本發(fā)明屬于重力測量儀器領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于重力儀鎖擺機(jī)構(gòu)綜合試驗(yàn)臺的控制系統(tǒng)及測試方法。

背景技術(shù)：

1、重力儀核心測量部件中的鎖擺機(jī)構(gòu)是保護(hù)重力儀核心測量部件的保護(hù)構(gòu)件，可使重力儀快速實(shí)現(xiàn)由動(dòng)態(tài)(移動(dòng))到靜態(tài)測量的轉(zhuǎn)換及穩(wěn)定的精確測量功能，但因不同型號或類型重力儀的結(jié)構(gòu)或測量精度的不同，對鎖擺機(jī)構(gòu)的工作方式、機(jī)械結(jié)構(gòu)、材料和技術(shù)指標(biāo)提出了相應(yīng)的要求，所以設(shè)計(jì)研發(fā)了一款綜合試驗(yàn)臺對鎖擺機(jī)構(gòu)進(jìn)行性能測試。

2、由于鎖擺機(jī)構(gòu)精度較高，在進(jìn)行性能測試時(shí)，一些數(shù)據(jù)的采集比對以及其他功能需要用到精密測量儀器或傳感器等，為了能夠?qū)ο嚓P(guān)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、對比以及處理等，需開發(fā)了一套專業(yè)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)以可編程控制器為核心，加入試驗(yàn)臺所需的夾緊力測試測試組件、穩(wěn)定性測試組件等傳感設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對綜合試驗(yàn)臺的啟動(dòng)、停止、自動(dòng)測試、數(shù)據(jù)記錄以及報(bào)警提示等功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種適用于重力儀鎖擺機(jī)構(gòu)綜合試驗(yàn)臺的控制系統(tǒng)。

2、本發(fā)明的上述目的之一通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

3、一種重力儀鎖擺機(jī)構(gòu)綜合試驗(yàn)臺的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述控制系統(tǒng)控制的測試臺的機(jī)械部分部分包括減震支撐平臺、夾緊力測試測試裝置、穩(wěn)定性測試裝置、鎖擺機(jī)構(gòu)夾持裝置；鎖擺機(jī)構(gòu)夾持裝置包括擺鎖定位平臺和伺服電機(jī)；所述夾緊力測試裝置升降滑臺、微型電機(jī)和夾緊力測試儀組成，夾緊力測試儀安裝固定在升降滑臺的末端，微型電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)升降滑臺實(shí)現(xiàn)升降移動(dòng)，通過升降滑臺對測試儀的高度進(jìn)行調(diào)整；穩(wěn)定性測試裝置由xy雙軸滑臺和高精度激光位移傳感器組成，位移傳感器安裝在xy雙軸滑臺末端，通過xy雙軸滑臺的手動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)傳感器在xy方向一定范圍內(nèi)的位移；高精度激光位移傳感器對正安裝在試驗(yàn)件側(cè)邊；所述控制系統(tǒng)包括：

4、電源模塊、控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、人機(jī)交互模塊；所述驅(qū)動(dòng)模塊包括伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；整個(gè)控制系統(tǒng)以控制模塊為中心，由電源模塊進(jìn)行供電，控制系統(tǒng)通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械機(jī)械鎖擺對試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行夾緊，設(shè)定為重復(fù)性夾持，同時(shí)控制夾緊力測試儀和穩(wěn)定性測試儀進(jìn)行測試并接收測試數(shù)據(jù)，對測試過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和記錄，并通過數(shù)據(jù)對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與判斷。

5、而且，所述電源模塊由220v電源和24v電源組成，用于為驅(qū)動(dòng)電機(jī)、人機(jī)模塊、控制模塊以及相關(guān)的測試儀器及傳感器進(jìn)行供電。

6、而且，所述控制系統(tǒng)還包括光電傳感器，光電傳感器設(shè)置在鎖擺機(jī)構(gòu)的外圍設(shè)置，在鎖擺機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸的上部安裝檢測片；當(dāng)光電傳感器感應(yīng)到檢測片后，表面被測試件夾緊到位，實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)到位控制。

7、而且，所述人機(jī)交互模塊，用于試驗(yàn)過程手動(dòng)與自動(dòng)的操作輸入，用于向用戶展示控制系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，同時(shí)對試驗(yàn)臺系統(tǒng)運(yùn)行過程中的狀態(tài)信息、報(bào)警信息以及操作過程進(jìn)行記錄。

