一種便攜式液壓伺服閥故障診斷測試儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種便攜式液壓伺服閥故障診斷測試儀，包括外殼、對(duì)外測試接口、壓力信號(hào)采集接口、顯示與控制單元和電路板，在電路板上安裝可充電鋰電池、電源轉(zhuǎn)換模塊、中央處理單元、脈寬調(diào)制放大器單元及壓力信號(hào)采集單元，所述的脈寬調(diào)制放大器單元將中央處理單元輸出脈寬調(diào)制PWM信號(hào)放大到0?±100ma驅(qū)動(dòng)伺服閥馬達(dá)。本實(shí)用新型可輸出5KHz的0?±100ma脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)，可直接驅(qū)動(dòng)伺服閥驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的兩個(gè)線圈，實(shí)現(xiàn)伺服閥的換向；同時(shí)通過壓力傳感器采集液壓伺服閥輸出A、B腔的壓力，并在屏幕上以儀表或曲線的形式顯示出來，一目了然。
【專利說明】
一種便攜式液壓伺服閥故障診斷測試儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于液壓伺服閥領(lǐng)域，涉及伺服閥的故障診斷，尤其是一種便攜式液壓伺服閥故障診斷測試儀?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在現(xiàn)代工業(yè)、冶金及機(jī)械制造行業(yè)，液壓伺服系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛，尤其在現(xiàn)代化的生產(chǎn)線，液壓伺服控制系統(tǒng)與機(jī)械動(dòng)作及電氣控制系統(tǒng)結(jié)合緊密，包含液壓伺服控制的設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，維修人員很難判斷是機(jī)械故障、液壓控制系統(tǒng)故障還是電氣控制系統(tǒng)故障，況且目前市場上液壓伺服閥品牌不一、型號(hào)眾多，而且伺服閥驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的電流也不相同；針對(duì)這一難點(diǎn)，本實(shí)用新型采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，結(jié)合大量現(xiàn)場故障判斷過程的經(jīng)驗(yàn)， 可對(duì)市場上需使用外置放大板的的液壓伺服閥進(jìn)行故障判斷和性能測試?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種操作簡單、攜帶方便的液壓伺服閥故障診斷測試儀。
[0004]本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種便攜式液壓伺服閥故障診斷測試儀，包括外殼、對(duì)外測試接口、壓力信號(hào)采集接口、顯示與控制單元和電路板，在電路板上安裝可充電鋰電池、電源轉(zhuǎn)換模塊、中央處理單元、脈寬調(diào)制放大器單元及壓力信號(hào)采集單元，中央處理單元分別與脈寬調(diào)制放大器單元、壓力信號(hào)采集單元I/0連接，脈寬調(diào)制放大器單元與對(duì)外測試接口 I/0連接，壓力信號(hào)采集單元與壓力信號(hào)采集接口 I/O連接，中央處理單元輸出連接顯示與控制單元，可充電鋰電池通過電源轉(zhuǎn)換模塊與中央處理單元連接，可充電鋰電池還分別連接對(duì)外測試接口及壓力信號(hào)采集接口，所述的脈寬調(diào)制放大器單元將中央處理單元輸出脈寬調(diào)制PWM信號(hào)放大到 〇-± 100ma驅(qū)動(dòng)伺服閥馬達(dá)。
