CN201955243U - 一种叉车仪表总成自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叉车仪表总成自动检测装置，它主要由计算机、单片机、恒压源切换电路、恒流源电路、模拟量电路、图像采集卡、CCD摄像头和光学镜头组成；应用本实用新型进行检测，既节约了测试时间降低了劳动强度又提高了测试的准确性和一致性，通过计算机对测试结果和数据进行采集、判断、存挡，便于今后产品的质量管理和追溯。

Description

一种叉车仪表总成自动检测装置

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种叉车仪表总成自动检测装置。

背景技术

2009年全年我国销售叉车达138，908台，其中国内销售111,350台。我国现在有50多家叉车生产企业，主流的大型叉车制造商主要有安徽叉车集团、杭州叉车有限公司等几家知名企业，这几家企业占据国内90%以上的市场份额。与此同时，我国现今全球第四大叉车市场，行业的蓬勃发展也吸引着更多的投资活动，国外龙头厂商如丰田、林德等都陆续在国内合资建厂。

叉车仪表总成作为必备的关键叉车配件，是驾驶员与叉车进行信息交流的接口和交互界面，它是驾驶员信息系统重要的组成部分，随着现代叉车技术和电子技术的发展，多功能高精度、高灵敏度、读数直观的电子显示及图像显示仪表已不断地在叉车上应用。随之而来的便是对产品检验提出更高的要求。

由于每一个仪表总成的指针和表牌的机械安装都会有所差别，必须通过仪表校验设备来矫正由此带来的误差。通常制造厂要对叉车组合仪表总成进行在线的100%检测校准，项目包括：

（1）、各类仪表指针在几个主要刻度处的指示位置，判断与目标刻度间的偏差。

（2）、检查各种信号灯、报警灯、照明灯是否漏装，是否正常点亮，颜色是否正确。

（3）、仪表总成内线束连接是否可靠。

目前主要采用人工检测，其方法为：估计仪表总成实际值与指针值之间的偏差，然后手工校准检查校验仪表及判断产品质量是否合格。这种方法容易受各主观因素影响。如检验者观测角度、观测距离不同，所看到的指针与目标刻度线的偏差角度就会不同，另外人的疲劳程度及疏忽等，都造成了人工检测方法误差大，可靠性差、漏检、效率低，不能满足自动化大批量生产的需要。仍然不能保证100%的检验合格率（即零缺陷），而当今叉车行业之间剧烈的竞争与整车厂日益提高的要求都已经不允许哪怕是0.1%的缺陷存在。

因此开发叉车仪表总成自动检测技术，实现对仪表总成智能化、自动化、高精度、快速质量检测，以提高产品质量，缩短生产周期，降低成本，具有重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是在于针对现有技术的不足，提供一种叉车仪表总成自动检测装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种叉车仪表总成自动检测装置，它主要由计算机、单片机、恒压源切换电路、恒流源电路、模拟量电路、图像采集卡、CCD摄像头和光学镜头组成；其中，所述计算机与单片机相连，单片机分别与恒压源切换电路、恒流源电路和模拟量电路相连，计算机与图像采集卡相连，图像采集卡与CCD摄像头相连，CCD摄像头和光学镜头固接在一起。

本实用新型的有益效果是:原对仪表总成的测试只限于单个组件的测试，或通过数十个开关或电位器手动拔动调节。人力及时间成本都很大，且易出差错。本实用新型通过上述组合，结合计算机技术，达到了一次性程序控制完成所有测试的目的，既节约了测试时间降低了劳动强度又提高了测试的准确性和一致性。并通过计算机对测试结果和数据进行采集、判断、存挡，便于今后产品的质量管理和追溯。

附图说明

图1是本实用新型的系统组成框图；

图2是共阳指示灯测试电路；

图3是共阴指示灯测试电路；

图4是指针表测试原理电路图；

图5是电源切换电路；

图6是计算机的软件流程图；

图7是单片机的软件流程图。

具体实施方式

下面根据附图详细说明本实用新型，本实用新型的目的和效果将变得更加明显。

如图1所示，装置主要由计算机、单片机、恒压源切换电路、恒流源电路、模拟量电路、图像采集卡、CCD摄像头和光学镜头组成。计算机与单片机相连，单片机分别与恒压源切换电路、恒流源电路和模拟量电路相连，计算机与图像采集卡相连，图像采集卡与CCD摄像头相连，CCD摄像头和光学镜头固接在一起。

