一种基于伺服控制的自行车花鼓耐磨试验装置的制作方法

1.本实用新型属于自行车花鼓耐磨试验技术领域，具体涉及一种基于伺服控制的自行车花鼓耐磨试验装置。


背景技术：

2.花鼓，俗称“花鼓桶”，是轴外面的那个连接辐条的桶，通常又叫轴皮，根据条数的不同编排方式，一般有漫3、漫5的编法，花鼓有铁花鼓和铝花鼓，铁花鼓为一般家中骑行的自行车花鼓，铝花鼓一般为较为高档的花鼓，作为登山车，表演车，公路车等类型的花鼓。
3.自行车花鼓在使用过程中，受到不同的负重压力，导致花鼓处会有磨损，因此需要耐磨试验装置对自行车花鼓进行耐磨试验测试，以保障自行车花鼓的生产质量，现有的花鼓耐磨试验装置多是直接将自行车花鼓编圈安装到耐磨试验装置，且在试验过程中因轮圈大小及品质的差异，还有轮胎的品质，胎压的大小以至于不能精准控制自行车花鼓受到的摩擦压力和电机转速，影响自行车花鼓耐磨试验的准确性，为此我们提出一种基于伺服控制的自行车花鼓耐磨试验装置。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种基于伺服控制的自行车花鼓耐磨试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于伺服控制的自行车花鼓耐磨试验装置，包括花鼓耐磨试验工装和伺服控制系统，所述花鼓耐磨试验工装用于对自行车花鼓进行压力模拟耐磨试验，所述伺服控制系统用于控制所述花鼓耐磨试验工装的耐磨试验运行；
6.所述花鼓耐磨试验工装包括工装壳体以及安装在所述工装壳体上的花鼓安装机构、动力传动机构和压力模拟机构，所述花鼓安装机构用于安装自行车花鼓，所述动力传动机构用于驱动带动所述花鼓安装机构上的所述自行车花鼓转动，所述压力模拟机构用于对所述花鼓安装机构上的所述自行车花鼓进行压力模拟，并通过所述伺服控制系统对所述自行车花鼓施加不同的压力，以实现所述自行车花鼓模拟受到不同外界压力的耐磨试验。
7.优选的，所述花鼓安装机构安装在所述工装壳体的上端面，所述花鼓安装机构包括支撑板、花鼓安装轴和限位螺母；
8.所述支撑板设置有两个，两个所述支撑板对称设置在所述工装壳体的上端面，两个所述支撑板上均开设有用于所述花鼓安装轴转动的凹槽，所述花鼓安装轴的两端通过所述限位螺母分别安装在两个所述支撑板上的凹槽内，所述自行车花鼓通过锁紧螺栓安装在所述花鼓安装轴上。
9.优选的，所述动力传动机构包括正反转伺服电机、主动齿轮、从动齿轮和传动链条；
10.所述正反转伺服电机安装在所述工装壳体的内部，所述主动齿轮安装在所述正反
转伺服电机的输出轴上，所述从动齿轮安装在所述花鼓安装轴朝向所述正反转伺服电机的一端，所述主动齿轮和所述从动齿轮上下对齐分布，所述主动齿轮和所述从动齿轮之间通过所述传动链条传动连接。
11.优选的，所述工装壳体上对应所述传动链条的位置处开设有链条通口。
12.优选的，所述压力模拟机构包括支撑框板、伺服升降电机、升降螺杆、支撑座和压力转辊；
13.所述支撑框板安装在所述工装壳体内对应所述花鼓安装机构的位置处，所述伺服升降电机安装在所述支撑框板的底部，所述升降螺杆穿过所述支撑框板与所述伺服升降电机连接，所述支撑座安装在所述升降螺杆的上端，且所述支撑座设置在所述支撑框板的内部，所述压力转辊通过端轴和安装螺栓转动设置在所述支撑座上。
14.优选的，所述工装壳体上对应所述自行车花鼓的正下方开设有升降口，所述压力转辊穿过所述升降口上下移动。
15.优选的，所述支撑框板上开设有用于所述升降螺杆升降的开口。
16.优选的，所述伺服控制系统包括柜体以及设置在所述柜体内的微处理单元、存储单元和伺服电机控制单元；
