具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺及控制方法，包括設(shè)置在實驗臺框架上的驅(qū)動滾筒軸和從動滾筒軸，通過軸承分別設(shè)置在驅(qū)動滾筒軸和從動滾筒軸上的驅(qū)動滾筒和從動滾筒，環(huán)繞在驅(qū)動滾筒和從動滾筒上的傳送帶，所述的驅(qū)動滾筒軸兩端與實驗臺框架剛性連接，固設(shè)在實驗臺框架上的滾筒驅(qū)動電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與驅(qū)動滾筒驅(qū)動連接，在實驗臺框架兩側(cè)分別固設(shè)一套可沿傳送帶縱向移動的縱向?qū)蚺c張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，從動滾筒軸的兩端分別通過關(guān)節(jié)球軸承設(shè)置在縱向?qū)蚺c張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)軸承支座上。本試驗臺能夠保證輪胎高速實驗臺的在線跑偏糾正，具有結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小、布置方便、易控制等優(yōu)點。
【專利說明】具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于車用輪胎實驗測試設(shè)備，具體涉及一種具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺及控制方法，可用于解決帶式輪胎高速實驗臺在受到側(cè)向力時引起傳送帶跑偏的問題，保證其可靠穩(wěn)定地工作。
【背景技術(shù)】
[0002]在輪胎力學(xué)的理論研究和輪胎產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域都需要一種輪胎的高速實驗裝備來模擬輪胎的實際使用工況，測試輪胎的各種力學(xué)性能。以往的輪胎高速實驗臺多采用轉(zhuǎn)鼓來模擬路面，但由于轉(zhuǎn)鼓表面為曲面，所模擬的路面會與實際路面存在偏差。因此人們更傾向于使用傳送帶來模擬路面實現(xiàn)輪胎高速測試。但是，帶式輪胎高速實驗臺所需要解決的一個技術(shù)難題就是帶的跑偏糾正。輪胎在實驗測試中常會受到側(cè)向力(如側(cè)偏、側(cè)傾等工況)，此時輪胎也會給傳送帶一個反作用的側(cè)向力，這個力會使帶發(fā)生側(cè)向的偏移。當(dāng)側(cè)向力足夠大時，會使帶發(fā)生不可接受的側(cè)向偏移，甚至導(dǎo)致實驗臺的損壞。因此，要保證輪胎實驗臺的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要一個傳送帶跑偏的糾正裝置?，F(xiàn)有的傳送帶跑偏糾正裝置結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，成本較高，占用空間較大，難以布置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于為了克服現(xiàn)有帶式輪胎高速實驗臺的不足，提出一種具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺及控制方法，能夠保證輪胎高速實驗臺的在線跑偏糾正，具有結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小、布置方便、易控制等優(yōu)點。
[0004]本發(fā)明具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺，包括設(shè)置在實驗臺框架上的驅(qū)動滾筒軸和從動滾筒軸，通過軸承分別設(shè)置在驅(qū)動滾筒軸和從動滾筒軸上的驅(qū)動滾筒和從動滾筒，環(huán)繞在驅(qū)動滾筒和從動滾筒上的傳送帶，以上下位機(jī)模式構(gòu)成的控制系統(tǒng)；
[0005]所述的驅(qū)動滾筒軸兩端與實驗臺框架剛性連接，固設(shè)在實驗臺框架上的滾筒驅(qū)動電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與驅(qū)動滾筒驅(qū)動連接，在實驗臺框架兩側(cè)分別固設(shè)一套可沿傳送帶縱向移動的縱向?qū)蚺c張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述的從動滾筒軸的兩端分別通過關(guān)節(jié)球軸承設(shè)置在縱向?qū)蚺c張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)軸承支座上；