图像采集卡、CCD摄像头、光学镜头和计算机组成CCD图像采集系统。图像采集卡为1394卡或网卡，1394卡是IEEE标准化组织制定的一项具有视频数据传输速度的串行接口标准。同USB一样，1394也支持外设热插拔、同时可为外设提供电源，省去了外设自带的电源、支持同步数据传输。网卡是工作在数据链路层的网路组件，是局域网中连接计算机和传输介质的接口，不仅能实现与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配，还涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存的功能等。当采用1394卡时，1394通信协议传输图像。CCD摄像头为面阵CCD，像素要求至少为640×480彩色CCD。CCD摄像头的曝光时间由软件控制。根据被测物的亮度调节曝光时间。CCD的增益和白平衡取固定值。CCD每个像素RGB的输出至少为12位的数值。像面尺寸为1/3或1/2英寸。

CCD摄像头采用光圈手动或自动调节，焦距为25㎜至50㎜的手动或自动调焦成像镜头。CCD摄像头位于叉车仪表总成前500㎜处，对叉车仪表总成完整成像。

恒流源电路用于测试仪表总成上的LED指示灯。恒流源电路有二种，一种是NPN电路，如图2所示，适应共阴接法的LED指示灯。另一种是PNP电路，如图3所示，适应共阳接法的LED指示灯。

在图2中，单片机电路输出高电平到光电耦合器件Q1输入端，使Q1导通，测试电路开始工作。电阻R1接光电耦合器件Q1的集电极，电阻R1的另一端接电源+5V。电阻R2、R3并联在光电耦合器件Q1的发射极。电阻R2的另一端接NPN三极管Q2的基极，电阻R3的另一端接地。Q1输入高电平后，给三极管提供基级电流。发光二极管LED1的正极与NPN三极管Q3的基极一起并联接在NPN三极管Q2的发射极，发光二极管LED1的负极接地。LED1流过一定的电流指示工作状态并给三极管Q3提供恒定的基级工作电压。限流电阻R4接电源+12V，电阻R4的另一端接NPN三极管J2的集电极。电阻R5接NPN三极管Q3的发射极，电阻R5的另一端接地。电阻R5用于控制恒定流过被测指示灯L1的电流。

在图3中，CPU输出高电平到光电耦合器件Q4输入端，使Q4导通，测试电路开始工作。电阻R6接光电耦合器件Q4的集电极，电阻R6的另一端接电源+5V。电阻R7、R8一端并联接光电耦合器件Q4的发射极，电阻R7的另一端接NPN三极管Q5的基极，电阻R8的另一端接地。限流电阻R9接电源+12V，电阻R9的另一端和电阻R10并联接NPN三极管Q5的集电极。电阻R10的另一端与发光二极管LED2的负极并联接PNP三极管J6的基极。限流电阻R11的一端与发光二极管LED2的正极并联接电源+12V，电阻R11的另一端接PNP三极管Q6的发射极。发光二极管LED2给三极管Q6产生一恒定工作电压并指示测试电路的工作状态。被测量指示灯L2一端接地，另一端接PNP三极管Q6的集电极。

模拟量电路用于测试仪表总成上的指针表。测量某一种指针表的电路图参见图4。

电阻R12的一端接电源+5V，一端与NPN三极管Q7的基极及单片机控制信号输入端口1相联。NPN三极管Q7的集电极接继电器RL1的2脚。继电器RL1的1脚接电源+12V，给继电器RL1供电，继电器RL1的3脚接表1的正极，给表1供电，继电器RL1的4脚接电源+24V，继电器RL1的5脚接电源+12V。单片机控制端口1的高低电平，使三极管Q7导通或截止，使单刀双掷继电器RL1选通电源+24V或电源+12V接入指针表1。

电阻R13，R14的一端接电源+5V，一端与NPN三极管Q8，Q9的基极及单片机控制信号输入端口2，3相联。NPN三极管Q8，Q9的集电极接继电器RL2，RL3的1脚。继电器RL2，RL3的2脚接电源+12V，给继电器RL2,RL3供电。继电器RL2,RL3的3脚接被测指针表1的SIG端，做为信号的输入端。继电器RL2，RL3的4脚分别接两个不同阻值的电位器RV1和电位器RV2的3脚。接通不同阻值的电位器，指针表1所指的值不同。电位器RV1的2脚与3脚并联，电位器RV2的2脚与3脚并联。电位器RV1的1脚与电位器RV2的1脚和表1的负极一同接地。电位器RV1或电位器RV2的阻值事先已经调好。

