CN2577286Y - 一种检测游艺机圆周运动中旋转线速度的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种游乐场中游乐设施安全检测的装置，在游艺机被测物体上固定两面相隔间距为D的光电反射板U01和U02，检测装置A安装在作圆周运动被测物体的外面，检测装置A上的光电传感器U1由活动三脚架固定于静止位置J1处，当游艺机被测物体B按圆周轨迹运动时，光电反射板U01和U02不停地经过J1处，记下光电反射板U01和U02经过J1处的时间差ΔT，则速度V＝D/ΔT。用本实用新型可为检测部门及游乐场提供一种非接触式检测游乐设施圆周运动中线速度的手段和专用仪器，该装置对游乐场的游乐设施事故预防有着重要的意义。

Description

一种检测游艺机圆周运动中旋转线速度的装置

技术领域

本实用新型涉及一种检测圆周运动速度的仪器仪表，特别涉及一种游乐场中游乐设施安全检测的装置。

背景技术

随着现代生活的加快，人们对休闲娱乐越来越重视。游乐场作为人们休闲娱乐的一种方式，也越来越受人们的青睐。但游乐设施目前处于检测不健全的状况，事故不断出现，甚至导致人员伤亡的严重情况。所以游乐设施性能指标的检测，受到国家和检测部门的重视。目前，国内还没有专用的游乐设施安全检测的仪器。

发明内容

本实用新型的目的是为游乐场提供一种检测游乐设施圆周运动中旋转线速度的装置。该装置不需要测量圆周的半径，只需通过光电传感器发射且采集信号，经单片机处理，就可以得到检测结果。用本实用新型可为检测部门及游乐场提供一种非接触式检测游乐设施圆周运动中线速度的手段和专用仪器，该装置对游乐场的游乐设施事故预防有着重要的意义。

本实用新型的目的通过下述技术方案予以实现：

一种检测游艺机圆周运动中旋转线速度的装置，包括光电反射板(1)、光电传感器(2)信号调理(3)、单片机电路(4)、显示电路(5)、电压监测(6)、数据存储(7)、键盘(8)、串行通讯接口(9)、指示电路(10)、系统时钟(11)其中：

显示电路(5)由显示控制器U7、电阻R37、R38、R20和数码管LED组成，U7的DIN端与单片机U6的RA3脚相连，U7的CLK端与单片机U6的RA4脚相连，U7的LOAD端与单片机U6的RA5脚相连，单片机U6通过控制显示控制器U7的DIN脚、CLK脚、LOAD脚，达到控制数码管LED所显示的内容；

电压监测(6)由电压监测芯片U5构成，其中电压监测芯片U5的1脚与+5V电源相连，电压监测芯片U5的2脚与电源地相连，电压监测芯片U5的3脚与单片机U6的RE2相连，从而对系统电压状态进行监测，如果系统电压低于某定值时，单片机U6将给出警告，然后关闭测试功能；

数据存储(7)由存储器U9和电阻R23、R24组成，存储器U5的SCL与单片机U6的RB6脚相连、存储器U9的SDA与单片机U6的RB7脚相连；

键盘(8)由按键K1、K2、K3、K4、K6、K7、K8、K9、K10、K11和电阻R2、R3、R5组成，通过这些按键可以对本装置进行相应的操作；

串行通讯接口(9)由通讯接口U10、电容C10、C11、C12、C13组成，其中单片机U6的RC7脚将输出的数字信号连接到串行通讯接口U10的12脚，单片机U6的RC6脚将与通讯接口U10的11脚相连并将数据传送到输出接口；

指示电路(10)由发光二极管L1、L2和电阻R15、R16组成，其中单片机U6的RE1与电阻R15一端相连，电阻R15另一端与发光二极管L1相连；单片机U6的RE0与电阻R16一端相连，电阻R16另一端与发光二极管L2相连，指示电路(10)是对相应的操作起指示作用；

系统时钟(11)由时钟芯片U4、电阻R10、R11、R12、R13组成，其中电阻R10一端与+5V电源相连，另一端与时钟芯片U4的9脚相连；电阻R11一端与+5V电源相连，另一端与时钟芯片U4的10脚相连；电阻R12与一端+5V电源相连，另一端与时钟芯片U4的11脚相连；电阻R13与一端+5V电源相连，另一端与时钟芯片U4的12脚相连，系统时钟记录每次测量的时间；其特征在于：