[0006]在所述的實驗臺框架上還固設(shè)一置于所述傳送帶的上環(huán)層底部的支撐底板，在受試輪胎下壓傳送帶時使傳送帶與支撐底板呈摩擦接觸；
[0007]在實驗臺框架的一側(cè)通過傳送帶速度傳感器支架設(shè)置有傳送帶滾動速度傳感器和光源；
[0008]傳送帶速度傳感器與所述控制系統(tǒng)下位機(jī)電腦通過通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)傳送帶縱向和側(cè)向速度的可控讀??；滾筒驅(qū)動電機(jī)控制器與下位機(jī)通過通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動控制和電機(jī)轉(zhuǎn)速的讀??；滾筒驅(qū)動電機(jī)控制器與滾筒驅(qū)動電機(jī)通過動力電纜和通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)控制器動力輸出到電機(jī)和電機(jī)轉(zhuǎn)速信號的回傳；兩套所述縱向?qū)蚺c張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)電機(jī)控制器分別與下位機(jī)電腦通過通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)調(diào)節(jié)電機(jī)的速度和電流(力矩)控制及調(diào)節(jié)電機(jī)速度的讀取；調(diào)節(jié)電機(jī)控制器與調(diào)節(jié)電機(jī)通過動力電纜和通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)調(diào)節(jié)電機(jī)控制器動力輸出和調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的反饋。
[0009]所述的從動滾筒軸的一端與該端上的關(guān)節(jié)球軸承中心孔緊配合連接，并由設(shè)置在從動滾筒軸該端上的卡簧和限位螺母限制關(guān)節(jié)球軸承與從動滾筒軸間的軸向移動；從動滾筒軸的另一端設(shè)置一與其呈滑配合的滑動軸承，該滑動軸承與該端上的關(guān)節(jié)球軸承中心孔緊配合連接，并由設(shè)置在滑動軸承兩端上的卡簧限制關(guān)節(jié)球軸承與滑動軸承間的軸向移動。
[0010]所述的滾筒驅(qū)動電機(jī)與驅(qū)動滾筒的傳動機(jī)構(gòu)包括:分別剛性連接在驅(qū)動電機(jī)的輸出軸上和驅(qū)動滾筒上的驅(qū)動同步輪和從動同步輪、與該兩同步輪通過其上的齒捏合連接而實現(xiàn)傳動的同步帶。
[0011]所述的固設(shè)在實驗臺框架兩側(cè)的縱向?qū)蚺c張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括:調(diào)節(jié)電機(jī)、通過兩絲桿軸承支座設(shè)置在實驗臺框架側(cè)面上的絲桿-絲桿螺母副、通過螺釘剛性連接在實驗臺框架側(cè)面上的兩平行的直線導(dǎo)軌、分別與兩平行的直線導(dǎo)軌滑配合的兩滑塊、關(guān)節(jié)軸承支座；所述調(diào)節(jié)電機(jī)通過連軸器與絲桿-絲桿螺母副的一端相連接，絲桿螺母通過絲桿螺母連接座固連在關(guān)節(jié)軸承支座上，所述的兩滑塊與關(guān)節(jié)軸承支座剛性連接。
[0012]本發(fā)明的控制系統(tǒng)采用上下位機(jī)模式。其中，傳送帶速度傳感器與下位機(jī)電腦通過通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)傳送帶縱向和側(cè)向速度的可控讀?。粷L筒驅(qū)動電機(jī)控制器與下位機(jī)通過通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動控制和電機(jī)轉(zhuǎn)速的讀??；滾筒驅(qū)動電機(jī)控制器與滾筒驅(qū)動電機(jī)通過動力電纜和通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)控制器動力輸出到電機(jī)和電機(jī)轉(zhuǎn)速信號的回傳；兩調(diào)節(jié)電機(jī)控制器與下位機(jī)電腦通過通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)調(diào)節(jié)電機(jī)的速度和電流(力矩)控制及調(diào)節(jié)電機(jī)速度的讀??；調(diào)節(jié)電機(jī)控制器與調(diào)節(jié)電機(jī)通過動力電纜和通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)調(diào)節(jié)電機(jī)控制器動力輸出和調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的反饋。