17.所述升降螺杆和所述支撑座之间设置有压力传感器；
18.所述压力传感器和所述存储单元均与所述微处理单元通信连接，所述微处理单元和所述伺服电机控制单元通信连接，所述正反转伺服电机和所述伺服升降电机均与所述伺服电机控制单元连接；
19.所述存储单元用于存储控制所述正反转伺服电机和所述伺服升降电机的运行程序。
20.优选的，所述柜体上设置有显示单元和控制按键；
21.所述显示单元和所述控制按键均与所述微处理单元连接。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
23.1、本实用新型中伺服控制系统通过控制正反转伺服电机的转速和伺服升降电机对自行车花鼓施加不同的压力，以实现自行车花鼓模拟受到不同外界压力的耐磨试验，同时通过压力传感器检测到压力转辊和自行车花鼓之间的接触压力，从而精准控制正反转伺服电机和伺服升降电机的运行，可任意设定运行参数，大大提高装置运行过程中的试验准确性，保证自行车花鼓在耐磨试验中平稳、高效的运行；
24.2、同时本实用新型中的自行车花鼓耐磨试验装置直接将自行车花鼓安装到鼓安装轴上进行耐磨试验，不需要对自行车花鼓编圈再试验，大大缩短耐磨试验的时间，同时降低自行车花鼓耐磨试验测试过程中的试验成本，耐磨试验简单，方便操作。
附图说明
25.图1为本实用新型的立体结构示意图；
26.图2为本实用新型的花鼓耐磨试验工装的立体结构示意图；
27.图3为本实用新型的花鼓耐磨试验工装的剖视结构示意图；
28.图4为本实用新型的柜体的剖视结构示意图；
29.图5为本实用新型的控制系统原理示意图。
30.图中：1、花鼓耐磨试验工装；101、工装壳体；1011、链条通口；1012、升降口；102、花鼓安装机构；1021、支撑板；1022、花鼓安装轴；1023、限位螺母；1024、凹槽；1025、锁紧螺栓；103、动力传动机构；1031、正反转伺服电机；1032、主动齿轮；1033、从动齿轮；1034、传动链条；104、压力模拟机构；1041、支撑框板；1042、伺服升降电机；1043、升降螺杆；1044、支撑座；1045、压力转辊；1046、端轴；1047、安装螺栓；1048、开口；2、伺服控制系统；201、柜体；202、微处理单元；203、存储单元；204、伺服电机控制单元；205、显示单元；206、控制按键；3、自行车花鼓；4、压力传感器。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.请参阅图1-图5，本实用新型提供的基于伺服控制的自行车花鼓耐磨试验装置，包括花鼓耐磨试验工装1和伺服控制系统2，花鼓耐磨试验工装1用于对自行车花鼓3进行压力模拟耐磨试验，伺服控制系统2用于控制花鼓耐磨试验工装1的耐磨试验运行；
33.花鼓耐磨试验工装1包括工装壳体101以及安装在工装壳体101上的花鼓安装机构102、动力传动机构103和压力模拟机构104，花鼓安装机构102用于安装自行车花鼓3，花鼓安装机构102安装在工装壳体101的上端面，花鼓安装机构102包括支撑板1021、花鼓安装轴1022和限位螺母1023；支撑板1021设置有两个，两个支撑板1021对称设置在工装壳体101的上端面，两个支撑板1021上均开设有用于花鼓安装轴1022转动的凹槽1024，花鼓安装轴1022的两端通过限位螺母1023分别安装在两个支撑板1021上的凹槽1024内，自行车花鼓3通过锁紧螺栓1025安装在花鼓安装轴1022上；
