CN108828475B - 磁体自动充磁测量装置及其测量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了磁体自动充磁测量装置及其测量控制方法。属于磁体的磁力强度检测技术领域，该装置被测磁体的磁场对磁力检测设备干扰小，测量速度快，易于测量。包括微控制器、存储器、数据处理模块和水平台，在水平台的正上方设有竖直管，在竖直管的左侧壁外表面上和右侧壁外表面上分别密封连接有左遮光罩和右遮光罩，在竖直管的左侧壁上和右侧壁上分别设有相互水平正对布置的左侧壁孔和右侧壁孔，在左遮光罩内设有光发射机构，在右遮光罩内设有光接收机构；在竖直管的上下管口分别设有上遮光布和下遮光布，在上遮光布和下遮光布之间的竖直管内活动设有基准磁体；存储器、数据处理模块、光发射机构和光接收机构分别与微控制器连接。

Description

磁体自动充磁测量装置及其测量控制方法

技术领域

本发明涉及磁体的磁力强度检测技术领域，具体涉及磁体自动充磁测量装置及其测量控制方法。

背景技术

现有测量磁体磁力强度的装置一般都是采用磁测仪器进行测量，但现有磁测仪器内部设有较多电子元器件，这些电子元器件在使用过程中会受到被测磁体的磁场干扰，导致测量不准；由于磁测仪器必须带电测量，因此若被测磁体的磁场强度较大时甚至还有可能损坏磁测仪器内的电子元器件。

发明内容

本发明是为了解决现有磁测仪器存在的上述不足，提供一种在被测磁体充磁后，易于对被测磁体的磁场进行测量，且被测磁体的磁场对磁力检测设备干扰小，测量速度快，易于测量，结构简单，可靠性高的磁体自动充磁测量装置及其测量控制方法。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：

磁体自动充磁测量装置，包括充磁机和机器手，还包括微控制器、存储器、数据处理模块和水平台，在水平台的正上方设有竖直管，并且竖直管的管心线垂直于水平台的上表面；在竖直管内活动设有基准磁体；在竖直管上设有能测量基准磁体在竖直管内上下移动量大小的测距机构；充磁机46、机器手47、存储器、数据处理模块和测距机构分别与微控制器连接。

充磁机、机器手、存储器、数据处理模块和测距机构均在微控制器的控制下工作。充磁机对被测磁体进行充磁后，由机器手将被测磁体从充磁机上移动到竖直管下方的水平台上，并且让基准磁体和被测磁体的相同磁极正对布置；基准磁体受到被测磁体向上的磁力排斥会悬浮在竖直管内；基准磁体在竖直管内悬浮的高度与受到被测磁体向上的排斥磁力大小有关；基准磁体在竖直管内悬浮的越高则说明基准磁体受到被测磁体向上的排斥磁力越大，基准磁体在竖直管内悬浮的越低则说明基准磁体受到被测磁体向上的排斥磁力越小；基准磁体在竖直管内悬浮的高度由测距机构测得。预先在存储器中存储对应型号的被测磁体所产生的不同大小的磁力强度能够让基准磁体悬浮在竖直管内的不同高度值一一对应存储在存储器中；在测量被测磁体的磁力强度大小时，只要获得基准磁体在竖直管内的高度值，然后调出高度值所对应的磁力强度即可获得被测磁体的磁力强度大小。本方案在被测磁体充磁后，易于对被测磁体的磁场进行测量，且被测磁体的磁场对磁力检测设备干扰小，测量速度快，易于测量，结构简单，可靠性高。

作为优选，在竖直管的左侧壁上和右侧壁上分别设有相互水平正对布置的左侧壁孔和右侧壁孔；测距机构包括左遮光罩、右遮光罩、水平射出的光为平行光的光发射机构、光接收机构、上遮光布和下遮光布；左遮光罩和右遮光罩分别密封连接在竖直管的左侧壁外表面上和右侧壁外表面上，并且左侧壁孔和右侧壁孔分别被左遮光罩的罩口和右遮光罩的罩口所围；光发射机构设置在左遮光罩内，光接收机构设置在右遮光罩内；上遮光布和下遮光布分别设置在竖直管的上下管口内，基准磁体活动设置在上遮光布和下遮光布之间的竖直管内；光发射机构和光接收机构分别与微控制器连接。