[0013]綜上，本發(fā)明可實現(xiàn)帶式輪胎高速實驗臺的糾偏，保證實驗臺的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時可使傳送帶保持合理的預(yù)緊力。
[0014]本發(fā)明具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺的控制方法，按以下步驟實現(xiàn):
[0015]速度控制:
[0016]a.設(shè)定需要模擬的輪胎的滾動速度，經(jīng)換算得出需要的目標(biāo)驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速；
[0017]b.通過上位機(jī)設(shè)定目標(biāo)驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速，上位機(jī)將指令經(jīng)數(shù)據(jù)線傳遞給下位機(jī)，下位機(jī)再將指令傳遞給驅(qū)動電機(jī)控制器；
[0018]c.驅(qū)動電機(jī)控制器將所需要的驅(qū)動電流經(jīng)動力電纜傳遞給驅(qū)動電機(jī)，使電機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速，電機(jī)的瞬時轉(zhuǎn)速經(jīng)其轉(zhuǎn)速傳感器反饋給下驅(qū)動電機(jī)控制器，控制器對電機(jī)速度進(jìn)行反饋控制調(diào)節(jié)。
[0019]用以上方法也可以控制實現(xiàn)指定的變速度連續(xù)控制功能。
[0020]張緊控制:
[0021]如圖1和圖4所示實現(xiàn)傳送帶的張緊程度的控制，步驟如下:
[0022]a.通過上位機(jī)設(shè)定使?jié)L筒達(dá)到制定速度；
[0023]b.此時傳送帶與滾筒間處于略松弛的狀態(tài)，使兩調(diào)節(jié)電機(jī)同步轉(zhuǎn)動，推動從動滾筒并張緊傳送帶；
[0024]c.通過傳送帶速度傳感器讀取傳送帶的縱向滾動線速度，同時將該速度與驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器測得的速度(換算為滾筒外圓的線速度)進(jìn)行比較，并將二者的差值反饋給下位機(jī)；
[0025]d.循環(huán)判斷傳送帶滾動直線速度和驅(qū)動滾筒外圓線速度之差，當(dāng)差值大于設(shè)定偏差時繼續(xù)由兩調(diào)節(jié)電機(jī)同步推動從動滾筒，當(dāng)差值小于設(shè)定偏差時，停止推動從動滾筒；
[0026]e.在上一步驟中同時由調(diào)節(jié)電機(jī)控制器監(jiān)測電機(jī)的工作電流，當(dāng)兩驅(qū)動電機(jī)的瞬時電流大于設(shè)定最大值時，應(yīng)停止推動滾筒，并適當(dāng)增加傳送帶滾動直線速度與驅(qū)動滾筒外圓線速度設(shè)定偏差，重復(fù)d步驟。
[0027]糾偏控制:
[0028]如圖1和圖5所示實現(xiàn)傳送帶側(cè)向偏移的糾正控制，具體步驟如下:
[0029]a.通過上位機(jī)設(shè)定使?jié)L筒達(dá)到指定速度；
[0030]b.此時滾筒與傳送帶處于適當(dāng)?shù)膹埦o狀態(tài)，當(dāng)有輪胎與傳送帶間的側(cè)向力后，傳送帶會產(chǎn)生側(cè)向偏移，該偏移通過傳送帶速度光流傳感器讀出，并反饋給下位機(jī)；
[0031]c.下位機(jī)判斷出傳送帶偏移的方向和大小后，通過兩個調(diào)節(jié)電機(jī)的差動輸入實現(xiàn)傳送帶側(cè)向偏移的糾正。具體為:當(dāng)傳送帶向下偏移時(如圖1和圖5位置)，驅(qū)動上方調(diào)節(jié)電機(jī)使上方絲桿-螺母副向右移動，并帶動滾筒上方向右偏移，同時和驅(qū)動電機(jī)的工作電流，當(dāng)傳送帶通過糾正回到初始側(cè)向位置后讀取傳送帶的縱向線速度，若其縱向速度有所降低，驅(qū)動上方調(diào)節(jié)電機(jī)使?jié)L筒上方向左移動，直到傳送帶縱向線速度恢復(fù)。當(dāng)傳送帶向上偏移時，采取同上方法驅(qū)動相應(yīng)調(diào)節(jié)電機(jī)實現(xiàn)偏移糾正。
