專(zhuān)利名稱(chēng)：振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部件自動(dòng)對(duì)中裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于行程控制裝置，具體涉及一種振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部f牛自動(dòng)對(duì) 中裝置。
技術(shù)背景電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)是一種將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能、對(duì)試件提供激振力的裝置。其原理是根據(jù)恒定磁場(chǎng)和位于恒定磁場(chǎng)中通以交變電流的運(yùn)動(dòng)部件相互 作用，而產(chǎn)生激振力驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件，試件放在運(yùn)動(dòng)部件上振動(dòng)試驗(yàn)。在試驗(yàn) 時(shí)，需要振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部件能自動(dòng)對(duì)中。目前的振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部件自動(dòng)對(duì)中裝置一般由信號(hào)檢測(cè)裝置、處理裝置和 執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。其工作原理是利用傳感器將運(yùn)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)運(yùn) 算放大處理后輸出與振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部件位置相關(guān)的直流電壓信號(hào)，以此來(lái)驅(qū)動(dòng) 相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)中。國(guó)內(nèi)信號(hào)檢測(cè)一般采用電渦流傳感器，而國(guó) 外大多采用模擬式光電傳感器，它們共同的缺點(diǎn)是輸出模擬電壓信號(hào)，輸出 信號(hào)范圍寬，抗環(huán)境干擾能力差，容易使自動(dòng)對(duì)中裝置發(fā)生誤動(dòng)作。目前的振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部件自動(dòng)對(duì)中裝置無(wú)法利用簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)對(duì)中， 靜態(tài)對(duì)中是指振動(dòng)臺(tái)不工作時(shí)，將振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部件調(diào)整到平衡位置的過(guò)程。 當(dāng)電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)不工作時(shí)，如果不能使運(yùn)動(dòng)部件處于中間位置，當(dāng)在運(yùn)動(dòng)部件 上增加很大的重量的試件時(shí)，可能超出運(yùn)動(dòng)部件的行程范圍，使運(yùn)動(dòng)部件損 壞。現(xiàn)有的對(duì)中裝置給功率放大器驅(qū)動(dòng)信號(hào)疊加一個(gè)直流電壓信號(hào)，這樣雖 然能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)對(duì)中，卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)靜態(tài)對(duì)中，而為了靜態(tài)對(duì)中再加一個(gè)氣動(dòng) 控制回路又使設(shè)備過(guò)于復(fù)雜。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種抗環(huán)境干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定可靠，能 采用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)自動(dòng)對(duì)中的振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部件自動(dòng)對(duì)中裝置。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部件自動(dòng)對(duì)中裝置，它包括 信號(hào)檢測(cè)裝置、信號(hào)處理裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，信號(hào)檢測(cè)裝置包括黑白板和探測(cè) 器，黑白板設(shè)在運(yùn)動(dòng)部件上，探測(cè)器包括兩個(gè)光電探測(cè)頭和與兩光電探測(cè)頭 分別相連接的兩個(gè)開(kāi)關(guān)式光電傳感器，信號(hào)處理裝置包括與兩開(kāi)關(guān)式光電傳感器串聯(lián)的一個(gè)加法器，加法器在與有源濾波器串聯(lián)，有源濾波器還與兩個(gè) 比較電路連接，在兩個(gè)比較電路的輸出端均設(shè)有繼電器。本實(shí)用新型的信號(hào)檢測(cè)中采用兩個(gè)開(kāi)關(guān)式光電傳感器，每個(gè)光電傳感器 集發(fā)射器和接收器于一體，被測(cè)物體將光電開(kāi)關(guān)發(fā)射器發(fā)射的光線(xiàn)反射到接 收器，根據(jù)反射光的有無(wú)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)，這樣每個(gè)光電探測(cè)器就只有兩個(gè)階 躍的數(shù)字狀態(tài)信號(hào)，克服了模擬電壓信號(hào)容易受干擾的缺陷，具有較強(qiáng)的抗 環(huán)境干擾能力。當(dāng)振動(dòng)臺(tái)不工作時(shí)，兩光電探測(cè)頭分別照射到黑白板的黑、 白部分時(shí)，加法器的輸出信號(hào)為零，使運(yùn)動(dòng)部件處于平衡位置，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)自 動(dòng)對(duì)中。因此，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是抗環(huán)境干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定可靠，能 采用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)自動(dòng)對(duì)中。

