專利名稱：彈簧片自動(dòng)檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及物探儀器地震檢波器所用彈簧片自動(dòng)檢測儀。
背景技術(shù)：
目前各種文獻(xiàn)或資料中公開介紹物探儀器地震檢波器中所使用的彈簧片檢測設(shè)備很少，在二十世紀(jì)80年代中期國內(nèi)研制了一種手動(dòng)的彈簧片測試儀，它工作時(shí)人工將簧片放在測座上，然后再將測頭放在彈簧片上，可數(shù)字顯示彈性力，并根據(jù)數(shù)字分類。這種手動(dòng)彈簧片測試儀測得數(shù)值不準(zhǔn)，且重復(fù)性差；只能測14KHz左右以下簧片，對平形彈簧片測量更加不準(zhǔn)；測量效率低，每天只能完成3000-4000片左右。據(jù)了解國外賽爾Sercel公司使用的彈簧片測試儀是加一固定的測量力，然后通過電感測微儀進(jìn)行彈簧片變形位移的測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能自動(dòng)測量地震檢波器用彈簧片彈性系數(shù)，且測量準(zhǔn)確的彈簧片自動(dòng)檢測儀。
本發(fā)明的技術(shù)方案彈簧片自動(dòng)檢測儀，至少包括彈簧片測試工作臺(tái)，用于放置彈簧片；電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)，用于將載荷力加載到彈簧片上方；CCD位移測量單元，用于測量彈簧片加載后的位移變形量；彈簧片上料機(jī)構(gòu)和彈簧片下料機(jī)構(gòu)，用于將彈簧片送進(jìn)和送出；驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)和控制電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)加力、彈簧片上料機(jī)構(gòu)和彈簧片下料機(jī)構(gòu)，同時(shí)對CCD位移測量單元的輸出信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)控制，并顯示測量結(jié)果。
所述的電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)包括送荷重桿、導(dǎo)向槽、電磁鐵、荷重鋼球、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，荷重桿是電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)的主體部件，其上裝有齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)荷重桿的上下移動(dòng)；荷重桿兩側(cè)分別設(shè)有導(dǎo)向槽，內(nèi)部裝有電磁鐵吸附裝置，以保證準(zhǔn)確及時(shí)地將荷重鋼球置于被測簧片之上；荷重鋼球位于荷重桿的下端。測量時(shí)，送荷重桿沿著導(dǎo)向槽將荷重鋼球通過電磁鐵吸合到送荷重桿端頭，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將荷重鋼球送到彈簧片上方，剛好接觸到彈簧片后，放開磁力開關(guān)，去掉磁力，送荷重桿退出，將荷重鋼球留在彈簧片上面，處于靜止?fàn)顟B(tài)，等待測量彈簧片的變形量。
所述的CCD位移測量單元由傳像光纖、與傳像光纖相連接的光學(xué)放大系統(tǒng)和與光學(xué)放大系統(tǒng)相接的CCD攝像機(jī)組成，傳像光纖成像將彈簧片端面的像成在彈簧片座外，再經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)放大后，由CCD攝像機(jī)采樣，即將彈簧片端面的像，從光纖后端面轉(zhuǎn)移到光纖前端面，通過CCD接口電路送到控制系統(tǒng)。
所述的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)由電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路、彈簧片上料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路、彈簧片下料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路、CCD接口電路、工業(yè)控制微型機(jī)和顯示打印部分組成，其中工業(yè)控制微型機(jī)分別與電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路、彈簧片進(jìn)料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路、彈簧片下料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路及CCD接口電路、顯示打印部分相連接，用于輸出驅(qū)動(dòng)和控制信號(hào)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是(1)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。目前的手動(dòng)彈簧片測量儀存在問題由于是人工手動(dòng)放入彈簧片，手動(dòng)測量、對準(zhǔn)，測量效率低，每天只能完成3000-4000片左右。采用本測試儀后，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放入，自動(dòng)測量和顯示結(jié)果。減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，每天能完成10000片。
(2)提高了測量的準(zhǔn)確性，增加了測量范圍現(xiàn)用的手動(dòng)測試儀測得數(shù)值不準(zhǔn)，且重復(fù)性差；而且只能測14KHz以下簧片，對平形彈簧片測量更加不準(zhǔn)。使用該測試儀后，采用非接觸自動(dòng)測量，可提高測量的準(zhǔn)確性，不受彈簧片頻率的限制，適合任何形狀的彈簧片測量。
(3)國外使用的彈簧片測試儀是對彈簧片加一固定的測量力，然后通過電感測微儀進(jìn)行彈簧片變形位移的測量；而本發(fā)明則采用CCD圖像傳感器進(jìn)行位移量的測量，非接觸測量，自動(dòng)化程度高。


