一种用于门窗力学性能检测的驱动控制系统的制作方法

本技术涉及建筑构件物理性能检测领域，尤其是一种用于门窗力学性能检测的驱动控制系统。

背景技术：

1、门窗启闭力检测是衡量门窗质量的重要依据之一，在相关的国家推荐标准中，门窗的启闭力要求不大于50n。对于门窗扇的启闭力测试，在开启或闭合的方向上，向门窗施加一个恒定的力，测试出使门窗运行给定距离所需的最小力；对于五金件的启闭力测试，完成松开和锁紧动作，测试出使门窗运行给定距离所需的最小力。

2、目前常见的门窗启闭力检测手段主要有两种：一种是采用滑轮装置拖动门窗，通过逐渐增加砝码重量，人工观察并记录启闭力；另一种是采用伺服推杆、力变送器和数字测量仪等装置，通过可编程逻辑控制器plc采集门窗受力和位移值、驱动和控制伺服推杆，由上位机控制检测过程并记录启闭力，然而第一种方法存在劳动强度大、测试周期长、测试精度低等问题；第二种方法则存在系统结构复杂、成本高等问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种用于门窗力学性能检测的驱动控制系统，能够简化系统结构，并有效缩短测试周期、提高测试精度。

2、本实用新型所采取的技术方案是：

3、一种用于门窗力学性能检测的驱动控制系统，包括驱动控制模块和测试模块，所述测试模块包括旋转编码器、交流伺服电机、限位开关、拉压力传感器以及扭矩传感器，所述旋转编码器、所述交流伺服电机、所述限位开关、所述拉压力传感器以及所述扭矩传感器均与所述驱动控制模块连接，所述旋转编码器、所述拉压力传感器以及所述扭矩传感器还均与所述交流伺服电机连接。

4、进一步，所述测试模块包括丝杠、滑块、推杆、万向节以及第一夹具，所述滑块通过所述丝杠与所述交流伺服电机传动连接，所述滑块还通过所述推杆和所述万向节与所述拉压力传感器传动连接，所述拉压力传感器用于通过所述第一夹具固定在门窗试件的受力点。

5、进一步，所述测试模块包括联杆、第一联轴器、第二联轴器以及第二夹具，所述交流伺服电机通过所述联杆和所述第一联轴器与所述扭矩传感器固定连接，所述扭矩传感器用于通过所述第二联轴器和所述第二夹具固定在五金试件的受力点。

6、进一步，所述驱动控制模块包括编码器接口电路、应变片全桥接口电路以及微控制器，所述编码器接口电路的输入端与所述旋转编码器的输出端相连，所述编码器接口电路的输出端与所述微控制器的第一输入端相连，所述应变片全桥接口电路的输入端与所述拉压力传感器的输出端或所述扭矩传感器的输出端相连，所述应变片全桥接口电路的输出端与所述微控制器的第二输入端相连。

7、进一步，所述编码器接口电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一晶体管、第二晶体管、第一光电耦合器以及第二光电耦合器，所述第一电阻的一端用于输入第一正交差分信号，所述第一电阻的另一端与第一光电耦合器的第一引脚连接，所述第二电阻的一端用于输入第二正交差分信号，所述第二电阻的另一端与第一光电耦合器的第二引脚连接，所述第三电阻的一端连接于所述第一电阻和所述第一正交差分信号之间，所述第三电阻的另一端连接于所述第二电阻和所述第二正交差分信号之间，所述第一晶体管的正极连接于所述第二电阻和所述第一光电耦合器的第二引脚之间，所述第一晶体管的负极连接于所述第一电阻和所述第一光电耦合器的第一引脚之间，所述第一光电耦合器的第三引脚通过所述第四电阻与所述微控制器连接，所述第一光电耦合器的第三引脚还与第一电源输入端连接，所述第一光电耦合器的第四引脚与所述微控制器连接，所述第一光电耦合器的第五引脚接地，所述第五电阻的一端用于输入第三正交差分信号，所述第五电阻的另一端与第二光电耦合器的第一引脚连接，所述第六电阻的一端用于输入第四正交差分信号，所述第六电阻的另一端与第二光电耦合器的第二引脚连接，所述第七电阻的一端连接于所述第五电阻和所述第三正交差分信号之间，所述第七电阻的另一端连接于所述第六电阻和所述第四正交差分信号之间，所述第二晶体管的正极连接于所述第六电阻和所述第二光电耦合器的第二引脚之间，所述第二晶体管的负极连接于所述第五电阻和所述第二光电耦合器的第一引脚之间，所述第二光电耦合器的第三引脚通过所述第八电阻与所述微控制器连接，所述第二光电耦合器的第三引脚还与第二电源输入端连接，所述第二光电耦合器的第四引脚与所述微控制器连接，所述第二光电耦合器的第五引脚接地。