[0006]而且，所述的脈寬調(diào)制放大器單元包括比例放大芯片U5,中央處理單元產(chǎn)生的脈寬調(diào)制PWM信號(hào)通過R13連接到比例放大芯片U5，比例放大芯片U5內(nèi)部有四組放大器，分別為1]4:六、1]4:8、1]4:(:、1]4:0，其中1]4:(:作為反相器，將中央處理單元產(chǎn)生的脈寬調(diào)制?￥1信號(hào)反向，U4: B作為加法放大器，輸出± 10v的脈寬調(diào)制信號(hào)，U4: D、U4: A與功率放大管Q9、 Q10及取樣電阻R19組成恒流控制電路，最大電流限制在±100ma，驅(qū)動(dòng)伺服閥馬達(dá)線圈；當(dāng)中央處理單元發(fā)出占空比50%的脈寬調(diào)制PWM信號(hào)時(shí)，伺服閥馬達(dá)的線圈1和2上產(chǎn)生大小相等方向相反的力矩，伺服閥穩(wěn)定在中位不換向，當(dāng)中央處理單元發(fā)出占空比50%_99%的脈寬調(diào)制PWM信號(hào)時(shí)，伺服閥馬達(dá)的線圈1的脈寬增加同時(shí)線圈2脈寬減少，伺服閥馬達(dá)產(chǎn)生力矩，使伺服閥P-A換向；當(dāng)中央處理單元發(fā)出占空比50%-1%的脈寬調(diào)制PWM信號(hào)時(shí)，伺服閥P-B換向。
[0007]而且，所述的對(duì)外測試接口采用6芯航空插頭。
[0008]而且，所述的壓力信號(hào)采集接口采用4芯航空插頭。
[0009]而且，所述的可充電鋰電池采用24v3000ma/h可充鋰電池組，帶充電和過流保護(hù)電路，同時(shí)配備限壓25.2v的恒流充電器。
[0010]而且，所述的電源轉(zhuǎn)換模塊將24v電源轉(zhuǎn)換成測試儀內(nèi)部所需的控制電壓和+2v的參考電壓。
[0011]而且，所述的顯示與控制單元采用串口觸摸屏，通過串口與中央處理單元通信，同時(shí)將中央處理單元的各種信息及時(shí)顯示出來，是純中文的人機(jī)界面。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:[0〇13]1、本實(shí)用新型可輸出5KHZ的0-±100ma脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)，可直接驅(qū)動(dòng)伺服閥驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的兩個(gè)線圈，實(shí)現(xiàn)伺服閥的換向；同時(shí)通過壓力傳感器采集液壓伺服閥輸出A、B腔的壓力，并在屏幕上以儀表或曲線的形式顯示出來，一目了然。
[0014]2、本實(shí)用新型自帶電源，使用靈活攜帶方便，采用先進(jìn)的觸摸屏技術(shù)，全中文顯示且內(nèi)置說明書，操作簡單，通俗易懂，一學(xué)就會(huì)。
[0015]3、本實(shí)用新型可快速判斷在線生產(chǎn)和離線檢修的液壓伺服故障，并對(duì)液壓伺服閥進(jìn)行性能測試。
[0016]4、本實(shí)用新型通過壓力信號(hào)采集單元采集伺服閥輸出油口壓力的方法，及時(shí)顯示在屏幕上，便于使用者判斷故障，及時(shí)了解伺服閥的特性。
[0017]5、本實(shí)用新型外殼采用鋁合金型材，散熱好，抗干擾;24v可充電鋰電池組、中央處理單元、壓力信號(hào)采集單元及觸摸屏通訊安裝在同一塊電路板上，便于調(diào)試和日后的升級(jí);觸摸屏安裝在正面，操控性、可視性好?！靖綀D說明】[0〇18]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型的電路框圖；
[0020]圖3為脈寬調(diào)制放大器單元的電路圖；[0021 ]圖4為本測試儀的使用連接圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0023]—種便攜式液壓伺服閥故障診斷測試儀，包括外殼7、對(duì)外測試接口 3、壓力信號(hào)采集接口 5、顯示與控制單元4和電路板1，其中電路板上安裝24v可充電鋰電池8、電源轉(zhuǎn)換模塊9、中央處理單元(CPU) 10、脈寬調(diào)制放大器單元2、壓力信號(hào)采集單元6;見附圖1。
[0024]中央處理單元分別與脈寬調(diào)制放大器單元、壓力信號(hào)采集單元I/O連接，脈寬調(diào)制放大器單元與對(duì)外測試接口 I/O連接，壓力信號(hào)采集單元與壓力信號(hào)采集接口 I/O連接。中央處理單元輸出連接顯示與控制單元?？沙潆婁囯姵亟M通過電源轉(zhuǎn)換模塊與中央處理單元連接，為中央處理單元供電。同時(shí)，可充電鋰電池還分別連接對(duì)外測試接口及壓力信號(hào)采集接口，通過接口為待測液壓閥及壓力傳感器供電。如圖2所示。[〇〇25]中央處理單元(CPU)采用國產(chǎn)STC單片機(jī)，串口 1用于程序下載和程序升級(jí)，串口 2 用來與觸摸屏通訊，PCA端口用來輸出脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)，模擬量輸入單元用來處理壓力傳感器米集的〇_l〇v彳目號(hào)。