圖1為本實(shí)用新型所提供的一種振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部件自動(dòng)對(duì)中裝置的原理示 意圖；圖2為本實(shí)用新型所提供的信號(hào)處理裝置的示意圖； 圖3為本實(shí)用新型所提供的信號(hào)處理裝置的電路圖圖中，l氣囊，2運(yùn)動(dòng)部件，3黑白板，4光電探測(cè)頭，5開(kāi)關(guān)式光電傳 感器，6信號(hào)處理裝置，7出氣閥，8進(jìn)氣閥，9氣泵，IO加法器，ll繼電器。
具體實(shí)施方式
如圖1 圖2所示， 一種振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部件自動(dòng)對(duì)中裝置，它包括信號(hào)檢測(cè) 裝置、信號(hào)處理裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，信號(hào)檢測(cè)裝置包括設(shè)在運(yùn)動(dòng)部件側(cè)面上的 黑白板3和設(shè)在信號(hào)處理裝置6上的探測(cè)器，該探測(cè)器包括兩個(gè)光電探測(cè)頭 4和與兩光電探測(cè)頭4分別相連接的兩個(gè)開(kāi)關(guān)式光電傳感器5。信號(hào)處理裝置 包括加法器IO、有源濾波器、比較電路、繼電器ll。兩開(kāi)關(guān)式光電傳感器串 聯(lián)的一個(gè)加法器10，加法器10與有源濾波器串聯(lián)，有源濾波器還與兩個(gè)比 較電路連接，在兩個(gè)比較電路的輸出端均設(shè)有繼電器ll，在加法器和有源濾 波器之間還可以設(shè)有隔離電路防止信號(hào)干擾，還可以設(shè)有鉗位電路以保證電 路安全。兩個(gè)繼電器11用于控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括氣囊1、氣泵9、 進(jìn)氣闊8，出氣閥7，進(jìn)氣閥8—端與氣泵9相連，另一端與振動(dòng)臺(tái)的氣囊l 相連。出氣閥7 —端與振動(dòng)臺(tái)的氣囊1相連，另一端與大氣相通。氣囊1靠 在運(yùn)動(dòng)部件2的下方，通過(guò)給氣囊1充氣與放氣可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件的升降調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)中。在信號(hào)檢測(cè)中采用一對(duì)開(kāi)關(guān)式光電傳感器5，每個(gè)開(kāi)關(guān)式光電傳感器5 都是漫反射開(kāi)關(guān)式光電開(kāi)關(guān)，它集發(fā)射器和接收器于一體，被測(cè)物體將光電 開(kāi)關(guān)發(fā)射器發(fā)射的光線(xiàn)反射到接收器，根據(jù)反射光的有無(wú)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)。這 樣每個(gè)光電探測(cè)頭就只有兩個(gè)階躍的狀態(tài)，具有較強(qiáng)的抗環(huán)境干擾能力。僅 用一個(gè)光電探測(cè)頭和一個(gè)開(kāi)關(guān)式光電傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)被測(cè)物體的動(dòng)態(tài)自動(dòng)對(duì) 中，卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)靜態(tài)自動(dòng)對(duì)中。為了能夠在同一套電路里既能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)自動(dòng) 對(duì)中，又能實(shí)現(xiàn)靜態(tài)自動(dòng)對(duì)中，本發(fā)明采用了兩個(gè)光電探測(cè)頭4和與兩光電探測(cè)頭4分別相連接的兩個(gè)開(kāi)關(guān)式光電傳感器4，并將兩開(kāi)關(guān)式光電傳感器4 的信號(hào)進(jìn)行加法處理，從而實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)自動(dòng)對(duì)中。在加法器和有源濾波器之間還可以設(shè)有隔離電路防止信號(hào)干擾，還可以 設(shè)有鉗位電路以保證電路安全。本實(shí)施例中，垂直振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件表面貼有黑白板3作為自動(dòng)對(duì)中裝置 的被探測(cè)物體，自動(dòng)對(duì)中裝置根據(jù)被測(cè)物的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行運(yùn)算處理。如圖3 所示，探測(cè)器的輸出信號(hào)首先經(jīng)過(guò)加法器進(jìn)行求和，當(dāng)兩光電探頭4同時(shí)照 射到白板部分時(shí)，加法器10將得到一個(gè)正的輸出信號(hào)；當(dāng)兩光電探頭4同時(shí)照射到黑板部分時(shí)，加法器10將得到一個(gè)負(fù)的輸出信號(hào)；而兩光電探頭4分別照射到黑、白部分時(shí)，加法器10的輸出信號(hào)為零，此時(shí)整個(gè)裝置不動(dòng)作， 運(yùn)動(dòng)部件處于平衡位置，達(dá)到靜態(tài)自動(dòng)對(duì)中的目的。