便攜式多協(xié)議雙總線多級一體化機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測控裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于測控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開一種便攜式多協(xié)議雙總線多級一體化機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測控裝置，包括1553B總線通信模塊、CAN總線通信模塊、模擬量采集模塊、PXI便攜移動平臺、嵌入式控制器、打印機(jī)、電源控制模塊，電源控制模塊的輸出端、1553B總線通信模塊的總線輸入端、CAN總線通信模塊的CAN總線輸入端、模擬量采集模塊的信號采集端均分別與待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)連接；1553B總線通信模塊、CAN總線通信模塊、模擬量采集模塊、嵌入式控制器均分別與PXI便攜移動平臺連接，嵌入式控制器與打印機(jī)連接。該裝置具有體積小、重量輕、便攜性好、自動化程度高以及方便外場試驗攜帶使用的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】便攜式多協(xié)議雙總線多級一體化機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測控裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于測控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種便攜式多協(xié)議雙總線多級一體化機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測控裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測控裝置是伺服機(jī)構(gòu)研發(fā)過程中進(jìn)行各種大型外場地面性能測試必不可少的重要試驗設(shè)備，也是研究和測試伺服機(jī)構(gòu)特性的專用測控設(shè)備，用于對伺服機(jī)構(gòu)發(fā)送控制指令、采集位置反饋信息、輸出測試報表，以及進(jìn)行導(dǎo)通和絕緣電阻等檢查。
[0003]伺服機(jī)構(gòu)按照驅(qū)動元件的不同主要分為液壓伺服機(jī)構(gòu)和機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)兩種。液壓伺服機(jī)構(gòu)存在漏油、不便于維護(hù)等不足，機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)選用伺服電機(jī)作為核心動力元件，它在控制、維護(hù)和成本等方面具有特性穩(wěn)定、組成簡潔、維護(hù)簡便和工作噪音小、無污染，適合在試驗室環(huán)境下使用等優(yōu)勢。
[0004]現(xiàn)有伺服機(jī)構(gòu)測控裝置一般用于液壓伺服機(jī)構(gòu)測試，存在以下不足:
[0005]I)由于液壓伺服機(jī)構(gòu)和機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)在方案上的不同，二者在測試流程、測試方法、狀態(tài)反饋參數(shù)、數(shù)據(jù)處理等方面存在較大差異，因此傳統(tǒng)液壓伺服機(jī)構(gòu)測控裝置不能直接用于機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測試。
[0006]2)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)作為近年來新興的數(shù)字式運(yùn)動控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，還未研制出功能全面完整的機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測控裝置產(chǎn)品；目前的測控設(shè)備僅限于機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)研發(fā)人員試驗室內(nèi)部研究性使用，這些設(shè)備離便攜性、通用性、多樣性、一體化的測控要求相距甚遠(yuǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型的目的在于提供一種便攜式多協(xié)議雙總線多級一體化機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測控裝置，該裝置具有便攜、體積小、重量輕、便于外場試驗使用等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案:一種便攜式多協(xié)議雙總線多級一體化機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測控裝置，該裝置包括1553B總線通信模塊、CAN總線通信模塊、模擬量采集模塊、PXI便攜移動平臺、嵌入式控制器、打印機(jī)、電源控制模塊，電源控制模塊的輸出端與待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的電源供電端連接，1553B總線通信模塊的總線輸入端與待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的1553接口連接，CAN總線通信模塊的CAN總線輸入端與待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的CAN接口連接，模擬量采集模塊的信號采集端與待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的模擬量輸出端連接；1553B總線通信模塊、CAN總線通信模塊、模擬量采集模塊的PXI接口端均與PXI便攜移動平臺的PXI插槽連接，PXI便攜移動平臺的PXI插槽還與嵌入式控制器的PXI接口端連接，嵌入式控制器的輸出端與打印機(jī)的輸入端連接。
