雨刷电机扭矩测量装置的制作方法

本实用新型涉及扭矩测量的技术领域，尤其是涉及一种雨刷电机扭矩测量装置。

背景技术：

如图1所示，雨刷电机检测主要是对电机扭矩精度的检测，通过被测电机和磁粉制动器5间的扭矩传感器4读出测试电机扭矩的确切数值。

雨刷在工作状态时是有一个固定的初始位置和终点位置，所以雨刷电机检测时需要电机工作时有固定的初始位置和终点位置。

目前测试雨刷电机检测系统的机械结构是一根长轴贯穿整个测试工装平台、磁粉制动器5和复位驱动皮带64轮11（见附图1）。缺点是传感器读出的扭矩数值=磁粉制动器5的扭矩+皮带64轮张紧过程中给长轴的横向干扰扭矩。只要有皮带64传动，就会有横向张紧力，虽然这个横向干扰扭矩可以通过各种方法降低到很小，却是一个不能消零的值，它严重影响了电机输出扭矩测量的准确性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种消除雨刷电机测量时的横向扭矩的雨刷电机扭矩测量装置。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种雨刷电机扭矩测量装置，包括竖直设置的支架、竖直转动连接在支架内的主轴、固设于主轴顶部的安装座、连接于主轴中部的扭矩传感器、连接于主轴下部的磁粉制动器和与主轴的底部相连的磁粉制动器和设于主轴的底部并能够带动主轴进行复位的复位机构，所述安装座对应限位板的位置处固设有水平设置，所述安装座上能够安装设有雨刷电机的工装，所述主轴的下部固设有电磁离合器、所述电磁离合器的下部固设有与主轴同轴设置的连接杆，所述连接杆与复位机构相连。

通过采用上述技术方案，当安装座上安装有雨刷电机的工装以及雨刷电机之后，先控制复位机构使雨刷电机转动到初始位置，此时将电磁离合器断开，使复位机构与主轴分离，雨刷电机工作并带动主轴转动，当雨刷电机转动到终点位置时，磁粉制动器将扭矩传递给扭矩传感器，扭矩传感器得出雨刷电机的扭矩值，由于复位机构与主轴分离，此时主轴上不收到复位机构上的横向干扰扭矩，从而保证了扭矩传感器测量的准确性，同时电磁离合器雨刷电机的终点位置处通电闭合，复位机构再次带动雨刷电机回到原位，以方便再次的测量。

本实用新型进一步设置为：所述复位机构包括伺服电机、固设于伺服电机转轴上的第一同步带轮、固设于连接杆上的第二同轴带轮和连接与第一同步带轮和第二同步带轮上的皮带。

通过采用上述技术方案，当需要对雨刷电机进行复位时，伺服电机通电并带动第一同步带轮转动，第一同步带轮通过皮带带动第二同步带轮转动，这样转动杆转动并带动主轴转动，使主轴回到原位，稳定方便。

本实用新型进一步设置为：所述支架的底部固设有水平设置的支座，所述伺服电机的转轴上固设有第一联轴器，所述支座的上部固设有L形的支撑块，所述支撑块的上表面与伺服电机底部的外壳相贴，所述支座和支撑块对应伺服电机转轴的位置处均开设有开口，转轴穿过两个开口与第一同步带轮相连。

通过采用上述技术方案，通过在伺服电机的的转轴上设置第一连接轴从而保证伺服电机转动稳定，通过支座和支座上的支撑块套设在伺服电机的转轴上从而防止伺服电机发生偏移。

本实用新型进一步设置为：所述主轴的上部设有编码器，所述主轴的上部设有原位信号传感器，所述编码器电连接单片机，所述单片机的输出端电连接数模转换器，所述数模转换器上设有有第二电磁继电器，所述第二电磁继电器包括第二电磁线圈和两个第二常开触点，所述第二电磁线圈与数模转换器串联耦接，其另一点接地设置，两个第二常开触点分别与电磁离合器和伺服电机串联耦接，所述原位信号传感器电连接在雨刷电机转到初始位置时使主轴停止的复位电路。

通过采用上述技术方案，编码器能够将旋转位移量转换成数字脉冲信号，原位信号传感器能够感应主轴转动的初始位置，当雨刷电机转动时，编码器记录主轴的旋转位移量，当雨刷电机转动到终点位置时，编码器感应到此旋转位置量并将该信号传递给单片机，单片机将信号输送给数模转换器，而后数模转换器控制第一电磁线圈通电一段之间，这样两个常开触点闭合，电磁离合器和伺服电机分别得电从而进行工作，使主轴回到原位，当主轴转动到初始位置处，原位信号传感器控制电磁离合器和伺服电机断电，较为稳定，当再次控制雨刷电机工作时，电磁离合器和伺服电机处于断开状态，主轴不会受到横向扭矩的干扰，同时编码器再次记录主轴的旋转位移量，如此往复，能够实现雨刷电机的多次自动测量。