[0032]本發(fā)明具有以下突出優(yōu)點:
[0033]I)本發(fā)明具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺，由兩個調(diào)節(jié)電機(jī)經(jīng)絲桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)同時實現(xiàn)滾筒的張緊與糾偏，其結(jié)構(gòu)簡單，易于布置，成本低，且效率高，好控制。
[0034]2)以往的帶式輪胎實驗臺的糾偏系統(tǒng)都為液壓作動，本發(fā)明的糾偏裝置所有作動和控制都實現(xiàn)了電氣化，系統(tǒng)調(diào)試和維護(hù)都較方便，控制性能更有保證，系統(tǒng)可靠性更高。
[0035]4)本發(fā)明應(yīng)用非接觸的光學(xué)傳感器測量傳送帶的側(cè)向偏移，與接觸式傳感器相比有更好的可靠性。
[0036]5)以往的帶式輪胎實驗臺的糾偏機(jī)構(gòu)作動方向與模擬路面垂直，當(dāng)側(cè)向力變化時，模擬路面會發(fā)生扭轉(zhuǎn)，無法保證模擬路面水平；本發(fā)明的糾偏裝置，其糾偏機(jī)構(gòu)的作動方向與模擬路面平行，保證了實驗輪胎滾動路面的水平。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺俯視圖；
[0038]圖2是具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺軸測圖；
[0039]圖3是具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺側(cè)視圖；
[0040]圖4是具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺滾筒張緊調(diào)節(jié)示意圖；
[0041]圖5是具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺糾偏調(diào)節(jié)示意圖；
[0042]圖6是具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺控制流程圖。
【具體實施方式】
[0043]以下結(jié)合附圖給出的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0044]實例I
[0045]參照圖1?3，一種具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺，包括:驅(qū)動滾筒1、驅(qū)動滾筒軸2、驅(qū)動滾筒軸承3、滾筒驅(qū)動電機(jī)4、驅(qū)動同步輪5、同步帶6、從動同步輪7、從動滾筒8、從動滾筒軸9、從動滾筒軸承10、關(guān)節(jié)球軸承U、滑動軸承12、卡簧13、限位螺母14、關(guān)節(jié)軸承支座15、直線導(dǎo)軌16、滑塊17、絲桿-絲桿螺母副18、絲桿螺母聯(lián)接座19、絲桿軸承支座20、連軸器21、帶減速器的調(diào)節(jié)電機(jī)22、傳送帶23、傳送帶滾動速度傳感器24、光源25、傳送帶速度傳感器支架26、實驗臺框架27、腳座28、支撐底板29。
[0046]如圖1所示，驅(qū)動滾筒I通過兩個驅(qū)動滾筒軸承3與驅(qū)動滾筒軸2連接，驅(qū)動滾筒軸2兩端與實驗臺框架27剛性連接，驅(qū)動同步輪5和從動同步輪7分別剛性連接在驅(qū)動電機(jī)4的輸出軸上和驅(qū)動滾筒I上，同步帶6與該兩同步輪通過其上的齒捏合連接并實現(xiàn)傳動，驅(qū)動電機(jī)4的轉(zhuǎn)矩由驅(qū)動同步輪5、同步帶6、從動同步輪7傳遞給驅(qū)動滾筒I，驅(qū)動電機(jī)4與實驗臺框架27通過螺栓剛性連接；
[0047]如圖2所示，傳送帶23由驅(qū)動滾筒I和從動滾筒8撐起，并與兩滾筒間摩擦接觸，驅(qū)動滾筒I的轉(zhuǎn)動力矩通過摩擦傳遞給傳送帶23，再由傳送帶傳遞給從動滾筒8。支撐底板29與實驗臺框架27剛性連接，并位于傳送帶23上環(huán)層的底部，試驗時輪胎受垂直載荷下壓傳送帶23，使傳送帶23與支撐底板29接觸，并由支撐底板承受輪胎的垂直載荷，傳送帶將與支撐底板摩擦接觸。