[0009]所述的1553B總線通信模塊的PXI接口端通過第二 PXI插槽與PXI便攜移動平臺的PXI接口端連接，CAN總線通信模塊的PXI接口端通過第三PXI插槽與PXI便攜移動平臺的PXI接口端連接，模擬量采集模塊的PXI接口端通過第四PXI插槽與PXI便攜移動平臺的PXI接口端連接，嵌入式控制器的PXI接口端通過第一 PXI插槽與PXI便攜移動平臺的PXI接口端連接，嵌入式控制器的USB端口與打印機(jī)的USB輸入端連接。
[0010]所述的測控裝置還包括導(dǎo)通絕緣測試箱、導(dǎo)通電阻測試儀、絕緣電阻測試儀，導(dǎo)通絕緣測試箱的輸入端與待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)電路接口端連接，導(dǎo)通絕緣測試箱的輸出端分別與導(dǎo)通電阻測試儀、絕緣電阻測試儀的電氣測量輸入端連接；導(dǎo)通電阻測試儀、絕緣電阻測試儀的串口端均與嵌入式控制器的串口端連接；嵌入式控制器的LAN接口與導(dǎo)通絕緣測試箱的以太網(wǎng)接口端連接。
[0011]所述的導(dǎo)通絕緣測試箱由開關(guān)控制卡、開關(guān)矩陣組成，開關(guān)控制卡的開關(guān)信號輸出端與開關(guān)矩陣的驅(qū)動信號輸入端連接，開關(guān)矩陣的待測電路輸入端與待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的伺服機(jī)構(gòu)待測局部電路的電路接口端連接；嵌入式控制器的LAN接口與開關(guān)控制卡的以太網(wǎng)接口端連接；開關(guān)矩陣的被選電氣輸出端分別與導(dǎo)通電阻測試儀、絕緣電阻測試儀的電氣測量輸入端連接。
[0012]本實用新型的有益技術(shù)效果在于:1)本實用新型的裝置采用便攜移動平臺，體積小、重量輕、移動快捷，可靠性高，便于外場試驗使用；2)本實用新型的裝置能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的控制和數(shù)字狀態(tài)反饋信號的采集，以及數(shù)字總線數(shù)據(jù)和模擬量數(shù)據(jù)的同步性；3)可根據(jù)待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)1553B總線接收格式進(jìn)行配置，控制指令發(fā)送和狀態(tài)參數(shù)獲取，滿足多協(xié)議通信機(jī)制要求，對不同1553B總線消息的伺服機(jī)構(gòu)適應(yīng)性強(qiáng)；4)除1553B總線外，還具備CAN總線通信，而且也可根據(jù)待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)CAN總線接收格式進(jìn)行配置，實現(xiàn)1553B和CAN兩種總線通信的狀態(tài)切換，滿足多雙總線測試狀態(tài)下的測試要求；5)可滿足不同功率級別的機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測試流程和方法的多樣化需求，實現(xiàn)測試項目和流程的靈活配置，實現(xiàn)多樣化機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)一體化測試；6)實現(xiàn)了機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)各組成設(shè)備和電纜網(wǎng)的自動導(dǎo)通和絕緣電阻檢查，以及測試結(jié)果自動判讀和輸出測試報表等自動化檢測和后處理功能，測試自動化程度高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型所提供的一種便攜式多協(xié)議雙總線多級一體化機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測控裝置的系統(tǒng)組成圖；
[0014]圖2本實用新型所提供的一種便攜式多協(xié)議雙總線多級一體化機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測控裝置的電路原理圖；
[0015]圖3為本實用新型的自動導(dǎo)通絕緣測試電路原理圖；
[0016]圖中:1.PXI便攜移動平臺，2.電源控制模塊，3.導(dǎo)通絕緣測試箱，4.導(dǎo)通電阻測試儀，5.絕緣電阻測試儀，6.打印機(jī)，7.本實用新型的便攜式多協(xié)議雙總線多級一體化機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測控裝置，8.待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)，9.1553B總線通信模塊，10.CAN總線通信模塊，11.模擬量采集模塊，12.開關(guān)控制卡，13.開關(guān)矩陣，14.伺服機(jī)構(gòu)待測局部電路，15.嵌入式控制器，16.第一 PXI插槽，17.第二 PXI插槽，18.第三PXI插槽，19.第四PXI插槽。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0018]如圖1和圖2所示，待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)8的1553接口通過1553B總線與1553B總線通信模塊9的總線輸入端連接，待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)8的CAN接口與CAN總線通信模塊10的CAN總線輸入端連接，待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)8的模擬量輸出端與模擬量采集模塊11的信號采集端連接。電源控制模塊2的輸出端與待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)8的電源供電端連接。
