一种自动多路双轴倾角标定平台、系统及方法与流程

本发明涉及倾角标定技术领域，具体来说，涉及一种自动多路双轴倾角标定平台、系统及方法。

背景技术：

倾角模块是用来测量物体倾斜角度的产品。其主要组成包括倾角传感器、mcu、电源部分、通信部分和外壳。用户使用时，将该模块固定于被测物的表面，当被测物发生一定角度的倾斜，用户即可通过倾角模块通讯接口读出其倾斜角度。倾角模块在出厂时需要进行标定，所谓倾角模块的标定，是用高精度的分度头所产生的倾斜角度作为倾角传感器的输入量，从而得到倾角传感器的输出量，然后mcu使用数学方法确定出该输出量和对应角度的函数关系的过程。也就是利用精度高一级的标准器具对倾角模块进行定度的过程。这样在倾角模块(或内置的倾角传感器)发生一定角度倾斜时，倾角模块的mcu部分读取到倾角传感器的输出量，通过函数关系式得到对应的角度，输出给通讯部分。倾角模块在制造、装配完毕后都须对设计指标进行标定试验，以保证量值的准确传递。一般倾角模块的标定大都用手动标定，其基本思想是将一个待测倾角模块固定于标定平台，手动调整倾角模块和水平面的角度，手动采集不同角度下倾角传感器的输出量到mcu，然后得到输出量和对应角度的函数关系完成标定。这种标定方式不仅需要手动进行切换角度的操作，而且只能校准单轴的倾角模块，双轴的倾角模块另一个轴需要标定时将其拆下后换另一个方向安装到标定平台继续标定，操作繁杂、费时。该单模块串行标定方式在大批量生产时很难满足倾角模块的量产，急需改进。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

针对相关技术中的问题，本发明提出一种自动多路双轴倾角标定平台、系统及方法，可自动切换角度、能自动标定倾角模块，可多路倾角模块同时标定的，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种自动多路双轴倾角标定平台，包括第一转动模块、第二转动模块、倾角模块夹具、倾角模块、模块固定楔子和夹具安装架，其中，所述模块固定楔子的顶端安装有所述第一转动模块和位于所述第一转动模块一侧的第二转动模块，所述第二转动模块的顶端安装有所述夹具安装架，所述夹具安装架的内部底端安装有若干所述倾角模块，所述夹具安装架顶端穿插设置有若干与所述倾角模块相配合的所述倾角模块夹具，并且，所述第一转动模块与所述第二转动模块构成双轴角度转动平台。

进一步的，所述第一转动模块由安装在所述模块固定楔子顶端的第一间歇分割器和位于所述第一间歇分割器一侧与所述第一间歇分割器相配合的第一伺服电机构成。

进一步的，所述第二转动模块由安装在所述模块固定楔子顶端的第二间歇分割器和位于所述第二间歇分割器一侧与所述第二间歇分割器相配合的第二伺服电机构成。

根据本发明的另一方面，提供了一种自动多路双轴倾角标定系统，该系统包括若干倾角模块、双轴角度转动平台、多路开关及上位机，其中，所述多路开关分别依次与所述倾角模块及所述上位机电连接，所述双轴角度转动平台与所述上位机电连接，所述多路开关通过倾角模块夹具固定在双轴角度转动平台上。

进一步的，所述双轴角度转动平台由第一转动模块和位于所述第一转动模块一侧的第二转动模块构成，并且，所述第一转动模块与所述第二转动模块分别均安装在模块固定楔子顶端。

进一步的，所述第一转动模块由安装在所述模块固定楔子顶端的第一间歇分割器和位于所述第一间歇分割器一侧与所述第一间歇分割器相配合的第一伺服电机构成。

进一步的，所述第二转动模块由安装在所述模块固定楔子顶端的第二间歇分割器和位于所述第二间歇分割器一侧与所述第二间歇分割器相配合的第二伺服电机构成。

进一步的，所述多路开关包括mcu电路模块、电源模块、串转并电路模块和继电器电路模块，其中，所述mcu电路模块分别依次与所述电源模块、及所述串转并电路模块及所述上位机电连接，所述串转并电路模块与所述继电器电路模块电连接，所述继电器电路模块分别依次与所述倾角模块及所述上位机电连接。

进一步的，所述倾角模块的数量为9个，所述串转并电路模块包括依次与所述mcu电路模块连接的串转并电路一、串转并电路二及串转并电路三，所述继电器电路模块由继电器电路一、继电器电路二及继电器电路三构成，并且，所述继电器电路一分别依次与所述串转并电路一、所述倾角模块及所述上位机电连接，所述继电器电路二与所述串转并电路二电连接，所述继电器电路三与所述串转并电路三电连接。

