CN213209121U - 一种多功能运动检测实验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种多功能运动检测实验平台，包括：支撑板、安装板、控制器收纳盒、步进电机、盘状凸轮、推杆、检测模组与控制模组；通过安装板与支撑板便形成主体结构，并仅在安装板上集成反射式光电传感器、位移传感器与编码器，可以完成采集盘状凸轮的运动参数的实验测试，使得体积较小，结构简单且紧凑，大大减小了占用空间，同时，成本较低，便于移动。

Description

一种多功能运动检测实验平台

技术领域

本实用新型涉及传感检测技术领域，尤其涉及多功能的运动检测实验平台。

背景技术

随着传感器在工程检测应用中的逐步深入，又将传感器与检测技术重新组合，逐步成为工科专业的主干课程。传感器及其检测相关技术的教学方式不同于理论教学和传统教学方式，作为一门实践性很强的课程，往往需要相关的传感器实验设备作为辅助的教学工具。

而盘状凸轮为凸轮机构常见的一种，在教学过程中，一般均以盘状凸轮的运动检测进行实验，而目前，传统的传感器实验平台虽然集众多不同类型的传感器于一体，但是却导致了实验平台的体积和成本不断增加，导致实验平台占用空间大，移动不方便。

实用新型内容

本实用新型实施例公开了一种多功能运动检测实验平台，用于解决现有技术中占有空间大、成本高以及移动不方便的技术问题。

本实用新型实施例提供了一种多功能运动检测实验平台，包括：支撑板、安装板、控制器收纳盒、步进电机、盘状凸轮、推杆、检测模组与控制模组；

所述安装板垂直连接于所述支撑板，所述步进电机设置在所述安装板上，所述步进电机的输出轴与所述盘状凸轮连接，所述推杆与所述盘状凸轮的圆周侧面相抵触从而使所述盘状凸轮旋转驱动所述推杆做位移运动；

所述控制器收纳盒设于所述支撑板上，所述控制模组设于所述控制器收纳盒内；

所述检测模组包括位移传感器支座、位移传感器、光电传感器支座、反射式光电传感器、编码器支座与编码器，所述位移传感器支座设于所述安装板并相对于所述盘状凸轮上方设置，所述位移传感器固定于所述位移传感器支座上，所述位移传感器设置在所述推杆上，所述反射式光电传感器与所述盘状凸轮相对设置，所述反射式光电传感器通过所述光电传感器支座固定于所述安装板上，所述盘状凸轮的圆周侧面设有反光条，所述反射式光电传感器的发光端与所述反光条对应设置，所述编码器通过所述编码器支座固定于所述安装板上，所述编码器的转子通过联轴器与所述步进电机的输出轴连接；

所述控制模组包括电源模组、第一单片机、第二单片机与电机驱动器，所述电源模组分别与所述位移传感器、所述反射式光电传感器、所述编码器、所述第一单片机、所述第二单片机与所述电机驱动器电连接，所述第一单片机分别与所述位移传感器、所述反射式光电传感器和所述编码器电连接，所述第二单片机与所述电机驱动器电连接，所述电机驱动器与所述步进电机电连接。

优选地，还包括四个支撑脚，所述支撑脚固定于所述支撑板相对远离所述安装板的底面。

优选地，所述支撑板与所述安装板均采用亚克力材料制成。

优选地，所述位移传感器支座与所述位移传感器通过螺栓连接，所述光电传感器支座与所述反射式光电传感器通过螺栓连接，所述编码器支座与所述编码器通过螺栓连接。

优选地，所述安装板与所述支撑板通过设置连接件可拆卸连接。

优选地，所述第一单片机为STC12C5A60S2单片机。

优选地，所述第二单片机为STC89C52RC单片机。

优选地，所述位移传感器采用KTR12-25型直线位移传感器。

优选地，所述反射式光电传感器采用E3Z-D61型反射式光电传感器。

优选地，所述编码器采用HN3806-AB-100N型增量式光电编码器。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

