便携式多协议双总线多级一体化机电伺服机构测控装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于测控【技术领域】，具体公开一种便携式多协议双总线多级一体化机电伺服机构测控装置，包括1553B总线通信模块、CAN总线通信模块、模拟量采集模块、PXI便携移动平台、嵌入式控制器、打印机、电源控制模块，电源控制模块的输出端、1553B总线通信模块的总线输入端、CAN总线通信模块的CAN总线输入端、模拟量采集模块的信号采集端均分别与待测机电伺服机构连接；1553B总线通信模块、CAN总线通信模块、模拟量采集模块、嵌入式控制器均分别与PXI便携移动平台连接，嵌入式控制器与打印机连接。该装置具有体积小、重量轻、便携性好、自动化程度高以及方便外场试验携带使用的优点。
【专利说明】便携式多协议双总线多级一体化机电伺服机构测控装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于测控【技术领域】，具体涉及一种便携式多协议双总线多级一体化机电伺服机构测控装置。
【背景技术】
[0002]机电伺服机构测控装置是伺服机构研发过程中进行各种大型外场地面性能测试必不可少的重要试验设备，也是研究和测试伺服机构特性的专用测控设备，用于对伺服机构发送控制指令、采集位置反馈信息、输出测试报表，以及进行导通和绝缘电阻等检查。
[0003]伺服机构按照驱动元件的不同主要分为液压伺服机构和机电伺服机构两种。液压伺服机构存在漏油、不便于维护等不足，机电伺服机构选用伺服电机作为核心动力元件，它在控制、维护和成本等方面具有特性稳定、组成简洁、维护简便和工作噪音小、无污染，适合在试验室环境下使用等优势。
[0004]现有伺服机构测控装置一般用于液压伺服机构测试，存在以下不足:
[0005]I)由于液压伺服机构和机电伺服机构在方案上的不同，二者在测试流程、测试方法、状态反馈参数、数据处理等方面存在较大差异，因此传统液压伺服机构测控装置不能直接用于机电伺服机构测试。
[0006]2)机电伺服机构作为近年来新兴的数字式运动控制执行机构，还未研制出功能全面完整的机电伺服机构测控装置产品；目前的测控设备仅限于机电伺服机构研发人员试验室内部研究性使用，这些设备离便携性、通用性、多样性、一体化的测控要求相距甚远。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的在于提供一种便携式多协议双总线多级一体化机电伺服机构测控装置，该装置具有便携、体积小、重量轻、便于外场试验使用等优点。
[0008]实现本实用新型目的的技术方案:一种便携式多协议双总线多级一体化机电伺服机构测控装置，该装置包括1553B总线通信模块、CAN总线通信模块、模拟量采集模块、PXI便携移动平台、嵌入式控制器、打印机、电源控制模块，电源控制模块的输出端与待测机电伺服机构的电源供电端连接，1553B总线通信模块的总线输入端与待测机电伺服机构的1553接口连接，CAN总线通信模块的CAN总线输入端与待测机电伺服机构的CAN接口连接，模拟量采集模块的信号采集端与待测机电伺服机构的模拟量输出端连接；1553B总线通信模块、CAN总线通信模块、模拟量采集模块的PXI接口端均与PXI便携移动平台的PXI插槽连接，PXI便携移动平台的PXI插槽还与嵌入式控制器的PXI接口端连接，嵌入式控制器的输出端与打印机的输入端连接。
[0009]所述的1553B总线通信模块的PXI接口端通过第二 PXI插槽与PXI便携移动平台的PXI接口端连接，CAN总线通信模块的PXI接口端通过第三PXI插槽与PXI便携移动平台的PXI接口端连接，模拟量采集模块的PXI接口端通过第四PXI插槽与PXI便携移动平台的PXI接口端连接，嵌入式控制器的PXI接口端通过第一 PXI插槽与PXI便携移动平台的PXI接口端连接，嵌入式控制器的USB端口与打印机的USB输入端连接。
[0010]所述的测控装置还包括导通绝缘测试箱、导通电阻测试仪、绝缘电阻测试仪，导通绝缘测试箱的输入端与待测机电伺服机构电路接口端连接，导通绝缘测试箱的输出端分别与导通电阻测试仪、绝缘电阻测试仪的电气测量输入端连接；导通电阻测试仪、绝缘电阻测试仪的串口端均与嵌入式控制器的串口端连接；嵌入式控制器的LAN接口与导通绝缘测试箱的以太网接口端连接。
[0011]所述的导通绝缘测试箱由开关控制卡、开关矩阵组成，开关控制卡的开关信号输出端与开关矩阵的驱动信号输入端连接，开关矩阵的待测电路输入端与待测机电伺服机构的伺服机构待测局部电路的电路接口端连接；嵌入式控制器的LAN接口与开关控制卡的以太网接口端连接；开关矩阵的被选电气输出端分别与导通电阻测试仪、绝缘电阻测试仪的电气测量输入端连接。
