专利名称：角度自动测量控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于线速度或角速度的测量技术领域，具体涉及到用于角速度测量的接利用电或磁的方法为特征的装置。
在生产实践中经常需要测量电机以及旋转体转子与定子的相对旋转角度，特别在航空和航天的飞行器具中，往往要求对电机以及旋转体的转子旋转给定的角度后能瞬时自动停下来。这种设备经常需要定期检查以及对转子与定子的相对旋转角度需要定期测量，但目前尚无这种测量仪器。
本实用新型的目的在于为电机以及旋转体能够测量转子与定子的相对旋转角度，并能自动控制转子相对于定子的旋转角度。
为达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是它具有一个用于测量被测物体旋转角度的主机，该主机包括至少三个底脚以及设置在三个底脚顶端的下安装板，设置在下安装板上的电机支架、传动机构支架以及顶端与上安装板联接的至少三根支柱，设置在上安装板和下安装板上的安装轴，设置在上安装板上套装在安装轴外围的轴承座，它还包括设置在轴承座外围通过传动机构与安装在电机支架上电动机相联的旋转体，以及安装在轴承座与旋转体之间的外轴承、轴承座与安装轴之间的内轴承。
它还具有一个由单片机处理系统构成的测量控制器，用于完成对主机的协调运行和工作的控制，并显示出测量结果，该测量控制器包括脉冲整形电路、单片机、地址锁存器、程序存储器、地址译码器、给定显示器、测量显示器、控制驱动器和电源电路，单片机的地址数据口P07～P00接地址锁存器地址输入口D7～D0和程序存储器的数据口D7～D0以及给定显示器和测量显示器、地址口P24～P20接程序存储器的地址口A12～A8、地址口P27～P25接地址译码器的输入口、写16脚通过反相驱动器接地址译码器、信号输入输出口P17～P10接脉冲整形电路和控制驱动器，地址锁存器的地址输出口D7～D0接程序存储器的地址口A7～A0，地址译码器的信号输出口Y7～Y0接给定显示器和测量显示器。
本实用新型能够自动测量电机以及旋转体转子相对于定子的旋转角度，并能按给定设计转子与定子相对旋转的角度值，自动控制转子相对于定子旋转与给定设计相同的角度。可在航空、航天、航海的飞行及航行器中推广使用。
图1是本实用新型一个实施例主机的结构示意图。
图2是本实用新型测量控制器的电气原理方框图。
图3是本实用新型测量控制器的数字电路图。
图4是本实用新型测量控制器的显示电路图。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
在图1中，本实施例的主机由三个底脚17、三根支柱19、下安装板18、上安装板20、轴套21、电机支架23、电动机1、电机皮带轮2、皮带3、传动皮带轮4、传动支架22、蜗杆5、蜗轮6、转盘7、安装轴10、光栅盘11、光电元件12、传感器固定部件13、内滚珠轴承15、外滚珠轴承14、轴承座16联接构成。在三个底脚17的顶端安装有下安装板18，在下安装板18上安装有电机支架23和三根支柱19，三根支柱19的顶端安装有上安装板20。在上安装板20上用螺纹紧固接接件固定联接有传感器固定部件13和轴承座16，以及传动支架22，安装轴10的外围套装有轴套21，下端穿插出轴承座16和上安装板20以及下安装板18的中心孔用螺帽联接，在轴承座16的外围套装有转盘7，转盘7为旋转体的一个实施例，轴承座16与安装轴10之间安装有二个内滚珠轴承15，轴承座16与转盘7之间安装有两个外滚珠轴承14。在转盘7上固定联接有蜗轮6和光栅盘11。在电机支架上安装有电动机1，电动机1的输出轴上安装有电机皮带轮2。在上安装板20上安装有传动支架22，蜗杆5安装在传动支架22上，蜗杆5与蜗轮6啮合，在蜗杆5上安装有传动皮带轮4，传动皮带轮4通过皮带3与电机皮带轮2相联。在传感器固定部件13上安装有光电元件12，传感器固定部件13、光电元件12、光栅盘11构成光电传感器。被测量装置9安装在穿过转盘中心的安装轴10上，被测量装置9的转子8固定安装在转盘7上，当电动机1通过皮带传动机构以及蜗轮蜗杆传动机构带动转盘7旋转时，被测量装置9的转子8相对于被测量装置9转动。