34.动力传动机构103用于驱动带动花鼓安装机构102上的自行车花鼓3转动，动力传动机构103包括正反转伺服电机1031、主动齿轮1032、从动齿轮1033和传动链条1034；正反转伺服电机1031安装在工装壳体101的内部，主动齿轮1032安装在正反转伺服电机1031的输出轴上，从动齿轮1033安装在花鼓安装轴1022朝向正反转伺服电机1031的一端，主动齿轮1032和从动齿轮1033上下对齐分布，主动齿轮1032和从动齿轮1033之间通过传动链条1034传动连接，工装壳体101上对应传动链条1034的位置处开设有链条通口1011；
35.压力模拟机构104用于对花鼓安装机构102上的自行车花鼓3进行压力模拟，压力模拟机构104包括支撑框板1041、伺服升降电机1042、升降螺杆1043、支撑座1044和压力转辊1045；支撑框板1041安装在工装壳体101内对应花鼓安装机构102的位置处，伺服升降电机1042安装在支撑框板1041的底部，升降螺杆1043穿过支撑框板1041与伺服升降电机1042连接，支撑座1044安装在升降螺杆1043的上端，且支撑座1044设置在支撑框板1041的内部，压力转辊1045通过端轴1046和安装螺栓1047转动设置在支撑座1044上，工装壳体101上对应自行车花鼓3的正下方开设有升降口1012，压力转辊1045穿过升降口1012上下移动，支撑框板1041上开设有用于升降螺杆1043升降的开口1048；
36.并通过伺服控制系统2对自行车花鼓3施加不同的压力，以实现自行车花鼓3模拟受到不同外界压力的耐磨试验，伺服控制系统2包括柜体201以及设置在柜体201内的微处
理单元202、存储单元203和伺服电机控制单元204；升降螺杆1043和支撑座1044之间设置有压力传感器4；压力传感器4和存储单元203均与微处理单元202通信连接，微处理单元202和伺服电机控制单元204通信连接，正反转伺服电机1031和伺服升降电机1042均与伺服电机控制单元204连接；存储单元203用于存储控制正反转伺服电机1031和伺服升降电机1042的运行程序，柜体201上设置有显示单元205和控制按键206；显示单元205和控制按键206均与微处理单元202连接。
37.本实用新型中伺服控制系统2通过控制正反转伺服电机1031的转速和伺服升降电机1042对自行车花鼓3施加不同的压力，以实现自行车花鼓3模拟受到不同外界压力的耐磨试验，同时通过压力传感器4检测到压力转辊1045和自行车花鼓3之间的接触压力，从而精准控制正反转伺服电机1031和伺服升降电机1042的运行，可任意设定运行参数，大大提高装置运行过程中的试验准确性，保证自行车花鼓3在耐磨试验中平稳、高效的运行；
38.同时本实用新型中的自行车花鼓耐磨试验装置直接将自行车花鼓3安装到鼓安装轴1022上进行耐磨试验，不需要对自行车花鼓3编圈再试验，大大缩短耐磨试验的时间，同时降低自行车花鼓3耐磨试验测试过程中的试验成本，耐磨试验简单，方便操作。
39.自行车有很多用途，如越野车、公路跑车、表演车、沙滩车及童车等，而他们的用途不同，转速及负载有所不同，例如沙滩车及童车差异性就非常大，所以所测的耐磨条件必需有所不同，该自行车花鼓耐磨试验装置能够模拟不同场景条件下的各类自行车花鼓在骑行过程中受到的压力耐磨程度，以解决因自行车花鼓差异性和耐磨条件不同而导致不能精准检测耐磨性的问题，还有轮圈大小及商家的不同，以及轮圈编圈的不同，差异性非常大，轮胎的品质及胎压的大小，这些种种因素的存在就无法准确的测出花鼓的品质，本自行车花鼓耐磨试验装置排除了这些种种因素，不管转速的调整及负载的变动，此自行车花鼓耐磨试验装置都能精准的检测出来。
40.本实施例提供的基于伺服控制的自行车花鼓耐磨试验装置的使用方法，包括如下步骤：