光发射机构和光接收机构均在微控制器的控制下工作。

一种适用于磁体自动充磁测量装置的测量控制方法，其测量控制方法如下：

将被测磁体固定放置在竖直管下方的水平台上，并且让基准磁体和被测磁体的相同磁极正对布置；基准磁体受到被测磁体向上的磁力排斥会悬浮在竖直管内；基准磁体在竖直管内悬浮的高度与受到被测磁体向上的排斥磁力大小有关；基准磁体在竖直管内悬浮的越高则说明基准磁体受到被测磁体向上的排斥磁力越大，基准磁体在竖直管内悬浮的越低则说明基准磁体受到被测磁体向上的排斥磁力越小；

在光发射机构所发出的光恒定不变的条件下，基准磁体在竖直管内的悬浮高度可通过光发射机构发出后而没被基准磁体遮挡的光被光接收机构接收到的光照强度的大小来获得；

因此，可根据光接收机构接收到的光照强度的大小来测量被测磁体的磁力强度，被测磁体的磁力强度大则光接收机构接收到的光照强度就大，被测磁体的磁力强度小则光接收机构接收到的光照强度就小；

预先在存储器中存储若干个光照强度值，并同时在存储器中存储与各个光照强度值一一对应的磁力强度值；

在测量被测磁体的磁力强度时，只需检测到被测磁体在测量时的光照强度值就可获得该被测磁体的磁力强度值。

本方案在测量被测磁体的磁力强度时，由于光信号不易受到磁场的干扰，从而使得被测磁体的磁场对磁力检测设备干扰小，测量速度快，易于测量，结构简单，可靠性高。

作为优选，在水平台上设有支架，在支架上设有伸缩杆竖直伸缩的一号气缸，竖直管通过一根连接杆固定连接在一号气缸的伸缩杆上；在支架上还设有被测物高度测量机构；被测物高度测量机构的控制端和一号气缸的控制端分别与微控制器连接。

被测物高度测量机构便于检测被测磁体的高度，从而借助一号气缸来控制竖直管下管口离被测磁体上表面的高度。因为竖直管下管口离被测磁体上表面的高度大小会影响基准磁体在竖直管内受到被测磁体向上的排斥磁力的大小。在测量时，建议保持竖直管下管口离被测磁体上表面的高度为一个恒定值。

作为优选，被测物高度测量机构包括转轴水平转动的一号电机、水平转动杆、竖直转动杆、划板、一号弹簧、拉力传感器和固定架；一号电机固定在支架上，水平转动杆的左端固定连接在一号电机的转轴上，固定架固定在水平转动杆上，拉力传感器固定在固定架上；竖直转动杆转动连接在水平转动杆的右端，划板连接在竖直转动杆的下端；一号弹簧的上端固定在竖直转动杆的上端，一号弹簧的下端固定在拉力传感器的拉钩上；一号电机的控制端和拉力传感器分别与微控制器连接。

被测磁体越高则拉力传感器检测到的拉力越小，被测磁体越矮则拉力传感器检测到的拉力越大。预先在存储器中存储若干个拉力传感器的拉力值，并同时在存储器中存储与各个拉力值一一对应的被测磁体的高度值；这样在测量时，根据拉力传感器检测到的拉力大小即可获得被测磁体的高度。一号电机转动后，一号电机的转轴带动水平转动杆水平转动，水平转动杆水平转动带动竖直转动杆在也跟着水平转动杆沿着水平方向移动，当划板在被测磁体的上表面上滑动时，竖直转动杆就会竖直转动，竖直转动杆竖直转动的结果后就会改变一号弹簧上的拉力，拉力传感器检测到一号弹簧上的拉力后将拉力值上传给微控制器，微控制器即可从存储器中调出与拉力值对应的被测磁体的高度值提供给用户。这种结构的被测物高度测量机构使其能适合测量各种高度和各种形状的被测磁体的高度，结构简单，实用性好。

