓循環，數據打包發送到上位計算機，其通信時間需小于A/D采樣轉換的時間，以防止出現漏采樣和延遲采樣的錯誤。本設計使用的電機2轉速是100r/min，則電機2旋轉一周，即被測減震器13拉壓一次所用的時間是600ms。要求在一個拉壓循環里至少采樣40個點，則采樣間隔最長是15ms。由此計算分析，該波特率設置為57600。上位計算機的軟件系統中依次包括以下操作模塊:I)登陸管理模塊:方便設備使用人員登錄操作，并防止非相關人員進入系統。2)數據存儲模塊:上位計算機管理軟件選用大型的數據庫，可存儲超大量的測試數據，進而做到掉電數據保存功能。3)N次數據表格對比模塊:設定被測件往復運動次數，可按照設定次數形成數據統計表格，反映設定次數內獲得的數據的峰谷值及平均值，并標記超出范圍數據，滿足檢測要求。4)往復一次F— S曲線模塊:實時顯示被測件往復運動一次過程中所有被測數據形成的F— S曲線，由此診斷被測件在運動過程中數據變化的情況。
5)往復N次F— N曲線模塊:被測件往復運動N次，對指定點的數據形成F— N曲線，由此診斷被測件的使用壽命。6)參數設置模塊:根據被測件特性，設定測試參數，使本軟件具有較強的適應性。7)打印模塊:將需要的數據或圖形曲線打印出來，便于查看和閱讀。其他功能根據測試要求按照模塊形式可依次增加。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了操作臺I ;電機2 ;凸輪3 ;連桿4 ;導軌5 ;滑塊座6 ;連接座7 ;定位架8 ;螺絲9 ;拉壓力傳感器10 ;連接架11 ;連接柱12 ;減震器13等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。
權利要求
1.減震器拉壓力測量儀，包括具有操作臺的支撐架，其特征在于，所述操作臺的下方安設電機，所述電機的輸出軸豎向貫穿操作臺并驅動連接傳動組件，所述傳動組件的外端呈活動連接于滑動組件上，所述滑動組件上設置拉壓檢測位，所述拉壓檢測位的末端定位拉壓力傳感器，所述拉壓力傳感器順次連接放大濾波器、A/D轉換器、微處理器及上位計算機，其中微處理器通過驅動電路控制連接上述電機。
2.根據權利要求1所述的減震器拉壓力測量儀，其特征在于，所述傳動組件包括固套在電機輸出軸端部的凸輪，所述凸輪的周圈上鉸接連桿，所述連桿的外端鉸接上述滑動組件。
3.根據權利要求1所述的減震器拉壓力測量儀，其特征在于，所述滑動組件包括固設于操作臺上的導軌，所述導軌上呈滑動卡接有兩個滑塊座，所述兩個滑塊座之間為上述拉壓檢測位。
4.根據權利要求3所述的減震器拉壓力測量儀，其特征在于，所述位于首端的滑塊座上固設連接座，所述連接座與上述連桿的端部呈鉸接相連，所述位于尾端的滑塊座上安設上述拉壓力傳感器，所述拉壓檢測位包括拉壓力傳感器內端固連的連接架，所述連接架與連接座上各垂設有連接柱。
5.根據權利要求4所述的減震器拉壓力測量儀，其特征在于，所述位于尾端的滑塊座頂面固設定位架，所 述拉壓力傳感器固設于定位架上，所述定位架通過螺絲與上述導軌形成固定裝配。
6.減震器拉壓力測量儀的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、將被測減震器的兩端一一定位連接在兩根連接柱上，系統上電且微處理器經過系統初始化后，通過驅動電路控制電機開啟； (2)、電機的輸出軸帶動凸輪及連桿動作，由此連動首端的滑塊往復平移滑動，進而驅動減震器拉壓循環運作，拉壓力傳感器同步采集數據，并輸出信號通過放大濾波器傳輸給A/D轉換器，A/D轉換器將模擬量信號轉換為數字量信號，并判斷壓拉拐點； (3)、獲取壓拉拐點后，以壓拉拐點作為循環起始標志，A/D轉換器按照15ms的單元間隔循環轉換數據并存儲，在存儲數據達到40個后，微處理器將數據打包發送給上位計算機； (4 )、微處理器通過驅動電路控制電機關閉。
7.根據權利要求6所述的減震器拉壓力測量儀的檢測方法，其特征在于，所述拉壓力傳感器、放大濾波器、A/D轉換器及微處理器依次對應設置為信號采集電路、放大濾波電路、A/D轉換電路及信號處理電路。
8.根據權利要求6所述的減震器拉壓力測量儀的檢測方法，其特征在于，所述微處理器通過RS232通信協議連接上述上位計算機。
9.根據權利要求8所述的減震器拉壓力測量儀的檢測方法，其特征在于，所述RS232通信協議中使用MAX232CPE芯片進行電平轉換。
10.根據權利要求6所述的減震器拉壓力測量儀的檢測方法，其特征在于，所述上位計算機的軟件系統中依次包括登陸管理模塊、數據存儲模塊、N次數據表格對比模塊、往復一次F— S曲線模塊、往復N次F— N曲線模塊、參數設置模塊及打印模塊。
全文摘要
本發明提供了一種減震器拉壓力測量儀及其檢測方法。它解決了現有測量設備存在測量數據不全面、測量精準度低，且不具備完善參數統計分析的功能。本減震器拉壓力測量儀包括具有操作臺的支撐架，操作臺的下方安設電機，電機的輸出軸豎向貫穿操作臺并驅動連接傳動組件，傳動組件的外端呈活動連接于滑動組件上，滑動組件上設置拉壓檢測位，拉壓檢測位的末端定位拉壓力傳感器，拉壓力傳感器順次連接放大濾波器、A/D轉換器、微處理器及上位計算機，其中微處理器通過驅動電路控制連接電機。其檢測方法包括壓力采集、轉換、判斷、存儲、傳輸以及電機控制等。本發明具備結構簡易、作用可靠，且檢測程序設計合理，檢測參數明了，利于進一步研究分析。
文檔編號G01L5/00GK103217244SQ201310098210
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月26日 優先權日2013年3月26日
發明者魏紹亮, 劉大海, 常穎, 程奉玉, 周廣平, 王學慧 申請人:山東科技大學
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