專利名稱：空間環(huán)境下的諧波傳動機構自動測試系統(tǒng)及測試方法
空間環(huán)境下的諧波傳動機構自動測試系統(tǒng)及測試方法技術領域
本發(fā)明屬于航天器傳動機構測試領域，具體涉及一種用于空間環(huán)境條件下的諧波傳動機構自動測試系統(tǒng)及測試方法。
背景技術：
二十世紀,美國學者C. Walton. Musser發(fā)明了諧波傳動結構，由于其具有結構簡單、體積小、重量輕、承載能力高等優(yōu)秀大的機械性能，諧波傳動機構廣泛應用于空間技術、 能源、機床等各個領域。
航天器所用的諧波傳動機構與傳統(tǒng)傳動機構存在巨大差異。首先傳動機構工作環(huán)境不同。航天器用諧波傳動機構工作在一個真空冷黑環(huán)境，環(huán)境壓力在KT5Pa 10_7Pa 之間，無光照，溫度在-100°C _270°C之間。太空惡劣的環(huán)境會導致航天器構件中的產(chǎn)品材料和結構發(fā)生變化，如材料蒸發(fā)、分解、升華等。其次諧波傳動效率要求高。航天器所能搭載的有效載荷重量有限，因此必須最大程度的減輕外圍輔助系統(tǒng)的總重量才能使航天器搭載足夠的儀器設備，完成預定的任務。對于動力系統(tǒng)來講，這就要求傳動機構有很高的傳動效率，保證動力的利用率達到最高。因此，為了盡早暴露傳動機構中潛在的材料和制造質(zhì)量缺陷，消除早期失效，驗證其傳動效率，提高產(chǎn)品可靠性，需在地面進行真空熱環(huán)境下的模擬試驗，檢驗產(chǎn)品質(zhì)量，進行材料篩選，提供給航天器設計參考。
近年來，我國航天事業(yè)迅速發(fā)展，航天器型號試驗任務空前增多，諸如諧波傳動機構等部組件級試驗任務量劇增，由此也帶來了諸如對試驗操作人員熟練度和數(shù)量的需求增加，人為操作設備的失誤率大幅增加等問題。這就要求航天器地面試驗設備的測控系統(tǒng)也必須向著高自動化，高可靠性，高智能化的方向發(fā)展。在這樣的需求下，需研制出一種用于空間環(huán)境條件下的諧波傳動機構自動測試系統(tǒng)及測試方法。
發(fā)明人在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的用于空間環(huán)境條件下的諧波傳動機構測試系統(tǒng)至少存在以下缺點首先，自動化程度不高，人工操作繁瑣，對操作人員素質(zhì)要求較高，且容易引入人為誤差；其次，控制精度不高，多為開環(huán)或手動控制，由此對試驗結果產(chǎn)生的誤差不易消除。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于重新發(fā)明和設計一種用于空間環(huán)境條件下的諧波傳動機構自動測試系統(tǒng)及測試方法，用于測試諧波傳動機構在某一工作條件下的傳動效率。
本發(fā)明的技術方案如下一種空間環(huán)境下的諧波傳動機構自動測試系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括控制端和執(zhí)行端，其中所述控制端包括指令輸入單元用于自動測試系統(tǒng)啟動和停止的指令輸入，以及各試驗參數(shù)設置；決策單元綜合分析用戶指令、當前試驗工況和反饋數(shù)據(jù)，決定下一步工況的操作； 數(shù)據(jù)處理單元用于自動測試系統(tǒng)運行信息和設備狀態(tài)的數(shù)據(jù)過濾、計算、分類和存儲功能；第一通信單元用于控制端和執(zhí)行端的試驗數(shù)據(jù)、控制指令的傳輸；和狀態(tài)監(jiān)視單元用于自動測試系統(tǒng)運行信息和設備狀態(tài)的圖形化、表格化輸出；所述執(zhí)行端包括驅(qū)動單元，根據(jù)控制端所發(fā)出的動作指令，向執(zhí)行單元的底層設備發(fā)出驅(qū)動信號；執(zhí)行單元，接收驅(qū)動單元發(fā)出的驅(qū)動指令，并執(zhí)行試驗操作；數(shù)據(jù)采集單元通過傳感器采集系統(tǒng)運行信息和設備狀態(tài)信息；和第二通信單元用于控制端和執(zhí)行端的試驗數(shù)據(jù)、控制指令的傳輸。