作为优选，光发射机构包括分别设置在左遮光罩内且从左往右依次布置的反光罩、光源、凸透镜一、凸透镜二和凸透镜三；光接收机构包括分别设置在右遮光罩内且从左往右依次布置的凸透镜四和光照强度测试仪；光源的控制端和光照强度测试仪分别与微控制器连接。

光源发出的光依次经过凸透镜一、凸透镜二、凸透镜三、竖直管管腔和凸透镜四后被光照强度测试仪检测到。根据光照强度测试仪检测到的光信号强度即可获得基准磁体在竖直管内的悬浮高度和被测磁体的磁力强度大小。

作为优选，在左遮光罩内还分别设有一号管、二号管、外边缘密封连接在左遮光罩内壁上的一号遮光圈和外边缘密封连接在左遮光罩内壁上的二号遮光圈；一号管的右端口对接连接在二号遮光圈的左侧面上；二号管的右端口对接连接在左侧壁孔的外端口上；凸透镜一固定在一号遮光圈内，凸透镜二固定在二号遮光圈内，凸透镜三固定在二号管内；凸透镜一的直径大于凸透镜二的直径；凸透镜二的直径大于凸透镜三的直径；凸透镜三的直径等于凸透镜四的直径；光源在凸透镜一的左焦点处。光源的中心、凸透镜一的中心、凸透镜二的中心、凸透镜三的中心、凸透镜四的中心和光照强度测试仪的检测面中心都落在同一条直线上。使用时，光源发出的光依次经过凸透镜一、凸透镜二、凸透镜三和凸透镜四后被光照强度测试仪检测到。

这种结构能够让射入到竖直管管腔内的光平行度较好，从而能大大提高对被测磁体磁力强度大小的检测精度，可靠性好。

本发明能够达到如下效果：

本发明在被测磁体充磁后，易于对被测磁体的磁场进行测量，且在测量被测磁体的磁力强度时，由于光信号不易受到磁场的干扰，从而使得被测磁体的磁场对磁力检测设备干扰小，测量速度快，易于测量，结构简单，可靠性高。

附图说明

图1为本发明实施例的一种使用状态连接结构示意图。

图2为本发明实施例光发射机构和光接收机构处的一种局部连接结构示意图。

图3为本发明实施例被测物高度测量机构处的一种连接结构示意图。

图4为本发明实施例被测磁体放在水平台上的一种使用状态连接结构示意图。

图5为本发明实施例的一种电路原理连接结构示意框图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

实施例，磁体自动充磁测量装置，参见图1-图5所示，包括充磁机、机器手、微控制器30、存储器31、数据处理模块32和水平台23，在水平台的正上方设有竖直管13，并且竖直管的管心线垂直于水平台的上表面；

在竖直管的上下管口分别设有上遮光布12和下遮光布26，在上遮光布和下遮光布之间的竖直管内活动设有基准磁体14；在竖直管上设有能测量基准磁体在竖直管内上下移动量大小的测距机构；在竖直管的左侧壁外表面上和右侧壁外表面上分别密封连接有左遮光罩7和右遮光罩16，在竖直管的左侧壁上和右侧壁上分别设有相互水平正对布置的左侧壁孔24和右侧壁孔25，并且左侧壁孔和右侧壁孔分别被左遮光罩的罩口和右遮光罩的罩口所围；在左遮光罩内设有水平射出的光为平行光的光发射机构6，在右遮光罩内设有光接收机构17。

