CN108387950A - 地磁传感器校准与测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种地磁传感器校准与测试装置，包括测试工作台、电气控制模块、电机驱动模块以及执行模块；电机驱动模块包括步进电机、第一同步带轮、第二同步带轮，以及主轴；步进电机通过第一同步带轮、第二同步带轮将产生的动力传递至主轴上；执行模块包括外旋转框架、内旋转框架、从动轴、一级、二级、三级增速装置；从动轴用于带动外旋转框架旋转，并通过一级增速装置、二级增速装置、三级增速装置带动内旋转框架旋转；在内旋转框架上设置有产品定位装置，待测试传感器限位固定在产品定位装置中。本发明能够通过校准与测试提高地磁传感器本身的稳定性和准确性，对功能和性能不达标的产品进行拦截，保证产品性能和质量符合生产需求。

Description

地磁传感器校准与测试装置

技术领域

本发明涉及电子产品生产制造技术领域，更为具体地，涉及一种地磁传感器校准与测试装置。

背景技术

随着电子技术的发展，各种类型的传感器已并被广泛的应用到各类可穿戴设备、虚拟现实设备及无人机中。例如，地磁传感器被广泛的应用在各种游戏手柄中，具有感知用户运动和获取游戏手柄方位的功能。

目前，针对地磁传感器的校准，主要包括校准偏差和尺度。在理想的情况下，三轴磁场的空间表现为正球体，但是传感器的读数会因为各种原因存在一定的偏差，导致磁场偏向比较多。因而，需要通过校准的方式，将地磁传感器的读数限定在有效的测量范围内，并计算测量的尺度偏差，使其符合磁场方向和强度的输出。

为此，需要设计一款地磁传感器校准与测试装置，实现地磁传感器在空间各方向上的转动，使产品的测量值组成的空间几何结构形成一个圆球，达到对产品进行精确校准和测试的目的。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种地磁传感器校准与测试装置，以解决目前地磁传感器精度低，影响产品使用性能及质量的问题。

本发明提供的地磁传感器校准与测试装置，包括测试工作台、设置在测试工作台内的电气控制模块、电机驱动模块以及执行模块；其中，电气控制模块用于控制电机驱动模块以及执行模块动作；电机驱动模块包括步进电机、与步进电机通过减速机连接的第一同步带轮、与第一同步带轮通过同步带连接的第二同步带轮，以及设置在第二同步带轮上的主轴；步进电机通过第一同步带轮、第二同步带轮将产生的动力传递至主轴上；执行模块包括外旋转框架、内旋转框架、与主轴连接的从动轴、与从动轴连接的一级增速装置、与一级增速装置连接的二级增速装置，以及与二级增速装置连接三级增速装置；从动轴用于带动外旋转框架旋转，并通过一级增速装置、二级增速装置、三级增速装置带动内旋转框架旋转；在内旋转框架上设置有产品定位装置，待测试传感器限位固定在产品定位装置中。

此外，优选的方案是，一级增速装置包括与从动轴连接的第一圆柱齿轮以及与第一圆柱齿轮相啮合的第二圆柱齿轮；其中，在第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮之间设置有传递圆柱齿轮。

此外，优选的方案是，第一圆柱齿轮的基圆直径值大于第二圆柱齿轮的基圆直径值。

此外，优选的方案是，二级增速装置包括与第二圆柱齿轮连接的第一圆锥齿轮以及与第一圆锥齿轮垂直啮合的第二圆锥齿轮。

此外，优选的方案是，第一圆锥齿轮与第二圆锥齿轮的中轴线方向相互垂直。

此外，优选的方案是，三级增速装置包括与第二圆锥齿轮连接的第三同步带轮以及通过同步带与第三同步带轮连接的第四同步带轮；第四同步带轮与内旋转框架固定连接。

此外，优选的方案是，还包括固定在外旋转框架上的刹车模块；其中，刹车模块包括设置在第四同步带轮外侧的刹车气缸以及与刹车气缸连接的刹车盘；其中，刹车气缸用于控制刹车盘对第一同步带轮进行刹停。