本实用新型进一步设置为：所述复位电路包括比较器、三极管和第一电磁继电器，所述比较器的正向输入端与原位信号传感器耦接，其负极设置有预设值Vref1，所述三极管的集电极连接电源，其基极与比较器的输出端耦接，第一电磁继电器包括第一电磁线圈和两个第一常闭触点，所述第一电磁线圈的一端与三极管的发射极耦接，其另一端接地设置，两个第一常闭触点分别与电磁离合器和伺服电机串联耦接。

通过采用上述技术方案，当原位信号传感器感应信号传递到初始位置时，比较器正向输入端的电压值大于负向输入端的预设值Vref1，比较器输出高电平信号，而后三极管的基极得电，使得三极管输出高电平信号，从而控制第一电磁线圈得电，第一电磁线圈控制两个第一常闭触点断开，电磁离合器与伺服电机停止工作，较为方便。

本实用新型进一步设置为：所述支架对应安装座下方的位置处固设有水平设置的限位板，所述限位板对应主轴的位置处开设有连接孔，所述连接孔内固设有轴承座，所述轴承座与安装座的下部固定连接。

通过采用上述技术方案，通过在安装座的下方设置轴承座来保证安装座转动稳定。

本实用新型进一步设置为：所述主轴上位于扭矩传感器与安装座、扭矩传感器与磁粉制动器之间的位置处均固设有第二联轴器。

通过采用上述技术方案，通过在主轴的上下两侧均设置第二联轴器来保证主轴转动稳定。

本实用新型进一步设置为：所述主轴上固设有连接盘，所述原位信号传感器设于连接盘的外侧壁上，所述支架的一侧侧壁上固设有感应块，所述感应块位于原位信号传感器的一侧。

通过采用上述技术方案，当主轴带动原位信号传感器向着远离感应块的一侧转动时，雨刷电机进行扭矩的测量，当主轴带动原位信号传感器向着靠近感应块的一侧移动时，雨刷电机进行复位时，原位信号传感器向着靠近转动块的一侧转动，当雨刷电机移动到初始位置时，原位信号传感器感应到感应块并控制电磁离合器与伺服电机停止工作。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.本实用新型通过在主轴的下方固接电磁离合器，并在电磁离合器的另一端设置连接杆，通过连接杆与复位机构相连从而使得雨刷电机在测试扭矩时不受复位机构的横向扭矩的干扰；

2.本实用新型伺服电机通过带传动带动连接杆的转动，稳定方便；

3.本实用新型通过设置编码器和原位信号传感器实现电磁离合器的自动断开与吸合，快捷省力。

附图说明

图1是本实用新型的背景技术示意图；

图2是本实用新型的整体结构爆炸图；

图3是本实用新型控制电路示意图；

图4是本实用新型复位电路示意图；

图5是本实用新型驱动带路示意图。

图中，1、支架；11、复位驱动皮带轮；12、支座；13、支撑块；131、开口；14、限位板；141、连接孔；142、轴承座；15、感应块；2、主轴；21、连接杆；22、第二联轴器；23、连接盘；3、安装座；4、扭矩传感器；5、磁粉制动器；6、复位机构；61、伺服电机；611、第一联轴器；62、第一同步带轮；63、第二同步带轮；64、皮带；7、控制电路；C1、第一电容；T1、单片机；DAC、数模转换器；KA2、第二电磁线圈；71、编码器；8、复位电路；81、原位信号传感器；T2、比较器；Q1、三极管；KA1、第一电磁线圈；9、驱动电路；91、电磁离合器；KA1-1、第一常闭触点；KA2-2、第二常开触点。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图2所示，为本实用新型公开的一种雨刷电机扭矩测量装置，包括竖直设置的支架1、竖直转动连接在支架1内的主轴2、固设于主轴2顶部的安装座3、连接于主轴2中部的扭矩传感器4、连接于主轴2下部的磁粉制动器5和与主轴2的底部相连的磁粉制动器5和设于主轴2的底部并能够带动主轴2进行复位的复位机构6，安装座3对应限位板14的位置处固设有水平设置，安装座3上能够安装设有雨刷电机的工装，主轴2的下部固设有电磁离合器91、电磁离合器91的下部固设有与主轴2同轴设置的连接杆21，连接杆21与复位机构6相连。

当安装座3上安装有雨刷电机的工装以及雨刷电机之后，先控制复位机构6使雨刷电机转动到初始位置，此时将电磁离合器91断开，使复位机构6与主轴2分离，雨刷电机工作并带动主轴2转动，当雨刷电机转动到终点位置时，磁粉制动器5将扭矩传递给扭矩传感器4，扭矩传感器4得出雨刷电机的扭矩值，由于复位机构6与主轴2分离，此时主轴2上不收到复位机构6上的横向干扰扭矩，从而保证了扭矩传感器4测量的准确性，同时电磁离合器91雨刷电机的终点位置处通电闭合，复位机构6再次带动雨刷电机回到原位，以方便再次的测量。