在图2中，由传感器的光电元件12接收被测量装置9的转子8所转动角度的光信号，转换成电信号输出到脉冲整形电路，脉冲整形电路对输入的脉冲电信号的梯形波整形成方波输出到单片机，单片机对输入的电信号进行数据处理，单片机把低位地址信号送入地址锁存器、把高位地址信号和地址锁存器输出的低位地址信号送入程序存储器，程序存储器取出单元程序指令，送入单片机，单片机通过控制驱动器，控制电动机1启停，单片机将显示地址电信号输出到地址译码器，地址译码器使相应的显示器工作，输出到给定显示器和测量显示器，显示出测量结果。单片机将键盘输入信号输出到给定显示器，将脉冲整形电路输出的信号进行数据处理后送入测量显示器。
在图3、4中，本实用新型的测量控制器，由脉冲整形电路、单片机、地址锁存器、程序存储器、反相驱动器U11∶B、地址译码器、给定显示器、测量显示器、控制驱动器、电源电路连接构成，本实施例单片机的型号为8031，地址锁存器的型号为74LS373，程序存储器的型号为27644，地址译码器的型号为74LS138，反向驱动器U11∶B的型号为74406。
脉冲整形电路由两个施密特触发器744LS14构成，两个施密特触发器74LS14的输入端接安装在主机上的光电元件12、输出端接单片机。脉冲整形电路对输入的梯形脉冲波整形成方波输出到单片机。
单片机的P0口为地址数据口、P1口为信号输入输出口、P2口为地址口输出地址高八位。地址锁存器的D口为地址输入口，Q口为地址输出口，程序存储器的D口为数据口、A口为地址口。单片机的输入2脚和6脚分别接脉冲整形电路两个施密特触发器744LS14的输出端、数据口P07～P00分别接地址锁存器的地址口D7～D0和程序存储器的数据口D7～D0以及给定显示器和测量显示器、地址口P24～P20接程序存储器的地址口A12～A8、地址口P27～P25接地址译码器的输入3～1脚、写16脚通过反相驱动器U11∶B接译码器的输入6脚、输出口P10接控制驱动器，地址锁存器的地址输出口Q7～Q0接程序存储器的地址口A7～A0，译码器的输出15～13脚接给定显示器、输出12～10脚接测量显示器。
本实施例的给定显示器和测量显示器采用结构完全相同的10个数码管U1～数码管U10，数码管U1～数码管U5连接成给定显示器，数码管U6～数码管U10连接成测量显示器，数码管U1～数码管U3和数码管U6～数码管U8显示单位度，数码管U4～数码管U5和数码管U9～数码管U10显示单位分。数码管U1、数码管U3、数码管U5、数码管U6、数码管U8的输入5～9脚分别依次接单片机的数据口P00～P03，数码管U2、数码管U4、数码管U7、数码管U9、数码管U10的输入5～9脚分别依次接单片机的数据口P04～07，数码管U1、数码管U2的输入7脚接地址译码器的输出15脚，数码管U3和数码管U4的输入7脚接地址译码器的输出14脚，数码管U5的输入7脚接地址译码器的输出13脚，数码管U6和数码管U7的输入7脚接地址译码器的输出12脚，数码管U8和数码管U9的输入7脚接地址译码器的输出11脚，数码管U10的输入7脚接地址译码器的输出10脚。
本实施例的控制驱动器由反相驱动器U11∶A、三极管BG1、继电器SPZ110、R1、R2、R5连接构成。反相驱动器U11∶A的型号为74406，其输入1脚接单片机的输出口P10、输出2脚通过R3接三极管BG1的基极，三极管BG1的集电极接电源正极、发射极接继电器SPZ110的线圈一端，并通过R2接地，继电器SPZ110的线圈另一端通过R1接地、常开触点接电动机1。
