CN103453969A - 一种太空质量测量仪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于太空环境使用的物体质量测量设备技术领域的一种太空质量测量仪。包括底座，底座两侧设置有支架，其特点是所述的底座两侧支架上设置有滑杆，托盘两端套设在滑杆上，托盘两端边缘下部设置有第二弹簧，电磁铁安装在底座上表面，电磁铁与设置在底座内的电路及显示模块相连，第二制动杆一端通过转轴安装在底座内，第二制动杆另一端伸出底座外部并通过第一弹簧与底座相连，第一连接杆一端固定在转轴上，第一连接杆与第一制动杆相连，第一制动杆与第二连接杆相连，第二连接杆安装在支架上。其采用了机械结构与电路相结合，能够很好的实现在太空环境中称实验中物品的质量，且该设备具有较高的精度，该系统结构简单，稳定可靠，扩展方便。

Description

一种太空质量测量仪
技术领域：
本发明涉及用于太空舱，太空飞船，太空实验室使用的物体质量测量设备技术领域，尤其涉及一种太空质量测量仪。
背景技术：
近年来，随着航空航天技术的发展，尤其是载人航天技术的快速发展，太空实验技术也得到了飞速的发展，美国以及我国都进行了太空授课等新型的授课方式，随着太空实验的进展，跟实验相关的质量测量仪也发挥着越来越重要的作用，在地球上测量质量用的仪器，在太空中无法使用，虽然美国与我国都进行了太空称重实验，我国太空称质量实验中，航天员也对我国称重仪器的工作原理进行了介绍，据了解我国航天称重用的设备是基于力与加速度的原理，美国的基于震动周期与质量关系的原理，现有的技术中虽然实现了太空称重等试验，但太空实验中还有更多的物品需要称质量，这些设备造价较高，不利于在太空中广泛推广。
发明内容：
本发明是对现有的技术的不足而提供的一种太空质量测量仪，从而有效解决了现有技术中的问题。
本发明解决其技术问题所采用的方案是：所述的一种太空质量测量仪，包括底座，底座两侧设置有支架，其特点是还包括有所述的底座两侧支架上设置有滑杆，托盘两端套设在滑杆上，托盘两端边缘下部设置有第二弹簧，第二弹簧对应设置在支架上的槽内并位于托盘与底座之间，物体通过束带固定在托盘上，电磁铁对应托盘安装在底座上表面，电磁铁与设置在底座内的电路及显示模块相连，底座上还设置有与电路及显示模块相连的按键，第二制动杆一端通过转轴安装在底座内，第二制动杆另一端伸出底座外部并通过第一弹簧与底座相连，第一连接杆一端固定在转轴上，第一连接杆另一端通过第一销轴与第一制动杆相连，第一制动杆与第二连接杆相连，第二连接杆通过第二销轴安装在支架上。
所述的滑杆通过螺钉固定安装在两侧支架上。
所述的第二弹簧上端通过螺钉与托盘底部固定相连，第二弹簧下端通过螺钉与底座固定相连，所述的转轴两端通过螺母安装在底座上。
所述的电路及显示模块包括单片机、光电传感器、电源模块和触摸屏模块，光电传感器安装在两侧支架上，单片机的TXD、RXD引脚与触摸屏模块的RXD、TXD引脚对应相连，光电传感器的数据端口与单片机的T1引脚相连，单片机和触摸屏模块的GND、VCC引脚对应相连并与电源模块的GND2、VCC2引脚对应相连，按键的一端连接在单片机的P1.0端口上，按键的另一端接GND，电磁铁的D0端口与单片机的P1.2引脚相连，电磁铁的A+、A-端口与电源模块的VCC1、GND1对应相连。
本发明通过上述技术方案，存在如下效果：所述的一种太空质量测量仪，利用弹簧振子震动周期与物体质量的关系，该仪器可以实现小物体质量的方便测量，采用了机械结构与电路相结合，能够很好的实现在太空环境中称实验中物品的质量，且该设备具有较高的精度，该系统结构简单，稳定可靠，扩展方便。
附图说明：
图1是本发明实施例的轴测结构原理示意图；
图2是本发明实施例的主视结构原理示意图；
图3是本发明实施例的图2中A-A处剖视结构原理图；
图4是本发明实施例的图2中电路及显示模块电路原理图。
图中所示：1、支架；2、托盘；3、滑杆；4、第一制动杆；5、第一销轴；6、第一连接杆；7、转轴；8、第二制动杆；9、光电传感器；10、第一弹簧；11、第二弹簧；12、第二销轴；13、第二连接杆；14、螺钉；15、按键；16、物体；17、束带；18、螺母；19、电磁铁；20、电路及显示模块；21、电源模块；22、触摸屏模块；23、单片机；24、底座。
具体实施方式
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述
如图1至4所示，所述的一种太空质量测量仪，包括底座24，底座24两侧设置有支架1，其特点是还包括有所述的底座24两侧支架1上设置有滑杆3，托盘2两端套设在滑杆3上，托盘2两端边缘下部设置有第二弹簧11，第二弹簧11对应设置在支架1上的槽内并位于托盘2与底座24之间，物体16通过束带17固定在托盘2上，电磁铁19对应托盘2安装在底座24上表面，电磁铁19与设置在底座24内的电路及显示模块20相连，底座24上还设置有与电路及显示模块20相连的按键15，第二制动杆8一端通过转轴7安装在底座24内，第二制动杆8另一端伸出底座24外部并通过第一弹簧10与底座24相连，第一连接杆6一端固定在转轴7上，第一连接杆6另一端通过第一销轴5与第一制动杆4相连，第一制动杆4与第二连接杆13相连，第二连接杆13通过第二销轴12安装在支架1上。
所述的滑杆3通过螺钉14固定安装在两侧支架1上。
所述的第二弹簧11上端通过螺钉与托盘2底部固定相连，第二弹簧11下端通过螺钉与底座24固定相连，所述的转轴7两端通过螺母18安装在底座24上。
所述的电路及显示模块20包括单片机23、光电传感器9、电源模块21和触摸屏模块22，光电传感器9安装在两侧支架1上，单片机23的TXD、RXD引脚与触摸屏模块22的RXD、TXD引脚对应相连，光电传感器9的数据端口与单片机的T1引脚相连，单片机23和触摸屏模块22的GND、VCC引脚对应相连并与电源模块21的GND2、VCC2引脚对应相连，按键15的一端连接在单片机23的P1.0端口上，按键15的另一端接GND，电磁铁19的D0端口与单片机23的P1.2引脚相连，电磁铁19的A+、A-端口与电源模块21的VCC1、GND1对应相连。
所述的一种太空质量测量仪，系统工作的时候将物体通过束带固定在托盘上，此时启动按键，电磁铁通电吸合，使得弹簧拉伸，经过一段延时后电磁铁断电，托盘在弹簧的带动下与弹簧振动，系统通过传感器监测弹簧的振动频率，通过质量计算修正公式，该装置既可以计算出待称物体的质量，并在触摸屏模块上显示出该物体的质量，公式中m为弹簧质量，M为称重物体的质量，ω测得弹簧的振动频率，k为弹簧的系数，此时即可以按下制动手杆，停止弹簧的振动，取下物体，完成一次测量，单片机通过光电传感器测得检测到的托盘运动情况，通过单片机内部的软件即可以停止本测量仪的质量计算功能，当需要测量其他物体的时候将物体通过束带固定在托盘上，启动按键即可以完成新的测量。

