[發(fā)明專利]一種自動振動激勵裝置

有效

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• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103592221A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 張軍國;張智鵬;黨元浩
• 申請（專利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學
• 主分類號: G01N19/10
• 分類號: G01N19/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種自動振動激勵裝置，屬于電控裝置技術領域。

背景技術

本發(fā)明專利為一種用于敲擊活立木的自動振動激勵裝置，能夠自動產(chǎn)生振動激勵。敲擊活立木的目的是研究活立木的含水率和其共振頻率之間的關系，最終建立活立木含水率和共振頻率之間的關系模型。敲擊活立木的傳統(tǒng)方法主要是利用錘子進行人力敲擊，這種方法費時費力，還有可能對樹木表皮造成損害，針對上述不足，我們開發(fā)了這種自動振動激勵裝置，一方面可以使敲擊頻率保持穩(wěn)定，敲擊力度保持均衡，另一方面可以解放人力，方便將來在野外樹林中的自動測量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明由單片機，LCD液晶屏，短距離無線遙控接收裝置，短距離無線遙控發(fā)送裝置，步進電機驅(qū)動器，步進電機，機械臂，錘頭和底座構(gòu)成，實驗人員只需通過單片機或遙控上面的按鍵控制裝置以某一頻率進行敲擊，引起活立木樣本的受迫振動，然后讀取振動測量儀器顯示的振動頻率，還可以通過LCD液晶屏得知裝置的工作狀態(tài)，操作十分簡單，大大減輕了人力。

本發(fā)明實例采用的技術方案：

采用AT89S52單片機為主控芯片實現(xiàn)對自動振動激勵敲擊裝置進行控制。

采用短距離無線遙控接收裝置和短距離無線遙控發(fā)送裝置實現(xiàn)遠距離的控制。

采用可充電鋰電池及穩(wěn)壓芯片對各個部件進行供電。

采用按鍵設置裝置擺動角度，速度和頻率。

采用1602LCD液晶屏顯示設定的擺動角度，速度和頻率。

采用步進電機帶動機械臂完成敲擊動作。

本發(fā)明實例的工作原理是：

1)主控系統(tǒng)：采用AT89S52單片機微控制器作為控制核心，通過I/O口對步進電機驅(qū)動器和1602LCD顯示屏進行控制。

2)電源模塊：采用額定電壓為12V的充電鋰電池供電，12v電源用來為步進電機驅(qū)動器供電；采用了LM2575芯片將12V穩(wěn)壓至5V，用來給單片機進行供電。

3)按鍵：總共使用四個按鍵，一個按鍵用來設置裝置擺動的角度，一個用來設置裝置擺動的速度，一個用來設置裝置的敲擊模式，另一個用來控制裝置的運行和停止。

4)1602LCD液晶屏：與按鍵一起實現(xiàn)人機交互功能，液晶屏用來顯示裝置的工作狀態(tài)，即裝置擺動的角度，速度和頻率。用單片機I/O口并行傳輸數(shù)據(jù)給液晶屏以實現(xiàn)液晶屏的顯示。

5)短距離無線遙控接收裝置：用來接收短距離無線遙控發(fā)送裝置發(fā)來的信號，然后由單片機讀取接收到的信號。

6)短距離無線遙控發(fā)送裝置：設置有四個按鍵，角度設置鍵，速度設置鍵，敲擊模式選擇鍵，啟動/停止鍵，功能與單片機上的四個按鍵相同，并把信號發(fā)送給無線遙控接收裝置。

7)步進電機驅(qū)動器：采用TB6560AHQ芯片，能驅(qū)動二相和四相步進電機，細分有整步、二細分、八細分、十六細分可調(diào)，輸出電流共有7個檔，0.5-3.0A可調(diào)，具有過熱自動保護功能，還可調(diào)整其衰減模式來調(diào)節(jié)消除步進電機鎖定時的噪音和提高運動平穩(wěn)性。

8)步進電機：四線二相步進電機，型號為42BYG-250C，相電流2.4A，外形尺寸42*42*48mm。

9)機械臂：使用鋼材料，靠近電機轉(zhuǎn)軸部位直徑為10mm，遠離轉(zhuǎn)軸部位直徑為5mm，目的是減輕電機的負載，機械臂前端安裝了可以更換的錘頭，錘頭按直徑分為6mm，12mm和18mm三種規(guī)格，分別適用于敲擊不同材質(zhì)的活立木。

10)底座：使用鋼材料，外形尺寸60*60*10mm，上面有8個螺孔，四個用于固定電機于底座上，另外四個用于固定底座于桌子上。

附圖說明

附圖1為自動振動激勵裝置的主視圖；

附圖2為自動振動激勵裝置的俯視圖；

附圖3為自動振動激勵裝置控制系統(tǒng)的示意圖；

附圖4為自動振動激勵裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖5為自動振動激勵裝置程序控制流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖以具體實例對本發(fā)明作進一步說明。

1)參照附圖1、附圖2，附圖3，自動振動激勵裝置包括：1、步進電機2、機械臂3、錘頭4、底座5、LCD液晶屏6、短距離無線遙控接收裝置7、啟動/停止鍵8、速度設置鍵9、角度設置鍵10、電源模塊11、步進電機驅(qū)動器12、短距離無線遙控發(fā)送裝置。