CN210604969U - 一种电机性能批量测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机性能批量测试系统，包括电机测试平台、多通道电机转速调节装置、多通道振动传感装置、多通道数据采集装置和中央处理器；电机测试平台上设有多个电机测试位，各电机放置于电机测试位上并与测试接口电连接；多通道电机转速调节装置在中央处理器的控制下对各电机的转速进行调节；多通道振动传感装置包括安装在每个电机测试位旁的多个振动传感器，采集电机在不同转速时的振动数据；多通道数据采集装置获取各振动传感器采集的振动数据并发送给中央处理器；本实用新型实现了对电机振动性能的批量测试以及对测试数据的自动采集与记录，大大提高了测试效率，测试过程无需人工参与，节省人力成本且提高了测量准确性。

Description

一种电机性能批量测试系统

技术领域

本实用新型属于电机测试技术领域，具体地，涉及一种电机性能批量测试系统，更具体地，涉及机械旋转式激光雷达中的关键部件无刷电机的选型、筛选、疲劳测试和寿命测试。

背景技术

为保证机械旋转式激光雷达的高性能、高稳定性和长使用寿命，在研发和生产过程中，需要对其核心关键部件，即电机进行选型、筛选、疲劳测试和寿命测试。

目前，市面上的电机测试设备多是针对单个、并且是较大规模的动力电机进行寿命测试，不能进行批量化的选型、筛选、疲劳测试和寿命测试，测试周期过长不利于激光雷达的批量化生产。另外，现有电机寿命测试设备多是需要人工进行数据采集，需要全天二十四小时的人工监控和记录，工作量大、使用不便，并且人工记录的数据误差较大。

实用新型内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种电机性能批量测试系统，可以方便地对机械旋转式激光雷达中的关键部件无刷电机进行全自动的批量化测试，无需人工参与，测量结果的准确性更高。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种电机性能批量测试系统，包括电机测试平台、多通道电机转速调节装置、多通道振动传感装置、多通道数据采集装置和中央处理器；

所述电机测试平台上设有多个电机测试位，各待测电机放置于所述电机测试位上并与对应电机测试位上的测试接口电连接；

所述多通道电机转速调节装置的一端与中央处理器连接，另一端通过所述测试接口与各待测电机连接，在所述中央处理器的控制下对待测电机的转速进行调节；

所述多通道振动传感装置包括多个振动传感器，每个所述振动传感器安装在对应电机测试位的侧边，用于采集待测电机在不同转速时的振动数据；

所述多通道数据采集装置与多通道振动传感装置电连接，获取各振动传感器采集的振动数据并发送给中央处理器。

优选的，上述电机性能批量测试系统还包括红外热成像装置；所述红外热成像装置安装于电机测试平台的上方，用于采集各待测电机在不同转速时的温度数据并发送给中央处理器。

优选的，上述电机性能批量测试系统还包括数据记录存储器阵列，所述数据记录存储器阵列与中央处理器相连，用于存储各待测电机在不同转速时的振动数据和温度数据。

优选的，上述电机性能批量测试系统还包括多通道供电设备；所述多通道供电设备分别与多通道电机转速调节装置、多通道振动传感装置、多通道数据采集装置、中央处理器、红外热成像装置和数据记录存储器阵列电连接，分别为各装置提供所需的工作电压。

优选的，上述电机性能批量测试系统还包括恒温控制箱；红外热成像装置、电机测试平台和多通道振动传感装置放置于所述恒温控制箱内部，其它部件置于所述恒温控制箱外部；该恒温控制箱用于维持待测电机在不同转速时的发热量，以提高红外热成像装置采集数据的准确性。多通道电机转速调节装置、中央处理器等部件在运行过程中也会发热，给红外传感器测温带来干扰，因此除了红外热成像装置、电机测试平台和多通道振动传感装置之外的其他部件设置在恒温箱外，或放置在与恒温控制箱一体的外接盒子中。

优选的，上述电机性能批量测试系统还包括上位机，所述上位机通过串口与数据记录存储器阵列相连，获取数据记录存储器阵列中存储的测试数据并进行分析处理，生成测试结果并进行显示。

优选的，上述电机性能批量测试系统中，每个所述电机测试位的侧边还设置有复位按钮和测试时间设定按钮，确保不同的电机测试位对各自对应的待测电机进行独立测试。

优选的，上述电机性能批量测试系统，其多通道数据采集装置为内置多通道模拟开关芯片的模数转换器。

优选的，上述电机性能批量测试系统，其多通道电机转速调速装置包括单片机和电机驱动芯片；所述单片机与中央处理器电连接，所述电机驱动芯片与各待测电机电连接。

优选的，上述电机性能批量测试系统，其红外热成像装置采用广角镜头，所述广角镜头的探测范围覆盖整个电机测试平台。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列

