专利名称：电机跳动检测装置及检测方法
技术领域：
本发明涉及一种检测装置及检测方法，尤指一种电机跳动检测装置及检测方法。
背景技术：
在现有技术中，电机跳动的检测是操作工在专用检具上插上电源转动转子后用千分表检测获得数据。由于电机的量比较大，电机跳动需要100%检测，操作工在长时间的检测中会经常出现测量误差。而且即使按着正常的方法进行测量也会造成测量误差，这个测量误差来源于输入电压，因为正常输入电压在13V，这个电压会使电机以4000-5000转/每分钟进行转动，这么高的转速很难固定电机，所以一般会采用低电压来降低转速来测试，这样就会或多或少的影响跳动测试；还有一个方面也影响到测量，就是千分表，因为千分表的压头压在轴端，这样可能减少了跳动幅度，进而影响跳动测试结果，测得的值通常比实际值

发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，而提供一种电机跳动检测装置及检测方法，实现了无接触式电机跳动检测以及正常工作电压下电机转子轴跳动稳定连续地检测， 具有操作合理、精度高、稳定性强、检测速度快、可被快速计量等优点。实现上述目的的技术方案是本发明的一种电机跳动检测装置，包括紧固于所述检测装置上的一光发射单元、一电机固定座、一光接收单元、一电机启动单元和一处理单元；其中所述光发射单元的发射口与所述光接收单元的接收口相对应， 所述电机固定座固定于所述光发射单元的发射口与所述光接收单元的接收口之间。上述光发射单元包括一或复数个发光二极管、以及依次在发射光光轴上排列的一散射模组和一准直仪镜头；所述光接收单元包括依次在所述发射光光轴上排列的一远心光学组件和一高速线性图像传感器，所述高速线性图像传感器连接所述处理单元。上述光接收单元进一步包括一位于所述发射光光轴且设于所述远心光学组件和高速线性图像传感器之间的分光器，和一位于所述分光器折射光光轴的影像传感器，所述影像传感器连接所述处理单元。上述处理单元包括依次通信连接的一模数转换器、一数字边缘检测处理器、一中央处理器、一存储器和一显示器，且所述模数转换器与所述存储器通信连接；所述模数转换器用于接收所述光接收单元的电信号并将所述电信号转换为数字信号；所述存储器用于存储数据；所述数字边缘检测处理器用于数据的数字边缘检测处理；所述中央处理器用于所述处理单元的功能控制以及数据的数值计算；所述显示器用于显示检测数据。上述电机固定座包括一箱体和一推板，所述推板与所述箱体的一侧面开口相配合，并与所述箱体活动连接，且所述推板外侧与一夹紧气缸的活塞杆垂直紧固连接；所述箱体的顶面形成一开口；所述电机启动单元包括一气缸支架；一电源接口气缸，所述电源接口气缸紧固于所述气缸支架上；一电源接口固定板，所述电源接口固定板垂直紧固于所述电源接口气缸的活塞杆上；一外部电源接口，所述外部电源接口固设于所述电源接口固定板上。本发明的一种电机跳动检测方法，包括以下步骤固定一待测电机于一光发射单元与一光接收单元之间；启动所述待测电机；所述光发射单元向所述电机的转子轴发射一束平行光，进而将所述电机的转子轴的影像投射至所述光接收单元；所述光接收单元接收所述待测电机转子轴的影像并将所述影像转换为电信号后传输至一处理单元；所述处理单元处理所述电信号并显示检测结果；所述固定一待测电机步骤进一步包括将一待测电机放入一电机固定座；调整所述待测电机的放置方向；接收到一触发信号后，一固定座气缸的活塞杆顶出，顶紧所述电机于固定座内；所述启动电机步骤进一步包括一电源接口气缸的活塞杆顶出并推动一电源接口固定板；所述电源接口固定板上的电源接口与所述电机的电源接口对接；电机启动。在上述光接收单元接收影像信息并向处理单元传输电信号的步骤中所述影像通过一远心光学组件后投射在一高速线性图像传感器上，所述高速线性图像传感器传输一第一电信号给处理单元。上述处理单元处理所述电信号并显示检测结果包括步骤通过一模数转换器将所述第一电信号转换成一第一数字信号；通过一数字边缘检测处理器对所述第一数字信号进行数字边缘检测处理后再由一中央处理器进行数值处理，获得检测数据；将所述检测数据存储于一存储器后发送给一显示器；显示器显示检测数据。上述影像通过一远心光学组件后被一分光器分别投射在所述高速线性图像传感器和一影像传感器上；所述影像传感器传输一第二电信号给处理单元；所述处理单元处理所述电信号并显示检测结果进一步包括步骤通过所述模数转换器将所述第二电信号转换成一第二数字信号；