此外，优选的方案是，在测试工作台内设置有相互垂直的竖直轴和水平轴；外旋转框架绕竖直轴旋转，内旋转框架绕水平轴旋转。

此外，优选的方案是，内旋转框架设置在外旋转框架的内侧壁的中间位置，外旋转框架的旋转方向与内旋转框架的旋转方向相互垂直。

此外，优选的方案是，产品定位装置包括固定在内旋转框架中心位置的产品定位座以及设置在产品定位座上方的产品压盖；待测试传感器限位固定在产品定位座与产品压盖之间。

利用上述地磁传感器校准与测试装置，通过电气控制模块控制电机驱动模块动作，进而通过电机驱动模块驱动执行模块中的内旋转框架和外旋转框架同时向不同方向旋转，实现待测试产品或者待测试传感器在空间各方向上的转动，使产品的测量值组成的空间几何结构形成一个圆球，达到对产品进行精确校准和测试的目的。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的地磁传感器校准与测试装置立体结构示意图；

图2为根据本发明实施例的地磁传感器校准与测试装置内部结构示意图；

图3为根据本发明实施例的电机驱动模块的立体结构示意图；

图4为根据本发明实施例的电机驱动模块的侧视图；

图5为根据本发明实施例的执行模块的立体结构示意图；

图6为根据本发明实施例的执行模块的侧视图；

图7为根据本发明实施例的执行模块的主视图。

其中的附图标记包括：测试工作台1、测试防护罩2、电气控制模块3、电机驱动模块3’、执行模块3”、步进电机4、减速机5、第一同步带轮6、同步带7、第二同步带轮8、主轴9、第三同步带轮10、涨紧轮11、同步带12、第四同步带轮13、从动轴14、第一圆柱齿轮15、第二圆柱齿轮16、传递圆柱齿轮17、刹车气缸18、刹车盘19、第一圆锥齿轮20、第二圆锥齿轮21、内旋转框架22、产品定位座23、产品压盖24、外旋转框架25、竖直轴26、水平轴27。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

为详细描述本发明提供的地磁传感器校准与测试装置结构，以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

图1和图2分别示出了根据本发明实施例的地磁传感器校准与测试装置的立体结构和内部结构。

如图1和图2共同所示，本发明实施例的地磁传感器校准与测试装置，包括测试工作台1、设置在测试工作台1内的电气控制模块3、电机驱动模块3’以及执行模块3”；其中，电气控制模块3用于控制电机驱动模块3’以及执行模块3”动作；电机驱动模块3’包括步进电机、与步进电机通过减速机连接的第一同步带轮、与第一同步带轮通过同步带连接的第二同步带轮，以及设置在第二同步带轮上的主轴；步进电机通过第一同步带轮、第二同步带轮将产生的动力传递至主轴上；执行模块3”包括外旋转框架、内旋转框架、与主轴连接的从动轴、与从动轴连接的一级增速装置、与一级增速装置连接的二级增速装置，以及与二级增速装置连接三级增速装置；从动轴用于带动外旋转框架旋转，并通过一级增速装置、二级增速装置、三级增速装置带动内旋转框架旋转；在内旋转框架上设置有产品定位装置，待测试传感器限位固定在产品定位装置中。

其中，电气控制模块3与电机驱动模块3’连接，电气控制模块3主要是控制校准与测试装置(地磁传感器校准与测试装置，下同)按照预先设定的动作运行，电机驱动模块3’给测试装置提供原始动力并将该动力传递至执行模块3”，执行模块3”是整个校准与测试装置的核心，能够实现待测试传感器在空间各方向的旋转，达到对产品校准和测试的目的。

具体地，图3和图4分别示出了根据本发明实施例的电机驱动模块的立体结构和侧视结构。

结合图1至图4共同所示，本发明实施例的电机驱动模块3’，包括步进电机4、与步进电机4通过减速机5连接的第一同步带轮6、与第一同步带轮6通过同步带7连接的第二同步带轮8，以及设置在第二同步带轮8上的主轴9；步进电机4通过第一同步带轮6、第二同步带轮8将产生的动力传递至主轴9上，主轴9进一步与执行模块3”连接。

其中，第一同步带轮6的直径值小于第二同步带轮8的直径值，即第一同步带轮6为小同步带轮，第二同步带轮8为大同步带轮；步进电机4为整个测试装置提供旋转动力，减速机5主要起到传递动力的作用，将步进电机4动力传递至主轴9，使主轴9对外输出旋转力矩。