[0048]參照圖1至3，從動滾筒8通過兩個從動滾筒軸承10與從動滾筒軸9連接，從動滾筒軸9的一端與該端上的關(guān)節(jié)球軸承11中心孔緊配合連接，并由設(shè)置在從動滾筒軸9該端上的卡簧13和限位螺母14限制關(guān)節(jié)球軸承與從動滾筒軸間的軸向移動；從動滾筒軸9的另一端設(shè)置一與其呈滑配合的滑動軸承12，該滑動軸承12與該端上的關(guān)節(jié)球軸承11中心孔緊配合連接，并由設(shè)置在滑動軸承12兩端上的卡簧13限制關(guān)節(jié)球軸承11與滑動軸承12間的軸向移動。
[0049]在實驗臺框架27兩側(cè)分別固設(shè)一套可沿傳送帶23縱向移動的縱向?qū)蚺c張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，從動滾筒軸9的兩端分別通過關(guān)節(jié)球軸承11設(shè)置在縱向?qū)蚺c張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)軸承支座15上。
[0050]所述的縱向?qū)蚺c張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括:調(diào)節(jié)電機(jī)22、通過兩絲桿軸承支座20設(shè)置在實驗臺框架27側(cè)面上的絲桿-絲桿螺母副18、通過螺釘剛性連接在實驗臺框架27側(cè)面上的兩平行的直線導(dǎo)軌16、分別與兩平行的直線導(dǎo)軌16滑配合的兩滑塊17、關(guān)節(jié)軸承支座15 ;所述調(diào)節(jié)電機(jī)22通過連軸器21與絲桿-絲桿螺母副18的一端相連接，絲桿螺母通過絲桿螺母連接座19固連在關(guān)節(jié)軸承支座15上，所述的兩滑塊17與關(guān)節(jié)軸承支座15剛性連接。由此實現(xiàn)從動滾筒的縱向?qū)蜻\(yùn)動。
[0051]調(diào)節(jié)電機(jī)22的轉(zhuǎn)動通過連軸器21傳遞給絲桿-絲桿螺母副18，絲桿的轉(zhuǎn)動通過絲桿-絲桿螺母副變?yōu)橹本€移動，絲桿螺母的移動經(jīng)中間環(huán)節(jié)傳遞給滾筒實現(xiàn)其縱向移動，兩調(diào)節(jié)電機(jī)的同步同向轉(zhuǎn)動將實現(xiàn)從動滾筒8相對驅(qū)動滾筒I的平行移動調(diào)節(jié)，即張緊程度的調(diào)節(jié)，兩調(diào)節(jié)電機(jī)的異步(同向不同步，或反向)轉(zhuǎn)動可實現(xiàn)從動滾筒的角度調(diào)節(jié)。
[0052]四個腳座28與實驗臺框架27通過螺釘固聯(lián)，支撐實驗臺的主體質(zhì)量，并可調(diào)節(jié)實驗臺的水平姿態(tài)。
[0053]如圖6所示，本發(fā)明的控制系統(tǒng)采用上下位機(jī)模式。其中，傳送帶速度傳感器24與下位機(jī)電腦通過通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)傳送帶縱向和側(cè)向速度的可控讀取；滾筒驅(qū)動電機(jī)控制器與下位機(jī)通過通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動控制和電機(jī)轉(zhuǎn)速的讀??；滾筒驅(qū)動電機(jī)控制器與滾筒驅(qū)動電機(jī)4通過動力電纜和通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)控制器動力輸出到電機(jī)和電機(jī)轉(zhuǎn)速信號的回傳；兩調(diào)節(jié)電機(jī)控制器與下位機(jī)電腦通過通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)調(diào)節(jié)電機(jī)的速度和電流(力矩)控制及調(diào)節(jié)電機(jī)速度的讀??；調(diào)節(jié)電機(jī)控制器與調(diào)節(jié)電機(jī)22通過動力電纜和通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)調(diào)節(jié)電機(jī)控制器動力輸出和調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的反饋。
[0054]由此可見，發(fā)明可實現(xiàn)帶式輪胎高速實驗臺的糾偏，保證實驗臺的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時可使傳送帶保持合理的預(yù)緊力。
