魔方动态扭矩测试仪设计与开发

发布时间：2021-08-27 06:54

　　扭矩是一个综合反映机械特性的机械量,是判断旋转机械质量优劣的关键性指标。为了保证生产的产品质量达标,必须对产品的扭矩进行检测和控制。在推进校企合作过程中,河源魔方生产企业提出在魔方生产领域中,由于缺乏扭矩相关标准及相应检测设备,导致对魔方旋转机械质量是否达标的判决存在较大的困难,而且判决方法也比较落后,只能依靠有经验技术人员进行鉴定和判决。文中针对企业所面临的上述问题进行了研究。首先,通过查找国内外相关文献资料、企业调研及专家访谈等方式,全面了解动态扭矩与魔方动态扭矩测量的控制技术、电路设计、数据采集方法等,借鉴其成功的经验,为制定魔方动态扭矩测试仪研发技术路线提供理论基础和技术支撑。其次,根据企业对魔方动态扭矩测试仪的测试要求,经反复推敲,确定了设备的控制电路以PLC和单片机为核心和其它主要元件器件及参数、材质等,设计过程中采用SolidWorks软件绘制了测试仪的3D效果图,并以笛卡尔直角坐标系原理为依据,以待测魔方为原点确定了测试仪的X轴气动控制系统、Y轴气动控制系统和Z轴气动控制系统,使设备结构划分更为清晰,便于控制。此外,还利用Altium Designer软件绘制控制、数据... 

【文章来源】：广东技术师范大学广东省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

魔方动态扭矩测试仪整体方框图

测试仪将自动测量魔方各面的正反向扭矩极值，完成测试后，在试结果，并发出“滴”的提示声以表测量完毕。当按下红色急停按钮时，设备将切断 DC24V 开关电源和 AC220V针旋转红色急停按钮时恢复供电。当对设备设置相关参数或调试时，均可通过触摸屏实现，具体功能模块中详细介绍。此外，测量扭矩时，魔方应按黄色面朝上，蓝色面朝前的方向放置屏显示不对应，导致误判。要功能）每次同时测两个面，自动测量四阶魔方 6 个面的正反向扭矩极值）触摸屏能实时显示各面扭矩极值和 PLC 与采集模块的通信状况；）通过触摸屏能设置系统参数包含扭矩参考值、校准等功能；）利用触模屏能对 X、Y、Z 系统进行分步手动调试。）在触摸屏中能查看部分四阶魔方扭矩极值的历史记录。

则所有负载被强制断电而停止工作，如顺时针旋转急停按钮，设备恢复供电。图 2.3 电源控制电路原理图2.3 扭矩测试仪气动控制系统设计如图 2.4 所示，气动控制系统主要由迷你气缸、旋转气缸、电磁阀、真空发生器、直线导轨、缓冲器等配件组成，它主要配合数据采集系统固定和调整待测魔方。文中以笛卡尔直角坐标系原理为依据，以待测魔方为原点把测试仪气动控制系统划分为 x 轴、y 轴和 z 轴三大气动控制系统，其直角坐标系建立方法如下：（1）取待测魔方中心为原点，伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为 90 度。则大拇指代表 X 坐标，食指代表 Y 坐标，中指代表 Z 坐标。（2）大拇指的指向为 X 坐标的正方向，食指的指向为 Y 坐标的正方向，中指的指向为 Z 坐标的正方向

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]基于环形球栅的扭矩测量原理与方法研究[D]. 吴永烽.重庆大学 2012

硕士论文
[1]高速旋转轴的动态扭矩测试研究[D]. 郑谭.中北大学 2015
[2]应变式高准确度动态扭矩测量仪的研制[D]. 张晓强.哈尔滨理工大学 2003



本文编号：3365882