其中，所述的決策單元包括運行判斷單元用于判斷當前整套系統(tǒng)是否滿足進入試驗狀態(tài)的條件，包括設備故障判斷、報警信息等，并將判斷結果傳入信息提示單元；信息提示單元當運行判斷單元判斷此時系統(tǒng)因設備故障、報警不能進入試驗狀態(tài)時， 向用戶發(fā)出提示信息，并等待下一步操作；環(huán)境處理單元用于當運行判斷單元判斷結果為可以進行試驗時，開始背景空間環(huán)境模擬，空間環(huán)境參數(shù)由指令輸入單元輸入；工況處理單元用于根據(jù)指令輸入單元所輸入的試驗循環(huán)參數(shù)，并結合當前試件的狀態(tài)以及此狀態(tài)的持續(xù)時間，計算出下一指令周期所要進行的試驗操作；溫度處理單元用于當工況處理單元處理結果為需要改變試件溫度時，結合輸入單元所輸入的試驗參數(shù)，向執(zhí)行端發(fā)出設置試件溫度指令；轉速處理單元用于當工況處理單元處理結果為需要改變試件轉速時，結合輸入單元所輸入的試驗參數(shù)，向執(zhí)行端發(fā)出調(diào)整試件轉速指令；力矩處理單元用于當工況處理單元處理結果為需要改變試件力矩時，結合輸入單元所輸入的試驗參數(shù)，向執(zhí)行端發(fā)出調(diào)整試件加載力矩指令。
其中，所述的試驗參數(shù)包括試驗環(huán)境的真空度、冷背景溫度，本次試驗循環(huán)的周期數(shù)、每一周期包含的工況數(shù)、每一工況的試件目標溫度、目標轉速、目標加載力矩、每一工況的試驗持續(xù)時間、單一工況結束后的待機轉速和待機力矩。
其中，所述的反饋數(shù)據(jù)包括試件溫度、試件轉速和試件的加載力矩。
其中，所述的運行信息包括真空度、背景溫度、循環(huán)水流量、試件溫度、試件轉速、 試件加載力矩和用戶操作記錄。
其中，所述的設備狀態(tài)包括設備的啟/停和故障報警。
其中，所述的底層設備包括真空泵、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、試件驅(qū)動系統(tǒng)和試件力矩加載系統(tǒng)。
其中，所述的傳感器包括壓力傳感器、溫度傳感器、轉速傳感器和力矩傳感器。
其中，所述的空間環(huán)境參數(shù)包括真空度和背景環(huán)境溫度。
其中，所述的試驗循環(huán)參數(shù)包括本次試驗循環(huán)的周期數(shù)、每一周期包含的工況數(shù)、 每一工況的試件目標溫度、目標轉速和加載力矩、每一工況的試驗持續(xù)時間和單一工況結束后的待機轉速和待機力矩。
一種空間環(huán)境下的諧波傳動機構自動測試方法，包括如下步驟I)試驗啟動通過輸入設備輸入試驗參數(shù)和試驗啟動指令后,本次傳動機構自動測試試驗開始啟動；2)試件控溫在空間環(huán)境達到通過指令輸入單元(110)輸入的試驗要求后，開始對試驗試件進行溫度控制；3)達到目標溫度判斷在執(zhí)行了步驟2)后，開始循環(huán)的判斷試驗試件是否達到了當前工況目標溫度；4)轉速調(diào)整在試件溫度達到目標溫度后，開始對試驗試件進行轉速調(diào)整；5)達到目標轉速判斷在執(zhí)行了步驟4)的試件控溫后，開始循環(huán)的判斷試驗試件是否達到了通過指令輸入單元(110 )輸入的當前工況目標轉速；6)力矩加載在試件溫度達到目標轉速后，開始對試驗試件進行力矩加載；7)達到目標力矩判斷在執(zhí)行了步驟6)的力矩加載后，開始循環(huán)的判斷試驗試件是否達到了通過指令輸入單元(110 )輸入的當前工況目標力矩；8)計時在試驗試件溫度、轉速、力矩都滿足試驗要求后，開始計時；9)偏離目標參數(shù)判斷步驟8)計時開始后，開始循環(huán)的判斷試驗試件在計時期間是否偏離了目標參數(shù)；10)本次工況計時結束判斷在試驗試件沒有偏離目標溫度的情況下，判斷計時時間是否達到通過指令輸入單元(110)輸入的當前工況要求；11)本次周期結束判斷本次工況計時結束后，根據(jù)指令輸入單元(110)輸入的當前試驗參數(shù)判斷本周期是否結束；12)開始下一工況當步驟11)本次周期結束判斷結果為“未結束”時，開始本周期的下一個工況；13)本次試驗結束判斷本次循環(huán)周期結束后，根據(jù)指令輸入單元(110)輸入的當前試驗參數(shù)判斷本次試驗是否結束；14)重復本周期當步驟13)本次試驗結束判斷結果為“未結束”時，重新開始剛結束的周期循環(huán)；15)停機本次試驗循環(huán)全部結束后，進行停機操作。
其中，所述的試驗參數(shù)包括試驗環(huán)境的真空度和冷背景溫度、本次試驗循環(huán)的周期數(shù)、每一周期包含的工況數(shù)、每一工況的試件目標溫度、目標轉速、目標加載力矩、每一工況的試驗持續(xù)時間、單一工況結束后的待機轉速和待機力矩。
其中，所述的空間環(huán)境包括真空度和背景環(huán)境溫度。
其中，所述的目標溫度判斷時可以存在試驗允許范圍內(nèi)的誤差。
其中，所述的目標轉速判斷時可以存在試驗允許范圍內(nèi)的誤差。
其中，所述的目標加載力矩判斷時可以存在試驗允許范圍內(nèi)的誤差。
其中，所述的偏離目標參數(shù)包括試件溫度、試件轉速或者試件力矩偏離目標值。
其中，所述的開始下一工況或重新開始本循環(huán)周期前，將試件狀態(tài)設置為由指令輸入單元(110 )輸入的單一工況結束后的待機轉速和待機力矩。
其中，所述的停機操作包括試件卸載和空間環(huán)境模擬設備停機。
針對目前傳動機構測試系統(tǒng)的缺點和不足，本發(fā)明優(yōu)化了系統(tǒng)結構，提高了自動化水平，改善了測試精度，簡化了操作流程，在節(jié)省人力的同時也最大程度地避免了由于人為因素給試驗結果帶來的誤差，為用于空間環(huán)境下的傳動機構地面試驗提供了技術保障。本發(fā)明攻克了空間傳動機構測試系統(tǒng)的關鍵技術難點，其自動控制系統(tǒng)能實現(xiàn)測試系統(tǒng)設備的一鍵式控制、故障診斷、邏輯保護等功能，不但提高測試系統(tǒng)運行的可靠性和先進性， 同時也極大緩解了操作人員數(shù)量和經(jīng)驗不足與繁重的試驗任務之間的矛盾。目前，該自動測試系統(tǒng)在某傳動機構測試系統(tǒng)項目中已投入使用，運行穩(wěn)定，在實現(xiàn)設備運行高度自動化，高可靠性的同時有效緩解了試驗人員短缺的問題，并降低了設備對操作人員專業(yè)知識水平的依賴，取得了良好的使用效果。


圖I為本發(fā)明的用于空間環(huán)境條件下的諧波傳動機構自動測試系統(tǒng)的結構框圖。
圖2為圖I中的決策理單元的結構框圖。
圖3為本發(fā)明的用于空間環(huán)境條件下的諧波傳動機構自動測試方法的流程圖。
具體實施方式
以下介紹的是作為本發(fā)明所述內(nèi)容的具體實施方式
，下面通過具體實施方式
對本發(fā)明的所述內(nèi)容作進一步的闡明。當然，描述下列具體實施方式
只為示例本發(fā)明的不同方面的內(nèi)容，而不應理解為限制本發(fā)明范圍。
參見圖I和圖2，圖I顯示了本發(fā)明的用于空間環(huán)境條件下的諧波傳動機構自動測試系統(tǒng)的結構框圖；圖2示出了圖I中的決策理單元的結構框圖。本發(fā)明的用于空間環(huán)境條件下的諧波傳動機構自動測試系統(tǒng)包括控制端100和執(zhí)打端200,其中所述控制端端100 包括指令輸入單元110、決策單元120、第一通信單元130、數(shù)據(jù)處理單元140和狀態(tài)監(jiān)視單元150 ;所述執(zhí)行端200包括條件判斷單元210、執(zhí)行單元220、數(shù)據(jù)采集單元230和第二通信單元240 ;所述決策單元120包括運行判斷單元121、信息提示單元122、環(huán)境處理單元123、工況處理單元124、溫度處理單元125、轉速處理單元126和力矩處理單元127。
