CN110967567A - 一种弯曲传感器有效性测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种弯曲传感器有效性测试装置，包括测量单元、转轴以及测量装置，所述测量单元包括固定结构和运动结构，所述转轴水平设置且与所述运动结构固定相连，所述弯曲传感器一端固定在所述固定结构上、另一端固定在所述运动结构上，所述测量装置包括测试电路、驱动电机以及处理单元，所述驱动电机用于驱动所述转轴旋转，所述测试电路用于测量所述弯曲传感器两端的电压值，所述处理单元用于在所述测试电路测量的电压值不再平稳变化且发生较大偏移时，记录此时的测试次数。本发明可一次性完成几十个弯曲传感器的测试，大大节省了弯曲传感器的测试时间，提升了测试效率。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟现实领域，具体而言，涉及一种弯曲传感器有效性测试装置。
背景技术
在虚拟现实系统中，为了让用户在使用过程中可以通过手势来进行交互，经常会用到数据手套，而制造数据手套的关键是弯曲传感器。弯曲传感器的表面是一层特殊的电阻材料，当弯曲传感器受到应力发生弯曲变形时，表面的电阻值即发生变化，弯曲程度越大，电阻值越大，使弯曲传感器可以测量弯曲的角度，从而与其他传感器共同结合来确定使用者的手势。在目前的数据手套中，弯曲传感器主要布置在关节的位置，来测量关节的弯曲程度。由于目前弯曲传感器多采用光纤来制作，由于制造工艺的限制，不同的弯曲传感器在使用了很多次以后经常出现电压不稳的问题，这就要求我们对不同类型的弯曲传感器进行有效性测试，选择出符合要求的弯曲传感器。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种弯曲传感器有效性测试装置，结构简单，使用方便，可自动对批量的弯曲传感器进行测试，并自动记录测试结果。
本发明采用的技术方案是：提供一种弯曲传感器有效性测试装置，包括用于放置弯曲传感器的测量单元、用于带动所述测量单元动作的转轴以及用于测量所述弯曲传感器两端电压值的测量装置，所述测量单元包括固定不动的固定结构和可在竖直平面旋转的运动结构，所述转轴水平设置且与所述运动结构固定相连以带动所述运动结构旋转，所述弯曲传感器一端固定在所述固定结构上、另一端固定在所述运动结构上，所述测量装置包括测试电路、驱动电机以及与所述测试电路和驱动电机相连的处理单元，所述驱动电机用于在所述处理单元的控制下驱动所述转轴旋转，所述测试电路用于测量所述弯曲传感器两端的电压值并将电压值发送至所述处理单元，所述处理单元用于设定所述驱动电机的旋转角度和旋转速度，并在所述测试电路测量的电压值不再平稳变化且发生较大偏移时，记录此时的测试次数。
在本发明所述的弯曲传感器有效性测试装置中，所述测量单元设有多个，所述测试电路与所述测量单元一一对应设有多个。
在本发明所述的弯曲传感器有效性测试装置中，在所述运动结构和固定结构上设有用于卡合固定所述弯曲传感器的卡槽，在所述卡槽上标刻有用于指示位置的刻度。
在本发明所述的弯曲传感器有效性测试装置中，所述运动结构和固定结构交叉相邻设置，在所述运动结构上设有第一避位区域，在所述固定结构上设有与所述第一避位区域相匹配的第二避位区域。
在本发明所述的弯曲传感器有效性测试装置中，所述运动结构沿第一避位区域方向设有第一通孔，所述固定结构沿第二避位区域方向设有第二通孔，所述转轴同时穿过所述第一通孔和第二通孔，且所述转轴与所述第一通孔过盈配合相连，与所述第二通孔间隙配合相连。
在本发明所述的弯曲传感器有效性测试装置中，所述测试电路包括电源输入端、电源输出端、测试电阻和放大器，所述放大器的正相输入端同时与所述弯曲传感器的一端和所述测试电阻的一端相连，所述测试电阻的另一端接地，所述弯曲传感器的另一端与电源输入端相连，所述放大器的反相输入端、输出端同时与电源输出端相连。
在本发明所述的弯曲传感器有效性测试装置中，所述驱动电机为步进电机。
在本发明所述的弯曲传感器有效性测试装置中，所述处理单元包括微处理器、步进电机驱动器以及分别与所述微处理器和步进电机驱动器相连的步进电机控制芯片。
实施本发明提供的弯曲传感器有效性测试装置，可自动对批量的弯曲传感器进行测试，并自动记录测试结果；测试结果较为准确、误差小，可一次性完成几十个弯曲传感器的测试，大大节省了弯曲传感器的测试时间，提升了测试效率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明实施例所提供的弯曲传感器有效性测试装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中测量单元的结构示意图；