本实用新型实施例提供了一种多功能运动检测实验平台，包括：支撑板、安装板、控制器收纳盒、步进电机、盘状凸轮、推杆、检测模组与控制模组；所述安装板垂直连接于所述支撑板，所述步进电机设置在所述安装板上，所述步进电机的输出轴与所述盘状凸轮连接，所述推杆与所述盘状凸轮的圆周侧面相抵触从而使所述盘状凸轮旋转驱动所述推杆做位移运动；所述控制器收纳盒设于所述支撑板上，所述控制模组设于所述控制器收纳盒内；所述检测模组包括位移传感器支座、位移传感器、光电传感器支座、反射式光电传感器、编码器支座与编码器，所述位移传感器支座设于所述安装板并相对于所述盘状凸轮上方设置，所述位移传感器固定于所述位移传感器支座上，所述位移传感器设置在所述推杆上，所述反射式光电传感器与所述盘状凸轮相对设置，所述反射式光电传感器通过所述光电传感器支座固定于所述安装板上，所述盘状凸轮的圆周侧面设有反光条，所述反射式光电传感器的发光端与所述反光条对应设置，所述编码器通过所述编码器支座固定于所述安装板上，所述编码器的转子通过联轴器与所述步进电机的输出轴连接；所述控制模组包括电源模组、第一单片机、第二单片机与电机驱动器，所述电源模组分别与所述位移传感器、所述反射式光电传感器、所述编码器、所述第一单片机、所述第二单片机与所述电机驱动器电连接，所述第一单片机分别与所述位移传感器、所述反射式光电传感器和所述编码器电连接，所述第二单片机与所述电机驱动器电连接，所述电机驱动器与所述步进电机电连接。本实施例通过安装板与支撑板便形成主体结构，并仅在安装板上集成反射式光电传感器、位移传感器与编码器，可以完成采集盘状凸轮的运动参数的实验测试，使得体积较小，结构简单且紧凑，大大减小了占用空间，同时，成本较低，便于移动。

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它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种多功能运动检测实验平台的立体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种多功能运动检测实验平台的正视结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种多功能运动检测实验平台的侧视结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种多功能运动检测实验平台的原理框图。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种多功能运动检测实验平台，为了方便理解，请参阅图1至图3，多功能运动检测实验平台包括：支撑板2、安装板1、控制器收纳盒20、步进电机101、盘状凸轮10、推杆111、检测模组与控制模组；

安装板1垂直连接于支撑板2，步进电机101设置在安装板1上，步进电机101的输出轴与盘状凸轮10连接，推杆111与盘状凸轮10的圆周侧面相抵触从而使盘状凸轮10旋转驱动推杆111做位移运动；

可以理解的是，盘状凸轮10为椭圆形或不规则椭圆形状。

控制器收纳盒20设于支撑板2上，控制模组设于控制器收纳盒20内；

检测模组包括位移传感器支座110、位移传感器11、光电传感器支座120、反射式光电传感器12、编码器支座130与编码器13，位移传感器支座110设于安装板1并相对于盘状凸轮10上方设置，位移传感器11固定于位移传感器支座110上，位移传感器11设置在推杆111上，反射式光电传感器12与盘状凸轮10相对设置，反射式光电传感器12通过光电传感器支座120固定于安装板1上，盘状凸轮10的圆周侧面设有反光条，反射式光电传感器12的发光端与反光条对应设置，编码器13通过编码器支座130固定于安装板1上，编码器13的转子通过联轴器与步进电机101的输出轴连接；

需要说明的是，位移传感器支座110与位移传感器11之间、光电传感器支座120与反射式光电传感器12之间、编码器支座130与编码器13之间均是通过螺栓连接，同时，与螺栓配合的螺孔略大于螺栓外径，使得可以在固定传感器时，可以上下左右进行微调，以满足安装测试需求；

另外，推杆111与盘状凸轮10的圆周侧面相抵触，当盘状凸轮10转动时，其由于圆周轮廓不规则，所以会在转动时发生驱动推杆111做位移运动，从而产生位移变化，从而位移传感器11通过推杆111的位移采集盘状凸轮10的直线位移数据，优选推杆111沿着一滑轨进行滑动从而使之做直线位移运动；反射式光电传感器12是自带发光端与光接收器的，而在盘状凸轮10上设置反光条，反射式光电传感器12可以通过发光端向反光条发射光信号，并通过光接收器接收经过反光条反射回来的光信号，从而获取到盘状凸轮10转动圈数的计数；通过编码器13则可以采集到盘状凸轮10的角位移。

参考图4，控制模组包括电源模组、第一单片机、第二单片机与电机驱动器，电源模组分别与位移传感器11、反射式光电传感器12、编码器13、第一单片机、第二单片机与电机驱动器电连接，第一单片机分别与位移传感器11、反射式光电传感器12和编码器13电连接，第二单片机与电机驱动器电连接，电机驱动器与步进电机101电连接。

需要说明的是，通过位移传感器11、反射式光电传感器12和编码器13分别采集到盘状凸轮10的相应参数后，将相应参数传输至第一单片机，从而第一单片机完成对所有传感器采集的数据进行捕获或转换，进而完成对盘状凸轮10的参数测试；另外，可以通过第二单片机对电机驱动器的参数进行设定，并通过电机驱动器从而驱动步进电机101，设定的参数如步进电机101的转速、旋转时间或旋转周期等参数，以提高盘状凸轮10的测试多样性。