光电反射板(1)由光电反射板U01和U02组成，利用反射光线，将信号传递给光电传感器U1，在游艺机被测物体B上固定两面相隔间距为D的光电反射板U01和U02，检测装置A安装在作圆周运动被测物体的外面，检测装置A上的光电传感器U1由活动三脚架固定于静止位置J1处，当游艺机被测物体B按圆周轨迹运动时，光电反射板U01和U02不停地经过J1处，记下光电反射板U01和U02经过J1处的时间差ΔT，则速度V＝D/ΔT；

光电传感器(2)由一种主动发射且接受反射镜反射式光电管系统U1构成，光电传感器U1的2脚与整形元件U2的A、B脚相连，将信号送到信号调理电路；

信号调理(3)由整形元件U2、三极管N2、光电偶合U3、电容C4、C16和电阻R8、R32、R31、R4、R9组成，其中U2与电阻R8组成整形电路，光电偶合U3的3脚与单片机U6的RB0相连，信号经过三极管N2、光电偶合U3，光电偶合U3将信号送到单片机U6的RB0，由单片机U6进行信号处理；

单片机电路(4)由单片机U6及其A口包括RA0，RA1，RA2，RA3，RA4，RA5、B口包括RB0，RB2，RB3，RB4，RB5，RB6，RB7、C口包括RC0，RC1，RC2，RC3，RC6，RC7、D口包括RD0，RD1，RD2，RD3，RD4，RD5，RD6，RD7、E口包括RE0，RE1，RE2、时钟振荡晶体X1、电容C8、C9组成，单片机U6的OSC1脚与电容C8一端相连，电容C8另一端与时钟振荡晶体X1相连，时钟振荡晶体X1另一端与电容C9相连，电容C9再与单片机U6的OSC2脚相连；

单片机U6的RC7脚将输出的数字信号连接到串行通讯接口U10的12脚，单片机U6的RC6脚与串行通讯接口U10的11脚相连，单片机U6的RE0、RE1脚连接指示电路(10)的发光二极管L1、L2；

单片机U6的RB0脚和U3的输出3脚相连，单片机U6的RB2、RB3、RB4、RB5、RA0、RA1、RA2脚与按键K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10、K11组成键盘，单片机U6的RA3脚与U7的DIN端相连，单片机U6的RA4脚与U7的CLK端相连，单片机U6的RA5脚与U7的LOAD端相连，组成显示电路(5)；本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型为测量游乐场圆周运动速度提供一种新的非接触式测量装置。

2.本实用新型不需要测量圆周的半径，即可测出瞬时速度和平均速度，减少测量误差，提高测量精度。

3.装置测量方便，只需调整好传感器的位置，就可直接给出测量结果。

4.内置系统时间，记录每次测量的时间。

附图说明下面结合图1和图2对本实用新型的实施作进一步的说明：

图1为本实用新型的电路图。

图2为光电传感器接受信号示意图。

具体实施方式

在图1中，一种检测游艺机圆周运动中旋转线速度的装置的电路图包括：光电反射板1、光电传感器2、信号调理3、单片机电路4、显示电路5、电压监测6、数据存储7、键盘8、串行通讯接口9、指示电路10、系统时钟11。其中：

光电反射板1由光电反射板U01和U02组成，用来反射光电传感器U1的光电信号。利用反射光线，将信号传递给光电传感器U1。

光电传感器2由U1组成，用来接受光电反射板U01和U02反射的信号。光电传感器U1的2脚与整形元件U2的A、B相连，将信号送到信号调理电路3。

信号调理3由整形元件U2、三极管N2、光电偶合U3、电容C4、C16、和电阻R8、R32、R31、R4、R9、组成，其中U2与电阻R8组成整形电路，光电偶合U3的3脚与单片机U6的B0脚相连，信号经过三极管N2、光电偶合U3，直接送到单片机U6进行处理。