8、而且，所述控制模塊，采用可編程控制器技術(shù)；通過預(yù)設(shè)的程序指令，精確控制試驗(yàn)臺的啟動(dòng)、停止、轉(zhuǎn)動(dòng)速度、測試次數(shù)關(guān)鍵參數(shù)，確保整個(gè)測試過程的高效穩(wěn)定；同時(shí)采集和處理各個(gè)測試裝置以及傳感器的信息，對穩(wěn)定性測試過程中采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，若數(shù)據(jù)超出標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值，進(jìn)行及時(shí)處理，同時(shí)對夾緊力測試裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，確保測試臺試驗(yàn)過程穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)過程中的測試記錄及相關(guān)數(shù)據(jù)的保存和導(dǎo)出。

9、本發(fā)明的上述目的之一通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

10、一種重力儀鎖擺機(jī)構(gòu)綜合試驗(yàn)臺的測試方法，基于上述的控制系統(tǒng)，包括手動(dòng)測試流程和自動(dòng)測試流程：

11、1、手動(dòng)測試流程：

12、操作者通過人機(jī)界面上的點(diǎn)動(dòng)按鈕，對伺服電機(jī)進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)操作，旋轉(zhuǎn)固定位移量，實(shí)現(xiàn)對試驗(yàn)件的夾持；然后再點(diǎn)動(dòng)操作微型電機(jī)，驅(qū)動(dòng)推拉力傳感器向下位移，測量頭對試驗(yàn)件形成推力，在此過程中，高精度激光位移傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測試驗(yàn)件的位置，當(dāng)監(jiān)測到試驗(yàn)件位置發(fā)生改變時(shí)，通過程序記錄下此時(shí)推拉力計(jì)的數(shù)值大小，同時(shí)也記錄下伺服電機(jī)的位置量；

13、2、自動(dòng)流程：

14、點(diǎn)擊開始自動(dòng)測試按鈕，控制系統(tǒng)控制伺服電機(jī)和微型電機(jī)進(jìn)行各自周期性的動(dòng)作，測試過程進(jìn)行規(guī)定次數(shù)后，完成自動(dòng)測試過程；其具體自動(dòng)測試流程如下：

15、手動(dòng)安裝試驗(yàn)件在夾持機(jī)構(gòu)中；

16、對伺服電機(jī)和微型電機(jī)進(jìn)行回零點(diǎn)操作；

17、設(shè)定試驗(yàn)周期，即測試次數(shù)；

18、點(diǎn)擊啟動(dòng)，開始自動(dòng)測試程序；

19、自動(dòng)測試過程中，每隔m次，啟動(dòng)微型電機(jī)，通過推拉力測試儀對試驗(yàn)件進(jìn)行固定推力測試，同時(shí)高精度位置傳感器進(jìn)行試驗(yàn)件的位置實(shí)時(shí)監(jiān)測，若試驗(yàn)件位置發(fā)生改變，則對試驗(yàn)件的夾持重新手動(dòng)調(diào)整，若試驗(yàn)件位置一直未發(fā)生改變，則繼續(xù)進(jìn)行測試，直至達(dá)到設(shè)定的試驗(yàn)次數(shù)；

20、試驗(yàn)完成，關(guān)閉電源。

21、本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果為：

22、本控制系統(tǒng)能夠?yàn)樵囼?yàn)臺提供全自動(dòng)控制方式，操作人員只需要設(shè)定好參數(shù)和手動(dòng)啟動(dòng)，即可進(jìn)行全自動(dòng)測試，能夠滿足試驗(yàn)臺所有的控制需求，并且能夠?qū)?shí)驗(yàn)過程中的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和處理，操作人員可通過人機(jī)界面進(jìn)行查詢和導(dǎo)出。同時(shí)，控制系統(tǒng)具有報(bào)警提示等功能，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)發(fā)生異常或者測試數(shù)據(jù)超出設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)停止和記錄，為操作者后續(xù)查看提供記錄。