复位机构6包括伺服电机61、固设于伺服电机61转轴上的第一同步带轮62、固设于连接杆21上的第二同轴带轮和连接与第一同步带轮62和第二同步带轮63上的皮带64。支架1的底部固设有水平设置的支座12，伺服电机61的转轴上固设有第一联轴器611，支座12的上部固设有L形的支撑块13，支撑块13的上表面与伺服电机61底部的外壳相贴，支座12和支撑块13对应伺服电机61转轴的位置处均开设有开口131，转轴穿过两个开口131与第一同步带轮62相连。

当需要对雨刷电机进行复位时，伺服电机61通电并带动第一同步带轮62转动，第一同步带轮62通过皮带64带动第二同步带轮63转动，这样转动杆转动并带动主轴2转动，使主轴2回到原位，稳定方便。通过在伺服电机61的的转轴上设置第一连接轴从而保证伺服电机61转动稳定，通过支座12和支座12上的支撑块13套设在伺服电机61的转轴上从而防止伺服电机61发生偏移。

如图3和图4所示，主轴2（参考图2）的上部设有编码器71，主轴2的上部设有原位信号传感器81，编码器71电连接单片机T1，单片机T12的型号为PIC18F66K80，单片机T1的57号管脚连接电源，其42号管脚与56号管脚接地设置，单片机T1的33号管脚上耦接有第一电容C1，第一电容C1的另一端接地设置，单片机T1的18号管脚与编码器71电连接，单片机T1的13号管脚与编码器71电连接，数模转换器DAC与单片机T1的53号管脚电连接。

单片机T1的输出端电连接数模转换器DAC，数模转换器DAC上设有有第二电磁继电器，第二电磁继电器包括第二电磁线圈KA2和两个第二常开触点KA2-2，第二电磁线圈KA2与数模转换器DAC串联耦接，其另一点接地设置，两个第二常开触点KA2-2分别与电磁离合器91和伺服电机61串联耦接，原位信号传感器81电连接在雨刷电机转到初始位置时使主轴2停止的复位电路8，编码器71、单片机T1、数模转换器DAC结合形成控制电路7。

复位电路8包括比较器T2、三极管Q1和第一电磁继电器，比较器T2的正向输入端与原位信号传感器81耦接，其负极设置有预设值Vref1，三极管Q1的集电极连接电源，其基极与比较器T2的输出端耦接，第一电磁继电器包括第一电磁线圈KA1和两个第一常闭触点KA1-1，第一电磁线圈KA1的一端与三极管Q1的发射极耦接，其另一端接地设置，两个第一常闭触点KA1-1分别与电磁离合器91和伺服电机61串联耦接。电磁离合器91和伺服电机61结合形成驱动电路9。

编码器71能够将旋转位移量转换成数字脉冲信号，原位信号传感器81能够感应主轴2转动的初始位置，当雨刷电机转动时，编码器71记录主轴2的旋转位移量，当雨刷电机转动到终点位置时，编码器71感应到此旋转位置量并将该信号传递给单片机T1，单片机T1将信号输送给数模转换器DAC，而后数模转换器DAC控制第一电磁线圈KA1通电一段之间，这样两个常开触点闭合，电磁离合器91和伺服电机61分别得电从而进行工作，使主轴2回到原位，当主轴2转动到初始位置处，原位信号传感器81控制电磁离合器91和伺服电机61断电，较为稳定，当再次控制雨刷电机工作时，电磁离合器91和伺服电机61处于断开状态，主轴2不会受到横向扭矩的干扰，同时编码器71再次记录主轴2的旋转位移量，如此往复，能够实现雨刷电机的多次自动测量。

当原位信号传感器81感应信号传递到初始位置时，比较器T2正向输入端的电压值大于负向输入端的预设值Vref1，比较器T2输出高电平信号，而后三极管Q1的基极得电，使得三极管Q1输出高电平信号，从而控制第一电磁线圈KA1得电，第一电磁线圈KA1控制两个第一常闭触点KA1-1断开，电磁离合器91与伺服电机61停止工作，较为方便。

如图2所示，支架1对应安装座3下方的位置处固设有水平设置的限位板14，限位板14对应主轴2的位置处开设有连接孔141，连接孔141内固设有轴承座142，轴承座142与安装座3的下部固定连接。主轴2上位于扭矩传感器4与安装座3、扭矩传感器4与磁粉制动器5之间的位置处均固设有第二联轴器22。主轴2上固设有连接盘23，原位信号传感器81设于连接盘23的外侧壁上，支架1的一侧侧壁上固设有感应块15，感应块15位于原位信号传感器81的一侧。

通过在安装座3的下方设置轴承座142来保证安装座3转动稳定，通过在主轴2的上下两侧均设置第二联轴器22来保证主轴2转动稳定，当主轴2带动原位信号传感器81向着远离感应块15的一侧转动时，雨刷电机进行扭矩的测量，当主轴2带动原位信号传感器81向着靠近感应块15的一侧移动时，雨刷电机进行复位时，原位信号传感器81向着靠近转动块的一侧转动，当雨刷电机移动到初始位置时，原位信号传感器81感应到感应块15并控制电磁离合器91与伺服电机61停止工作。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。