单片机电路(4)由单片机U6及其A口包括RA0，RA1，RA2，RA3，RA4，RA5、B口包括RB0，RB2，RB3，RB4，RB5，RB6，RB7、C口包括RC0，RC1，RC2，RC3，RC6，RC7、D口包括RD0，RD1，RD2，RD3，RD4，RD5，RD6，RD7、E口包括RE0，RE1，RE2、时钟振荡晶体X1、电容C8、C9组成，单片机U6的B2、B3、B4、B5、A0、A1、A2脚与按键K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10、K11组成键盘。

单片机U6的RC6脚将输出的数字信号连接到串行通讯接口9的U10的11脚，单片机U6的RC7脚将与串行通讯接口9的U10的12脚相连，单片机U6的RE1、REO脚连接指示电路的发光二极管L1、L2。

显示电路5由显示控制器U7、电阻R37、R38、R20和数码管LED组成，单片机U6的RA3脚与U7的DIN端相连，单片机U6的RA4脚与U7的CLK端相连，单片机U6的RA5脚与U7的LOAD端相连，组成显示控制电路。单片机U6与显示控制器U7连接，单片机U6控制显示控制器U7写不同的命令字，以控制数码管LED所显示的内容。

电压监测6由电压监测芯片U5组成，对系统电压状态进行不断监测，如果系统电压低于某定值时，单片机U6将关闭测试功能。

数据存储7由存储器U9和电阻R23、R24组成，存储器U5的SCL与单片机U6的RB6脚相连，存储器U9的SDA与单片机U6的RB7脚相连。

键盘8由按键K1、K2、K3、K4、K6、K7、K8、K9、K10、K11和电阻R2、R3、R5组成，通过这些按键可以对本装置进行相应的操作。

串行通讯接口9由通讯接口U10、电容C1、C3、C4、C5组成，将数据连接到输出。

指示电路10由发光二极管L1、L2和电阻R15、R16组成，发光二极管L1、L2是对相应的操作起指示作用。

系统时钟11由时钟芯片U4、电阻R10、R11、R12、R13组成，记录每次测量的时间。

图2中，在游艺机被测物体B上固定两面光电反射板U01和U02，并测出其间距D，在相对于做圆周运动的被测物体保持静止的J1处，固定光电传感器U1。调整好光电反射板U0与光电传感器U1的位置，使光电反射板U0经过光电传感器U1时，光电传感器U1能检测到信号。

当游艺机被测物体B按圆周轨迹运动时，光电反射板U01和U02不停地经过J1处，记下光电反射板U01和U02经过J1处的时间差T，则速度V＝D/T。

测量时，将光电发射板贴在被测物体上，调整好光电传感器和光电发射板的位置，使光电发射板经过光电传感器时，光电传感器可以检测到信号。当被测物体做圆周运动时，光电发射板不断经过光电传感器，光电传感器将检测到的信号传递到信号调理环节，信号经过调理环节的调理，送到单片机U6进行处理。单片机U6把处理结果储存在存储器U5内，同时把测量值通过显示电路，显示在数码管LED上。

对于不同的被测物体，利用按键K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10、K11可以选择相应的测量方法。指示电路的发光二极管L1、L2对不同的测量起指示作用。

在测量时，调整好光电传感器和光电发射板的位置非常重要，若位置调整得不好，光电传感器只检测到一个光电反射板所反射的光电信号，测量结果将产生较大的误差。

测量完成后，本装置通过串行通讯接口9，将数据上传到计算机，可以将测量结果保存、打印、归档等。

Claims (1)

1.一种检测游艺机圆周运动中旋转线速度的装置，包括光电反射板(1)、光电传感器(2)信号调理(3)、单片机电路(4)、显示电路(5)、电压监测(6)、数据存储(7)、键盘(8)、串行通讯接口(9)、指示电路(10)、系统时钟(11)其中：

显示电路(5)由显示控制器U7、电阻R37、R38、R20和数码管LED组成，U7的DIN端与单片机U6的RA3脚相连，U7的CLK端与单片机U6的RA4脚相连，U7的LOAD端与单片机U6的RA5脚相连，单片机U6通过控制显示控制器U7的DIN脚、CLK脚、LOAD脚，达到控制数码管LED所显示的内容；