技術(shù)特征：

1.一種重力儀鎖擺機(jī)構(gòu)綜合試驗(yàn)臺的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述控制系統(tǒng)控制的測試臺的機(jī)械部分部分包括減震支撐平臺、夾緊力測試測試裝置、穩(wěn)定性測試裝置、鎖擺機(jī)構(gòu)夾持裝置；鎖擺機(jī)構(gòu)夾持裝置包括擺鎖定位平臺和伺服電機(jī)；所述夾緊力測試裝置升降滑臺、微型電機(jī)和夾緊力測試儀組成，夾緊力測試儀安裝固定在升降滑臺的末端，微型電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)升降滑臺實(shí)現(xiàn)升降移動(dòng)，通過升降滑臺對測試儀的高度進(jìn)行調(diào)整；穩(wěn)定性測試裝置由xy雙軸滑臺和高精度激光位移傳感器組成，位移傳感器安裝在xy雙軸滑臺末端，通過xy雙軸滑臺的手動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)傳感器在xy方向一定范圍內(nèi)的位移；高精度激光位移傳感器對正安裝在試驗(yàn)件側(cè)邊；所述控制系統(tǒng)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力儀鎖擺機(jī)構(gòu)綜合試驗(yàn)臺的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述電源模塊由220v電源和24v電源組成，用于為驅(qū)動(dòng)電機(jī)、人機(jī)模塊、控制模塊以及相關(guān)的測試儀器及傳感器進(jìn)行供電。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力儀鎖擺機(jī)構(gòu)綜合試驗(yàn)臺的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述控制系統(tǒng)還包括光電傳感器，光電傳感器設(shè)置在鎖擺機(jī)構(gòu)的外圍設(shè)置，在鎖擺機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸的上部安裝檢測片；當(dāng)光電傳感器感應(yīng)到檢測片后，表面被測試件夾緊到位，實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)到位控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力儀鎖擺機(jī)構(gòu)綜合試驗(yàn)臺的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述人機(jī)交互模塊，用于試驗(yàn)過程手動(dòng)與自動(dòng)的操作輸入，用于向用戶展示控制系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，同時(shí)對試驗(yàn)臺系統(tǒng)運(yùn)行過程中的狀態(tài)信息、報(bào)警信息以及操作過程進(jìn)行記錄。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力儀鎖擺機(jī)構(gòu)綜合試驗(yàn)臺的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述控制模塊，采用可編程控制器技術(shù)；通過預(yù)設(shè)的程序指令，精確控制試驗(yàn)臺的啟動(dòng)、停止、轉(zhuǎn)動(dòng)速度、測試次數(shù)關(guān)鍵參數(shù)，確保整個(gè)測試過程的高效穩(wěn)定；同時(shí)采集和處理各個(gè)測試裝置以及傳感器的信息，對穩(wěn)定性測試過程中采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，若數(shù)據(jù)超出標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值，進(jìn)行及時(shí)處理，同時(shí)對夾緊力測試裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，確保測試臺試驗(yàn)過程穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)過程中的測試記錄及相關(guān)數(shù)據(jù)的保存和導(dǎo)出。

6.一種重力儀鎖擺機(jī)構(gòu)綜合試驗(yàn)臺的測試方法，基于權(quán)利要求1-5任一所述的控制系統(tǒng)，包括手動(dòng)測試流程和自動(dòng)測試流程：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種重力儀鎖擺機(jī)構(gòu)綜合試驗(yàn)臺的控制系統(tǒng)及測試方法，控制系統(tǒng)控制的測試臺的機(jī)械部分部分包括減震支撐平臺、夾緊力測試測試裝置、穩(wěn)定性測試裝置、鎖擺機(jī)構(gòu)夾持裝置；控制系統(tǒng)包括電源模塊、控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、人機(jī)交互模塊；驅(qū)動(dòng)模塊包括伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；整個(gè)控制系統(tǒng)以控制模塊為中心，由電源模塊進(jìn)行供電，控制系統(tǒng)通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械機(jī)械鎖擺對試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行夾緊，設(shè)定為重復(fù)性夾持，同時(shí)控制夾緊力測試儀和穩(wěn)定性測試儀進(jìn)行測試并接收測試數(shù)據(jù)，對測試過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和記錄，并通過數(shù)據(jù)對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與判斷。本發(fā)明重力儀鎖擺機(jī)構(gòu)的性能測試。

技術(shù)研發(fā)人員：孫志龍,仇凱,高煥明,高巖,陳鵬,曹洋,曹旭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國船舶集團(tuán)有限公司第七〇七研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15