圖1為本發(fā)明的整體組成原理框圖；圖2為本發(fā)明的電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的CCD位移測量單元原理框圖；圖4為本發(fā)明的彈簧片上料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的彈簧片下料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的彈簧片上料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路、彈簧片下料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路和電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路的原理框圖；圖7為本發(fā)明的CCD接口電路原理框圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、2所示，本發(fā)明包括電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)1、CCD位移測量單元2、驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)3、彈簧片測量臺(tái)4、彈簧片上料機(jī)構(gòu)5和彈簧片下料機(jī)構(gòu)6，彈簧片上料機(jī)構(gòu)5將彈簧片41送至彈簧片測量臺(tái)4上，電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)1將載荷力送到位于彈簧片測量臺(tái)4上的彈簧片41上方，以加合適的測量力，CCD位移測量單元通過CCD攝像系統(tǒng)和光學(xué)放大系統(tǒng)，測量彈簧片41加載后的位移變形量，送至驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)3中，對CCD位移測量單元2的輸出信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)控制，并顯示測量結(jié)果，然后彈簧片下料機(jī)構(gòu)6將測量后的彈簧片41送出，進(jìn)行下一個(gè)彈簧片的測量。
如圖2所示，電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)1包括送荷重桿11、導(dǎo)向槽12、電磁鐵13、荷重鋼球14、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)15，荷重桿11是電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)的主體部件，其上裝有齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)15，帶動(dòng)荷重桿11上下移動(dòng)；荷重桿11兩側(cè)分別設(shè)有導(dǎo)向槽12，內(nèi)部裝有電磁鐵13吸附裝置，以保證準(zhǔn)確及時(shí)地將荷重鋼球14置于被測簧片41之上；荷重鋼球14位于荷重桿11的下端。測量時(shí)，送荷重桿11沿著導(dǎo)向槽12將荷重鋼球14通過電磁鐵13吸合到送荷重桿11端頭，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)15將荷重鋼球14送到彈簧片41的上方，剛好接觸到彈簧片41為宜，之后放開磁力開關(guān)，去掉磁力，使送荷重桿11退出，將荷重鋼球14留在彈簧片41上面，處于靜止?fàn)顟B(tài)，等待測量彈簧片41的變形量。
如圖3所示，CCD位移測量單元2由傳像光纖21、光學(xué)放大系統(tǒng)22和CCD攝像機(jī)23組成，傳像光纖21成像將彈簧片41端面的像成在彈簧片座外，再經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)22放大后，由CCD攝像機(jī)23采樣，即將彈簧片端面的像，從光纖后端面轉(zhuǎn)移到光纖前端面，通過CCD接口電路進(jìn)33行光電轉(zhuǎn)換，變?yōu)殡娦盘?hào)送到測量電路中進(jìn)行處理，以數(shù)字信號(hào)形式送入計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)。光學(xué)放大系統(tǒng)22實(shí)際上就是一顯微物鏡組，將傳像光纖21端面的像進(jìn)行光學(xué)放大，使彈簧片41尺寸放大后，以適應(yīng)CCD攝像機(jī)23的需要。
如圖1所示，驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)3由工業(yè)控制微型機(jī)31、彈簧片上料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路32、CCD接口電路33、彈簧片下料機(jī)構(gòu)34、電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路35和顯示器打印機(jī)36組成，工業(yè)控制微型機(jī)31分別與彈簧片上料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路32、CCD接口電路32、彈簧片下料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路34、電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路35和顯示器打印機(jī)36相連接。
如圖4所示，彈簧片上料機(jī)構(gòu)5由料倉、推桿、驅(qū)動(dòng)器和臺(tái)面組成。彈簧片放在料倉中，自由落下于臺(tái)面上，在驅(qū)動(dòng)器的作用下，推桿將彈簧片推到測量平臺(tái)的上方，同時(shí)推桿設(shè)有定位裝置。
如圖5所示，彈簧片下料機(jī)構(gòu)6由推桿、驅(qū)動(dòng)器、臺(tái)面和成品倉組成，在驅(qū)動(dòng)器的作用下，推桿將測量完畢的彈簧片從測量平臺(tái)推進(jìn)成品倉。