充磁机、机器手、存储器、数据处理模块、光发射机构和光接收机构分别与微控制器连接。

存储器、数据处理模块、光发射机构和光接收机构均在微控制器的控制下工作。

在水平台上设有支架8，在支架上设有伸缩杆10竖直伸缩的一号气缸9，竖直管通过一根连接杆11固定连接在一号气缸的伸缩杆上；在支架上还设有被测物高度测量机构1；被测物高度测量机构的控制端和一号气缸的控制端分别与微控制器连接。被测物高度测量机构包括转轴3水平转动的一号电机2、水平转动杆5、竖直转动杆18、划板19、一号弹簧28、拉力传感器27和固定架4；一号电机固定在支架上，水平转动杆的左端固定连接在一号电机的转轴上，固定架固定在水平转动杆上，拉力传感器固定在固定架上；竖直转动杆转动连接在水平转动杆的右端，划板连接在竖直转动杆的下端；一号弹簧的上端固定在竖直转动杆的上端，一号弹簧的下端固定在拉力传感器的拉钩上；一号电机的控制端和拉力传感器分别与微控制器连接。

在水平台上还设有控制端与微控制器连接的夹紧装置29。夹紧装置包括四个水平气缸20，这四个水平气缸均布设置在水平台上的圆形检测区边沿，每个水平气缸的控制端分别与微控制器连接。

光发射机构6包括分别设置在左遮光罩内且从左往右依次布置的反光罩33、光源34、凸透镜一35、凸透镜二36和凸透镜三37；光接收机构17包括分别设置在右遮光罩内且从左往右依次布置的凸透镜四38和光照强度测试仪39；光源的控制端和光照强度测试仪分别与微控制器连接。

在左遮光罩内还分别设有一号管41、二号管43、外边缘密封连接在左遮光罩内壁上的一号遮光圈40和外边缘密封连接在左遮光罩内壁上的二号遮光圈42；一号管的右端口对接连接在二号遮光圈的左侧面上；二号管的右端口对接连接在左侧壁孔24的外端口上；

凸透镜一固定在一号遮光圈内，凸透镜二固定在二号遮光圈内，凸透镜三固定在二号管内；凸透镜一的直径大于凸透镜二的直径；凸透镜二的直径大于凸透镜三的直径；凸透镜三的直径等于凸透镜四的直径；光源在凸透镜一的左焦点处。光源的中心、凸透镜一的中心、凸透镜二的中心、凸透镜三的中心、凸透镜四的中心和光照强度测试仪的检测面中心都落在同一条直线上。使用时，光源发出的光依次经过凸透镜一35、凸透镜二36、凸透镜三和凸透镜四后被光照强度测试仪检测到。

在竖直管的下管口内还设有防脱挡块44。在右遮光罩内还设有三号管45，三号管的左端口对接连接在右侧壁孔25的外端口上，凸透镜四固定在三号遮光圈内。

四个水平气缸的伸缩杆21配合下能将放在水平台上的被测磁体正对的放置在竖直管的正下方并夹住，从而使得测量更加准确可靠。

充磁机、机器手、存储器、数据处理模块和测距机构均在微控制器的控制下工作。充磁机对被测磁体进行充磁后，由机器手将被测磁体从充磁机上移动到竖直管下方的水平台上，并且让基准磁体和被测磁体的相同磁极正对布置；基准磁体受到被测磁体向上的磁力排斥会悬浮在竖直管内；基准磁体在竖直管内悬浮的高度与受到被测磁体向上的排斥磁力大小有关；基准磁体在竖直管内悬浮的越高则说明基准磁体受到被测磁体向上的排斥磁力越大，基准磁体在竖直管内悬浮的越低则说明基准磁体受到被测磁体向上的排斥磁力越小；基准磁体在竖直管内悬浮的高度由测距机构测得。预先在存储器中存储对应型号的被测磁体所产生的不同大小的磁力强度能够让基准磁体悬浮在竖直管内的不同高度值一一对应存储在存储器中；在测量被测磁体的磁力强度大小时，只要获得基准磁体在竖直管内的高度值，然后调出高度值所对应的磁力强度即可获得被测磁体的磁力强度大小。本实施例在被测磁体充磁后，易于对被测磁体的磁场进行测量，且被测磁体的磁场对磁力检测设备干扰小，测量速度快，易于测量，结构简单，可靠性高。