同時(shí)加法器10將信號(hào)放 大，然后信號(hào)通過(guò)隔離電路進(jìn)行隔離處理，隔離電路包括運(yùn)算放大器U2。隔 離電路串聯(lián)由兩個(gè)穩(wěn)壓二極管1N4735串聯(lián)接地組成的鉗位電路，該鉗位電 路能夠?qū)⑤斎氲恼妷汉拓?fù)電壓鉗位在大約土7V。鉗位電路又串聯(lián)著由RC 和運(yùn)算放大器U3組成的一個(gè)一階有源濾波器，它主要是用來(lái)防止裝置在動(dòng) 態(tài)對(duì)中過(guò)程中隨著運(yùn)動(dòng)部件的振動(dòng)而頻繁動(dòng)作，它的作用相當(dāng)于取信號(hào)的平 均值，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)對(duì)中功能。屈3中的電阻R用來(lái)調(diào)節(jié)濾波電路的時(shí)間常數(shù)。 經(jīng)濾波器處理過(guò)的信號(hào)進(jìn)入比較電路，比較電路包括運(yùn)算放大器U4和U5， 它們的參考電壓取自士15V開(kāi)關(guān)電源，通過(guò)可調(diào)電阻RI進(jìn)行調(diào)節(jié)。將U3的 輸出電壓與比較電路參考電壓進(jìn)行比較，從而控制設(shè)在比較電路輸出端的固 態(tài)繼電器的通電與斷電，再通過(guò)固態(tài)繼電器11控制進(jìn)氣閥8、出氣閥7的通 斷，從而控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。比較電路的參考電壓和濾波器的時(shí)間常數(shù)共同決定系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)頻率響應(yīng)，本實(shí)用新型中，適當(dāng)調(diào)節(jié)R和RI就能讓對(duì)中裝 置對(duì)2Hz的低振動(dòng)頻率實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)自動(dòng)對(duì)中。本實(shí)施例中，可以手動(dòng)控制進(jìn)氣閥8、出氣閥7，以方便人為調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)部 件的升降。
權(quán)利要求1.一種振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部件自動(dòng)對(duì)中裝置，它包括信號(hào)檢測(cè)裝置、信號(hào)處理裝置(6)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，信號(hào)檢測(cè)裝置包括黑白板(3)和探測(cè)器，黑白板(3)設(shè)在運(yùn)動(dòng)部件上，其特征在于所述的探測(cè)器包括兩個(gè)光電探測(cè)頭(4)和與兩光電探測(cè)頭(4)分別相連接的兩個(gè)開(kāi)關(guān)式光電傳感器(5)，所述的信號(hào)處理裝置(6)包括與兩開(kāi)關(guān)式光電傳感器串聯(lián)的一個(gè)加法器(10)，加法器(10)在與有源濾波器串聯(lián)，有源濾波器還與兩個(gè)比較電路連接，在兩個(gè)比較電路的輸出端均設(shè)有繼電器(11)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部件自動(dòng)對(duì)中裝置，其特征在于 在所述的信號(hào)處理裝置(6)的加法器和有源濾波器之間還設(shè)有隔離電路和鉗 位電路。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部件自動(dòng)對(duì)中裝置，其特征 在于所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括氣囊(1)，氣囊(1)靠在運(yùn)動(dòng)部件的下方，氣囊(1)的另一端設(shè)有的管路分兩個(gè)支路， 一個(gè)支路經(jīng)過(guò)進(jìn)氣閥(8)連接氣泵 (9)，另一支路經(jīng)出氣閥(7)與大氣相通。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于行程控制裝置，具體涉及一種自動(dòng)對(duì)中裝置。它包括信號(hào)檢測(cè)裝置、信號(hào)處理裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，信號(hào)檢測(cè)裝置包括黑白板和探測(cè)器，黑白板設(shè)在運(yùn)動(dòng)部件上，探測(cè)器包括兩個(gè)光電探測(cè)頭和與兩光電探測(cè)頭分別相連接的兩個(gè)開(kāi)關(guān)式光電傳感器，信號(hào)處理裝置包括與兩開(kāi)關(guān)式光電傳感器串聯(lián)的一個(gè)加法器，加法器在與有源濾波器串聯(lián)，有源濾波器還與兩個(gè)比較電路連接，在兩個(gè)比較電路的輸出端均設(shè)有繼電器。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是抗環(huán)境干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定可靠，能采用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)自動(dòng)對(duì)中。
文檔編號(hào)G05D3/00GK201107659SQ20072030602
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2007年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月23日
發(fā)明者張巧壽, 張紅彩 申請(qǐng)人:北京強(qiáng)度環(huán)境研究所