如圖6所示，彈簧片上料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路32、彈簧片下料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路34、電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路35的工作原理和組成均相似，均是由計(jì)算機(jī)發(fā)出控制脈沖，經(jīng)功率驅(qū)動(dòng)電路啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)器運(yùn)轉(zhuǎn)，使推桿移動(dòng)進(jìn)行上下料或帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)15移動(dòng)電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明整個(gè)動(dòng)態(tài)測量過程如下測量前，電磁鐵加電，將荷重鋼球吸住，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下，將傳動(dòng)荷重桿抬起(上移)，使鋼球脫離開彈簧片。
測量時(shí)，將彈簧片通過送料器送到臺(tái)面中心，再將傳送荷重桿下移，使定位塊接觸導(dǎo)向槽，鋼球自然位于彈簧片上方(仍距一小段距離)，電磁鐵斷電，鋼球掉入彈簧片中心，穩(wěn)定后由CCD位移測量單元測量彈簧片的位移。CCD位移測量單元將彈簧片的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，送到測量電路中進(jìn)行處理，以數(shù)字信號(hào)形式送入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)經(jīng)數(shù)字算法處理后，將彈簧片的實(shí)際位移量，轉(zhuǎn)換為彈簧片的彈性系數(shù)，然后輸出顯示。
權(quán)利要求
1.彈簧片自動(dòng)檢測儀，其特征在于至少包括彈簧片測試工作臺(tái)，用于放置彈簧片；電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)，用于將載荷力加載到彈簧片上方；CCD位移測量單元，用于測量彈簧片加載后的位移變形量；彈簧片上料機(jī)構(gòu)和彈簧片下料機(jī)構(gòu)，用于將彈簧片送進(jìn)和送出；驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)和控制電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)加力、彈簧片上料機(jī)構(gòu)和彈簧片下料機(jī)構(gòu)，同時(shí)對CCD位移測量單元的輸出信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)控制，并顯示測量結(jié)果。
2.彈簧片自動(dòng)檢測儀，其特征在于所述的電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)包括送荷重桿、導(dǎo)向槽、電磁鐵、荷重鋼球、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，荷重桿是電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)的主體部件，其上裝有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)荷重桿的上下移動(dòng)；荷重桿兩側(cè)分別設(shè)有導(dǎo)向槽，內(nèi)部裝有電磁鐵吸附裝置，以保證準(zhǔn)確及時(shí)地將荷重鋼球置于被測簧片之上；荷重鋼球位于荷重桿的下端。
3.彈簧片自動(dòng)檢測儀，其特征在于所述的CCD位移測量單元由傳像光纖、與傳像光纖相連接的光學(xué)放大系統(tǒng)和與光學(xué)放大系統(tǒng)相接的CCD攝像機(jī)組成，傳像光纖成像將彈簧片端面的像成在彈簧片座外，再經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)放大后，由CCD攝像機(jī)采樣，通過CCD接口電路送到控制系統(tǒng)。
4.彈簧片自動(dòng)檢測儀，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)由電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路、彈簧片上料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路、彈簧片下料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路、CCD接口電路、工業(yè)控制微型機(jī)和顯示打印部分組成，其中工業(yè)控制微型機(jī)分別與電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路、彈簧片上料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路、彈簧片下料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路及CCD接口電路、顯示打印部分相連接，用于輸出驅(qū)動(dòng)和控制信號(hào)。
全文摘要
彈簧片自動(dòng)檢測儀，至少包括彈簧片測試工作臺(tái)，用于放置彈簧片；電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)，用于將載荷力加載到彈簧片上方；CCD位移測量單元，用于測量彈簧片加載后的位移變形量；彈簧片上料機(jī)構(gòu)和彈簧片下料機(jī)構(gòu)，用于將彈簧片送進(jìn)和送出；驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)和控制電磁砝碼加力機(jī)構(gòu)加力、彈簧片上料機(jī)構(gòu)和彈簧片下料機(jī)構(gòu)，同時(shí)對CCD位移測量單元的輸出信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)控制，并顯示測量結(jié)果。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)測量，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，滿足了企業(yè)生產(chǎn)的高質(zhì)量要求。
文檔編號(hào)G01V1/18GK1702478SQ200510011839
公開日2005年11月30日 申請日期2005年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月1日
發(fā)明者李成貴 申請人:北京航空航天大學(xué)