电压监测(6)由电压监测芯片U5构成，其中电压监测芯片U5的1脚与+5V电源相连，电压监测芯片U5的2脚与电源地相连，电压监测芯片U5的3脚与单片机U6的RE2相连，从而对系统电压状态进行监测，如果系统电压低于某定值时，单片机U6将给出警告，然后关闭测试功能；

数据存储(7)由存储器U9和电阻R23、R24组成，存储器U5的SCL与单片机U6的RB6脚相连、存储器U9的SDA与单片机U6的RB7脚相连；

键盘(8)由按键K1、K2、K3、K4、K6、K7、K8、K9、K10、K11和电阻R2、R3、R5组成，通过这些按键可以对本装置进行相应的操作；

串行通讯接口(9)由通讯接口U10、电容C10、C11、C12、C13组成，其中单片机U6的RC7脚将输出的数字信号连接到串行通讯接口U10的12脚，单片机U6的RC6脚将与通讯接口U10的11脚相连并将数据传送到输出接口；

指示电路(10)由发光二极管L1、L2和电阻R15、R16组成，其中单片机U6的RE1与电阻R15一端相连，电阻R15另一端与发光二极管L1相连；单片机U6的RE0与电阻R16一端相连，电阻R16另一端与发光二极管L2相连，指示电路(10)是对相应的操作起指示作用；

系统时钟(11)由时钟芯片U4、电阻R10、R11、R12、R13组成，其中电阻R10一端与+5V电源相连，另一端与时钟芯片U4的9脚相连；电阻R11一端与+5V电源相连，另一端与时钟芯片U4的10脚相连；电阻R12与一端+5V电源相连，另一端与时钟芯片U4的11脚相连；电阻R13与一端+5V电源相连，另一端与时钟芯片U4的12脚相连，系统时钟记录每次测量的时间；其特征在于：

光电反射板(1)由光电反射板U01和U02组成，利用反射光线，将信号传递给光电传感器U1，在游艺机被测物体B上固定两面相隔间距为D的光电反射板U01和U02，检测装置A安装在作圆周运动被测物体的外面，检测装置A上的光电传感器U1由活动三脚架固定于静止位置J1处，当游艺机被测物体B按圆周轨迹运动时，光电反射板U01和U02不停地经过J1处，记下光电反射板U01和U02经过J1处的时间差ΔT，则速度V＝D/ΔT；

光电传感器(2)由一种主动发射且接受反射镜反射式光电管系统U1构成，光电传感器U1的2脚与整形元件U2的A、B脚相连，将信号送到信号调理电路；

信号调理(3)由整形元件U2、三极管N2、光电偶合U3、电容C4、C16和电阻R8、R32、R31、R4、R9组成，其中U2与电阻R8组成整形电路，光电偶合U3的3脚与单片机U6的RB0相连，信号经过三极管N2、光电偶合U3，光电偶合U3将信号送到单片机U6的RB0，由单片机U6进行信号处理；

单片机电路(4)由单片机U6及其A口包括RA0，RA1，RA2，RA3，RA4，RA5、B口包括RB0，RB2，RB3，RB4，RB5，RB6，RB7、C口包括RC0，RC1，RC2，RC3，RC6，RC7、D口包括RD0，RD1，RD2，RD3，RD4，RD5，RD6，RD7、E口包括RE0，RE1，RE2、时钟振荡晶体X1、电容C8、C9组成，单片机U6的OSC1脚与电容C8一端相连，电容C8另一端与时钟振荡晶体X1相连，时钟振荡晶体X1另一端与电容C9相连，电容C9再与单片机U6的OSC2脚相连；

单片机U6的RC7脚将输出的数字信号连接到串行通讯接口U10的12脚，单片机U6的RC6脚与串行通讯接口U10的11脚相连，单片机U6的RE0、RE1脚连接指示电路(10)的发光二极管L1、L2；

单片机U6的RB0脚和U3的输出3脚相连，单片机U6的RB2、RB3、RB4、RB5、RA0、RA1、RA2脚与按键K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10、K11组成键盘，单片机U6的RA3脚与U7的DIN端相连，单片机U6的RA4脚与U7的CLK端相连，单片机U6的RA5脚与U7的LOAD端相连，组成显示电路(5)。