[0012]本实用新型的有益技术效果在于:1)本实用新型的装置采用便携移动平台，体积小、重量轻、移动快捷，可靠性高，便于外场试验使用；2)本实用新型的装置能够实现机电伺服机构的控制和数字状态反馈信号的采集，以及数字总线数据和模拟量数据的同步性；3)可根据待测机电伺服机构1553B总线接收格式进行配置，控制指令发送和状态参数获取，满足多协议通信机制要求，对不同1553B总线消息的伺服机构适应性强；4)除1553B总线外，还具备CAN总线通信，而且也可根据待测机电伺服机构CAN总线接收格式进行配置，实现1553B和CAN两种总线通信的状态切换，满足多双总线测试状态下的测试要求；5)可满足不同功率级别的机电伺服机构测试流程和方法的多样化需求，实现测试项目和流程的灵活配置，实现多样化机电伺服机构一体化测试；6)实现了机电伺服机构各组成设备和电缆网的自动导通和绝缘电阻检查，以及测试结果自动判读和输出测试报表等自动化检测和后处理功能，测试自动化程度高。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型所提供的一种便携式多协议双总线多级一体化机电伺服机构测控装置的系统组成图；
[0014]图2本实用新型所提供的一种便携式多协议双总线多级一体化机电伺服机构测控装置的电路原理图；
[0015]图3为本实用新型的自动导通绝缘测试电路原理图；
[0016]图中:1.PXI便携移动平台，2.电源控制模块，3.导通绝缘测试箱，4.导通电阻测试仪，5.绝缘电阻测试仪，6.打印机，7.本实用新型的便携式多协议双总线多级一体化机电伺服机构测控装置，8.待测机电伺服机构，9.1553B总线通信模块，10.CAN总线通信模块，11.模拟量采集模块，12.开关控制卡，13.开关矩阵，14.伺服机构待测局部电路，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。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0018]如图1和图2所示，待测机电伺服机构8的1553接口通过1553B总线与1553B总线通信模块9的总线输入端连接，待测机电伺服机构8的CAN接口与CAN总线通信模块10的CAN总线输入端连接，待测机电伺服机构8的模拟量输出端与模拟量采集模块11的信号采集端连接。电源控制模块2的输出端与待测机电伺服机构8的电源供电端连接。
[0019]如图1和图2所示，1553B总线通信模块9的PXI接口端通过第二 PXI插槽17与PXI便携移动平台I的PXI接口端连接，CAN总线通信模块10的PXI接口端通过第三PXI插槽18与PXI便携移动平台I的PXI接口端连接，模拟量采集模块11的PXI接口端通过第四PXI插槽19与PXI便携移动平台I的PXI接口端连接，嵌入式控制器15的PXI接口端通过第一 PXI插槽16与PXI便携移动平台I的PXI接口端连接，嵌入式控制器15的USB端口与打印机6的USB输入端连接。
[0020]如图1、图2和图3所示，导通绝缘测试箱3由开关控制卡12和开关矩阵13组成。开关控制卡12的开关信号输出端与开关矩阵13的驱动信号输入端连接，开关矩阵13的待测电路输入端与待测机电伺服机构8的伺服机构待测局部电路14的电路接口端连接。嵌入式控制器15的LAN接口通过以太网与导通绝缘测试箱3的开关控制卡12的以太网接口端连接。导通绝缘测试箱3的开关矩阵13的被选电气输出端与导通电阻测试仪4的电气测量输入端连接，导通绝缘测试箱3的开关矩阵13的被选电气输出端与绝缘电阻测试仪5的电气测量输入端连接。导通电阻测试仪4的串口端通过RS232串口与嵌入式控制器15的串口端连接，绝缘电阻测试仪5的串口端通过RS232串口与嵌入式控制器15的串口端连接。
[0021]便携移动平台I采用集成便携式显示终端的NI PX1-1042机箱，电源控制模块2采用朝阳4NIC-K120电源控制模块，导通绝缘测试箱3为面向被测机电伺服机构的定制电气接口转接箱，导通电阻测试仪4采用TH2512导通电阻测试仪，绝缘电阻测试仪5采用YD9820绝缘电阻测试仪，打印机6采用USB HP打印机，1553B总线通信模块9采用AITMIL-STD-1553总线通信模块，CAN总线通信模块10采用NI PX1-8464 CAN总线通信模块，模拟量采集模块11采用NI PX1-6251模拟量采集模块，开关控制卡12采用FPGA控制板，开关矩阵13采用48路继电器板，嵌入式控制器15采用NI PX1-8110嵌入式控制器。