根据本发明的又一方面，提供了一种自动多路双轴倾角标定方法，该方法包括以下步骤：

切换多路开关，读取各个待标定倾角模块的产品型号和序列号及数据库中对应产品的标定量程、标定点数和单双轴信息；

对各个待标定所述倾角模块进行标定；

双轴角度转动平台将第一转动模块转动指定角度；

切换多路开关进行多路所述倾角模块标定；

所述倾角模块的单轴标定完成；

若需要进行双轴标定，则双轴角度转动平台将第二转动模块顺时针或逆时针转度进行标定；

若不需要进行双轴标定，则结束标定，并切换多路开关保存各模块标定数据。

本发明的有益效果为：可自动切换角度、能自动标定倾角模块，可多路倾角模块同时标定的，双轴校准的高效倾角模块标定平台开始标定后，整个标定过程不需要人为干涉，系统即可完成多个模块的单双轴标定，进而使得生产效率大大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种自动多路双轴倾角标定平台的结构示意图之一；

图2是根据本发明实施例的一种自动多路双轴倾角标定平台的结构示意图之二；

图3是根据本发明实施例的一种自动多路双轴倾角标定平台的正视图；

图4是根据本发明实施例的一种自动多路双轴倾角标定平台的俯视图；

图5是根据本发明实施例的一种自动多路双轴倾角标定平台的倾角模块夹具的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的一种自动多路双轴倾角标定平台的倾角模块夹具的俯视图；

图7是根据本发明实施例的一种自动多路双轴倾角标定平台的倾角模块夹具的正视图；

图8是根据本发明实施例的一种自动多路双轴倾角标定系统的示意图之一；

图9是根据本发明实施例的一种自动多路双轴倾角标定系统的示意图之二；

图10是根据本发明实施例的一种自动多路双轴倾角标定方法的流程图；

图11是根据本发明实施例的一种自动多路双轴倾角标定系统的电源模块的电路结构示意图；

图12是根据本发明实施例的一种自动多路双轴倾角标定系统的继电器电路模块的电路结构示意图；

图13是根据本发明实施例的一种自动多路双轴倾角标定系统的倾角模块与pc通信接口的电路结构示意图；

图14是根据本发明实施例的一种自动多路双轴倾角标定系统的串转并电路模块的电路结构示意图；

图15是根据本发明实施例的一种自动多路双轴倾角标定系统的mcu电路模块的电路结构示意图。

图中：

1、第一转动模块；2、第二转动模块；3、倾角模块夹具；4、倾角模块；5、模块固定楔子；6、夹具安装架；7、双轴角度转动平台；8、第一间歇分割器；9、第一伺服电机；10、第二间歇分割器；11、第二伺服电机；12、多路开关；13、上位机；14、mcu电路模块；15、电源模块；16、串转并电路模块；17、继电器电路模块；18、串转并电路一；19、串转并电路二；20、串转并电路三；21、继电器电路一；22、继电器电路二；23、继电器电路三。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本发明的实施例，提供了一种自动多路双轴倾角标定平台、系统及方法。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1-7所示，根据本发明实施例的自动多路双轴倾角标定平台，包括第一转动模块1、第二转动模块2、倾角模块夹具3、倾角模块4、模块固定楔子5和夹具安装架6，其中，所述模块固定楔子5的顶端安装有所述第一转动模块1和位于所述第一转动模块1一侧的第二转动模块2，所述第二转动模块2的顶端安装有所述夹具安装架6，所述夹具安装架6的内部底端安装有若干所述倾角模块4，所述夹具安装架6顶端穿插设置有若干与所述倾角模块4相配合的所述倾角模块夹具3，并且，所述第一转动模块1与所述第二转动模块2构成双轴角度转动平台7。

在一个实施例中，所述第一转动模块1由安装在所述模块固定楔子5顶端的第一间歇分割器8和位于所述第一间歇分割器8一侧与所述第一间歇分割器8相配合的第一伺服电机9构成。

在一个实施例中，所述第二转动模块2由安装在所述模块固定楔子5顶端的第二间歇分割器10和位于所述第二间歇分割器10一侧与所述第二间歇分割器10相配合的第二伺服电机11构成。

如图8-9所示，根据本发明的实施例，还提供了一种自动多路双轴倾角标定系统，该系统包括若干倾角模块4、双轴角度转动平台7、多路开关12及上位机13，其中，所述多路开关12分别依次与所述倾角模块4及所述上位机13电连接，所述双轴角度转动平台7与所述上位机13电连接，所述多路开关12通过倾角模块夹具3固定在双轴角度转动平台7上。

在一个实施例中，所述双轴角度转动平台7由第一转动模块1和位于所述第一转动模块1一侧的第二转动模块2构成，并且，所述第一转动模块1与所述第二转动模块2分别均安装在模块固定楔子5顶端。