图3为本发明实施例中测量单元的组装过程示意图；
图4为本发明实施例中测试电路的电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，本发明实施例所提供一种弯曲传感器有效性测试装置，包括用于放置弯曲传感器4的的测量单元3、用于带动测量单元3动作的转轴2以及用于测量弯曲传感器4两端电压值的测量装置1。具体的，测量单元3包括固定结构31和运动结构32，本实施例中的固定结构31和运动结构32均为长条形结构，固定结构31竖直固定不可移动，运动结构32与固定结构31相邻设置可在竖直平面旋转。转轴2水平设置且与运动结构32固定相连，使转轴2的转动可以带动运动结构32旋转。在测试时，弯曲传感器4一端固定在固定结构31上不可移动，另一端固定在运动结构32上跟随运动结构32旋转。当运动结构32转动时，带动与其固定相连的弯曲传感器4部分一起转动，由于与固定结构31固定的弯曲传感器4部分是不动的，此时弯曲传感器4弯曲形成夹角，电阻增大。完好无损和性能良好的弯曲传感器4的电阻值是随着弯曲程度逐渐平稳增加的，一旦损坏或性能变差其电阻值即可能不再平稳变化，使得其两端电压出现较大偏移，因此可以通过测量装置1测量弯曲传感器4两端的电压值来判定其是否损坏。本实施例中的测量装置1包括壳体以及设置在所述壳体内的测试电路、驱动电机以及处理单元，所述处理单元分别与所述测试电路和驱动电机电性相连，所述驱动电机用于在处理单元的控制下驱动转轴2旋转，所述测试电路用于测量弯曲传感器4两端的电压值并将该电压值发送至处理单元，所述处理单元用于设定驱动电机的旋转角度和旋转速度，并在测试电路测量的电压值不再平稳变化且发生较大偏移时，记录此时的测试次数。本实施例通过设定驱动电机的旋转角度和旋转速度来调整测试角度和测试速度，测试角度是指弯曲传感器4弯曲的角度，测试速度是指以何种角速度对运动结构32进行旋转，进而调整弯曲传感器4弯曲的速度。
进一步的，本实施例中的测量单元3设有多个，测试电路与测量单元3一一对应设有多个，处理单元预先对每一个测试电路进行标记编号，使每一个测试电路的测试结果均可单独储存与读取。如图2所示，在运动结构32和固定结构31上设有用于卡合固定弯曲传感器4的卡槽33，在卡槽33上标刻有用于指示位置的刻度，使用户可以根据卡槽33上的刻度，改变弯曲传感器4的测量位置，从而方便对弯曲传感器4进行多方位多角度的测量。本实施例中的运动结构32和固定结构31交叉相邻设置，固定结构31固定安装在所述壳体上表面。为使弯曲传感器4在测试时始终在竖直平面上弯曲，避免其歪斜固定在测量单元3导致测试结果不准确，如图3所示，本实施例中的运动结构32上设有第一避位区域34，在固定结构31上设有与第一避位区域34相匹配的第二避位区域35。在安装时，运动结构32设有第一避位区域34的一端与固定结构31上设有第二避位区域35的一端相互配合，使运动结构32和固定结构31交叉连接后处于同一竖直平面上，即使弯曲传感器4安装在运动结构32的一端和安装在固定结构31的一端能处于同一竖直平面上，使其测试时仅在竖直平面内进行弯曲，避免了倾斜安装导致其性能及使命寿命测量数据不准确的问题。本实施例中的运动结构32沿第一避位区域方向设有第一通孔36，固定结构31沿第二避位区域方向设有第二通孔37，转轴2同时穿过第一通孔36和第二通孔37且转轴2与第一通孔36过盈配合、与第二通孔37间隙配合，从而使运动结构32和固定结构31既能交叉连接处于同一竖直平面，又能保持固定结构31不变、运动结构32随转轴2的运动而旋转。