被测物高度测量机构便于检测被测磁体的高度，从而借助一号气缸来控制竖直管下管口离被测磁体上表面的高度。因为竖直管下管口离被测磁体上表面的高度大小会影响基准磁体在竖直管内受到被测磁体向上的排斥磁力的大小。在测量时，建议保持竖直管下管口离被测磁体上表面的高度为一个恒定值。被测磁体越高则拉力传感器检测到的拉力越小，被测磁体越矮则拉力传感器检测到的拉力越大。预先在存储器中存储若干个拉力传感器的拉力值，并同时在存储器中存储与各个拉力值一一对应的被测磁体的高度值；这样在测量时，根据拉力传感器检测到的拉力大小即可获得被测磁体的高度。一号电机转动后，一号电机的转轴带动水平转动杆水平转动，水平转动杆水平转动带动竖直转动杆在也跟着水平转动杆沿着水平方向移动，当划板在被测磁体的上表面上滑动时，竖直转动杆就会竖直转动，竖直转动杆竖直转动的结果后就会改变一号弹簧上的拉力，拉力传感器检测到一号弹簧上的拉力后将拉力值上传给微控制器，微控制器即可从存储器中调出与拉力值对应的被测磁体的高度值提供给用户。这种结构的被测物高度测量机构使其能适合测量各种高度和各种形状的被测磁体的高度，结构简单，实用性好。

本实施例中，采用信号为MPC89E58AF的微控制器。采用高丽士充磁机，其型号为cls1540CT的铁氧体充磁机。机器手采用型号为iRB1410的码垛机器人。光照强度测试仪采用型号为LX1102的照度计或者希玛AS803高精度照度计亮度检测仪。光源采用LED光源。存储器采用品牌为CYPRESS赛普拉斯、型号为FM16W08-SGTR的存储器。

一种适用于磁体自动充磁测量装置的测量控制方法，其测量控制方法如下：

将被测磁体22固定放置在竖直管下方的水平台上，并且让基准磁体和被测磁体的相同磁极正对布置；基准磁体受到被测磁体向上的磁力排斥会悬浮在竖直管内；基准磁体在竖直管内悬浮的高度与受到被测磁体向上的排斥磁力大小有关；基准磁体在竖直管内悬浮的越高则说明基准磁体受到被测磁体向上的排斥磁力越大，基准磁体在竖直管内悬浮的越低则说明基准磁体受到被测磁体向上的排斥磁力越小；

在光发射机构所发出的光恒定不变的条件下，基准磁体在竖直管内的悬浮高度可通过光发射机构发出后而没被基准磁体遮挡的光15被光接收机构接收到的光照强度的大小来获得；

因此，可根据光接收机构接收到的光照强度的大小来测量被测磁体的磁力强度，被测磁体的磁力强度大则光接收机构接收到的光照强度就大，被测磁体的磁力强度小则光接收机构接收到的光照强度就小；

预先在存储器中存储若干个光照强度值，并同时在存储器中存储与各个光照强度值一一对应的磁力强度值；

在测量被测磁体的磁力强度时，只需检测到被测磁体在测量时的光照强度值就可获得该被测磁体的磁力强度值。

本实施例在测量被测磁体的磁力强度时，由于光信号不易受到磁场的干扰，从而使得被测磁体的磁场对磁力检测设备干扰小，测量速度快，易于测量，结构简单，可靠性高。

上面结合附图描述了本发明的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。

Claims (3)

1.磁体自动充磁测量装置，包括充磁机和机器手，其特征在于,还包括微控制器、存储器、数据处理模块和水平台,在水平台的正上方设有竖直管，并且竖直管的管心线垂直于水平台的上表面；在竖直管内活动设有基准磁体；在竖直管上设有能测量基准磁体在竖直管内上下移动量大小的测距机构；充磁机、机器手、存储器、数据处理模块和测距机构分别与微控制器连接；