有益效果：

(1)本实用新型提供的电机性能批量测试系统，通过设置具有多个电机测试位的电机测试平台、多通道电机转速调节装置以及与电机测试位数量匹配的振动传感器，实现了对批量电机在不同转速时的振动性能的测试，大大提高了测试效率；通过多通道振动传感装置、多通道数据采集装置和中央处理器实现了对测试数据的自动采集与记录，无需人工参与，节省人力成本的同时提高了测量结果的准确性。

(2)本实用新型提供的电机性能批量测试系统，每个电机测试位旁单独设置有复位按钮和测试时间设定按钮，确保不同的电机测试位对各自对应的待测电机进行独立测试，进一步提高了测试效率。

(3)本实用新型提供的电机性能批量测试系统，通过设于电机测试平台上方的红外热成像装置对电机的发热性能进行测试，并且通过恒温控制箱隔离外部环境对电机发热量的影响，从而利于使用红外热成像装置对电机不同转速情况下的自身发热状态进行实时测量，提高红外热成像装置测得的温度数据的准确性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的电机性能批量测试系统的组成结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的矩阵式热插拔电机测试平台的结构示意图；图中，1-电机测试位；2-复位按钮；3-测试时间设定按钮；4-振动传感器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是本实用新型实施例提供的电机性能批量测试系统的组成结构示意图；如图1所示，该装置包括矩阵式热插拔电机测试平台、矩阵式多通道电机转速调节装置、矩阵式多通道振动传感装置、多通道数据采集装置和中央处理器；

图2是本实用新型实施例提供的矩阵式热插拔电机测试平台的结构示意图，如图2所示，矩阵式热插拔电机测试平台上设有50个电机测试位1，各待测电机放置于电机测试位1上并与对应电机测试位1上的测试接口电连接；具体的，批量测试时，将每个待测电机对应放置在一个电机测试位1上，通过电机上的四线软排线与电机测试位1上的柔性电路板(Flexible Printed Circuit board，FPC)测试端口连接即可。通过FPC测试端口实现了待测电机与矩阵式热插拔电机测试平台之间的热插拔，便于电机的快速连接与断开，提高测试效率；本实施例可以同时对50个电机进行筛选、疲劳测试和寿命测试，具有更高的测试效率；当然，电机测试位的数量可以根据实际需要进行设置，本实施例不作具体限制；

为进一步提高测试效率，每个电机测试位1旁单独设置有复位按钮2和测试时间设定按钮3，确保不同的电机测试位对各自对应的待测电机进行独立测试。在测试过程中若已发现某个电机不合格，可直接取下，更换新的电机并按下该部电机所在的电机测试位旁边的复位按钮2进行重新测试，每一部电机测试位的测试都是独立进行的，起止时间可通过测试时间设定按钮3分别进行设定。

矩阵式多通道电机转速调节装置的一端与中央处理器连接，另一端通过FPC测试接口与各待测电机连接，在中央处理器的控制下对待测电机的转速进行调节；该矩阵式多通道电机转速调节装置使用三相四线无刷电机专用驱动芯片，转速信号以脉宽调制方式由STM32F407单片机给出，该单片机与中央处理器相连，在中央处理器的控制下输出转速信号，三相四线无刷电机专用驱动芯片根据该转速信号调节待测电机的转速。

多通道振动传感装置包括50个振动传感器4，每个振动传感器4安装在对应电机测试位旁，用于对每部电机不同转速情况下的振动数据进行采集和记录。综合考虑成本和电机的振动频率，本实施例中，振动传感器4优选采用超声波传感器。

电机在运行过程中的发热情况也会影响电机的使用寿命，为了对电机的发热情况进行测试，本实施例提供的电机性能批量测试系统还包括红外热成像装置，该红外热成像装置安装在矩阵式热插拔电机测试平台的上方，用于测量50个待测电机在不同转速时的温度数据并将该温度数据发送给中央处理器。本实施例中，红外热成像装置采用广角镜头，且该广角镜头的探测范围覆盖整个电机测试平台；采用红外成像装置获得电机温度信息和捕获温升较快的部位来确定电机合格与否。

多通道数据采集装置与多通道振动传感装置电连接，用于对50路振动传感器的振动数据进行实时采集；本实施例中，多通道数据采集装置是内置了多通道模拟开关芯片的24位模数转换器，该模数转换器在中央处理器的控制下实时采集电机的振动数据，并将采集结果发送给中央处理器；中央处理器将振动数据存放在数据记录存储器阵列中。

数据记录存储器阵列用于存放测试时间段内50个电机测试位中的电机测试数据，即电机在不同转速时的振动数据和温度数据；该数据记录存储器阵列中存放的测试数据最终通过串口上传给上位机，该上位机中存储有目前常用的电机性能检测软件，该电机性能检测软件运行时发送测试指令给中央处理器；当接收到数据记录存储器阵列上传的测试数据后，对该数据进行分析和处理，最终得到测试结果并在软件界面中进行显示，便于测试人员直观获取每个电机的测试结果。每部电机在达到指定的测试时间并测试合格后，上位机的显示界面上自动显示PASS标识，提示操作人员此次测试以结束。