41.a：使用时，将自行车花鼓3通过锁紧螺栓1025安装在花鼓安装轴1022上，然后将装有自行车花鼓3的花鼓安装轴1022通过限位螺母1023安装在支撑板1021上的凹槽1024内；
42.b：然后将装置接通电源，通过控制按键206将启动信号传输给微处理单元202，微处理单元202通过伺服电机控制单元204启动正反转伺服电机1031和伺服升降电机1042，然后通过存储在存储单元203内的运行程序控制正反转伺服电机1031和伺服升降电机1042的运行；
43.c：此时正反转伺服电机1031转动，带动正反转伺服电机1031输出轴上的主动齿轮1032转动，进而通过传动链条1034带动从动齿轮1033转动，进而带动花鼓安装轴1022上的自行车花鼓3开始转动；
44.d：同时伺服升降电机1042转动，通过与升降螺杆1043的啮合连接带动升降螺杆1043向上移动，进而带动支撑座1044上的压力转辊1045向上移动，使得压力转辊1045和自行车花鼓3接触转动；
45.e：接着压力传感器4开始检测到压力转辊1045和自行车花鼓3之间的接触压力信号，然后将该接触压力信号传输给微处理单元202，并通过微处理单元202处理后显示在显示单元205上，方便操作员查看，同时可通过控制按键206控制伺服升降电机1042的转动，进
而调节压力转辊1045和自行车花鼓3之间的接触压力，以实现自行车花鼓3模拟受到不同外界压力的耐磨试验。
46.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种基于伺服控制的自行车花鼓耐磨试验装置，其特征在于，包括花鼓耐磨试验工装（1）和伺服控制系统（2），所述花鼓耐磨试验工装（1）用于对自行车花鼓（3）进行压力模拟耐磨试验，所述伺服控制系统（2）用于控制所述花鼓耐磨试验工装（1）的耐磨试验运行；所述花鼓耐磨试验工装（1）包括工装壳体（101）以及安装在所述工装壳体（101）上的花鼓安装机构（102）、动力传动机构（103）和压力模拟机构（104），所述花鼓安装机构（102）用于安装自行车花鼓（3），所述动力传动机构（103）用于驱动带动所述花鼓安装机构（102）上的所述自行车花鼓（3）转动，所述压力模拟机构（104）用于对所述花鼓安装机构（102）上的所述自行车花鼓（3）进行压力模拟，并通过所述伺服控制系统（2）对所述自行车花鼓（3）施加不同的压力，以实现所述自行车花鼓（3）模拟受到不同外界压力的耐磨试验。2.根据权利要求1所述的一种基于伺服控制的自行车花鼓耐磨试验装置，其特征在于：所述花鼓安装机构（102）安装在所述工装壳体（101）的上端面，所述花鼓安装机构（102）包括支撑板（1021）、花鼓安装轴（1022）和限位螺母（1023）；所述支撑板（1021）设置有两个，两个所述支撑板（1021）对称设置在所述工装壳体（101）的上端面，两个所述支撑板（1021）上均开设有用于所述花鼓安装轴（1022）转动的凹槽（1024），所述花鼓安装轴（1022）的两端通过所述限位螺母（1023）分别安装在两个所述支撑板（1021）上的凹槽（1024）内，所述自行车花鼓（3）通过锁紧螺栓（1025）安装在所述花鼓安装轴（1022）上。3.根据权利要求2所述的一种基于伺服控制的自行车花鼓耐磨试验装置，其特征在于：所述动力传动机构（103）包括正反转伺服电机（1031）、主动齿轮（1032）、从动齿轮（1033）和传动链条（1034）；所述正反转伺服电机（1031）安装在所述工装壳体（101）的内部，所述主动齿轮（1032）安装在所述正反转伺服电机（1031）的输出轴上，所述从动齿轮（1033）安装在所述花鼓安装轴（1022）朝向所述正反转伺服电机（1031）的一端，所述主动齿轮（1032）和所述从动齿轮（1033）上下对齐分布，所述主动齿轮（1032）和所述从动齿轮（1033）之间通过所述传动链条（1034）传动连接。