本实施例的电源电路由变压器T1、桥式整流器B1、三端稳压块LM7805CK、C1、C2、电解电容E1、电解电容E2连接构成。变压器T1将220V交流电降压，桥式整流器B1将降压后的交流电变为直流电，经三端稳压块LM7805CK稳压成5V稳压电源，C1和电解电容E1、C2和电解电容E2分别为三端稳压块LM7805CK稳压前和稳压后的滤波电容。电源电路为测量控制器提供工作电源。
本实用新型的工作原理如下将被测量装置9安装在转盘7上并固定在安装轴10上，被测量装置9的转子8固定在转盘7上，接通测量控制器电源，测量控制器自动恢复初始状态，测量显示器和给定显示器均显示出初始值“00000”。然后单片机进入键盘输入扫描状态，等待输入给定的旋转角度值。当给定角度值确定后，按运行键，单片机结束扫描，将给定值作为比较基准存储起来，同时向控制驱动器输出低电平信号，控制驱动器的反相驱动器U11∶A把低电平信号变成高电平信号，使三极管BG1导通，继电器SPZ110的线圈通电，其常开触点吸合，电动机1的电路接通，电动机1带动转盘7按预先设置转速运转，光栅盘11随转盘7同步旋转，光电元件12感应所产生的脉冲信号经脉冲整形电路送入单片机，单片机实时采集光电元件12输送的脉冲信号，进行数据处理，计算出转盘7旋转的角度值，将测量角度值与初始给定值进行比较处理。当测量值小开给定值时，电动机1继续运转，单片机循环检测光电元件12输出的脉冲信号，电动机1继续运转。当测量角度值等于给定的旋转角度值时，单片机发出停止信号，输出到控制驱动器，控制驱动器的反相驱动器U11∶A把高电平信号变成低电平信号，三极管BG1截止，继电器SPZ110的线圈无电流通过，其常开触点断开，电动机1的电路断开，电动机1停止运转。
根据上述原理，还可设计出另外一种具体结构的角度自动测量控制装置。
权利要求1．一种角度自动测量控制装置，其特征在于它具有一个用于测量被测物体旋转角度的主机，该主机包括至少三个底脚[17]以及设置在三个底脚[17]顶端的下安装板[18]；设置在下安装板[18]上的电机支架[23]、传动机构支架[22]以及顶端与上安装板[20]联接的至少三根支柱[19]；设置在上安装板[20]和下安装板[18]上的安装轴[10]，设置在上安装板[20]上套装在安装轴[10]外围的轴承座[16]；它还包括设置在轴承座[16]外围通过传动机构与安装在电机支架[23]上电动机[1]相联的旋转体，以及安装在轴承座[16]与旋转体之间的外轴承[14]、轴承座[16]与安装轴[10]之间的内轴承[15]；它还具有一个由单片机处理系统构成的测量控制器，用于完成对主机的协调运行和工作的控制，并显示出测量结果，该测量控制器包括脉冲整形电路、单片机、地址锁存器、程序存储器、地址译码器，给定显示器、测量显示器、控制驱动器和电源电路，单片机的地址数据口P07～P00接地址锁存器地址输入口D7～D0和程序存储器的数据口D7～D0以及给定显示器和测量显示器、地址口P24～P20接程序存储器的地址口A12～A8、地址口P27～P25接地址译码器的输入口、写16脚通过反相驱动器接地址译码器、信号输入输出口P17～P10接脉冲整形电路和控制驱动器，地址锁存器的地址输出口D7～D0接程序存储器的地址口A7～A0，地址译码器的信号输出口Y7～Y0接给定显示器和测量显示器。
专利摘要一种角度自动测量控制装置,它包括至少三个底脚和三根支柱,下安装板、上安装板、安装在电机架上的电动机、安装轴、轴承座、内轴承、外轴承、传动机构、旋转体联接构成的主机,它还包括由脉冲整形电路、单片机、地址锁存器、程序存储器、地址译码器、给定显示器、测量显示器、电源电路连接构成的用于完成对主机的协调运行和工作控制的测量控制器,它能自动测量和控制旋转体的转子相对于定子的旋转角度。
文档编号G01B7/30GK2421614SQ00226388
公开日2001年2月28日 申请日期2000年5月11日 优先权日2000年5月11日
发明者宋建国, 王民学, 李书香, 钱存济, 洪沅芷 申请人:洪沅芷