进一步的，如图4所示，本实施例中的测试电路包括电源输入端、电源输出端、电阻5和放大器6，电源输入端的电压VIN是已知且固定不变的，放大器6的正相输入端同时与弯曲传感器4的一端和电阻5的一端相连，电阻5的另一端接地，弯曲传感器4的另一端与电源输入端VIN相连，放大器6的反向输入端和输出端同时与电源输出端相连。这样弯曲传感器4阻值发生变化，电源输出端的电压VOUT即发生变化，通过处理单元对VOUT变化的采集从而测量出弯曲传感器的变化。一旦处理单元采集的电压值不再平稳变化且发生较大偏移时，则表示该弯曲传感器4已损坏，记录此时的测试次数即弯曲传感器4的可弯曲次数。另外，通过改变电阻5阻值的大小可以改变电压采集数据的范围，从而改变传感器的测量灵敏度。本实施例中的驱动电机为步进电机，处理单元进一步包括微处理器、步进电机驱动器以及分别与微处理器和步进电机驱动器相连的步进电机控制芯片。本实施例中的步进电机控制芯片采用TMC429，微处理器通过SPI接口给定步进电机控制芯片控制指令，步进电机控制芯片通过步进电机驱动器控制步进电机实现与数字运动控制有关的功能，包括位置控制、速度控制、正反转等其他常用的控制功能。通过步进电机控制芯片可将微处理器从电机的控制中解放出来，释放大量的系统资源供其可以对电源输出端电压的记录和存储更加的迅速。
本实施例在使用时，首先将不同种类的弯曲传感器4分别固定在测量单元3的卡槽33中，按照测量的位置，通过卡槽33上的刻度判断固定位置。将各个弯曲传感器4固定完成后，将弯曲传感器4的两端分别接入各自对应的测试电路。在测试前首先设定测量的角度和速度，当角度和速度设定完成后，打开测量开始的开关，驱动电机驱动转轴2以及运动结构32按照设定速度转动带动弯曲传感器4弯曲，当运动结构32转动到设定角度时，驱动电机反转，将弯曲传感器4的角度由设定角度转到初始角度，其中，初始角度为运动结构32与固定结构31相互平行，弯曲传感器4两端呈180度。当弯曲传感器4的角度回到180度后，微处理器记录测试次数一次，此时，驱动电机再正转，循环往复。同时，微处理器采集并记录电源输出端的电压VOUT变化，形成曲线图，当VOUT不再平稳变化而发生较大偏移时，微处理器记录此时的测试次数并存储，该测试次数即对应的弯曲传感器4的使用寿命。通过该弯曲传感器有效性测试装置，整个测量单元一次性就可以完成几十个弯曲传感器4的测试，大大节省了弯曲传感器的测试时间，提升了测试效率。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (8)
1.一种弯曲传感器有效性测试装置，其特征在于，包括用于放置弯曲传感器的测量单元、用于带动所述测量单元动作的转轴以及用于测量所述弯曲传感器两端电压值的测量装置，所述测量单元包括固定不动的固定结构和可在竖直平面旋转的运动结构，所述转轴水平设置且与所述运动结构固定相连以带动所述运动结构旋转，所述弯曲传感器一端固定在所述固定结构上、另一端固定在所述运动结构上，所述测量装置包括测试电路、驱动电机以及与所述测试电路和驱动电机相连的处理单元，所述驱动电机用于在所述处理单元的控制下驱动所述转轴旋转，所述测试电路用于测量所述弯曲传感器两端的电压值并将电压值发送至所述处理单元，所述处理单元用于设定所述驱动电机的旋转角度和旋转速度，并在所述测试电路测量的电压值不再平稳变化且发生较大偏移时，记录此时的测试次数。
2.如权利要求1所述的弯曲传感器有效性测试装置，其特征在于，所述测量单元设有多个，所述测试电路与所述测量单元一一对应设有多个。
3.如权利要求1所述的弯曲传感器有效性测试装置，其特征在于，在所述运动结构和固定结构上设有用于卡合固定所述弯曲传感器的卡槽，在所述卡槽上标刻有用于指示位置的刻度。
4.如权利要求1所述的弯曲传感器有效性测试装置，其特征在于，所述运动结构和固定结构交叉相邻设置，在所述运动结构上设有第一避位区域，在所述固定结构上设有与所述第一避位区域相匹配的第二避位区域。
5.如权利要求4所述的弯曲传感器有效性测试装置，其特征在于，所述运动结构沿第一避位区域方向设有第一通孔，所述固定结构沿第二避位区域方向设有第二通孔，所述转轴同时穿过所述第一通孔和第二通孔，且所述转轴与所述第一通孔过盈配合相连，与所述第二通孔间隙配合相连。
6.如权利要求1所述的弯曲传感器有效性测试装置，其特征在于，所述测试电路包括电源输入端、电源输出端、测试电阻和放大器，所述放大器的正相输入端同时与所述弯曲传感器的一端和所述测试电阻的一端相连，所述测试电阻的另一端接地，所述弯曲传感器的另一端与电源输入端相连，所述放大器的反相输入端、输出端同时与电源输出端相连。
7.如权利要求1所述的弯曲传感器有效性测试装置，其特征在于，所述驱动电机为步进电机。
8.如权利要求7所述的弯曲传感器有效性测试装置，其特征在于，所述处理单元包括微处理器、步进电机驱动器以及分别与所述微处理器和步进电机驱动器相连的步进电机控制芯片。
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