CN111257750A - 一种控制器自动测试装置及其定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制器自动测试装置及其定位方法，旨在解决现在对控制器旋钮的检测方式是通过人肉眼观察步进电机的输出轴转动角位移，存在误判或放过不合格产品的不足。该发明包括若干移除马达和蜗杆的碳膜电机，测试支架和若干对应碳膜电机的步进电机，步进电机轴连接碳膜电机，步进电机和碳膜电机分别电连接有控制器，步进电机和碳膜电机固定连接在测试支架上。能将微小的角位移转化为通过碳膜电机转动的角度来得到直观的电压变化，从而提高产品的检验效率和提高检测的质量。

Description

一种控制器自动测试装置及其定位方法

技术领域

本发明涉及检测工装领域，更具体地说，它涉及一种控制器自动测试装置。

背景技术

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的，在由步进电机的旋转来带动其他装置。目前，有一种控制器，通过转动其上的旋钮到达不同的档位可以输出对应的电信号，对于该类控制器的检测，通常是通过将控制器电连接步进电机驱动，通过员工肉眼观察步进电机转动的角度来检测产品。相对来说只能大概的判断其位置，而且由员工肉眼观察来判断产品的判断，会存在误判或者审视疲劳而放过不合格产品。亟需一种通过方法将无法检测到的信号转接成我们可以识别的信号来更直接的检测产品的好坏。

中国专利公告号 CN102419406A，名称为步进电机的断线检测装置及断线检测方法，该申请案公开了一种步进电机的断线检测装置及断线检测方法，该装置包括控制部分和驱动部分，该驱动部分设有接收该控制部分输入信号的输入端口、与步进电机电连接的连接端口、及与该控制部分电连接的用于检测信号输出的检测端口，该驱动部分检测该步进电机的信号并反馈给控制部分。

现在的检测控制器旋钮的方式主要还是通过肉眼判断对应的步进电机输出的角位移，存在误判，从而放过不合格产品的不足。

发明内容

本发明克服了现在对控制器旋钮的检测方式是通过人肉眼观察步进电机的输出轴转动的角位移，存在误判，放过不合格产品的不足，提供了一种控制器自动测试装置，它能将步进电机输出轴微小的角位移转化为通过碳膜电机来得到直观的电压变化，从而提高产品的检验效率和提高检测的质量。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种控制器自动测试装置，包括若干移除马达和蜗杆的碳膜电机，测试支架和若干对应碳膜电机的步进电机，步进电机轴连接碳膜电机，步进电机电连接有控制器，碳膜电机电连接有信号采集板，步进电机和碳膜电机固定连接在测试支架上。

碳膜电机在此处专指将碳膜电机中马达与蜗杆取出的状态，此状态下的碳膜电机，其输出轴可以自由旋转，碳膜电机内部有电刷，相当于滑动变阻器，当转动不同的角度，碳膜电机上的有效电阻也会有变化，负载的电压也会有变化，对应信号采集板根据其采用电连接的方式得到对应的电压。在碳膜电机上电连接一个电路，该装置根据转动角度的变化就可以输出不同的电压。该装置可以视为一个根据偏转角度，其电刷接触碳膜上的不同位置，进而形成不同电阻值的滑动变阻器。且该碳膜电机已经接受了在先的测试，可以保证其准确性。控制器旋钮控制步进电机的输出轴转动，带动碳膜电机做相对的转动，碳膜电机输出的电压也会有变化，通过检测这个过程中，电压的变化曲线是否符合理论情况可以判断控制器按钮是否符合设计要求。步进电机和碳膜电机固定连接在测试支架上，这样的连接方式可以保证二者的驱动轴轴连接。相比采用传感器检测是否到位的方式还具有可得到对应的电压变化曲线的优点，能更好的辅助推断问题在哪里。