将所述第二数字信号存储于所述存储器并发送给所述显示器；显示器显示电机转子轴跳动的影像。上述平行光通过所述光发射单元的一或复数个发光二极管发出辐射光并依次通过一散射模组和一准直仪镜头后获得。本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是光发射单元和光接收单元的采用实现了无接触式电机跳动检测；电机固定座、推板和固定座气缸的的配合实现了监测电机的有效可控固定；传感器实现了识别是否有电机的存在。一电源接口气缸、一电源接口固定板和电源接口气缸实现了可控制的电机通电启动。光栅的采用提高了测试的安全性，可实现安全自动检测。显示器用于显示检测数值和信息；报警器的采用提高了系统的安全性。本发明实现了无接触式电机跳动检测以及正常工作电压下电机转子轴跳动稳定连续地检测，具有操作合理、精度高、稳定性强的优点。


图1为本发明电机跳动检测装置及检测方法的系统结构示意图；图2为本发明电机跳动检测装置及检测方法的电机固定座和电机启动单元的结构示意图；图3为本发明电机跳动检测装置及检测方法的原理图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。请参阅图1、图3，本发明的一种电机跳动检测装置，包括紧固于检测装置上1的一光发射单元3、一电机固定座4、一光接收单元2、一电机启动单元5和一处理单元9 ；其中光发射单元3的发射口与光接收单元2的接收口相对应， 电机固定座4固定于光发射单元3的发射口与光接收单元2的接收口之间。光发射单元3 和光接收单元2分别通过一支架固定于检测装置1上。测量采用无接触式测量技术，依靠光发射单元3和光接收单元2来感应电机转子轴跳动，实现了无接触式电机跳动检测。检测装置1形成一操作窗口 11，一对光栅7紧固于操作窗口 11两侧边的外壁上。 光栅7的采用，实现了操作员把电机8装入电机固定座4，双手离开光栅7感应区域后设备启动的功能，提高了测试的安全性，可实现安全自动检测。请参阅图2，电机固定座4包括一箱体41和一位于箱体41内部的推板(图中未示出)，推板与箱体41的一侧面开口相配合，并与箱体41活动连接，且推板外侧与一固定座气缸6的活塞杆垂直紧固连接；箱体41的顶面形成一开口 42。电机固定座4还包括一传感器，传感器紧固于箱体41内。箱体1采用全包围形式加侧面固定座气缸6顶出固定，保证测量时的稳定性，同时实现了电机8的有效可控固定。测量时，将电机8自开口 42放入箱体41内，此时箱体41 内的传感器可识别电机8是否已安置到位，开口 42的形状决定电机8的放置方向。电机启动单元5包括一气缸支架51 ； —电源接口气缸52，电源接口气缸52紧固于气缸支架51上；一电源接口固定板53，电源接口固定板53垂直紧固于电源接口气缸52 的活塞杆上，在电源接口固定板53正对电机面上固设的一外部电源接口，且该外部电源接口的位置对应电机8上的电源接插件，通过电源接口气缸52推动外部电源接口连接电机8 上的电源接插件，整个电源的接插过程采用电源接口气缸52水平推进形式，这样可以最大限度的防止接插件的连接影响电机转子轴81的跳动。