进一步地，参考图2，实验平台还包括四个支撑脚22，支撑脚22固定于支撑板2相对远离安装板1的底面，用于与地面接触，以支撑平台以及使得更加平稳。

进一步地，支撑板2与安装板1均采用亚克力材料制成。

容易想到的是，亚克力材料轻便且抗撞击能力比较强，便于搬运以及延长使用寿命。

进一步地，位移传感器支座110与位移传感器11通过螺栓连接，光电传感器支座120与反射式光电传感器12通过螺栓连接，编码器支座130与编码器13通过螺栓连接。

容易理解的是，通过螺栓连接可实现可拆卸连接，且便于组装与固定，同时，还可以对传感器位置进行微调。

进一步地，安装板1与支撑板2通过设置连接件21可拆卸连接，以便于组装。

进一步地，第一单片机为STC12C5A60S2单片机。

进一步地，第二单片机为STC89C52RC单片机。

进一步地，位移传感器11采用KTR12-25型直线位移传感器。

可以理解的是，KTR12-25型直线位移传感器是采用往复推杆，使得无需另设置推杆111，使得结构更加简单紧凑。

进一步地，反射式光电传感器12采用E3Z-D61型反射式光电传感器。

进一步地，编码器13采用HN3806-AB-100N型增量式光电编码器。

需要说明的是，本实施例结构简单且紧凑，仅在安装板1上集成反射式光电传感器12、位移传感器11与编码器13，可以完成采集盘状凸轮10的运动参数的实验测试，使得体积较小，大大减小占用空间，同时，成本较低，便于移动。

以上对本实用新型进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种多功能运动检测实验平台，其特征在于，包括：支撑板、安装板、控制器收纳盒、步进电机、盘状凸轮、推杆、检测模组与控制模组；

所述安装板垂直连接于所述支撑板，所述步进电机设置在所述安装板上，所述步进电机的输出轴与所述盘状凸轮连接，所述推杆与所述盘状凸轮的圆周侧面相抵触从而使所述盘状凸轮旋转驱动所述推杆做位移运动；

所述控制器收纳盒设于所述支撑板上，所述控制模组设于所述控制器收纳盒内；

所述检测模组包括位移传感器支座、位移传感器、光电传感器支座、反射式光电传感器、编码器支座与编码器，所述位移传感器支座设于所述安装板并相对于所述盘状凸轮上方设置，所述位移传感器固定于所述位移传感器支座上，所述位移传感器设置在所述推杆上，所述反射式光电传感器与所述盘状凸轮相对设置，所述反射式光电传感器通过所述光电传感器支座固定于所述安装板上，所述盘状凸轮的圆周侧面设有反光条，所述反射式光电传感器的发光端与所述反光条对应设置，所述编码器通过所述编码器支座固定于所述安装板上，所述编码器的转子通过联轴器与所述步进电机的输出轴连接；

所述控制模组包括电源模组、第一单片机、第二单片机与电机驱动器，所述电源模组分别与所述位移传感器、所述反射式光电传感器、所述编码器、所述第一单片机、所述第二单片机、所述电机驱动器电连接，所述第一单片机分别与所述位移传感器、所述反射式光电传感器和所述编码器电连接，所述第二单片机与所述电机驱动器电连接，所述电机驱动器与所述步进电机电连接。

2.根据权利要求1所述的多功能运动检测实验平台，其特征在于，还包括四个支撑脚，所述支撑脚固定于所述支撑板相对远离所述安装板的底面。

3.根据权利要求1所述的多功能运动检测实验平台，其特征在于，所述支撑板与所述安装板均采用亚克力材料制成。

4.根据权利要求1所述的多功能运动检测实验平台，其特征在于，所述位移传感器支座与所述位移传感器通过螺栓连接，所述光电传感器支座与所述反射式光电传感器通过螺栓连接，所述编码器支座与所述编码器通过螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的多功能运动检测实验平台，其特征在于，所述安装板与所述支撑板通过设置连接件可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的多功能运动检测实验平台，其特征在于，所述第一单片机为STC12C5A60S2单片机。

7.根据权利要求1所述的多功能运动检测实验平台，其特征在于，所述第二单片机为STC89C52RC单片机。

8.根据权利要求1所述的多功能运动检测实验平台，其特征在于，所述位移传感器采用KTR12-25型直线位移传感器。

9.根据权利要求1所述的多功能运动检测实验平台，其特征在于，所述反射式光电传感器采用E3Z-D61型反射式光电传感器。

10.根据权利要求1所述的多功能运动检测实验平台，其特征在于，所述编码器采用HN3806-AB-100N型增量式光电编码器。

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