[發明專利]一種多功能運動檢測教學實驗系統及控制方法

有效

• 申請號: 202011008110.4
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112071183B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 鄒大鵬;龐應龍;劉偉;肖體兵
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 楊小紅

本申請公開了一種多功能運動檢測教學實驗系統及控制方法，通過光電傳感器與編碼器分別采集的盤狀凸輪的運動數據以及位移傳感器采集推桿的運動數據經過STC12C5A60S2單片機向上位機上傳，而上位機可以計算相應的所述盤狀凸輪的轉速、輪廓形狀和輪廓線速度與推桿的運動速度，實現對運動數據快速處理，并通過上位機對計算的盤狀凸輪的轉速與推桿的運動速度進行存儲，實現對運動數據進行及時保存，而通過設置任務切換算法模塊其通過預存的任務切換算法可以切換所述前端檢測模塊、所述控制模塊與所述上位機的任務執行狀態，可實現各個系統模塊之間的協調運行，保證了程序運行的穩健運行。

技術領域

本申請涉及傳感檢測技術領域，尤其涉及一種多功能運動傳感檢測系統以及相應的控制方法。

背景技術

隨著傳感器在工程檢測應用中的逐步深入，又將傳感器與檢測技術重新組合，逐步成為工科專業的主干課程。傳感器及其檢測相關技術的教學方式不同于理論教學和傳統教學方式，作為一門實踐性很強的課程，往往需要相關的傳感器實驗設備作為輔助的教學工具。

而盤狀凸輪為凸輪機構常見的一種，在教學過程中，一般均以盤狀凸輪的運動檢測進行實驗，而目前，傳統的傳感器實驗平臺雖然集眾多不同類型的傳感器于一體，并對盤狀凸輪所產生的數據進行采集，但目前的實驗設備雖然包含了結合單片機技術實現了轉速的測量和顯示，但缺乏對運動數據的及時保存和快速處理的能力，而且，對盤狀凸輪的轉速測量方法比較單一，不能夠進行多種測量結果的比較，同時，其實驗程序的運行不夠穩定，容易造成運動數據產生錯亂。

發明內容

本申請提供了一種多功能運動檢測教學實驗系統及控制方法，用于解決現有技術中對測算的運動數據無法及時保存與快速處理、對盤狀凸輪的轉速測量比較單一以及程序運行不穩定的技術問題。

有鑒于此，本申請第一方面提供了一種多功能運動檢測教學實驗系統，包括：凸輪模組、前端檢測模塊、控制模塊與上位機模塊；

所述凸輪模組包括推桿、盤狀凸輪與用于驅動所述盤狀凸輪旋轉的步進電機，所述盤狀凸輪與所述推桿對應配合并使所述推桿在所述盤狀凸輪驅動下做直線位移運動；

所述前端檢測模塊包括位移傳感器、光電傳感器與編碼器，所述位移傳感器用于采集所述推桿的直線位移數據，所述光電傳感器用于采集所述盤狀凸輪的旋轉圈數數據，所述編碼器用于采集所述盤狀凸輪的角位移數據；

所述控制模塊包括STC89C52RC單片機、STC12C5A60S2單片機與A4988驅動模塊電路，所述STC89C52RC單片機與所述A4988驅動模塊電路電連接，所述A4988驅動模塊電路與所述步進電機電連接，所述STC12C5A60S2單片機的輸入端分別與所述位移傳感器、所述光電傳感器和所述編碼器電連接，用于接收并向所述上位機模塊傳輸所述位移傳感器、所述光電傳感器和所述編碼器分別采集的所述推桿的直線位移數據、所述盤狀凸輪的旋轉圈數數據與所述盤狀凸輪的角位移數據以及所采集數據的相應的采集時間間隔數據；

所述上位機模塊包括上位機與任務切換算法模塊；

其中，所述上位機與所述STC12C5A60S2單片機串口連接，用于根據所述位移傳感器采集的所述推桿的直線位移數據與相應的采集時間間隔數據計算所述推桿的運動速度，并根據所述光電傳感器采集的所述盤狀凸輪的旋轉圈數數據與相應的采集時間間隔數據計算所述盤狀凸輪的轉速，并根據所述編碼器采集的所述盤狀凸輪的角位移數據與相應的采集時間間隔數據計算所述盤狀凸輪的轉速，還根據所述位移傳感器采集的所述推桿的直線位移數據與所述編碼器采集的角位移數據計算所述盤狀凸輪的輪廓形狀與輪廓線速度，所述上位機還用于存儲所述推桿的運動速度數據、所述盤狀凸輪的轉速數據以及所述盤狀凸輪的輪廓形狀與輪廓線速度；

所述STC12C5A60S2單片機與所述STC89C52RC單片機串口連接，所述上位機還用于控制所述步進電機的轉速達到預設轉速；