[0055]本發(fā)明具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺的控制方法如下:
[0056]速度控制:
[0057]a.設(shè)定需要模擬的輪胎的滾動速度，經(jīng)換算得出需要的目標(biāo)驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速；
[0058]b.通過上位機(jī)設(shè)定目標(biāo)驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速，上位機(jī)將指令經(jīng)數(shù)據(jù)線傳遞給下位機(jī)，下位機(jī)再將指令傳遞給驅(qū)動電機(jī)控制器；
[0059]c.驅(qū)動電機(jī)控制器將所需要的驅(qū)動電流經(jīng)動力電纜傳遞給驅(qū)動電機(jī)，使電機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速，電機(jī)的瞬時轉(zhuǎn)速經(jīng)其轉(zhuǎn)速傳感器反饋給下驅(qū)動電機(jī)控制器，控制器對電機(jī)速度進(jìn)行反饋控制調(diào)節(jié)。
[0060]用以上方法也可以控制實現(xiàn)指定的變速度連續(xù)控制功能。
[0061]張緊控制:
[0062]如圖1和圖4所示實現(xiàn)傳送帶的張緊程度的控制，步驟如下:
[0063]a.通過上位機(jī)設(shè)定使?jié)L筒達(dá)到制定速度；
[0064]b.此時傳送帶與滾筒間處于略松弛的狀態(tài)，使兩調(diào)節(jié)電機(jī)同步轉(zhuǎn)動，推動從動滾筒并張緊傳送帶；
[0065]c.通過傳送帶速度光流傳感器讀取傳送帶的縱向滾動線速度，同時將該速度與驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器測得的速度(換算為滾筒外圓的線速度)進(jìn)行比較，并將二者的差值反饋給下位機(jī)；
[0066]d.循環(huán)判斷傳送帶滾動直線速度和驅(qū)動滾筒外圓線速度之差，當(dāng)差值大于設(shè)定偏差時繼續(xù)由兩調(diào)節(jié)電機(jī)同步推動從動滾筒，當(dāng)差值小于設(shè)定偏差時，停止推動從動滾筒；
[0067]e.在上一步驟中同時由調(diào)節(jié)電機(jī)控制器監(jiān)測電機(jī)的工作電流，當(dāng)兩驅(qū)動電機(jī)的瞬時電流大于設(shè)定最大值時，應(yīng)停止推動滾筒，并適當(dāng)增加傳送帶滾動直線速度與驅(qū)動滾筒外圓線速度設(shè)定偏差，重復(fù)d步驟。
[0068]糾偏控制:
[0069]如圖1和圖5所示實現(xiàn)傳送帶側(cè)向偏移的糾正控制，具體步驟如下:
[0070]a.通過上位機(jī)設(shè)定使?jié)L筒達(dá)到制定速度；
[0071]b.此時滾筒與傳送帶處于適當(dāng)?shù)膹埦o狀態(tài)，當(dāng)有輪胎與傳送帶間的側(cè)向力后，傳送帶會產(chǎn)生側(cè)向偏移，該偏移通過傳送帶速度光流傳感器讀出，并反饋給下位機(jī)；
[0072]c.下位機(jī)判斷出傳送帶偏移的方向和大小后，通過兩個調(diào)節(jié)電機(jī)的差動輸入實現(xiàn)傳送帶側(cè)向偏移的糾正。具體為:當(dāng)傳送帶向下偏移時(如圖1和圖5位置)，驅(qū)動上方調(diào)節(jié)電機(jī)使上方絲桿-螺母副向右移動，并帶動滾筒上方向右偏移，同時和驅(qū)動電機(jī)的工作電流，當(dāng)傳送帶通過糾正回到初始側(cè)向位置后讀取傳送帶的縱向線速度，若其縱向速度有所降低，驅(qū)動上方調(diào)節(jié)電機(jī)使?jié)L筒上方向左移動，直到傳送帶縱向線速度恢復(fù)。當(dāng)傳送帶向上偏移時，采取同上方法驅(qū)動相應(yīng)調(diào)節(jié)電機(jī)實現(xiàn)偏移糾正。
【權(quán)利要求】