单片机控制端口2，3的高低电平，使三极管Q8，Q9导通或截止，使单刀单掷继电器RL2，RL3选通。当RL2，RL3都没有选通时，指针表位于起始位置。当RL2选通电阻RV1时，被测表指针指向中间位置。当RL2和RL3均选通时，被测表的指针指向最大位置。通过CCD图像处理，判断仪表指针位置的准确性。

恒压源切换电路: 实际的仪表总成供电有12V，24V之分，其电压调节器又有14.8V和28.8V之分，而针对继电器的测试又必须有一较大电流输出的电源，所有这些在测试时都必须能方便自如地提供出来。故设计了以下一组恒压源切换系统，以满足各总成的测试要求。电路详情见图5。

12V电源B1的负极接地，正极接接触器J1-1常开触点的一端，24V电源B2的负极接地，正极接接触器J1-2常闭触点的一端。当CPU给接触器J1发出信号后，J1-1常开触点闭合，J1-2常闭触点打开。接触器J1-1常开触点的另一端接接触器J2-2常闭触点的一端，接触器J1-2常闭触点的另一端接接触器J2-1常开触点的一端。接触器J2-1常开触点的另一端与J2-2常闭触点的另一端、接触器J3-2常闭触点的一端、接触器J5-1常开触点的一端、2.8V电源B4的负极、4.8V电源B5的负极并联接接触器J6-1常开触点的一端。接触器J3-2常闭触点的另一端与接触器J5-1常开触点的另一端、200V电压表B6的正极并联接接触器J3-1常开触点的一端。接触器J3-1常开触点的另一端与接触器J4-1常开触点的一端并联接接触器J4-2常闭触点的一端。接触器J4-2常闭触点的另一端接2.8V电源B4的正极，接触器J4-1常开触点的另一端接4.8V电源B5的正极。接触器J6-1的另一端接15A电源B3的正极，电源B3的负极接地。200V电压表B6的负极接地。电压表B6用于显示输出电压的大小。电源B4、B5用于调节电压，产生14.8V及28.8V电压输出。

作为上位机的计算机工作过程如图6所示，作为下位机的单片机工作过程如如图7所示。

工作时，单片机、恒压源切换电路、恒流源电路和模拟量电路分别与测试的叉车仪表总成相连。本实用新型的工作过程如下：

1、计时表测量

给计时表提供可调电源。电子计时表的显示屏显示参考时钟，CCD图像采集系统自动识别显示屏上的显示内容，并判断显示屏各字段的变化是否正常，走时是否准确。改变可调电源的电压，用CCD图像判断计时表在要求的工作电压范围内应工作正常。

2、水温表，油温表，油量表，油压表的测量

根据表的种类和型号提供不同的工作电压。工作电压可能是12V或24V。工作电压由单片机控制继电器的通断选通。每只表测量指针的三个工作位置，初始位置，中间位置和最大指示位置。指针的位置由单片机控制模拟量电路进行变化。模拟量是一系列不同阻值的电阻。这些电阻的阻值已调节好并同相应的表相匹配。通过控制继电器的通断选择不同的电阻接入各表的回路中。由于阻值不同，流过表的电流大小不一样，表的指针位置就不同。利用CCD图象自动识别指针的位置并判断误差。

3、发光管的测量

发光管分LED发光管和钨丝灯泡两类。LED发光管由恒流源供电。单片机控制恒流源电路，根据不同LED发光管电流的设定，利用继电器接通相应的恒流源，提供不同的电流。钨丝灯泡由恒压源供电。单片机控制恒压源电路，根据不同钨丝灯泡电压的设定，利用继电器接通相应的恒压源，提供不同的电压。利用CCD图像自动测量发光管的亮度和颜色。

本实用新型通过上述组合，利用CCD图像处理技术和单片机控制，达到了一次性完成所有测试的目的。并可对测试结果和数据进行采集、判断、存挡，便于今后产品的质量管理和追溯。

Claims (1)

1.一种叉车仪表总成自动检测装置，其特征在于，它主要由计算机、单片机、恒压源切换电路、恒流源电路、模拟量电路、图像采集卡、CCD摄像头和光学镜头组成；其中，所述计算机与单片机相连，单片机分别与恒压源切换电路、恒流源电路和模拟量电路相连，计算机与图像采集卡相连，图像采集卡与CCD摄像头相连，CCD摄像头和光学镜头固接在一起。

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