一报警器紧固于检测装置1上，当转子轴的跳动值超过设定的范围时报警器报警，报警器的采用提高了系统的安全性。请参阅图3，光发射单元3包括一或复数个氮化镓(GaN)高亮度发光二极管31、以及依次在发射光光轴上排列的一散射模组32和一准直仪镜头33 ；散射模组32和准直仪镜头33的配合实现获得更为均勻的平行光。光接收单元2包括依次在发射光光轴上排列的一远心光学组件22和一高速线性图像传感器21 (高速线性(XD)，高速线性图像传感器21连接处理单元9。远心光学组件22 的采用实现了成像尺寸无畸变，实现了目标物尺寸规格可测量，大幅提高了测试的精度；高速线性图像传感器21实现了高速跳动转子轴的影像采集。光接收单元9进一步包括一位于发射光光轴且设于远心光学组件22和高速线性图像传感器21之间的分光器23，分光器23与发射光光轴成一固定夹角，在分光器23的折射光光轴上设置了一影像传感器对，影像传感器M采用CMOS影像传感器并连接处理单元 9。处理单元9包括依次通信连接的一模数转换器91、一数字边缘检测处理器92、一中央处理器93、一存储器94和一显示器95，且模数转换器91与存储器94通信连接；模数转换器91用于接收光接收单元2的电信号并将电信号转换为数字信号；存储器94用于存储数据；数字边缘检测处理器92用于数据的数字边缘检测处理；中央处理器93用于处理单元9的功能控制以及数据的数值计算；显示器95用于显示检测数据，检测数据包括检测数值和转子轴影像。请参阅图2、图3，当进行检测时，首先固定一待测电机8于一光发射单元3与一光接收单元之间2，包括将一待测电机8放入一电机固定座4，电机固定座4内的传感器判断电机8存在；调整待测电机8的放置方向；放置方向根据开口 42的形状调整；当接收到一触发信号后，该触发信号由操作员手移出检测设备，触发光栅7获得； 一固定座气缸6的活塞杆顶出，顶紧电机8于固定座内4，使得电机8在电机固定座4内可
靠固定。然后，一电源接口气缸5的活塞杆顶出并水平推动一电源接口固定板53 ；电源接口固定板53上的电源接口与电机8的电源接口对接；电机8启动。光发射单元3向光接收单元2和电机转子轴81发射平行光；平行光通过光发射单元3的一或复数个高亮度氮化镓发光二极管31发出辐射光并依次通过散射模组32和准直仪镜头33后获得。光接收单元2接收通过电机转子轴81的平行光形成的影像；该影像通过一远心光学组件22后被一分光器23分别投射在在高速线性图像传感器21 (高速线性(XD)以及影像传感器M (CMOS)上；之后，高速线性CXD和CMOS影像传感器M分别传输一第一电信号与一第二电信号给控制单元9 ；通过模数转换器91将第一电信号与第二电信号转换成一第一数字信号与一第二数字信号；
其中第一数字信号通过一数字边缘检测处理器92进行数字边缘检测处理后再由中央处理器93进行数值处理，获得最终的检测数据；将该检测数据存储于存储器94后发送给显示器95 ；同时，将第二数字信号存储于存储器94并发送给显示器95 ；显示器95显示测试检测数据和电机转子轴81跳动的影像。当转子轴的跳动值超过设定的范围时报警器报警。以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种电机跳动检测装置，其特征在于，包括紧固于所述检测装置上的一光发射单元、一电机固定座、一光接收单元、一电机启动单元和一处理单元；其中所述光发射单元的发射口与所述光接收单元的接收口相对应，所述电机固定座固定于所述光发射单元的发射口与所述光接收单元的接收口之间。
2.根据权利要求1所述的电机跳动检测装置，其特征在于，所述光发射单元包括一或复数个发光二极管、以及依次在发射光光轴上排列的一散射模组和一准直仪镜头；所述光接收单元包括依次在所述发射光光轴上排列的一远心光学组件和一高速线性图像传感器，所述高速线性图像传感器连接所述处理单元。
3.根据权利要求2所述的电机跳动检测装置，其特征在于，所述光接收单元进一步包括一位于所述发射光光轴且设于所述远心光学组件和高速线性图像传感器之间的分光器， 和一位于所述分光器折射光光轴的影像传感器，所述影像传感器连接所述处理单元。