1.一種具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺，包括設(shè)置在實驗臺框架(27)上的驅(qū)動滾筒軸(2 )和從動滾筒軸(9 )，通過驅(qū)動滾筒軸承(3 )和從動滾筒軸承(10 )分別設(shè)置在驅(qū)動滾筒軸(2)和從動滾筒軸(9)上的驅(qū)動滾筒(I)和從動滾筒(8)，環(huán)繞在驅(qū)動滾筒(I)和從動滾筒(8)上的傳送帶(23)，以上下位機(jī)模式構(gòu)成的控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述的驅(qū)動滾筒軸(2)兩端與實驗臺框架(27)剛性連接，固設(shè)在實驗臺框架(27)上的滾筒驅(qū)動電機(jī)(4)通過傳動機(jī)構(gòu)與驅(qū)動滾筒(1)驅(qū)動連接，在實驗臺框架(27)兩側(cè)分別固設(shè)一套可沿傳送帶(23)縱向移動的縱向?qū)蚺c張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述的從動滾筒軸(9)的兩端分別通過關(guān)節(jié)球軸承(11)設(shè)置在縱向?qū)蚺c張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)軸承支座(15)上； 在所述的實驗臺框架(27)上還固設(shè)一置于所述傳送帶(23)的上環(huán)層底部的支撐底板(29),在受試輪胎下壓傳送帶(23)時使傳送帶(23)與支撐底板(29)呈摩擦接觸； 在實驗臺框架(27)的一側(cè)通過傳送帶速度傳感器支架(26)設(shè)置有傳送帶滾動速度傳感器(24)和光源(25)； 傳送帶速度傳感器(24 )與所述控制系統(tǒng)下位機(jī)電腦通過通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)傳送帶縱向和側(cè)向速度的可控讀??；滾筒驅(qū)動電機(jī)控制器與下位機(jī)通過通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動控制和電機(jī)轉(zhuǎn)速的讀??；滾筒驅(qū)動電機(jī)控制器與滾筒驅(qū)動電機(jī)(4)通過動力電纜和通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)控制器動力輸出到電機(jī)和電機(jī)轉(zhuǎn)速信號的回傳；兩套所述縱向?qū)蚺c張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)電機(jī)控制器分別與下位機(jī)電腦通過通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)調(diào)節(jié)電機(jī)的速度和電流(力矩)控制及調(diào)節(jié)電機(jī)速度的讀??；調(diào)節(jié)電機(jī)控制器與調(diào)節(jié)電機(jī)通過動力電纜和通訊數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)調(diào)節(jié)電機(jī)控制器動力輸出和調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的反饋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺，其特征在于，所述的從動滾筒軸(9)的一端與該端上的關(guān)節(jié)球軸承(11)中心孔緊配合連接，并由設(shè)置在從動滾筒軸(9)該端上的卡簧(13)和限位螺母(14)限制關(guān)節(jié)球軸承與從動滾筒軸間的軸向移動；從動滾筒軸(9)的另一端設(shè)置一與其呈滑配合的滑動軸承(12)，該滑動軸承(12)與該端上的關(guān)節(jié)球軸承(11)中心孔緊配合連接，并由設(shè)置在滑動軸承(12)兩端上的卡簧(13)限制關(guān)節(jié)球軸承(11)與滑動軸承(12 )間的軸向移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺，其特征在于，所述的滾筒驅(qū)動電機(jī)(4)與驅(qū)動滾筒(I)的傳動機(jī)構(gòu)包括:分別剛性連接在驅(qū)動電機(jī)(4)的輸出軸上和驅(qū)動滾筒(1)上的驅(qū)動同步輪(5)和從動同步輪(7)、與該兩同步輪通過其上的齒捏合連接而實現(xiàn)傳動的同步帶(6 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺，其特征在于，所述的固設(shè)在實驗臺框架(27)兩側(cè)的縱向?qū)蚺c張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括:調(diào)節(jié)電機(jī)(22)、通過兩絲桿軸承支座(20)設(shè)置在實驗臺框架(27)側(cè)面上的絲桿-絲桿螺母副(18)、通過螺釘剛性連接在實驗臺框架(27)側(cè)面上的兩平行的直線導(dǎo)軌(16)、分別與兩平行的直線導(dǎo)軌(16)滑配合的兩滑塊(17)、關(guān)節(jié)軸承支座(15);所述調(diào)節(jié)電機(jī)(22)通過連軸器(21)與絲桿-絲桿螺母副(18)的一端相連接，絲桿螺母通過絲桿螺母連接座(19)固連在關(guān)節(jié)軸承支座(15)上，所述的兩滑塊(17)與關(guān)節(jié)軸承支座(15)剛性連接。