在竖直管的左侧壁上和右侧壁上分别设有相互水平正对布置的左侧壁孔和右侧壁孔；测距机构包括左遮光罩、右遮光罩、水平射出的光为平行光的光发射机构、光接收机构、上遮光布和下遮光布；左遮光罩和右遮光罩分别密封连接在竖直管的左侧壁外表面上和右侧壁外表面上，并且左侧壁孔和右侧壁孔分别被左遮光罩的罩口和右遮光罩的罩口所围；光发射机构设置在左遮光罩内,光接收机构设置在右遮光罩内；上遮光布和下遮光布分别设置在竖直管的上下管口内，基准磁体活动设置在上遮光布和下遮光布之间的竖直管内；光发射机构和光接收机构分别与微控制器连接；

在水平台上设有支架，在支架上设有伸缩杆竖直伸缩的一号气缸，竖直管通过一根连接杆固定连接在一号气缸的伸缩杆上；在支架上还设有被测物高度测量机构；被测物高度测量机构的控制端和一号气缸的控制端分别与微控制器连接；

光发射机构包括分别设置在左遮光罩内且从左往右依次布置的反光罩、光源、凸透镜一、凸透镜二和凸透镜三；光接收机构包括分别设置在右遮光罩内且从左往右依次布置的凸透镜四和光照强度测试仪；光源的控制端和光照强度测试仪分别与微控制器连接；

在左遮光罩内还分别设有一号管、二号管、外边缘密封连接在左遮光罩内壁上的一号遮光圈和外边缘密封连接在左遮光罩内壁上的二号遮光圈；一号管的右端口对接连接在二号遮光圈的左侧面上；二号管的右端口对接连接在左侧壁孔的外端口上；凸透镜一固定在一号遮光圈内，凸透镜二固定在二号遮光圈内，凸透镜三固定在二号管内；凸透镜一的直径大于凸透镜二的直径；凸透镜二的直径大于凸透镜三的直径；凸透镜三的直径等于凸透镜四的直径；光源在凸透镜一的左焦点处；光源的中心、凸透镜一的中心、凸透镜二的中心、凸透镜三的中心、凸透镜四的中心和光照强度测试仪的检测面中心都落在同一条直线上。

2.根据权利要求1所述的磁体自动充磁测量装置，其特征在于，被测物高度测量机构包括转轴水平转动的一号电机、水平转动杆、竖直转动杆、划板、一号弹簧、拉力传感器和固定架；一号电机固定在支架上，水平转动杆的左端固定连接在一号电机的转轴上，固定架固定在水平转动杆上，拉力传感器固定在固定架上；竖直转动杆转动连接在水平转动杆的右端，划板连接在竖直转动杆的下端；一号弹簧的上端固定在竖直转动杆的上端，一号弹簧的下端固定在拉力传感器的拉钩上；一号电机的控制端和拉力传感器分别与微控制器连接。

3.一种适用于权利要求1所述的磁体自动充磁测量装置的测量控制方法，其特征在于，所述测量控制方法如下：

将被测磁体固定放置在竖直管下方的水平台上，并且让基准磁体和被测磁体的相同磁极正对布置；基准磁体受到被测磁体向上的磁力排斥会悬浮在竖直管内；基准磁体在竖直管内悬浮的高度与受到被测磁体向上的排斥磁力大小有关；基准磁体在竖直管内悬浮的越高则说明基准磁体受到被测磁体向上的排斥磁力越大，基准磁体在竖直管内悬浮的越低则说明基准磁体受到被测磁体向上的排斥磁力越小；

在光发射机构所发出的光恒定不变的条件下，基准磁体在竖直管内的悬浮高度可通过光发射机构发出后而没被基准磁体遮挡的光被光接收机构接收到的光信号强度的大小来获得；

因此，可根据光接收机构接收到的光信号强度的大小来测量被测磁体的磁力强度，被测磁体的磁力强度大则光接收机构接收到的光信号强度就大，被测磁体的磁力强度小则光接收机构接收到的光信号强度就小；

预先在存储器中存储若干个光信号强度值，并同时在存储器中存储与各个光信号强度值一一对应的磁力强度值；

在测量被测磁体的磁力强度时，只需检测到被测磁体在测量时的光信号强度值就可获得该被测磁体的磁力强度值。