4.根据权利要求2或3所述的电机跳动检测装置，其特征在于，所述处理单元包括依次通信连接的一模数转换器、一数字边缘检测处理器、一中央处理器、一存储器和一显示器， 且所述模数转换器与所述存储器通信连接；所述模数转换器用于接收所述光接收单元的电信号并将所述电信号转换为数字信号；所述存储器用于存储数据；所述数字边缘检测处理器用于数据的数字边缘检测处理；所述中央处理器用于所述处理单元的功能控制以及数据的数值计算；所述显示器用于显示检测数据。
5.根据权利要求1所述的电机跳动检测装置，其特征在于，所述电机固定座包括一箱体和一推板，所述推板与所述箱体的一侧面开口相配合，并与所述箱体活动连接，且所述推板外侧与一夹紧气缸的活塞杆垂直紧固连接；所述箱体的顶面形成一开口；所述电机启动单元包括 一气缸支架；一电源接口气缸，所述电源接口气缸紧固于所述气缸支架上； 一电源接口固定板，所述电源接口固定板垂直紧固于所述电源接口气缸的活塞杆上； 一外部电源接口，所述外部电源接口固设于所述电源接口固定板上。
6.一种电机跳动检测方法，其特征在于，包括如下步骤 固定一待测电机于一光发射单元与一光接收单元之间； 启动所述待测电机；所述光发射单元向所述电机的转子轴发射一束平行光，进而将所述电机的转子轴的影像投射至所述光接收单元；所述光接收单元接收所述待测电机转子轴的影像并将所述影像转换为电信号后传输至一处理单元；所述处理单元处理所述电信号并显示检测结果； 所述固定一待测电机步骤进一步包括 将一待测电机放入一电机固定座； 调整所述待测电机的放置方向；接收到一触发信号后，一固定座气缸的活塞杆顶出，顶紧所述电机于固定座内； 所述启动电机步骤进一步包括一电源接口气缸的活塞杆顶出并推动一电源接口固定板； 所述电源接口固定板上的电源接口与所述电机的电源接口对接； 电机启动。
7.根据权利要求6所述的电机跳动检测方法，其特征在于，在所述光接收单元接收影像信息并向处理单元传输电信号的步骤中所述影像通过一远心光学组件后投射在一高速线性图像传感器上，所述高速线性图像传感器传输一第一电信号给处理单元。
8.根据权利要求7所述的电机跳动检测方法，其特征在于，所述处理单元处理所述电信号并显示检测结果包括步骤通过一模数转换器将所述第一电信号转换成一第一数字信号； 通过一数字边缘检测处理器对所述第一数字信号进行数字边缘检测处理后再由一中央处理器进行数值处理，获得检测数据；将所述检测数据存储于一存储器后发送给一显示器； 显示器显示检测数据。
9.根据权利要求8所述的电机跳动检测方法，其特征在于，所述影像通过一远心光学组件后被一分光器分别投射在所述高速线性图像传感器和一影像传感器上；所述影像传感器传输一第二电信号给处理单元；所述处理单元处理所述电信号并显示检测结果进一步包括步骤 通过所述模数转换器将所述第二电信号转换成一第二数字信号； 将所述第二数字信号存储于所述存储器并发送给所述显示器； 显示器显示电机转子轴跳动的影像。
10.根据权利要求8或9所述的电机跳动检测方法，其特征在于，所述平行光通过所述光发射单元的一或复数个发光二极管发出辐射光并依次通过一散射模组和一准直仪镜头后获得。
全文摘要
本发明公开了一种电机跳动检测装置，包括紧固于所述检测装置上的一光发射单元、一电机固定座、一光接收单元、一电机启动单元和一处理单元；其中所述光发射单元的发射口与所述光接收单元的接收口相对应，所述电机固定座固定于所述光发射单元的发射口与所述光接收单元的接收口之间。由于采用了本发明的一种电机跳动检测装置，实现了无接触式电机跳动检测以及正常工作电压下电机转子轴跳动稳定连续地检测，具有操作合理、精度高、稳定性强的优点。
文档编号G01B11/00GK102410813SQ201110410930
公开日2012年4月11日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者刁明坤, 李贤龙, 糜震东, 金华峰, 陈钧尹, 韦青 申请人:上海博泽电机有限公司