一种弹簧动态标定方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种弹簧标定方法，特别是一种弹簧动态标定方法。
【背景技术】
[0002]目前弹簧标定方法大多采用手工方式进行静态标定，通过工装手工压缩弹簧的方式，读取压力传感器的弹力值和位移值，记录多个点的数据，得到弹力和位移的标定曲线。手工静态标定方法误差大、标定测量点少，无法针对弹簧在不同工作频率下进行动态标定，不能完全反映弹簧在整个量程中和不同工作频率下的工作特性。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于提供一种弹簧动态标定方法，解决目前手工静态标定存在的精度低、标定测量点少以及无法完全反映弹簧在整个量程中和不同工作频率下的工作特性的问题。
[0004]—种弹簧动态标定方法，其具体步骤为:
第一步搭建弹簧动态标定系统
弹簧动态标定系统，包括:标定仪、电机驱动器A、电机A、多圈光电编码器A、电机驱动器B、电机B、多圈光电编码器B、曲臂连杆滑块机构、丝杠滑块机构、位移传感器和压力传感器；其中，标定仪包括:数据采集卡和运动控制卡。标定仪的输出端分别与电机驱动器A的输入端和电机驱动器B的输入端通过电缆连接；电机驱动器A的输出端与电机A的输入端通过电缆连接，电机A分别与曲臂连杆滑块机构和多圈光电编码器A通过转轴连接，曲臂连杆滑块机构的输出端与位移传感器的输入端通过电缆连接;电机驱动器B的输出端与电机B的输入端通过电缆连接，电机B分别与丝杠滑块机构和多圈光电编码器B通过转轴连接，丝杠滑块机构的输出端与压力传感器的输入端通过电缆连接;多圈光电编码器A的输出端、多圈光电编码器B的输出端、位移传感器的输出端和压力传感器的输出端分别与标定仪的输入端通过电缆连接。待标定弹簧的一端与曲臂连杆滑块机构的滑块通过转轴连接，另一端与丝杠滑块机构的滑块通过转轴连接。
[0005]第二步丝杠滑块机构将待标定弹簧预紧到初始位置
标定仪中的运动控制卡将控制信号发送给电机驱动器B，电机驱动器B对控制信号放大后输出给电机B，电机B驱动多圈光电编码器B旋转，多圈光电编码器B输出角度信号，经过标定仪的输入端传送给运动控制卡，作为速度控制的反馈信号。同时电机B驱动丝杠滑块机构做直线运动，丝杠滑块机构将待标定弹簧预紧到初始位置。
[0006]第三步曲臂连杆滑块机构设定待标定弹簧的工作行程
在曲臂连杆滑块机构中，通过调整连杆在曲臂中的位置，设定待标定弹簧的工作行程。连杆连接曲臂的位置离曲臂连接电机A的转轴近，则弹簧的工作行程短;连杆连接曲臂的位置离曲臂连接电机A的转轴远，则弹簧的工作行程远。
[0007]第四步运动控制卡设定待标定弹簧的工作频率运动控制卡将控制信号发送给电机驱动器A，电机驱动器A对控制信号放大后输出给电机A，电机A驱动多圈光电编码器A旋转，多圈光电编码器A输出角度信号，经过标定仪的输入端传送给运动控制卡，作为速度控制的反馈信号;运动控制卡完成设定待标定弹簧的工作频率，即每秒钟弹簧的压缩次数。
[0008]第五步压力传感器产生压力数据，位移传感器产生位移数据
电机A驱动曲臂连杆滑块机构做钟摆运动，曲臂连杆滑块机构按运动控制卡给出的频率带动待标定弹簧做压缩和伸展往复运动，同时带动位移传感器做直线往复运动，位移传感器产生弹簧位移的模拟信号。待标定弹簧做压缩、伸展运动时，带动丝杠滑块机构做直线往复运动，丝杠滑块机构向压力传感器输出弹簧变形量的模拟信号。压力传感器产生弹簧压力的模拟信号。
[0009]第六步标定仪采集压力数据和位移数据
压力传感器将模拟信号经过标定仪的输入端实时传送给数据采集卡，数据采集卡将模拟信号转换成压力数据。位移传感器将模拟信号经过标定仪的输入端实时传送给数据采集卡，数据采集卡将模拟信号转换成位移数据。
[0010]第七步标定仪得到待标定弹簧的性能指标
标定仪根据获取的位移数据和压力数据得到当前工作频率下的待标定弹簧的性能指标。
[0011 ]至此，完成了弹貪的动态标定。
[0012]本方法具有自动化程度高、操作简单、工作行程和标定频率容易调节、标定精度高、标定测量点多，应用灵活方便等优点，可标定的弹簧动态行程为1mm?600mm，压力为100N?1200N，工作频率范围为0.1Hz?20Hz，数据采样频率不低于2KHz。
【附图说明】
[0013]图1一种弹簧动态标定方法所述的弹簧动态标定系统示意图。
[0014]1.标定仪2.数据采集卡3.运动控制卡4.电机驱动器B 5.电机驱动器A
6.电机B 7.电机A 8.多圈光电编码器B 9.多圈光电编码器A 10.压力传感器11.位移传感器12.丝杠滑块机构13.曲臂连杆滑块机构。
【具体实施方式】
[0015]一种弹簧动态标定方法，其具体步骤为:
第一步搭建弹簧动态标定系统
弹簧动态标定系统，包括:标定仪1、电机驱动器A5、电机A7、多圈光电编码器A9、电机驱动器B4、电机B6、多圈光电编码器B8、曲臂连杆滑块机构13、丝杠滑块机构12、位移传感器11和压力传感器10;其中，标定仪I包括:数据采集卡2和运动控制卡3。标定仪I的输出端分别与电机驱动器A5的输入端和电机驱动器B4的输入端通过电缆连接；电机驱动器A5的输出端与电机A7的输入端通过电缆连接，电机A7分别与曲臂连杆滑块机构13和多圈光电编码器A9通过转轴连接，曲臂连杆滑块机构13的输出端与位移传感器11的输入端通过电缆连接；电机驱动器B4的输出端与电机B6的输入端通过电缆连接，电机B6分别与丝杠滑块机构12和多圈光电编码器B8通过转轴连接，丝杠滑块机构12的输出端与压力传感器10的输入端通过电缆连接;多圈光电编码器A9的输出端、多圈光电编码器B8的输出端、位移传感器11的输出端和压力传感器10的输出端分别与标定仪I的输入端通过电缆连接。待标定弹簧的一端与曲臂连杆滑块机构13的滑块通过转轴连接，另一端与丝杠滑块机构12的滑块通过转轴连接。
[0016]第二步丝杠滑块机构12将待标定弹簧预紧到初始位置
标定仪I中的运动控制卡3将控制信号发送给电机驱动器B4，电机驱动器B4对控制信号放大后输出给电机B6，电机B6驱动多圈光电编码器B8旋转，多圈光电编码器B8输出角度信号，经过标定仪I的输入端传送给运动控制卡3，作为速度控制的反馈信号。同时电机B6驱动丝杠滑块机构12做直线运动，丝杠滑块机构12将待标定弹簧预紧到初始位置。
[0017]第三步曲臂连杆滑块机构13设定待标定弹簧的工作行程
在曲臂