本实施例中，中央处理器使用C语言进行编程，完成针对电机各种测试数据的采集、记录、上传和控制。具体功能包括：(1)接收上位机发送的测试指令，在测试指令的控制下对矩阵式热插拔电机测试平台上的矩阵式多通道电机转速调节装置、矩阵式多通道振动传感装置、多通道数据采集装置、数据记录存储器阵列进行协调控制工作；(2)从数据记录存储器阵列中发送测试结果数据给上位机，由上位机进行数据处理和分析。

在对电机的发热情况进行测试的过程中，由于电机在不同转速时的发热量可能会受外界环境的影响而发生变化，导致红外热成像装置测试结果的准确性降低；为了解决上述问题，本实施例提供的电机性能批量测试系统还包括恒温控制箱，红外热成像装置、矩阵式热插拔电机测试平台和矩阵式多通道振动传感装置放置于恒温控制箱内部，其它部件置于恒温控制箱外部；该恒温控制箱可以隔离外部环境的影响，维持整个矩阵式热插拔电机测试平台上电机测试位的温度，从而利于使用红外热成像装置对电机不同转速情况下的自身发热状态进行实时测量，提高红外热成像装置测得的温度数据的准确性。多通道电机转速调节装置、中央处理器等部件在运行过程中也会发热，给红外传感器测温带来干扰，因此除了红外热成像装置、电机测试平台和多通道振动传感装置之外的其他部件设置在恒温箱外，或放置在与恒温控制箱一体的外接盒子中。

相比于现有的电机测试设备，本实用新型提供的电机性能批量测试系统，通过具有多个电机测试位的电机测试平台、多通道电机转速调节装置以及与电机测试位数量匹配的振动传感器，实现了对批量电机在不同转速时的振动性能的测试，大大提高了测试效率；通过多通道振动传感装置、多通道数据采集装置和中央处理器实现了对测试数据的自动采集与记录，无需人工参与，节省人力成本的同时提高了测量结果的准确性。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机性能批量测试系统，其特征在于，包括电机测试平台、多通道电机转速调节装置、多通道振动传感装置、多通道数据采集装置和中央处理器；

所述电机测试平台上设有多个电机测试位，各待测电机放置于所述电机测试位上并与对应电机测试位上的测试接口电连接；

所述多通道电机转速调节装置的一端与中央处理器连接，另一端通过所述测试接口与各待测电机连接，在所述中央处理器的控制下对待测电机的转速进行调节；

所述多通道振动传感装置包括多个振动传感器，每个所述振动传感器安装在对应电机测试位的侧边，用于采集待测电机在不同转速时的振动数据；

所述多通道数据采集装置与多通道振动传感装置电连接，获取各振动传感器采集的振动数据并发送给中央处理器。

2.如权利要求1所述的电机性能批量测试系统，其特征在于，还包括红外热成像装置；所述红外热成像装置安装于电机测试平台的上方，用于采集各待测电机在不同转速时的温度数据并发送给中央处理器。

3.如权利要求2所述的电机性能批量测试系统，其特征在于，还包括数据记录存储器阵列，所述数据记录存储器阵列与中央处理器相连，用于存储各待测电机在不同转速时的振动数据和温度数据。

4.如权利要求3所述的电机性能批量测试系统，其特征在于，还包括多通道供电设备；所述多通道供电设备分别与多通道电机转速调节装置、多通道振动传感装置、多通道数据采集装置、中央处理器、红外热成像装置和数据记录存储器阵列电连接，分别为各装置提供所需的工作电压。

5.如权利要求4所述的电机性能批量测试系统，其特征在于，还包括恒温控制箱；电机测试平台、多通道振动传感装置和红外热成像装置放置于所述恒温控制箱内部，该恒温控制箱用于维持待测电机在不同转速时的发热量以提高红外热成像装置采集数据的准确性。

6.如权利要求5所述的电机性能批量测试系统，其特征在于，还包括上位机，所述上位机通过串口与数据记录存储器阵列相连，获取数据记录存储器阵列中存储的测试数据并进行分析处理，生成测试结果并进行显示。

7.如权利要求1-6任一项所述的电机性能批量测试系统，其特征在于，每个所述电机测试位的侧边还设置有复位按钮和测试时间设定按钮，确保不同的电机测试位对各自对应的待测电机进行独立测试。

8.如权利要求1所述的电机性能批量测试系统，其特征在于，所述多通道数据采集装置为内置多通道模拟开关芯片的模数转换器。

9.如权利要求1所述的电机性能批量测试系统，其特征在于，所述多通道电机转速调速装置包括单片机和电机驱动芯片；所述单片机与中央处理器电连接，所述电机驱动芯片与各待测电机电连接。

10.如权利要求2所述的电机性能批量测试系统，其特征在于，所述红外热成像装置采用广角镜头，所述广角镜头的探测范围覆盖整个电机测试平台。

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