在一个实施例中，所述第一转动模块1由安装在所述模块固定楔子5顶端的第一间歇分割器8和位于所述第一间歇分割器8一侧与所述第一间歇分割器8相配合的第一伺服电机9构成。

在一个实施例中，所述第二转动模块2由安装在所述模块固定楔子5顶端的第二间歇分割器10和位于所述第二间歇分割器10一侧与所述第二间歇分割器10相配合的第二伺服电机11构成。

在一个实施例中，所述多路开关12包括mcu电路模块14、电源模块15、串转并电路模块16和继电器电路模块17，其中，所述mcu电路模块14分别依次与所述电源模块15、及所述串转并电路模块16及所述上位机13电连接，所述串转并电路模块16与所述继电器电路模块17电连接，所述继电器电路模块17分别依次与所述倾角模块4及所述上位机13电连接。

在一个实施例中，所述倾角模块4的数量为9个，所述串转并电路模块16包括依次与所述mcu电路模块14连接的串转并电路一18、串转并电路二19及串转并电路三20，所述继电器电路模块17由继电器电路一21、继电器电路二22及继电器电路三23构成，并且，所述继电器电路一21分别依次与所述串转并电路一18、所述倾角模块4及所述上位机13电连接，所述继电器电路二22与所述串转并电路二19电连接，所述继电器电路三23与所述串转并电路三20电连接。

对于上述电源模块15来说，具体电路结构如图11所示，所述电源模块15负责给多路开关12的各个部分供电；所述继电器电路模块17具体电路结构如图12所示，负责某一路信号的通断；所述倾角模块4与pc通信接口，支持rs232、uart及rs485模式，具体如图13所示；所述串转并电路模块16具体电路结构如图14所示，使mcu电路模块14有限的io口可进行多路切换；所述mcu电路模块14具体电路结构如图15所示，负责处理pc指令进行多路切换。

如图10所示，根据本发明的实施例，还提供了一种自动多路双轴倾角标定方法，该方法包括以下步骤：

步骤s101，切换多路开关12，读取各个待标定倾角模块4的产品型号和序列号及数据库中对应产品的标定量程、标定点数和单双轴信息；

步骤s102，对各个待标定所述倾角模块4进行标定；

步骤s103，双轴角度转动平台7将第一转动模块1转动指定角度；

步骤s104，切换多路开关12进行多路所述倾角模块4标定；

步骤s105，所述倾角模块4的单轴标定完成；

步骤s106，若需要进行双轴标定，则双轴角度转动平台7将第二转动模块2顺时针或逆时针转90度进行标定；

步骤s107，若不需要进行双轴标定，则结束标定，并切换多路开关12保存各模块标定数据。

工作原理：在具体应用时，第一间歇分割器8和第一伺服电机9组成第一转动模块1，第二间歇分割器10和第二伺服电机11组成第二转动模块2，第一间歇分割器8所在的第一转动模块1负责绕y轴转动，第二间歇分割器10所在的转第二转动模块2负责绕z轴转动，第一转动模块1通过中心轴和一个凹槽治具连接，凹槽治具上安装第二转动模块2，这样就可以实现对倾角模4两个轴的标定。

首先将待标定的多个倾角模块4用倾角模块夹具3固定于双轴角度转动平台7上，用数据线将倾角模块4和多路开关12连接。双轴角度转动平台7的通信接口、位于多路开关12上用于控制多路开关12工作的通信接口和位于多路开关12上，可由多路开关12切换通路的连接产品数据通信接口，都和pc的通信口连接。硬件连接完成后开始标定，通过pc上位机写入当前待标定倾角模块4的型号，按照倾角模块4的标定要求，上位机13通过命令将双轴角度转动平台7的第一转动模块1转到某个角度后，多路开关12切换倾角模块4和pc的数据通路，通过命令将当前标定的角度数据写入和该通道连接的倾角模块，然后切换其他通道分别写入相同数据。接下来上位机13通过命令控制转动平台转到下一个标定角度位置，多路开关12切换通道上位机13将数据写入模块，重复上述动作，最后保存数据完成标定。如果是双轴倾角模块4，在标定完成一个轴的数据后，控制双轴角度转动平台7的第二转动模块2顺时针或者逆时针转动90度(依据产品要求选择)后，控制第一转动模块1即可开始标定另一个轴的数据。如此看来，开始标定后，整个标定过程不需要人为干涉，系统即可完成多个模块的单双轴标定，生产效率大大提高。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，可自动切换角度、能自动标定倾角模块4，可多路倾角模块4同时标定的，双轴校准的高效倾角模块4标定平台开始标定后，整个标定过程不需要人为干涉，系统即可完成多个模块的单双轴标定，进而使得生产效率大大提高。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。