指令輸入單元110，用于整套自動測試系統(tǒng)運行、停止的控制和各項試驗參數(shù)(試驗真空度、背景溫度、試件溫度、試件轉速、加載力矩、試驗循環(huán)參數(shù)等)的輸入；決策單元120，用于根據(jù)當前設備運行狀態(tài)、背景環(huán)境狀態(tài)、試件溫度、試件轉速、試件力矩加載情況以及指令輸入單元110的用戶指令輸入、參數(shù)設置，計算出下一步系統(tǒng)所要進行的操作，是本套系統(tǒng)的核心單元；第一通信單元130，與第二通信單元240就行數(shù)據(jù)交換，將控制命令發(fā)送至執(zhí)行端200， 并從執(zhí)行端200接收設備運行數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)和試驗數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理單元140，用于集中處理試驗過程數(shù)據(jù)，并作記錄。對試驗數(shù)據(jù)進行收集、數(shù)字濾波、有效數(shù)據(jù)篩選，將篩選后的有效數(shù)據(jù)連同設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、用戶操作記錄一同打包存儲、并發(fā)送至狀態(tài)監(jiān)視單元150以供人機交互；狀態(tài)監(jiān)視單元150，用于將數(shù)據(jù)處理單元140處理后的試驗數(shù)據(jù)(試件轉速、力矩加載、 傳動效率、試件溫度等)和設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)(背景環(huán)境真空度、背景溫度、設備運行狀態(tài)、 設備報警信息等)圖形化顯示給用戶。
驅(qū)動單元210，根據(jù)控制端100所發(fā)出的動作指令，向執(zhí)行單元220的底層設備發(fā)出驅(qū)動信號；執(zhí)行單元220，接收驅(qū)動單元210發(fā)出的驅(qū)動指令，并執(zhí)行試驗操作。
數(shù)據(jù)采集單元230，用于感器信息(轉速、溫度、力矩、真空度等)，并將傳感器信息發(fā)送至第二通信單元240 ；第二通信單元240，與第一通信單元130就行數(shù)據(jù)交換，將設備運行數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)和試驗數(shù)據(jù)發(fā)送至控制端100，并從控制端100接收控制命令；所述的決策單元包括運行判斷單元121 :用于判斷當前整套系統(tǒng)是否滿足進入試驗狀態(tài)的條件，包括設備故障判斷、報警信息等，并將判斷結果傳入信息提示單元122 ；信息提示單元122 :當運行判斷單元121判斷此時系統(tǒng)因設備故障、報警不能進入試驗狀態(tài)時，向用戶發(fā)出提示信息，并等待下一步操作；環(huán)境處理單元123 :用于當運行判斷單元121判斷結果為可以進行試驗時，開始背景空間環(huán)境模擬，空間環(huán)境參數(shù)(真空度、背景溫度)由指令輸入單元110輸入；工況處理單元124 :用于根據(jù)指令輸入單元110所輸入的試驗循環(huán)參數(shù)，并結合當前試件的狀態(tài)(試件溫度、轉速、力矩)以及此狀態(tài)的持續(xù)時間，計算出下一指令周期所要進行的試驗操作；溫度處理單元125 :用于當工況處理單元124處理結果為需要改變試件溫度時，結合輸入單元110所輸入的試驗參數(shù)，向執(zhí)行端200發(fā)出設置試件溫度指令；轉速處理單元126 :用于當工況處理單元124處理結果為需要改變試件轉速時，結合輸入單元110所輸入的試驗參數(shù)，向執(zhí)行端200發(fā)出調(diào)整試件轉速指令；力矩處理單元127 :用于當工況處理單元124處理結果為需要改變試件力矩時，結合輸入單元110所輸入的試驗參數(shù)，向執(zhí)行端200發(fā)出調(diào)整試件加載力矩指令。