作为优选， 测试支架包括步进电机支撑板和碳膜电机支撑板，步进电机支撑板和碳膜电机支撑板之间固定连接有导向柱，步进电机固定连接在步进电机支撑板上，碳膜电机固定连接在碳膜电机支撑板上。步进电机支撑板和碳膜电机支撑板以及连接在两支撑板的转角位置的导向柱构成了一个盒体，步进电机支撑板和碳膜电机支撑板可以各自作为上部的板或者设置为下部的板。导向柱的两个端面水平，通过其贴合两个支撑毛板的过程实现了两个支撑板的水平，从而保证了步进电机和碳膜电机的输出轴同轴，上导向柱上端面可拆装，便于更换需要测试的步进电机。

作为优选，步进电机的输出轴上固定连接有旋转杆12，旋转杆12的长度方向设置在输出轴的径向方向上，步进电机支撑板上还固定连接有零位限位块和末位限位块，所述零位限位块和末位限位块围绕步进电机，旋转杆12在零位限位块和末位限位块之间转动。旋转杆12由输出轴带动进行转动，其端部与零位限位块和末位限位块干涉。通过安装时设置步进电机和碳膜电机角位移的量，设置当旋转杆12抵接在零位限位块时，碳膜电机输出的电压信号处于最低档。因为碳膜电机内部的电刷有其极限，为避免损伤碳膜电机，故设置末位限位块，避免电刷移动到无法移动位置，造成损伤。在测试支架上的若干组步进电机和碳膜电机中，各个零位限位块和末位限位块所夹的角度不同，分别对应在实际使用时控制器旋钮的不同档位输出的对应信号导致的步进电机需要偏转的角度。

作为优选，步进电机的转角位置向步进电机外缘方向伸出并设有定位孔，定位孔下方设有空心的支撑柱，所述支撑柱固定连接在步进电机支撑板上，定位孔经紧固件固定连接在支撑柱。支撑柱上部和定位孔中螺纹连接有紧固件。四个转角位置将步进电机进行固定。步进电机支撑板对应支撑柱位置也有孔，也通过紧固件连接二者。

作为优选，步进电机的输出轴轴连接碳膜电机的输出轴，步进电机的输出轴和碳膜电机的输出轴之间连接有联轴器。两轴通过联轴器连接。设置步进电机的旋转杆12抵接在零位限位块上，并保证此时的碳膜电机输出轴对应其最低电压水平，调整好相应位置后将锁紧联轴器，那么步进电机和碳膜电机角度将一一对应。

作为优选，信号采集板电连接指示器。指示器可以为蜂鸣器或led报警灯，若实际输出电压信号与理论信号不同，则信号采集板会输出信号给蜂鸣器与报警灯。

作为优选，步进电机支撑板设置在碳膜电机支撑板下方。该设置位置下的零位限位块和末位限位块均处于人可以直接看到的位置，便于监控。

作为优选，步进电机的输出轴上固定连接有衬套，旋转衬套固定连接连接旋转杆，碳膜电机的输出轴与衬套之间连接有联轴器。采用衬套作为中间连接件，减小了对步进电机输出轴、旋转杆的对应连接孔以及碳膜电机的输出轴的直径的精度要求。

一种控制器自动测试装置的定位方法，其特征是，包括步骤：

（1）将碳膜电机的输出轴转动到其输出的电压最低的对应位置；

（2）将旋转杆转动，直到旋转杆贴合零位限位块；

（3）通过所述联轴器将旋转轴上的步进电机的输出轴与碳膜电机的输出轴固定连接。

由于碳膜电机的电刷随其输出轴的转动的位移量是有限的，因此其仅能接受一定范围内的输出轴转动，高于这个阈值的均是无效的，因此对步进电机的输出进行限位，因此设置对应的零位限位块和末位限位块。步骤3将处于碳膜电机的输出量最小状态下的输出轴状态与旋转杆贴合零位限位块时的步进电机的输出轴进行绑定，后续收到信号时，两输出轴同步转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）提高产品的检验效率；（2）减少工人工作量；（3）提高检测的质量，避免误判。

附图说明

图1是本发明的装配示意图；

图2是本发明的***图；

图3是本发明的实施例1的步进电机和碳膜电机的连接剖视图；

图4是本发明的步进电机支撑板上步进电机与零位限位块、末位限位块的连接示意图；

图中：步进电机1，碳膜电机2，测试支架3，步进电机支撑板4，碳膜电机支撑板5，导向柱6，零位限位块7，末位限位块8，定位孔9，支撑柱10，联轴器11，旋转杆12。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例：