4.根据权利要求3所述的一种基于伺服控制的自行车花鼓耐磨试验装置，其特征在于：所述工装壳体（101）上对应所述传动链条（1034）的位置处开设有链条通口（1011）。5.根据权利要求4所述的一种基于伺服控制的自行车花鼓耐磨试验装置，其特征在于：所述压力模拟机构（104）包括支撑框板（1041）、伺服升降电机（1042）、升降螺杆（1043）、支撑座（1044）和压力转辊（1045）；所述支撑框板（1041）安装在所述工装壳体（101）内对应所述花鼓安装机构（102）的位置处，所述伺服升降电机（1042）安装在所述支撑框板（1041）的底部，所述升降螺杆（1043）穿过所述支撑框板（1041）与所述伺服升降电机（1042）连接，所述支撑座（1044）安装在所述升降螺杆（1043）的上端，且所述支撑座（1044）设置在所述支撑框板（1041）的内部，所述压力转辊（1045）通过端轴（1046）和安装螺栓（1047）转动设置在所述支撑座（1044）上。6.根据权利要求5所述的一种基于伺服控制的自行车花鼓耐磨试验装置，其特征在于：所述工装壳体（101）上对应所述自行车花鼓（3）的正下方开设有升降口（1012），所述压力转辊（1045）穿过所述升降口（1012）上下移动。7.根据权利要求6所述的一种基于伺服控制的自行车花鼓耐磨试验装置，其特征在于：
所述支撑框板（1041）上开设有用于所述升降螺杆（1043）升降的开口（1048）。8.根据权利要求7所述的一种基于伺服控制的自行车花鼓耐磨试验装置，其特征在于：所述伺服控制系统（2）包括柜体（201）以及设置在所述柜体（201）内的微处理单元（202）、存储单元（203）和伺服电机控制单元（204）；所述升降螺杆（1043）和所述支撑座（1044）之间设置有压力传感器（4）；所述压力传感器（4）和所述存储单元（203）均与所述微处理单元（202）通信连接，所述微处理单元（202）和所述伺服电机控制单元（204）通信连接，所述正反转伺服电机（1031）和所述伺服升降电机（1042）均与所述伺服电机控制单元（204）连接；所述存储单元（203）用于存储控制所述正反转伺服电机（1031）和所述伺服升降电机（1042）的运行程序。9.根据权利要求8所述的一种基于伺服控制的自行车花鼓耐磨试验装置，其特征在于：所述柜体（201）上设置有显示单元（205）和控制按键（206）；所述显示单元（205）和所述控制按键（206）均与所述微处理单元（202）连接。

技术总结
本实用新型公开了一种基于伺服控制的自行车花鼓耐磨试验装置，包括花鼓耐磨试验工装和伺服控制系统，花鼓耐磨试验工装包括工装壳体、花鼓安装机构、动力传动机构和压力模拟机构，压力模拟机构用于对花鼓安装机构上的自行车花鼓进行压力模拟，以实现自行车花鼓模拟受到不同外界压力的耐磨试验，本实用新型中伺服控制系统通过控制正反转伺服电机的转速和伺服升降电机对自行车花鼓施加不同的压力，通过压力传感器检测压力转辊和自行车花鼓之间的接触压力，从而精准控制正反转伺服电机和伺服升降电机的运行，可任意设定运行参数，提高自行车花鼓耐磨试验准确性，保证自行车花鼓在耐磨试验中平稳、高效的运行。高效的运行。高效的运行。


技术研发人员：萧裕峰 潘胜卿
受保护的技术使用者：雅瑟斯精密机械（江苏）有限公司
技术研发日：2023.02.15
技术公布日：2023/7/28