圖3顯示了本發(fā)明的用于空間環(huán)境條件下的諧波傳動機構自動測試方法的流程圖。具體步驟如下步驟410試驗啟動通過鍵盤、鼠標輸入試驗參數(shù)和試驗啟動指令后，本次傳動機構自動測試試驗開始啟動；試驗參數(shù)和啟動指令通過指令輸入單元110輸入，包括試驗環(huán)境(真空度、冷背景溫度)、本次試驗循環(huán)的周期數(shù)、每一周期包含的工況數(shù)、每一工況的試件目標狀態(tài)(試件溫度、轉速、力矩加載)、每一工況的試驗持續(xù)時間、單一工況結束后的待機轉速和待機力矩。 在運行判斷單元121無故障、報警的條件下，試驗啟動時，先由環(huán)境處理單元123判斷當前背景環(huán)境，如果背景環(huán)境(真空度、溫度)已經(jīng)達到試驗要求，直接進行下面的試驗操作；否則，先由環(huán)境處理單元123進行空間環(huán)境模擬，再進行下面操作；步驟420試件控溫在空間環(huán)境達到通過指令輸入單元110輸入的試驗要求后，開始對試驗試件進行溫度控制；當如下情況發(fā)生使得當前試件溫度不滿足當前試驗要求時，進行試件控溫操作1.有新的試驗工況由工況處理單元124處理結果為要進行下一個試驗工況或重新開始本周期循環(huán)；2.設置了試件目標溫度后試件尚未達到目標溫度；由溫度處理單元125進行了試件控溫操作，但由工況處理單元124處理結果為試件尚未達到目標溫度；3.試件溫度偏離了目標溫度試件穩(wěn)定在目標溫度后，在本次工況完成之前，工況處理單元124處理結果為發(fā)生了溫度偏離；步驟430達到目標溫度判斷在執(zhí)行了步驟420試件控溫后，開始循環(huán)的判斷試驗試件是否達到了當前工況目標溫度；目標溫度由指令輸入單元110輸入，工況處理單元124將當前試件溫度與目標溫度進行比對，直至試件溫度達到通過指令輸入單元110輸入的本次工況目標溫度；步驟440轉速調(diào)整在試件溫度達到目標溫度后，開始對試驗試件進行轉速調(diào)整；在試件溫度達到目標溫度后，由工況處理單元124計算出當前轉速與目標轉速的差值，并發(fā)出由轉速處理單元126發(fā)出轉速調(diào)整指令；步驟450達到目標轉速判斷在執(zhí)行了步驟440轉速調(diào)整后，開始循環(huán)的判斷試驗試件是否達到了通過指令輸入單元110輸入的當前工況目標轉速；目標轉速由指令輸入單元110輸入，工況處理單元124將當前試件轉速與目標轉速進行比對，直至試件轉速達到通過指令輸入單元110輸入的本次工況目標轉速；步驟460力矩加載在試件溫度達到目標轉速后，開始對試驗試件進行力矩加載；在試件轉速達到目標轉速后，由工況處理單元124計算出當前力矩與目標力矩的差值，并發(fā)出由力矩處理單元127發(fā)出力矩加載指令；步驟470達到目標力矩判斷在執(zhí)行了步驟460力矩加載后，開始循環(huán)的判斷試驗試件是否達到了通過指令輸入單元110輸入的當前工況目標力矩；目標力矩由指令輸入單元110輸入，工況處理單元124將當前試件力矩與目標力矩進行比對，直至試件力矩達到通過指令輸入單元110輸入的本次工況目標力矩；步驟480計時在試驗試件溫度、轉速、力矩都滿足試驗要求后，開始計時；當試件的溫度、轉速、力矩都達到目標值時，工況處理單元124將啟動計時，計時時間為指令輸入單元110輸入的本次工況持續(xù)時間；步驟490偏離目標參數(shù)判斷步驟480計時開始后，開始循環(huán)的判斷試驗試件在計時期間是否偏離了目標參數(shù)；在計時期間，由工況處理單元124循環(huán)的判斷在此期間試件的溫度是否超出了試驗要求的溫度范圍。