一种控制器自动测试装置，如图1、2所示，包括若干移除马达和蜗杆的碳膜电机2，测试支架3、若干对应碳膜电机的步进电机1，步进电机1轴连接碳膜电机2，步进电机1的输出轴轴连接碳膜电机2的输出轴，步进电机1的输出轴和碳膜电机2的输出轴之间连接有联轴器11。如图3所示，两轴通过联轴器11连接。设置步进电机1的旋转杆12抵接在零位限位块7上，并保证此时的碳膜电机2输出轴对应其最低电压水平，调整好相应位置后将锁紧联轴器11，那么步进电机1和碳膜电机2角度将一一对应。步进电机1的输出轴上套装有衬套，衬套外固定套装有旋转杆12，旋转杆12的长度方向设置在步进电机1的 输出轴的径向方向上，步进电机支撑板4上还固定连接有零位限位块7和末位限位块8，所述零位限位块7和末位限位块8围绕步进电机1，旋转杆12在零位限位块7和末位限位块8之间转动。如图4所示，旋转杆12由输出轴带动进行转动，其端部与零位限位块7和末位限位块8干涉。通过安装时设置步进电机1和碳膜电机2角位移的量，设置当旋转杆12抵接在零位限位块7时，碳膜电机2输出的电压信号处于最低档。因为碳膜电机2内部的电刷有其极限，为避免损伤碳膜电机2，故设置末位限位块8，避免电刷移动到无法移动位置，造成损伤。步进电机的输出轴上固定连接有衬套，旋转衬套固定连接连接旋转杆，碳膜电机的输出轴与衬套之间连接有联轴器。采用衬套作为中间连接件，减小了对步进电机输出轴、旋转杆的对应连接孔以及碳膜电机的输出轴的直径的精度要求。

在测试支架3上的若干组步进电机1和碳膜电机2中，各个零位限位块7和末位限位块8所夹的角度不同，分别对应控制器按钮达到不同档位时驱动的步进电机1需要偏转的角度。

步进电机电连接有控制器，碳膜电机电连接有信号采集板，信号采集板电连接指示器。指示器可以为蜂鸣器或led报警灯，若实际输出电压信号与理论信号不同，则信号采集板会输出信号给蜂鸣器与报警灯。步进电机1和碳膜电机2固定连接在测试支架3的底板和顶板上。步进电机1的转角位置向步进电机1外缘方向伸出并设有定位孔9，定位孔9下方设有空心的支撑柱10，所述支撑柱10固定连接在步进电机支撑板4上，定位孔9经紧固件固定连接在支撑柱10。支撑柱10上部和定位孔9中螺纹连接有紧固件。四个转角位置将步进电机1进行固定。步进电机支撑板4对应支撑柱10位置也有孔，也通过紧固件连接二者。测试支架3包括步进电机支撑板4和碳膜电机支撑板5，步进电机支撑板4和碳膜电机支撑板5之间通过紧固件连接有导向柱6，步进电机1固定连接在步进电机支撑板4上，碳膜电机2固定连接在碳膜电机支撑板5上。步进电机支撑板4和碳膜电机支撑板5以及连接在两支撑板的转角位置的导向柱6构成了一个盒体，步进电机支撑板4和碳膜电机支撑板5可以各自作为上部的板或者设置为下部的板。导向柱6的两个端面水平，通过其贴合两个支撑毛板的过程实现了两个支撑板的水平，从而保证了步进电机1和碳膜电机2的输出轴同轴，上导向柱6上端面可拆装，便于更换需要测试的步进电机1。步进电机支撑板设置在碳膜电机支撑板下方。

