CN203224504U

CN203224504U - 一种旋转开关测速设备

Info

Publication number: CN203224504U
Application number: CN 201320116861
Authority: CN
Inventors: 贺兵; 徐先锋; 代先军
Original assignee: Chuankai Electric Co Ltd
Current assignee: Chuan Kai Electric Co ltd
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2023-03-14

Abstract

本实用新型涉及旋转开关设备领域，是一种旋转开关测速设备，其目的在于提供一种旋转运动中不能直接进行转动主轴采样的圆周运动测速设备。本实用新型的技术方案是：一种旋转开关测速设备，包括三连杆、角速度传感器和数据处理单元，所述角速度传感器设置于三连杆上，数据处理单元与角速度传感器连接。本实用新型提供的一种旋转开关测速设备，通过设置三连杆，根据等弦测速原理，微处理器对检测到的角速度的处理和计算，计算出被测物体的转速，解决了不能在被测物体上直接设置测速装置的问题。

Description

一种旋转开关测速设备

技术领域

本实用新型涉及旋转开关设备领域，特别是一种旋转开关测速设备。

背景技术

随着产品运行安全要求的提高，对产品设计、制造、运行过程等进行状态测试和监控的要求也日益提高。现有技术中，对旋转开关设备或者旋转运动的速度普遍采用直接设置速度传感器进行测试，对于旋转开关设备或旋转运动中不能直接进行转动主轴采样，诚待出现一种旋转开关测速设备。

实用新型内容

本实用新型提供的一种旋转开关测速设备，其目的在于提供一种旋转运动中不能直接进行转动主轴采样的圆周运动测速设备。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种旋转开关测速设备，包括三连杆、角速度传感器和数据处理单元，所述角速度传感器设置于三连杆上，数据处理单元与角速度传感器连接。

进一步地，所述三连杆一端固定，为第一节杆，另一端与被测物体旋转边连接，为第三节杆；所述角速度传感器设置于第一节杆非固定点上。

所述数据处理单元为微控制器。

还包括显示单元，所述显示单元与数据处理单元连接。

所述角速度传感器包括振动器、支持基板和锚段，所述振动器通过支持基板连接锚段。

所述振动器包括外部振动器和内部振动器；所述振动器设置于相互垂直的x方向和y方向限定的xy平面上。

所述支持基板设置于远离振动器的垂直于xy平面的z方向上。

所述锚段设置于支持基板至所述振动器的xy平面上。

本实用新型提供的一种旋转开关测速设备，通过设置三连杆，根据等弦测速原理，微处理器对检测到的角速度的处理和计算，计算出被测物体的转速，解决了不能在被测物体上直接设置测速装置的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：三连杆运动原理简图；

图2：等弦模型；

图中：1、三连杆；2、旋转开关设备。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供的一种旋转开关测速设备，包括三连杆1、角速度传感器和数据处理单元，所述角速度传感器设置于三连杆1上，数据处理单元与角速度传感器连接。进一步地，所述三连杆1一端固定，为第一节杆，另一端与被测物体旋转边连接，为第三节杆；所述角速度传感器设置于第一节杆非固定点上。所述数据处理单元为微控制器。还包括显示单元，所述显示单元与数据处理单元连接。所述角速度传感器包括振动器、支持基板和锚段，所述振动器通过支持基板连接锚段。所述振动器包括外部振动器和内部振动器；所述振动器设置于相互垂直的x方向和y方向限定的xy平面上。所述支持基板设置于远离振动器的垂直于xy平面的z方向上。所述锚段设置于支持基板至所述振动器的xy平面上。

旋转开关测速设备的测速方法是：a、等弦测试模型建立：对被测物体，按其传动结构进行等弦测试模型建立；b、数据采集：采用角速度传感器进行角速度的采样；c、物理计算：利用物理运动原理简历等弦测试模型，并进行计算；d、数据显示：在显示单元显示被测物体的转速。