8、进一步，所述应变片全桥接口电路包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、基准电压源以及仪表放大器，所述仪表放大器的正输入引脚通过所述第九电阻与所述拉压力传感器或所述扭矩传感器连接，所述仪表放大器的正输入引脚还通过所述第一电容接地，所述仪表放大器的负输入引脚通过所述第十电阻与所述拉压力传感器或所述扭矩传感器连接，所述仪表放大器的负输入引脚还通过所述第二电容接地，所述第十一电阻的一端与所述仪表放大器的第一增益设置引脚连接，所述第十一电阻的另一端与所述仪表放大器的第二增益设置引脚连接，所述第三电容的一端连接于所述第九电阻和所述仪表放大器的正输入引脚之间，所述第三电容的另一端连接于所述第十电阻和所述仪表放大器的负输入引脚之间，所述仪表放大器的正电源引脚与第三电源输入端连接，所述仪表放大器的负电源引脚接地，所述仪表放大器的基准电压引脚通过所述第十二电阻r12与第四电源输入端连接，所述仪表放大器的基准电压引脚还通过所述基准电压源接地，所述仪表放大器的输出引脚通过所述第十三电阻与所述微控制器连接，所述第四电容的一端连接于所述第十三电阻和所述微控制器之间，所述第四电容的另一端接地。

9、进一步，所述驱动控制模块包括整流模块、igbt模块以及隔离驱动模块，所述整流模块的输出端与所述igbt模块的第一输入端相连，所述隔离驱动模块的输出端与所述igbt模块的第二输入端相连，所述igbt模块的输出端与所述交流伺服电机的输入端连接，所述隔离驱动模块的输入端与所述微控制器的第一输出端相连。

10、进一步所述驱动控制模块包括电流变送器，所述电流变送器的输出端与所述微控制器的第三输入端相连，所述电流变送器的输入端连接于所述igbt模块与所述交流伺服电机之间。

11、进一步，所述驱动控制模块包括串行接口模块和开关量接口模块，所述串行接口模块与所述微控制器连接，所述开关量接口模块的输入端与所述限位开关的输出端相连，所述开关量接口模块的输出端与所述微控制器的第四输入端相连。

12、进一步，所述驱动控制模块包括键盘和触摸屏，所述键盘的输入端与所述微控制器的第二输出端相连，所述触摸屏与所述微控制器连接。

13、本实用新型的有益效果是：包括驱动控制模块和测试模块，测试模块包括旋转编码器、交流伺服电机、限位开关、拉压力传感器和扭矩传感器，一方面能够通过驱动控制模块给定和控制施加到试件上的力或力矩，通过交流伺服电机、旋转编码器和限位开关带动试件运动，再由拉压力传感器和扭矩传感器检测施加到试件上的力或力矩，以此自动完成多次测试并判定测试结果，缩短测试周期并提高测试精度；另一方面将驱动控制模块、交流伺服电机、旋转编码器、限位开关等模块集成在一块电路板上，能够简化系统总体结构和外部配线，降低成本。