[0026]脈寬調(diào)制放大器單元將中央處理單元發(fā)出的輸出脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)放大到0-土 1 OOma驅(qū)動(dòng)伺服閥馬達(dá)；中央處理單元U1產(chǎn)生的脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)，通過R13連接到比例放大芯片U5，比例放大芯片U5內(nèi)部由四組放大器，其中U4: C作為反相器，將中央處理單元U1產(chǎn)生的脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)反向，U4:B作為加法放大器，輸出±10v的脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)，U4: 0、1]4:4與功率放大管〇9、〇10及取樣電阻1?19組成恒流控制電路，最大電流限制在±10〇111&， 驅(qū)動(dòng)伺服閥馬達(dá)線圈；當(dāng)中央處理單元U1發(fā)出占空比50%的脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)時(shí)，伺服閥馬達(dá)的線圈1和2上產(chǎn)生大小相等方向相反的力矩，伺服閥穩(wěn)定在中位不換向，當(dāng)中央處理單元U1發(fā)出占空比50%-99%的脈寬調(diào)制(P麗)信號(hào)時(shí)，伺服閥馬達(dá)的線圈1的脈寬增加同時(shí)線圈2脈寬減少，伺服閥馬達(dá)產(chǎn)生力矩，使伺服閥P-A換向；同理，當(dāng)中央處理單元U1發(fā)出占空比50 % -1 %的脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)時(shí)，伺服閥P-B換向；由于采用了恒流控制，即使輸出短路也不會(huì)對(duì)本儀器造成任何影響。如圖3所示。
[0027]所述的對(duì)外測試接口采用6芯航空插頭，所述的壓力信號(hào)采集接口采用4芯航空插頭。[〇〇28] 可充電鋰電池采用24v3000ma/h可充鋰電池組，帶充電和過流保護(hù)電路，同時(shí)配備限壓25.2v的恒流充電器，確保使用者的安全，電池組第一為外接傳感器提供電能，第二為測試儀內(nèi)部提供電能。
[0029]電源轉(zhuǎn)換模塊將24v電源轉(zhuǎn)換成測試儀內(nèi)部所需的控制電壓和+2v的參考電壓。
[0030]顯示與控制單元采用串口觸摸屏，通過串口與中央處理單元通信，同時(shí)將中央處理單元的各種信息及時(shí)顯示出來，是純中文的人機(jī)界面。
[0031]壓力傳感器通過4芯航空插頭連接到壓力信號(hào)采集單元，中央處理單元將采集到的0-10v壓力信號(hào)，以壓力表或曲線的形式在觸摸屏上顯示出來，便于使用者進(jìn)行故障判定和性能測試。
[0032]外殼采用鋁合金型材，耐油、消除電磁干擾，適用工業(yè)、冶金及制造行業(yè)等環(huán)境。夕卜接口全部采用防水航空插頭，用來連接待測試的液壓控制閥和壓力傳感器，滿足惡劣環(huán)境下的故障判斷和測試需求。[〇〇33]本實(shí)用新型的使用方法為:[〇〇34]將本測試儀19的6芯航空插頭11通過電纜12連接到待檢測的液壓伺服閥13;將4芯航空插頭18和與之相連的壓力傳感器16,通過快速測壓線15連接到待檢測液壓閥的輸出B 腔;將4芯航空插頭和與之相連的壓力傳感器17,通過快速測壓線14連接到待檢測液壓閥的輸出A腔;打開電源開關(guān)，按照說明選擇相應(yīng)的參數(shù)即可進(jìn)行測試。本實(shí)用新型有手動(dòng)測試和自動(dòng)測試兩種選擇，使用者可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行;使用者僅需要對(duì)給定信號(hào)、閥芯位移反饋信號(hào)和A、B腔的壓力簡單分析，即可判斷出是機(jī)械故障還是液壓、電氣控制故障;如圖4所不。