图5至图7分别从不同角度示出了根据本发明实施例的执行模块的立体结构、侧视结构和主视结构。

结合图1至图7共同所示，本发明实施例的执行模块3”，包括外旋转框架25、位于外旋转框架25内部的内旋转框架22、与主轴9和外旋转框架25同时连接的从动轴14、与从动轴14连接的一级增速装置、与一级增速装置连接的二级增速装置，以及与二级增速装置连接三级增速装置；从动轴14用于带动外旋转框架25旋转，并通过一级增速装置、二级增速装置、三级增速装置带动内旋转框架22旋转。

其中，一级增速装置包括与从动轴14连接的第一圆柱齿轮15以及与第一圆柱齿轮15相啮合的第二圆柱齿轮16；其中，在第一圆柱齿轮15和第二圆柱齿轮16之间设置有传递圆柱齿轮17。

在本发明的一个具体实施方式中，第一圆柱齿轮15的基圆直径值大于第二圆柱齿轮16的基圆直径值，即第一圆柱齿轮15为大圆柱齿轮，第二圆柱齿轮16为小圆柱齿轮，在第一圆柱齿轮15和第二圆柱齿轮16之间还设置有传递圆柱齿轮17，传递圆柱齿轮17分别与第一圆柱齿轮15和第二圆柱齿轮16相啮合。

其中，二级增速装置包括与第二圆柱齿轮16连接的第一圆锥齿轮20以及与第一圆锥齿轮20垂直啮合的第二圆锥齿轮21；其中，第二圆柱齿轮16的旋转能够带动与其连接的第一圆锥齿轮20旋转，进而通过第一圆锥齿轮20将动力传递至第二圆锥齿轮21，此外，第一圆锥齿轮20与第二圆锥齿轮21的中轴线方向相互垂直，实现旋转力矩方向的改变。

其中，三级增速装置包括与第二圆锥齿轮21连接的第三同步带轮10以及通过同步带12与第三同步带轮10连接的第四同步带轮13；同时，第四同步带轮13与内旋转框架22固定连接，通过第四同步带轮13带动内旋转框架22在外旋转框架25内旋转。

此外，在同步带12处还设置有至少一个涨紧轮11，涨紧轮11能够根据同步带12的松紧程度，自动调整其涨紧力，使传动稳定安全可靠。

需要说明的是，在本发明实施例的地磁传感器校准与测试装置中，在测试工作台1内设置有相互垂直的竖直轴26和水平轴27；外旋转框架25的两端分别限位在竖直轴26上，并可绕竖直轴26旋转，水平轴27设置在外旋转框架25的中间位置，内旋转框架22的两端分别限位在外旋转框架25的内侧壁上，并可绕水平轴27旋转。

换言之，内旋转框架22设置在外旋转框架25的内侧壁的中间位置，外旋转框架25的旋转方向与内旋转框架22的旋转方向相互垂直，从动轴14带动外旋转框架25旋转，外旋转框架25通过一级增速装置、二级增速装置和三级增速装置将旋转力矩传递至内旋转框架22上，内旋转框架22和外旋转框架25同时旋转，能够使得待测试产品的运动轨迹呈球形，外部测试系统的采样点都落在球形的表面上，以达到对地磁传感器的校准与测试。

在本发明的一个具体实施方式中，产品定位装置包括固定在内旋转框架22中心位置的产品定位座23以及设置在产品定位座23上方的产品压盖24；待测试传感器限位固定在产品定位座23与产品压盖24之间。其中，产品定位座23的结构与待测试传感器的结构相适配。

为方便对待测试传感器的上下料作业，本发明实施例的校准与测试装置，还设置有固定在外旋转框架25上的刹车模块；其中，刹车模块进一步包括设置在第四同步带轮13外侧的刹车气缸18以及与刹车气缸18连接的刹车盘19；其中，当测试装置需要停止运转时，刹车气缸18用于控制刹车盘19对第一同步带轮6进行刹停，可以保证内旋转框架22和外旋转框架25平稳停止旋转，并保持位置固定不动。

