本實(shí)用新型涉及智能測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種自動(dòng)化機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的智能測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

目前的自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，一般都是通過(guò)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)置或計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的測(cè)量和控制。這種辦法需要對(duì)電機(jī)控制很熟悉，而且不同廠家的電機(jī)運(yùn)動(dòng)誤差和精度控制各異，這樣一來(lái)，在復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)中，給高精度的運(yùn)動(dòng)控制帶來(lái)很大的隱患。

目前市面上另外一種常見(jiàn)的方法是加設(shè)光柵尺，通過(guò)光柵尺來(lái)計(jì)算和實(shí)現(xiàn)。利用光柵尺的好處是能夠滿足對(duì)高精度的要求，但是需要其它相應(yīng)的傳感器一起才能完成，這些方法的設(shè)計(jì)在功能和實(shí)際操作上，都有很多不足之處：其一是功能比較單一，電機(jī)設(shè)置需要先計(jì)算，再驗(yàn)證；光柵尺測(cè)量也需要計(jì)算和驗(yàn)證。其二：當(dāng)改變或者進(jìn)行不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，又需要重新計(jì)算；如果是應(yīng)對(duì)多軸機(jī)械和多軸異步復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，這種辦法很復(fù)雜，工作量很大，而且效率很低。其三，上述兩種辦法測(cè)量范圍有限，就是只能通過(guò)計(jì)算來(lái)測(cè)量位移速度和加速度，不能測(cè)量運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的受力情況，比如慣性沖擊力，機(jī)械臂夾力等情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種自動(dòng)化機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的智能測(cè)量裝置，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)了一種自動(dòng)化機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的智能測(cè)量裝置，其特征在于，所述裝置包括：采集模塊、測(cè)量模塊、顯示模塊、電源模塊、通信連接模塊以及控制模塊；所述采集模塊用于采集機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)且所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與重力相關(guān)，并將所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為電壓數(shù)據(jù)，所述測(cè)量模塊用于接收所述采集模塊采集并轉(zhuǎn)化得到的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)通過(guò)顯示模塊進(jìn)行顯示，所述顯示模塊與所述測(cè)量模塊相連；所述電源模塊與所述測(cè)量模塊相連，用于為所述測(cè)量模塊提供工作電壓；所述測(cè)量模塊通過(guò)通信連接模塊與所述控制模塊相連，所述控制模塊用于控制所述測(cè)量模塊。

本方案運(yùn)用于可以在運(yùn)動(dòng)機(jī)械軸或機(jī)械臂上，通過(guò)本實(shí)用信息給的智能測(cè)量裝置，內(nèi)部主板上嵌有一顆重力感應(yīng)器和一個(gè)單片機(jī)，重力感應(yīng)器可以感知到機(jī)械軸或機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并把這些狀態(tài)參數(shù)通過(guò)內(nèi)部通信機(jī)制傳遞給單片機(jī)；單片機(jī)通過(guò)專門的計(jì)算方法，計(jì)算出其運(yùn)動(dòng)過(guò)程種的位移速度，位移量，加速度，并且顯示在外部的顯示屏上面或者機(jī)械設(shè)備的運(yùn)控電腦上面，也可以兩者都實(shí)現(xiàn)。這樣，設(shè)備調(diào)試人員不需要通過(guò)多次計(jì)算就能知道運(yùn)動(dòng)軸或者機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。

另外，該方案的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，它可以把這些運(yùn)動(dòng)參數(shù)集成在自動(dòng)化設(shè)備的控制程序中，自動(dòng)化控制程序不需要外部輸入運(yùn)動(dòng)參數(shù)，自己直接讀取該智能裝置的傳遞過(guò)來(lái)的參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)化控制。而且該智能裝置既能滿足多軸運(yùn)動(dòng)，多軸異步運(yùn)動(dòng)的需求。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為一種自動(dòng)化機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的智能測(cè)量裝置連接示意圖。

圖2為機(jī)械軸為例，當(dāng)進(jìn)行移動(dòng)，重力在第一個(gè)時(shí)刻的變化示意圖。

圖3為圖2所示時(shí)刻后的第二個(gè)時(shí)刻的重力變化示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種自動(dòng)化機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的智能測(cè)量裝置，所述裝置包括：采集模塊1、測(cè)量模塊2、顯示模塊3、電源模塊4、通信連接模塊5以及控制模塊6。

所述采集模塊1用于采集機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)且所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與重力相關(guān)，并將所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為電壓數(shù)據(jù)，所述測(cè)量模塊2用于接收所述采集模塊采集并轉(zhuǎn)化得到的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)通過(guò)顯示模塊3進(jìn)行顯示，所述顯示模塊3與所述測(cè)量模塊2相連；所述電源模塊4與所述測(cè)量模塊2相連，用于為所述測(cè)量模塊2提供工作電壓；所述測(cè)量模塊2通過(guò)通信連接模塊5與所述控制模塊6相連，所述控制模塊6用于控制所述測(cè)量模塊2。