[0035]以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種便攜式液壓伺服閥故障診斷測試儀，其特征在于:包括外殼、對(duì)外測試接口、壓 力信號(hào)采集接口、顯示與控制單元和電路板，在電路板上安裝可充電鋰電池、電源轉(zhuǎn)換模 塊、中央處理單元、脈寬調(diào)制放大器單元及壓力信號(hào)采集單元，中央處理單元分別與脈寬調(diào) 制放大器單元、壓力信號(hào)采集單元I/O連接，脈寬調(diào)制放大器單元與對(duì)外測試接口 I/O連接， 壓力信號(hào)采集單元與壓力信號(hào)采集接口 I/O連接，中央處理單元輸出連接顯示與控制單元， 可充電鋰電池通過電源轉(zhuǎn)換模塊與中央處理單元連接，可充電鋰電池還分別連接對(duì)外測試 接口及壓力信號(hào)采集接口，所述的脈寬調(diào)制放大器單元將中央處理單元輸出脈寬調(diào)制PWM 信號(hào)放大到〇-±l〇〇ma驅(qū)動(dòng)伺服閥馬達(dá)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式液壓伺服閥故障診斷測試儀，其特征在于:所述的脈寬 調(diào)制放大器單元包括比例放大芯片U5,中央處理單元產(chǎn)生的脈寬調(diào)制PWM信號(hào)通過R13連接 到比例放大芯片U5，比例放大芯片U5內(nèi)部有四組放大器，分別為U4: A、U4: B、U4: C、U4: D，其 中U4:C作為反相器，將中央處理單元產(chǎn)生的脈寬調(diào)制PWM信號(hào)反向，U4:B作為加法放大器， 輸出±10v的脈寬調(diào)制PWM信號(hào)，1]4:0、1]4:六與功率放大管〇9、〇10及取樣電阻1?19組成恒流控 制電路，最大電流限制在± l〇〇ma，驅(qū)動(dòng)伺服閥馬達(dá)線圈；當(dāng)中央處理單元發(fā)出占空比50% 的脈寬調(diào)制PWM信號(hào)時(shí)，伺服閥馬達(dá)的線圈1和2上產(chǎn)生大小相等方向相反的力矩，伺服閥穩(wěn) 定在中位不換向，當(dāng)中央處理單元發(fā)出占空比50%-99%的脈寬調(diào)制PWM信號(hào)時(shí)，伺服閥馬 達(dá)的線圈1的脈寬增加同時(shí)線圈2脈寬減少，伺服閥馬達(dá)產(chǎn)生力矩，使伺服閥P-A換向；當(dāng)中 央處理單元發(fā)出占空比50 % -1 %的脈寬調(diào)制PWM信號(hào)時(shí)，伺服閥P-B換向。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式液壓伺服閥故障診斷測試儀，其特征在于:所述的對(duì)外 測試接口采用6芯航空插頭。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式液壓伺服閥故障診斷測試儀，其特征在于:所述的壓力 信號(hào)采集接口采用4芯航空插頭。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式液壓伺服閥故障診斷測試儀，其特征在于:所述的可充 電鋰電池采用24v3000ma/h可充鋰電池組，帶充電和過流保護(hù)電路，同時(shí)配備限壓25.2v的 恒流充電器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式液壓伺服閥故障診斷測試儀，其特征在于:所述的電源 轉(zhuǎn)換模塊將24v電源轉(zhuǎn)換成測試儀內(nèi)部所需的控制電壓和+2v的參考電壓。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式液壓伺服閥故障診斷測試儀，其特征在于:所述的顯示 與控制單元采用串口觸摸屏，通過串口與中央處理單元通信，同時(shí)將中央處理單元的各種 信息及時(shí)顯示出來，是純中文的人機(jī)界面。
【文檔編號(hào)】F15B19/00GK205592225SQ201620325373
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月18日
【發(fā)明人】孫月林, 魏書海, 李鵬
【申請(qǐng)人】天津奧蘭特液壓設(shè)備維修有限公司