需要说明的是，本发明实施例的地磁传感器校准与测试装置，在测试工作台1外侧还套设有测试防护罩2；其中，测试工作台1作为测试装置的主体，承载和固定电气控制模块3、电机驱动模块3’以及执行模块3”等，测试防护罩2将电气控制模块3、电机驱动模块3’以及执行模块3’与外界进行隔离，主要起到安全防护的作用。

通过上述实施方式可知，本发明提供的地磁传感器校准与测试装置，结构紧凑、成本低、操作方便。产品检测效率高，能够通过校准和测试提高地磁传感器自身的稳定性和准确性，并对功能和性能不达标的产品进行拦截，以保证产品的性能和质量符合生产需求。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的地磁传感器校准与测试装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的地磁传感器校准与测试装置，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种地磁传感器校准与测试装置，其特征在于，包括测试工作台、设置在所述测试工作台内的电气控制模块、电机驱动模块以及执行模块；其中，

所述电气控制模块用于控制所述电机驱动模块以及所述执行模块动作；

所述电机驱动模块包括步进电机、与所述步进电机通过减速机连接的第一同步带轮、与所述第一同步带轮通过同步带连接的第二同步带轮，以及设置在所述第二同步带轮上的主轴；

所述步进电机通过所述第一同步带轮、所述第二同步带轮将产生的动力传递至所述主轴上；

所述执行模块包括外旋转框架、内旋转框架、与所述主轴连接的从动轴、与所述从动轴连接的一级增速装置、与所述一级增速装置连接的二级增速装置，以及与所述二级增速装置连接三级增速装置；

所述从动轴用于带动所述外旋转框架旋转，并通过所述一级增速装置、所述二级增速装置、所述三级增速装置带动所述内旋转框架旋转；

在所述内旋转框架上设置有产品定位装置，待测试传感器限位固定在所述产品定位装置中。

2.如权利要求1所述的地磁传感器校准与测试装置，其特征在于，

所述一级增速装置包括与所述从动轴连接的第一圆柱齿轮以及与所述第一圆柱齿轮相啮合的第二圆柱齿轮；其中，

在所述第一圆柱齿轮和所述第二圆柱齿轮之间设置有传递圆柱齿轮。

3.如权利要求2所述的地磁传感器校准与测试装置，其特征在于，

所述第一圆柱齿轮的基圆直径值大于所述第二圆柱齿轮的基圆直径值。

4.如权利要求2所述的地磁传感器校准与测试装置，其特征在于，

所述二级增速装置包括与所述第二圆柱齿轮连接的第一圆锥齿轮以及与所述第一圆锥齿轮垂直啮合的第二圆锥齿轮。

5.如权利要求4所述的地磁传感器校准与测试装置，其特征在于，

所述第一圆锥齿轮与所述第二圆锥齿轮的中轴线方向相互垂直。

6.如权利要求4所述的地磁传感器校准与测试装置，其特征在于，

所述三级增速装置包括与所述第二圆锥齿轮连接的第三同步带轮以及通过同步带与所述第三同步带轮连接的第四同步带轮；

所述第四同步带轮与所述内旋转框架固定连接。

7.如权利要求6所述的地磁传感器校准与测试装置，其特征在于，还包括固定在所述外旋转框架上的刹车模块；其中，

所述刹车模块包括设置在所述第四同步带轮外侧的刹车气缸以及与所述刹车气缸连接的刹车盘；其中，

所述刹车气缸用于控制所述刹车盘对所述第一同步带轮进行刹停。

8.如权利要求1所述的地磁传感器校准与测试装置，其特征在于，

在所述测试工作台内设置有相互垂直的竖直轴和水平轴；

所述外旋转框架绕所述竖直轴旋转，所述内旋转框架绕所述水平轴旋转。

9.如权利要求1所述的地磁传感器校准与测试装置，其特征在于，

所述内旋转框架设置在所述外旋转框架的内侧壁的中间位置，所述外旋转框架的旋转方向与所述内旋转框架的旋转方向相互垂直。

10.如权利要求1所述的地磁传感器校准与测试装置，其特征在于，

所述产品定位装置包括固定在所述内旋转框架中心位置的产品定位座以及设置在所述产品定位座上方的产品压盖；

所述待测试传感器限位固定在所述产品定位座与所述产品压盖之间。