[0022]如图1、图2和图3所示，本实用新型所提供的一种便携式多协议双总线多级一体化机电伺服机构测控装置的工作原理=PXI便携移动平台I是本实用新型的便携式多协议双总线多级一体化机电伺服机构测控装置7的硬件支撑基本平台，其内部通过PXI硬件通信接口的第一 PXI插槽16?第四PXI插槽19实现分别嵌入PXI嵌入式控制器15、总线通信模块9、CAN总线通信模块10和模拟量采集模块11。本实用新型针对机电伺服机构测试过程包括总线测试功能和导通绝缘测试功能。(I)总线功能测试时，首先通过电源控制模块2为待测机电伺服机构8提供直流供电，在进行1553状态测试时，通过工作模式为BC状态的总线通信模块9发送伺服机构动作指令发送至待测机电伺服机构8内部工作模式为RT状态的1553接口，并通过1553总线通信模块9同步回采伺服状态信号；在进行CAN状态测试时，通过CAN总线通信模块10发送伺服机构动作指令发送至待测机电伺服机构8的CAN接口，并通过CAN总线通信模块10同步回采伺服状态信号，两种总线测试状态下均可以通过模拟量采集模块11回采摆角模拟输出信号。(2)在进行导通绝缘检查时，首先需要将伺服机构待测局部电路14和导通电阻测试仪4或绝缘电阻测试仪5分别通过转接电缆与导通绝缘测试箱3连接好，然后PXI便携移动平台I的嵌入PXI嵌入式控制器15通过LAN接口向导通绝缘测试箱3发送矩阵电路开关切换指令，经由开关控制卡12进行信号转换后驱动开关矩阵13。若进行导通检查时，将导通电阻测试仪4切换到伺服机构待测局部电路14，若进行绝缘检查时，将绝缘电阻测试仪5切换到伺服机构待局部测电路14，然后嵌入式控制器15通过RS232串口从测试仪表中读取测量结果。待所有测试项目结束后，可将测试数据报表通过打印机6输出。
[0023]上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。本实用新型中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
【权利要求】
1.一种便携式多协议双总线多级一体化机电伺服机构测控装置(7)，其特征在于:该装置包括1553B总线通信模块(9)、CAN总线通信模块(10)、模拟量采集模块(11)、PXI便携移动平台(I)、嵌入式控制器(15)、打印机￠)、电源控制模块(2)，电源控制模块(2)的输出端与待测机电伺服机构⑶的电源供电端连接，1553B总线通信模块(9)的总线输入端与待测机电伺服机构(8)的1553接口连接，CAN总线通信模块(10)的CAN总线输入端与待测机电伺服机构⑶的CAN接口连接，模拟量采集模块(11)的信号采集端与待测机电伺服机构⑶的模拟量输出端连接，1553B总线通信模块(9)、CAN总线通信模块(10)、模拟量采集模块(11)的PXI接口端均与PXI便携移动平台(I)的PXI插槽连接，PXI便携移动平台(I)的PXI插槽还与嵌入式控制器(15)的PXI接口端连接，嵌入式控制器(15)的输出端与打印机(6)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种便携式多协议双总线多级一体化机电伺服机构测控装置(7)，其特征在于:所述的1553B总线通信模块(9)的PXI接口端通过第二 PXI插槽(17)与PXI便携移动平台(I)的PXI接口端连接，CAN总线通信模块(10)的PXI接口端通过第三PXI插槽(18)与PXI便携移动平台(I)的PXI接口端连接，模拟量采集模块(11)的PXI接口端通过第四PXI插槽(19)与PXI便携移动平台(I)的PXI接口端连接，嵌入式控制器(15)的PXI接口端通过第一 PXI插槽(16)与PXI便携移动平台(I)的PXI接口端连接，嵌入式控制器(15)的USB端口与打印机(6)的USB输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种便携式多协议双总线多级一体化机电伺服机构测控装置(7)，其特征在于:所述的测控装置(7)还包括导通绝缘测试箱(3)、导通电阻测试仪(4)、绝缘电阻测试仪(5)，导通绝缘测试箱(3)的输入端与待测机电伺服机构(8)电路接口端连接，导通绝缘测试箱(3)的输出端分别与导通电阻测试仪(4)、绝缘电阻测试仪(5)的电气测量输入端连接；导通电阻测试仪(4)、绝缘电阻测试仪(5)的串口端均与嵌入式控制器(15)的串口端连接，嵌入式控制器(15)的LAN接口与导通绝缘测试箱(3)的以太网接口端连接。
4.根据权利要求3所述的一种便携式多协议双总线多级一体化机电伺服机构测控装置(7)，其特征在于:所述的导通绝缘测试箱(3)由开关控制卡(12)、开关矩阵(13)组成，开关控制卡(12)的开关信号输出端与开关矩阵(13)的驱动信号输入端连接，开关矩阵(13)的待测电路输入端与待测机电伺服机构(8)的伺服机构待测局部电路(14)的电路接口端连接；PXI便携移动平台(I)的LAN接口与关控制卡(12)的以太网接口端连接；开关矩阵(13)的被选电气输出端分别与导通电阻测试仪(4)、绝缘电阻测试仪(5)的电气测量输入端连接。
【文档编号】G05B19/418GK204086955SQ201420484853
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】王跃轩, 于丹, 曹英健 申请人:北京精密机电控制设备研究所, 北京实验工厂, 中国运载火箭技术研究院