當試件溫度、轉速、力矩超過了目標值，將會終止計時，并且重新開始目標參數(shù)的設置；步驟4a0本次工況計時結束判斷在試驗試件沒有偏離目標溫度的情況下，判斷計時時間是否達到通過指令輸入單元110輸入的當前工況要求；步驟4b0本次周期結束判斷本次工況計時結束后，根據(jù)指令輸入單元110輸入的當前試驗參數(shù)判斷本周期是否結束；本次工況計時結束后，由工況處理單元124根據(jù)指令輸入單元110輸入的本周期包含的工況數(shù)，以及已完成的工況數(shù)來判斷本周期內(nèi)是否還有尚未執(zhí)行的工況；步驟4c0開始下一工況當步驟4b0本次周期結束判斷結果為“未結束”時，開始本周期的下一個工況；當工況處理單元124判斷結果為指令輸入單元110輸入的本周期包含的工況數(shù)大于已完成的工況數(shù)，那么本周期內(nèi)還有尚未執(zhí)行的工況，根據(jù)指令輸入單元110輸入的單一工況結束后的待機轉速和待機力矩，通過轉速處理單元126和力矩處理單元127將試件卸載， 并由工況處理單元124開始處理下一個工況的操作，或者直接由工況處理單元124開始處理下一個工況的操作；步驟4d0本次試驗結束判斷本次循環(huán)周期結束后，根據(jù)指令輸入單元110輸入的當前試驗參數(shù)判斷本次試驗是否結束；本周期工況全部結束后，由工況處理單元124根據(jù)指令輸入單元110輸入的本周期循環(huán)數(shù)，以及已完成的循環(huán)數(shù)來判斷本次試驗內(nèi)是否還需要再次執(zhí)行本周期工況； 步驟4e0重復本周期當4d0本次試驗結束判斷結果為“未結束”時，重新開始剛結束的周期循環(huán)；當工況處理單元124判斷結果為指令輸入單元110輸入的周期循環(huán)數(shù)大于已完成的循環(huán)數(shù)，那么本次試驗內(nèi)還需重復本周期，通過轉速處理單元126和力矩處理單元127將試件卸載，并由工況處理單元124開始處理下一個工況的操作；步驟4 停機本次試驗循環(huán)全部結束后，進行停機操作。
盡管上文對本發(fā)明的具體實施方式
進行了詳細的描述和說明，但應該指明的是， 我們可以對上述實施方式進行各種改變和修改，但這些都不脫離本發(fā)明的精神和所附的權利要求所記載的范圍。
權利要求
1.一種空間環(huán)境下諧波傳動機構自動測試系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括控制端(100)和執(zhí)行端 (200)，其中所述控制端(100)包括指令輸入單元(110):用于自動測試系統(tǒng)啟動和停止的指令輸入，以及各試驗參數(shù)設置；決策單元(120):綜合分析用戶指令、當前試驗工況和反饋數(shù)據(jù)，決定下一步工況的操作；數(shù)據(jù)處理單元(130):用于自動測試系統(tǒng)運行信息和設備狀態(tài)的數(shù)據(jù)過濾、計算、分類和存儲功能；第一通信單元(140):用于控制端(100)和執(zhí)行端(200)的試驗數(shù)據(jù)、控制指令的傳輸;和狀態(tài)監(jiān)視單元(150):用于自動測試系統(tǒng)運行信息和設備狀態(tài)的圖形化、表格化輸出；所述控制端(200)包括驅(qū)動單元(210)，根據(jù)控制端(100)所發(fā)出的動作指令，向執(zhí)行單元(220)的底層設備發(fā)出驅(qū)動信號；執(zhí)行單元(220)，接收驅(qū)動單元(210)發(fā)出的驅(qū)動指令，并執(zhí)行試驗操作；數(shù)據(jù)采集單元(230):通過傳感器采集系統(tǒng)運行信息和設備狀態(tài)信息；和第二通信單元(240):用于控制端(100)和執(zhí)行端(200)的試驗數(shù)據(jù)、控制指令的傳輸。