[0019]如圖1和圖2所示，1553B總線通信模塊9的PXI接口端通過第二 PXI插槽17與PXI便攜移動平臺I的PXI接口端連接，CAN總線通信模塊10的PXI接口端通過第三PXI插槽18與PXI便攜移動平臺I的PXI接口端連接，模擬量采集模塊11的PXI接口端通過第四PXI插槽19與PXI便攜移動平臺I的PXI接口端連接，嵌入式控制器15的PXI接口端通過第一 PXI插槽16與PXI便攜移動平臺I的PXI接口端連接，嵌入式控制器15的USB端口與打印機(jī)6的USB輸入端連接。
[0020]如圖1、圖2和圖3所示，導(dǎo)通絕緣測試箱3由開關(guān)控制卡12和開關(guān)矩陣13組成。開關(guān)控制卡12的開關(guān)信號輸出端與開關(guān)矩陣13的驅(qū)動信號輸入端連接，開關(guān)矩陣13的待測電路輸入端與待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)8的伺服機(jī)構(gòu)待測局部電路14的電路接口端連接。嵌入式控制器15的LAN接口通過以太網(wǎng)與導(dǎo)通絕緣測試箱3的開關(guān)控制卡12的以太網(wǎng)接口端連接。導(dǎo)通絕緣測試箱3的開關(guān)矩陣13的被選電氣輸出端與導(dǎo)通電阻測試儀4的電氣測量輸入端連接，導(dǎo)通絕緣測試箱3的開關(guān)矩陣13的被選電氣輸出端與絕緣電阻測試儀5的電氣測量輸入端連接。導(dǎo)通電阻測試儀4的串口端通過RS232串口與嵌入式控制器15的串口端連接，絕緣電阻測試儀5的串口端通過RS232串口與嵌入式控制器15的串口端連接。
[0021]便攜移動平臺I采用集成便攜式顯示終端的NI PX1-1042機(jī)箱，電源控制模塊2采用朝陽4NIC-K120電源控制模塊，導(dǎo)通絕緣測試箱3為面向被測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)的定制電氣接口轉(zhuǎn)接箱，導(dǎo)通電阻測試儀4采用TH2512導(dǎo)通電阻測試儀，絕緣電阻測試儀5采用YD9820絕緣電阻測試儀，打印機(jī)6采用USB HP打印機(jī)，1553B總線通信模塊9采用AITMIL-STD-1553總線通信模塊，CAN總線通信模塊10采用NI PX1-8464 CAN總線通信模塊，模擬量采集模塊11采用NI PX1-6251模擬量采集模塊，開關(guān)控制卡12采用FPGA控制板，開關(guān)矩陣13采用48路繼電器板，嵌入式控制器15采用NI PX1-8110嵌入式控制器。
[0022]如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型所提供的一種便攜式多協(xié)議雙總線多級一體化機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測控裝置的工作原理=PXI便攜移動平臺I是本實用新型的便攜式多協(xié)議雙總線多級一體化機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測控裝置7的硬件支撐基本平臺，其內(nèi)部通過PXI硬件通信接口的第一 PXI插槽16?第四PXI插槽19實現(xiàn)分別嵌入PXI嵌入式控制器15、總線通信模塊9、CAN總線通信模塊10和模擬量采集模塊11。本實用新型針對機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測試過程包括總線測試功能和導(dǎo)通絕緣測試功能。(I)總線功能測試時，首先通過電源控制模塊2為待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)8提供直流供電，在進(jìn)行1553狀態(tài)測試時，通過工作模式為BC狀態(tài)的總線通信模塊9發(fā)送伺服機(jī)構(gòu)動作指令發(fā)送至待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)8內(nèi)部工作模式為RT狀態(tài)的1553接口，并通過1553總線通信模塊9同步回采伺服狀態(tài)信號；在進(jìn)行CAN狀態(tài)測試時，通過CAN總線通信模塊10發(fā)送伺服機(jī)構(gòu)動作指令發(fā)送至待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)8的CAN接口，并通過CAN總線通信模塊10同步回采伺服狀態(tài)信號，兩種總線測試狀態(tài)下均可以通過模擬量采集模塊11回采擺角模擬輸出信號。(2)在進(jìn)行導(dǎo)通絕緣檢查時，首先需要將伺服機(jī)構(gòu)待測局部電路14和導(dǎo)通電阻測試儀4或絕緣電阻測試儀5分別通過轉(zhuǎn)接電纜與導(dǎo)通絕緣測試箱3連接好，然后PXI便攜移動平臺I的嵌入PXI嵌入式控制器15通過LAN接口向?qū)ń^緣測試箱3發(fā)送矩陣電路開關(guān)切換指令，經(jīng)由開關(guān)控制卡12進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換后驅(qū)動開關(guān)矩陣13。若進(jìn)行導(dǎo)通檢查時，將導(dǎo)通電阻測試儀4切換到伺服機(jī)構(gòu)待測局部電路14，若進(jìn)行絕緣檢查時，將絕緣電阻測試儀5切換到伺服機(jī)構(gòu)待局部測電路14，然后嵌入式控制器15通過RS232串口從測試儀表中讀取測量結(jié)果。待所有測試項目結(jié)束后，可將測試數(shù)據(jù)報表通過打印機(jī)6輸出。