等弦测试模型的分析与建立，工程运用中采用圆周运动的等弦关系找到弧长的模型关系，等弦测试模型建立时，圆心角满足0°≤θ≤180°，其中，模型变量为θ、R。

圆周运动方式线速度测试原理，以旋转角度θ=55°、R=100.5mm为例进行说明，其中s为θ角度对应的弧长，DA顺时针方向旋转到DB，角度传感器安装于D点，则V主合、V主分按圆周运动速率计算如下：

由于速率V=ds/dt；角速度ω=dθ/dt；

由于s=θ*R；

则：ds/dt=dθ*R/dt=（dθ/dt）*R；

即：V=ω*R；

由角速度速度传感器对运动位移、时间数据直接采样并自动处理计算采样数据。

工程运用实际需要测试D点轴处动刀AD即，V主合；DB即，V主分；DC，即V接地合，运动的速度V，但是由于角度传感器只能安装在d点。

由图1三连杆运动原理简图所示，三连杆1和旋转开关设备2固定支点分别为D、d，其中：d为主轴由机构直接转矩输出，经过ad等三连杆1传动到从动轴D。在相同时间t内，当ad顺时针运动85°时db，同时AD顺时针运动55°DB；同样，db顺时针运动71°时dc，同时DB顺时针运动45°DC；

由角速度传感器采集到的数据传输至微处理器，根据下列建模方式对数据进行处理，得到速度。

由图2等弦模型所示，建立等弦模型A D→BD，A’D→B’D，其中，R=100.5mm；R’=68.69mm；θ’=85°，θ=55°运动使用时间都为t，弦长AB=A’B’=92.81mm，直接测量得弧长AB=96.47mm；弧长A’B’=101.9mm。由于弧长AB≠弧长A’B’；由此可得，设定相等的时间为t，A→B的线速度为V，A’→B’的线速度V’，即V＜V’；但满足一定的速度关系：如V=κV’。

按圆周运动速度计算公式对上述速度关系进行验证，已知：θ=55°，θ’=85°，R=100.5mm，R’=68.69mm，并求出κ值。

由V=ds/dt； ①

s=θ*R； ②

t=t’； ③

由①②③得，

V=0.946V’； ④

即：κ=0.946

由此方法建立测试数据模型，对实际测试模型△ABD位置进行虚拟等弦模型△A’B’D转化，当角速度传感器自定义设置为：(AB/θ’)*355°，其中355°为角速度传感器有效测试角度。即角速度传感器测试结果读数值为V’。

只需要按④式简单计算就可以得到近似的实际速度结果V。

将速度结果传输至显示单元，所述显示单元为液晶显示屏。

本实用新型提供的一种旋转开关测速设备，通过设置三连杆1，根据等弦测速原理，微处理器对检测到的角速度的处理和计算，计算出被测物体的转速，解决了不能在被测物体上直接设置测速装置的问题。

当然，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员应该可以根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种旋转开关测速设备，其特点在于：包括三连杆、角速度传感器和数据处理单元，所述角速度传感器设置于三连杆上，数据处理单元与角速度传感器连接。

2.根据权利要求1的一种旋转开关测速设备，其特征在于：所述三连杆一端固定，为第一节杆，另一端与被测物体旋转边连接，为第三节杆；所述角速度传感器设置于第一节杆非固定点上。

3.根据权利要求1所述的一种旋转开关测速设备，其特征在于：所述数据处理单元为微控制器。

4.根据权利要求1所述的一种旋转开关测速设备，其特征在于：还包括显示单元，所述显示单元与数据处理单元连接。

5.根据权利要求1所述的一种旋转开关测速设备，其特征在于：所述角速度传感器包括振动器、支持基板和锚段，所述振动器通过支持基板连接锚段。

6.根据权利要求5所述的一种旋转开关测速设备，其特征在于：所述振动器包括外部振动器和内部振动器；所述振动器设置于相互垂直的x方向和y方向限定的xy平面上。

7.根据权利要求5所述的一种旋转开关测速设备，其特征在于：所述支持基板设置于远离振动器的垂直于xy平面的z方向上。

8.根据权利要求5所述的一种旋转开关测速设备，其特征在于：所述锚段设置于支持基板至所述振动器的xy平面上。