碳膜电机2在此处专指将碳膜电机2中马达与蜗杆取出的状态，此状态下的碳膜电机2，其输出轴可以自由旋转，当转动不同的角度，会输出不同的电压。碳膜电机2内部有电刷，相当于滑动变阻器。且该碳膜电机2已经接受了在先的测试，可以保证其准确性。控制器控制步进电机1的输出轴转动，带动碳膜电机2做相对的转动，碳膜电机2输出的电压也会有变化，通过检测这个过程中，电压的变化曲线是否符合理论情况可以判断步进电机1是否符合设计要求。步进电机1和碳膜电机2固定连接在测试支架3上，这样的连接方式可以保证二者的驱动轴轴连接。

一种控制器自动测试装置的定位方法，其特征是，包括步骤：

（1）将碳膜电机的输出轴转动到其输出的电压最低的对应位置；

（2）将旋转杆转动，直到旋转杆贴合零位限位块；

（3）通过所述联轴器将旋转轴上的步进电机的输出轴与碳膜电机的输出轴固定连接。

由于碳膜电机的电刷随其输出轴的转动的位移量是有限的，因此其仅能接受一定范围内的输出轴转动，高于这个阈值的均是无效的，因此对步进电机的输出进行限位，因此设置对应的零位限位块和末位限位块。步骤3将处于碳膜电机的输出量最小状态下的输出轴状态与旋转杆贴合零位限位块时的步进电机的输出轴进行绑定，后续收到信号时，两输出轴同步转动。

使用时，依次电连接控制器、步进电机旋转角度自动测试装置、信号采集板、指示器。控制器旋钮转动输出对应的电信号，电信号通过步进电机1和碳膜电机2的转换变成对应的电压输出回对应的信号采集板，再将该信号传给连接的计算机，计算机比对理论信号，判断步进电机1是否合格。当不合格时，通过指示器提醒工作人员。

以上所述的实施例只是本发明的较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (9)

1.一种控制器自动测试装置，包括若干移除马达和蜗杆的碳膜电机，其特征是，包括测试支架、若干对应碳膜电机的步进电机，步进电机轴连接所述碳膜电机，步进电机电连接有控制器，碳膜电机电连接有信号采集板，步进电机和碳膜电机固定连接在测试支架上。

2.根据权利要求1所述的一种控制器自动测试装置，其特征是， 测试支架包括步进电机支撑板和碳膜电机支撑板，步进电机支撑板和碳膜电机支撑板之间固定连接有导向柱，步进电机固定连接在步进电机支撑板上，碳膜电机固定连接在碳膜电机支撑板上。

3.根据权利要求2所述的一种控制器自动测试装置，其特征是，步进电机的输出轴上固定连接有旋转杆，旋转杆的长度方向设置在输出轴的径向方向上，步进电机支撑板上还固定连接有零位限位块和末位限位块，所述零位限位块和末位限位块围绕步进电机，旋转杆在零位限位块和末位限位块之间转动。

4.根据权利要求2或3所述的一种控制器自动测试装置，其特征是，步进电机的转角位置向步进电机外缘方向伸出并设有定位孔，定位孔下方设有空心的支撑柱，所述支撑柱固定连接在步进电机支撑板上，定位孔经紧固件固定连接在支撑柱。

5.根据权利要求3所述的一种控制器自动测试装置，其特征是，步进电机的输出轴轴连接碳膜电机的输出轴，步进电机的输出轴和碳膜电机的输出轴之间连接有联轴器。

6.根据权利要求1所述的一种控制器自动测试装置，其特征是，信号采集板电连接指示器。

7.根据权利要求2所述的一种控制器自动测试装置，其特征是，步进电机支撑板设置在碳膜电机支撑板下方。

8.根据权利要求5所述的一种控制器自动测试装置，其特征是，步进电机的输出轴上固定连接有衬套，旋转衬套固定连接连接旋转杆，碳膜电机的输出轴与衬套之间连接有联轴器。

9.一种根据权利要求5所述的控制器自动测试装置的定位方法，其特征是，包括步骤：

（1）将碳膜电机的输出轴转动到其输出的电压最低的对应位置；

（2）将旋转杆转动，直到旋转杆贴合零位限位块；

（3）通过所述联轴器将旋转轴上的步进电机的输出轴与碳膜电机的输出轴固定连接。

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