[0023]上面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作了詳細(xì)說明，但是本實用新型并不限于上述實施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。本實用新型中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容均可以采用現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式多協(xié)議雙總線多級一體化機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測控裝置(7)，其特征在于:該裝置包括1553B總線通信模塊(9)、CAN總線通信模塊(10)、模擬量采集模塊(11)、PXI便攜移動平臺(I)、嵌入式控制器(15)、打印機(jī)￠)、電源控制模塊(2)，電源控制模塊(2)的輸出端與待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)⑶的電源供電端連接，1553B總線通信模塊(9)的總線輸入端與待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)(8)的1553接口連接，CAN總線通信模塊(10)的CAN總線輸入端與待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)⑶的CAN接口連接，模擬量采集模塊(11)的信號采集端與待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)⑶的模擬量輸出端連接，1553B總線通信模塊(9)、CAN總線通信模塊(10)、模擬量采集模塊(11)的PXI接口端均與PXI便攜移動平臺(I)的PXI插槽連接，PXI便攜移動平臺(I)的PXI插槽還與嵌入式控制器(15)的PXI接口端連接，嵌入式控制器(15)的輸出端與打印機(jī)(6)的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式多協(xié)議雙總線多級一體化機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測控裝置(7)，其特征在于:所述的1553B總線通信模塊(9)的PXI接口端通過第二 PXI插槽(17)與PXI便攜移動平臺(I)的PXI接口端連接，CAN總線通信模塊(10)的PXI接口端通過第三PXI插槽(18)與PXI便攜移動平臺(I)的PXI接口端連接，模擬量采集模塊(11)的PXI接口端通過第四PXI插槽(19)與PXI便攜移動平臺(I)的PXI接口端連接，嵌入式控制器(15)的PXI接口端通過第一 PXI插槽(16)與PXI便攜移動平臺(I)的PXI接口端連接，嵌入式控制器(15)的USB端口與打印機(jī)(6)的USB輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式多協(xié)議雙總線多級一體化機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測控裝置(7)，其特征在于:所述的測控裝置(7)還包括導(dǎo)通絕緣測試箱(3)、導(dǎo)通電阻測試儀(4)、絕緣電阻測試儀(5)，導(dǎo)通絕緣測試箱(3)的輸入端與待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)(8)電路接口端連接，導(dǎo)通絕緣測試箱(3)的輸出端分別與導(dǎo)通電阻測試儀(4)、絕緣電阻測試儀(5)的電氣測量輸入端連接；導(dǎo)通電阻測試儀(4)、絕緣電阻測試儀(5)的串口端均與嵌入式控制器(15)的串口端連接，嵌入式控制器(15)的LAN接口與導(dǎo)通絕緣測試箱(3)的以太網(wǎng)接口端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種便攜式多協(xié)議雙總線多級一體化機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)測控裝置(7)，其特征在于:所述的導(dǎo)通絕緣測試箱(3)由開關(guān)控制卡(12)、開關(guān)矩陣(13)組成，開關(guān)控制卡(12)的開關(guān)信號輸出端與開關(guān)矩陣(13)的驅(qū)動信號輸入端連接，開關(guān)矩陣(13)的待測電路輸入端與待測機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)(8)的伺服機(jī)構(gòu)待測局部電路(14)的電路接口端連接；PXI便攜移動平臺(I)的LAN接口與關(guān)控制卡(12)的以太網(wǎng)接口端連接；開關(guān)矩陣(13)的被選電氣輸出端分別與導(dǎo)通電阻測試儀(4)、絕緣電阻測試儀(5)的電氣測量輸入端連接。
【文檔編號】G05B19/418GK204086955SQ201420484853
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】王躍軒, 于丹, 曹英健 申請人:北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所, 北京實驗工廠, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院