本實(shí)用新型可以應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)機(jī)械軸或機(jī)械臂上，在其上安裝本實(shí)用新型的智能測(cè)量裝置。具體的，本測(cè)量裝置的實(shí)現(xiàn)可以為：裝置內(nèi)部主板上嵌有一顆重力感應(yīng)器和一個(gè)MCU單片機(jī)，重力感應(yīng)器可以感知到機(jī)械軸或機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并把這些狀態(tài)參數(shù)通過(guò)內(nèi)部通信機(jī)制傳遞給單片機(jī)；單片機(jī)通過(guò)專門的計(jì)算方法，計(jì)算出其運(yùn)動(dòng)過(guò)程種的位移速度，位移量，加速度，并且顯示在外部的顯示屏上面或者機(jī)械設(shè)備的運(yùn)控電腦上面。同時(shí)，設(shè)備調(diào)試人員不需要通過(guò)多次計(jì)算就能知道運(yùn)動(dòng)軸或者機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。

所述采集模塊1為可以為重力傳感器，所述測(cè)量模塊2還可以為MCU，可以理解的是，重力是具有大小和方向的，以機(jī)械軸為例，當(dāng)進(jìn)行移動(dòng)的時(shí)候，重力的大小或者方向至少會(huì)有一個(gè)發(fā)生變化，可以根據(jù)水平或者垂直方向上的重力的分量測(cè)量任意兩個(gè)時(shí)刻的位置變化，如圖2及圖3所示，一個(gè)時(shí)刻G的水平和數(shù)值分量為、，第二個(gè)時(shí)刻G的水平和數(shù)值分量為、，因此可以得到這兩個(gè)時(shí)刻的水平方向的分量之差，數(shù)值方向的分量之差，由數(shù)學(xué)知識(shí)可以得知，加速度a是通過(guò)積分得到的速度v，速度v通過(guò)積分得到的位移s，即關(guān)系式：s'＝v，v'＝s”＝a，時(shí)間t是自變量，另外通過(guò)每個(gè)方向上的速度和位移的變化還可以得到該方向的受力情況，即得到了瞬時(shí)的慣性沖擊力，機(jī)械臂夾力。待測(cè)物體的質(zhì)量為已知的，根據(jù)速度、加速度與沖擊力的關(guān)系，可得到?jīng)_擊力，即F＝ma，還可以由動(dòng)量守恒p＝mv得到速度等的關(guān)系，具體的計(jì)算為現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型在此不對(duì)其進(jìn)行贅述。

另外，還可以把這些運(yùn)動(dòng)參數(shù)集成在自動(dòng)化設(shè)備的控制程序中，自動(dòng)化控制程序不需要外部輸入運(yùn)動(dòng)參數(shù)，自己直接讀取該智能裝置的傳遞過(guò)來(lái)的參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)化控制。而且該智能裝置既能滿足多軸運(yùn)動(dòng)，多軸異步運(yùn)動(dòng)的需求，具體的集成過(guò)程為現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型在此不對(duì)其進(jìn)行贅述。

所述通信連接模塊5可以為RS232或者RS485通信連接模塊，通過(guò)RS232或者RS485通信連接實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，能夠方便技術(shù)人員操作。另外，所述控制模塊為裝置控制程序的個(gè)人計(jì)算機(jī)，所述顯示模塊3為L(zhǎng)ED數(shù)字顯示屏，所述電源模塊4為DC電源轉(zhuǎn)換模塊，與外接電源相連并將所述外接電源轉(zhuǎn)化為工作電壓輸出，所述控制模塊6根據(jù)所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)參數(shù)發(fā)出控制指令，所述采集模塊2為重力加速度傳感器。具體的參數(shù)可以為串口輸入DC-0.3V～+/-3.6，機(jī)械臂等的質(zhì)量范圍：+/-200g，沖擊力：≦10K，測(cè)量方向：可以為自定義的X/Y/Z分別三個(gè)方，靈敏度通常能夠達(dá)到5.8～7.2mV/g(標(biāo)準(zhǔn)電壓3V下)，工作溫度范圍適應(yīng)較廣-55℃～+125℃，另外由于溫度引起的靈敏度變化：Vs＝3V,+/-0.02。

需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本說(shuō)明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用相關(guān)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對(duì)于裝置實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施方式中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，這里所稱得的存儲(chǔ)介質(zhì)，如：ROM/RAM、磁碟、光盤等。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。