2.如權利要求I所述的傳動機構自動測試系統(tǒng)，其中，所述的決策單元(120)包括 運行判斷單元(121):用于判斷當前整套系統(tǒng)是否滿足進入試驗狀態(tài)的條件，包括設備故障判斷、報警信息等，并將判斷結果傳入信息提示單元(122)；信息提示單元(122):當運行判斷單元(121)判斷此時系統(tǒng)因設備故障、報警不能進入試驗狀態(tài)時，向用戶發(fā)出提示信息，并等待下一步操作；環(huán)境處理單元(123):用于當運行判斷單元(121)判斷結果為可以進行試驗時，開始背景空間環(huán)境模擬，空間環(huán)境參數(shù)由指令輸入單元(110)輸入；工況處理單元(124):用于根據(jù)指令輸入單元(110)所輸入的試驗循環(huán)參數(shù)，并結合當前試件的狀態(tài)以及此狀態(tài)的持續(xù)時間，計算出下一指令周期所要進行的試驗操作；溫度處理單元(125):用于當工況處理單元(124)處理結果為需要改變試件溫度時，結合輸入單元(110)所輸入的試驗參數(shù)，向執(zhí)行端(200)發(fā)出設置試件溫度指令；轉速處理單元(126):用于當工況處理單元(124)處理結果為需要改變試件轉速時，結合輸入單元(110)所輸入的試驗參數(shù)，向執(zhí)行端(200)發(fā)出調(diào)整試件轉速指令；力矩處理單元(127):用于當工況處理單元(124)處理結果為需要改變試件力矩時，結合輸入單元(110)所輸入的試驗參數(shù)，向執(zhí)行端(200)發(fā)出調(diào)整試件加載力矩指令。
3.如權利要I所述的傳動機構自動測試系統(tǒng)，其中，所述的試驗參數(shù)包括試驗環(huán)境的真空度、冷背景溫度，本次試驗循環(huán)的周期數(shù)、每一周期包含的工況數(shù)、每一工況的試件目標溫度、目標轉速、目標加載力矩、每一工況的試驗持續(xù)時間、單一工況結束后的待機轉速和待機力矩。
4.如權利要I所述的傳動機構自動測試系統(tǒng)，其中所述的反饋數(shù)據(jù)包括試件溫度、試件轉速和試件的加載力矩。
5.如權利要I所述的傳動機構自動測試系統(tǒng)，其中所述的運行信息包括真空度、背景溫度、循環(huán)水流量、試件溫度、試件轉速、試件加載力矩和用戶操作記錄。
6.如權利要I所述傳動機構自動測試系統(tǒng)，其中所述的設備狀態(tài)包括設備的啟/停和故障報警。
7.如權利要I所述的傳動機構自動測試系統(tǒng)，其中所述的底層設備包括真空泵、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、試件驅(qū)動系統(tǒng)和試件力矩加載系統(tǒng)。
8.如權利要I所述的傳動機構自動測試系統(tǒng)，其中所述的傳感器包括壓力傳感器、溫度傳感器、轉速傳感器和力矩傳感器。
9.如權利要2所述的傳動機構自動測試系統(tǒng)，其中所述的空間環(huán)境參數(shù)包括真空度和背景環(huán)境溫度。
10.如權利要2所述的傳動機構自動測試系統(tǒng)，其中所述的試驗循環(huán)參數(shù)包括本次試驗循環(huán)的周期數(shù)、每一周期包含的工況數(shù)、每一工況的試件目標溫度、目標轉速和加載力矩、每一工況的試驗持續(xù)時間、單一工況結束后的待機轉速和待機力矩。
11.一種空間環(huán)境下諧波傳動機構自動測試方法，包括如下步驟1)試驗啟動通過輸入設備輸入試驗參數(shù)和試驗啟動指令后,本次傳動機構自動測試試驗開始啟動；2)試件控溫在空間環(huán)境達到通過指令輸入單元(110)輸入的試驗要求后，開始對試驗試件進行溫度控制；3)達到目標溫度判斷在執(zhí)行了步驟2)后，開始循環(huán)的判斷試驗試件是否達到了當前工況目標溫度；4)轉速調(diào)整在試件溫度達到目標溫度后，開始對試驗試件進行轉速調(diào)整；5)達到目標轉速判斷在執(zhí)行了步驟4)的轉速調(diào)整后，開始循環(huán)的判斷試驗試件是否達到了通過指令輸入單元(110 )輸入的當前工況目標轉速；6)力矩加載在試件溫度達到目標轉速后，開始對試驗試件進行力矩加載；7)達到目標力矩判斷在執(zhí)行了步驟6)的力矩加載后，開始循環(huán)的判斷試驗試件是否達到了通過指令輸入單元(110 )輸入的當前工況目標力矩；8)計時在試驗試件溫度、轉速、力矩都滿足試驗要求后，開始計時；9)偏離目標參數(shù)判斷步驟8)計時開始后，開始循環(huán)的判斷試驗試件在計時期間是否偏離了目標參數(shù)；10)本次工況計時結束判斷在試驗試件沒有偏離目標溫度的情況下，判斷計時時間是否達到通過指令輸入單元110輸入的當前工況要求；11)本次周期結束判斷本次工況計時結束后，根據(jù)指令輸入單元(110)輸入的當前試驗參數(shù)判斷本周期是否結束；12)開始下一工況當步驟11)本次周期結束判斷結果為“未結束”時，開始本周期的下一個工況；13)本次試驗結束判斷本次循環(huán)周期結束后，根據(jù)指令輸入單元(110)輸入的當前試驗參數(shù)判斷本次試驗是否結束；14)重復本周期當步驟13)本次試驗結束判斷結果為“未結束”時，重新開始剛結束的周期循環(huán)；15)停機本次試驗循環(huán)全部結束后，進行停機操作。
12.如權利要11所述的空間環(huán)境下諧波傳動機構自動測試方法，其中所述的試驗參數(shù)包括試驗環(huán)境的真空度和冷背景溫度、本次試驗循環(huán)的周期數(shù)、每一周期包含的工況數(shù)、 每一工況的試件目標溫度、目標轉速、目標加載力矩、每一工況的試驗持續(xù)時間、單一工況結束后的待機轉速和待機力矩。
13.如權利要11所述的空間環(huán)境下諧波傳動機構自動測試方法，其中所述的空間環(huán)境包括真空度和背景環(huán)境溫度。
14.如權利要11所述的空間環(huán)境下諧波傳動機構自動測試方法，其中所述的目標溫度判斷時可以存在試驗允許范圍內(nèi)的誤差。
15.如權利要11所述的空間環(huán)境下諧波傳動機構自動測試方法，其中所述的目標轉速判斷時可以存在試驗允許范圍內(nèi)的誤差。
16.如權利要11所述的空間環(huán)境下諧波傳動機構自動測試方法，其中所述的目標加載力矩判斷時可以存在試驗允許范圍內(nèi)的誤差。
17.如權利要11所述的空間環(huán)境下諧波傳動機構自動測試方法，其中所述的偏離目標參數(shù)包括試件溫度、試件轉速或者試件力矩偏移目標值。
18.如權利要11所述的空間環(huán)境下諧波傳動機構自動測試方法，其中所述的開始下一工況或重新開始本循環(huán)周期前，將試件狀態(tài)設置為由指令輸入單元(110)輸入的單一工況結束后的待機轉速和待機力矩。
19.如權利要11所述的空間環(huán)境下諧波傳動機構自動測試方法，其中所述的停機操作包括試件卸載和空間環(huán)境模擬設備停機。
全文摘要
本發(fā)明設計一種空間環(huán)境下諧波傳動機構自動測試系統(tǒng)與測試方法，所述系統(tǒng)包括控制端(100)和執(zhí)行端(200)，其中所述控制端(100)包括指令輸入單元(110)、決策單元(120)、第一通信單元(130)、數(shù)據(jù)處理單元(140)和狀態(tài)監(jiān)視單元(150)；所述執(zhí)行端(200)包括條件判斷單元(210)、執(zhí)行單元(220)、數(shù)據(jù)采集單元(230)和第二通信單元(240)；所述決策單元(120)包括運行判斷單元(121)、信息提示單元(122)、環(huán)境處理單元(123)、工況處理單元(124)、溫度處理單元(125)、轉速處理單元(126)和力矩處理單元(127)。本發(fā)明不但大大提高了測試系統(tǒng)的自動化程度和工作效率，同時最大程度的減少人為操作，降低了引入人為誤差的風險。
文檔編號G01M13/02GK102980764SQ201210498958
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權日2012年11月29日
發(fā)明者孫宇, 顧志飛, 李強, 董雷, 方嬿, 楊瑞洪, 王軍偉 申請人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所