5.權(quán)利要求1所述的具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺的速度控制方法，其特征在于包括以下步驟: a.設(shè)定需要模擬的輪 胎的滾動速度，經(jīng)換算得出需要的目標(biāo)驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速；b.通過上位機(jī)設(shè)定目標(biāo)驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速，上位機(jī)將指令經(jīng)數(shù)據(jù)線傳遞給下位機(jī)，下位機(jī)再將指令傳遞給驅(qū)動電機(jī)控制器； c.驅(qū)動電機(jī)控制器將所需要的驅(qū)動電流經(jīng)動力電纜傳遞給驅(qū)動電機(jī)，使電機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速，電機(jī)的瞬時轉(zhuǎn)速經(jīng)其轉(zhuǎn)速傳感器反饋給下驅(qū)動電機(jī)控制器，控制器對電機(jī)速度進(jìn)行反饋控制調(diào)節(jié)。
6.權(quán)利要求1所述的具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺的張緊控制方法，其特征在于包括以下步驟: a.通過上位機(jī)設(shè)定使?jié)L筒達(dá)到制定速度； b.此時傳送帶與滾筒間處于略松弛的狀態(tài)，使兩調(diào)節(jié)電機(jī)同步轉(zhuǎn)動，推動從動滾筒并張緊傳送帶； c.通過傳送帶速度傳感器讀取傳送帶的縱向滾動線速度，同時將該速度與驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器測得的速度(換算為滾筒外圓的線速度)進(jìn)行比較，并將二者的差值反饋給下位機(jī)； d.循環(huán)判斷傳送帶滾動直線速度和驅(qū)動滾筒外圓線速度之差，當(dāng)差值大于設(shè)定偏差時繼續(xù)由兩調(diào)節(jié)電機(jī)同步推動從動滾筒，當(dāng)差值小于設(shè)定偏差時，停止推動從動滾筒； e.在上一步驟中同時由調(diào)節(jié)電機(jī)控制器監(jiān)測電機(jī)的工作電流，當(dāng)兩驅(qū)動電機(jī)的瞬時電流大于設(shè)定最大值時，應(yīng)停止推動滾筒，并適當(dāng)增加傳送帶滾動直線速度與驅(qū)動滾筒外圓線速度設(shè)定偏差，重復(fù)步驟(d)。
7.權(quán)利要求1所述的具有糾偏功能的帶式輪胎高速實驗臺的糾偏控制方法，其特征在于包括以下步驟: a.通過上位機(jī)設(shè)定使?jié)L筒達(dá)到指定速度； b.此時滾筒與傳送帶處于適當(dāng)?shù)膹埦o狀態(tài)，當(dāng)有輪胎與傳送帶間的側(cè)向力后，傳送帶會產(chǎn)生側(cè)向偏移，該偏移通過傳送帶速度光流傳感器讀出，并反饋給下位機(jī)； c.下位機(jī)判斷出傳送帶偏移的方向和大小后，通過兩個調(diào)節(jié)電機(jī)的差動輸入實現(xiàn)傳送帶側(cè)向偏移的糾正。具體為:當(dāng)傳送帶向下偏移時，驅(qū)動上方調(diào)節(jié)電機(jī)使上方絲桿-螺母副向右移動，并帶動滾筒上方向右偏移，同時和驅(qū)動電機(jī)的工作電流，當(dāng)傳送帶通過糾正回到初始側(cè)向位置后讀取傳送帶的縱向線速度，若其縱向速度有所降低，驅(qū)動上方調(diào)節(jié)電機(jī)使?jié)L筒上方向左移動，直到傳送帶縱向線速度恢復(fù)。當(dāng)傳送帶向上偏移時，采取同上方法驅(qū)動相應(yīng)調(diào)節(jié)電機(jī)實現(xiàn)偏移糾正。
【文檔編號】G05D3/12GK103926090SQ201410155175
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】莊曄, 祁祥, 王楊, 郭明超 申請人:吉林大學(xué)