Claims (4)

1.一种太空质量测量仪，包括底座，底座两侧设置有支架，其特征是还包括有所述的底座两侧支架上设置有滑杆，托盘两端套设在滑杆上，托盘两端边缘下部设置有第二弹簧，第二弹簧对应设置在支架上的槽内并位于托盘与底座之间，物体通过束带固定在托盘上，电磁铁对应托盘安装在底座上表面，电磁铁与设置在底座内的电路及显示模块相连，底座上还设置有与电路及显示模块相连的按键，第二制动杆一端通过转轴安装在底座内，第二制动杆另一端伸出底座外部并通过第一弹簧与底座相连，第一连接杆一端固定在转轴上，第一连接杆另一端通过第一销轴与第一制动杆相连，第一制动杆与第二连接杆相连，第二连接杆通过第二销轴安装在支架上。
2.根据权利要求1所述的一种太空质量测量仪，其特征在于：所述的滑杆通过螺钉固定安装在两侧支架上。
3.根据权利要求1所述的一种太空质量测量仪，其特征在于：所述的第二弹簧上端通过螺钉与托盘底部固定相连，第二弹簧下端通过螺钉与底座固定相连，所述的转轴两端通过螺母安装在底座上。
4.根据权利要求1所述的一种太空质量测量仪，其特征在于：所述的电路及显示模块包括单片机、光电传感器、电源模块和触摸屏模块，光电传感器安装在两侧支架上，单片机的TXD、RXD引脚与触摸屏模块的RXD、TXD引脚对应相连，光电传感器的数据端口与单片机的T1引脚相连，单片机和触摸屏模块的GND、VCC引脚对应相连并与电源模块的GND2、VCC2引脚对应相连，按键的一端连接在单片机的P1.0端口上，按键的另一端接GND，电磁铁的D0端口与单片机的P1.2引脚相连，电磁铁的A+、A-端口与电源模块的VCC1、GND1对应相连。
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