一种用于照明灯的自动化测量设备及自动测量方法与流程

1.本发明涉及一种用于照明灯的自动化测量设备及自动测量方法。


背景技术：

2.植物生长灯发出的光照强度能量对植物的生长发育影响较大，影响植物生长灯光照强度能量大小的重要因素之一就是灯具与植物之间的距离。目前在照明行业里，测试灯具立体空间发光面与照射面在不同距离下光照强度的传统方法为：用卷尺量好距离，然后通过手持便携的光谱仪放置在灯光下测量，手持光谱仪测量的数据常常因摆放位置不准确、高度不一致出现数据偏差较大，而且效率较低下，测试一盏灯需要耗费两个人。为了提高测试效率、及测试数据的准确度，需要一款高效率的自动化测量设备。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题中的技术问题之一。
4.第一方面，本发明是根据现有市面上的植物生长灯测试方法而提出的改进方案，现研发一种针对植物生长灯的自动化测量设备，包括可移动平台、升降组件、磁悬浮平面电机、运动控制盒、远程控制模块以及电源；
5.在上述自动化测量设备中，利用在磁悬浮平面电机上设置具有六自由度的可移动式承载台，通过运动控制盒控制承载台在磁盘的上端移动，可在承载台的底部粘合四组halbach永磁阵列永磁体，四组永磁体依次围绕成方形；在体积较大的永磁体四周各排列一块体积较小、磁化方向与其垂直的永磁体而形成阵列；在磁盘的上表面阵列分布有线圈，线圈的排列方向与上述永磁体的排列方向相同，在线圈通电后，三维分布的永磁阵列磁场与平面布置的线圈阵列产生相互作用，推动承载台在磁盘上方无接触式的滑动，由于没有库仑摩擦，无需多个单自由度运动刚体的机械叠加，所以上述磁悬浮运动具有较高的运动控制精度；
6.磁盘可以是由无数组上述线圈阵列组成的定子拼接而成，所以在上述磁盘中的大小和形状可以根据实际的测试环境而改变，以此来改变承载台的行程，而承载台的上端开设安装槽，可通过螺栓将光学测试头固定在安装槽内；光学测试头的触发开关可以由运动控制盒来控制。
7.第二方面，本发明的升降平台参照起重机械的升降台设计思路，设计了一款结构更加稳定的升降装置；升降装置包括动力件和通过动力件驱动其升降的执行件；
8.作为优选方案，执行件包括同时固定安装在安装板上和磁悬浮平面电机下底面的固定座以及滑轨，以及活动安装在滑轨上的活动座，还包括其一端安装在活动座上、其另一端固定在固定座上的剪叉架。
9.作为优选方案，动力件由固定在剪叉架一端的输出部和固定在剪叉架另一端的从动部组成；输出部包括固定在剪叉架一端的第一连接杆，固定在第一连接杆之间的旋转电机、以及旋转电机的输出端连接的丝杆；从动部包括螺纹连接在丝杆上的滑块，以及与滑块
一体成型的第二连接杆，第二连接杆上还串接两组承重块；承重块的一侧还活动安装有滑杆；
10.作为上述升降平台的工作原理，旋转电机在启动后，带动丝杆转动，由于剪叉架由若干组菱形架组装而成，所以在丝杆转动的过程中，滑块可在丝杆上移动，第一连接杆不动，固定在滑块上的第二连接杆推动菱形架向竖直中心线的方向收拢，剪叉架的总高度逐渐拉高；
11.作为优选方案，安装板上还固定有四组限位开关，限位开关与运动控制盒通过线缆连接；四组限位开关用于限制上述两组活动座的行程。
12.第三方面，本发明还提供一种照明灯的自动测量方法，将可移动平台移动至待测试光源的下方，通过运动控制盒与远程控制模块实现无线通讯后，远程控制模块可通过app远程发出控制指令，远程操控承载台在磁盘上移动至磁盘的正中心位置，继续推动可移动平台，使此时的光学测试头位于光源的正下方，升降组件在升到指定的测试高度后，远程控制端通过app设置承载台的行程轨迹，将启动指令和行程轨迹发送到运动控制盒端，然后运动控制盒端通过行程轨迹控制承载台在磁盘上移动，到达相应的位置后触发光学测试头进行光学数据检测；同样的，承载台移动到指定位置后，可通过控制线向运动控制盒反馈当前在磁盘上的三维坐标，以及反馈光学测试头的测试数据；通过a/d转换后数据回传到远程控制模块；从而实现照明灯的波长自动测量。
附图说明
13.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，下面将对实施例或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。
14.附图1是本发明的一种用于照明灯的自动化测量设备的整体结构图；
15.附图2是15cm高度的光波测试位置分布图；
16.附图3是30cm高度的光波测试位置分布图；
17.附图4是60cm高度的光波测试位置分布图；
18.附图5是90cm高度的光波测试位置分布图。
19.图中所示：
20.1、可移动平台；2、升降组件；3、磁悬浮平面电机；4、运动控制盒；5、电源；6、安装板；7、光学测试头；31、磁盘；32、承载台；33、控制线；21、动力件；22、执行件；221、固定座；222、滑轨；223、活动座；224、剪叉架； 211、输出部；212、从动部；213、第一连接杆；214、旋转电机；215、丝杆； 321、安装槽；2121、滑块；2122、第二连接杆；2123、承重块；2124、滑杆；
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外，中心、之间
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
24.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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。
25.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
26.本发明是根据现有市面上的植物生长灯测试方法而提出的改进方案，现研发一种针对植物生长灯的自动化测量设备，如图1所示，包括可移动平台1、升降组件2、磁悬浮平面电机3、运动控制盒4、远程控制模块以及电源5；
27.上述可移动平台1用于承载和移动测量设备，可以采用如图1所述的手动平板车或者用电机驱动的遥控车代替，通过底部的车轮带动升降组件2和磁悬浮电机3移动；
28.运动控制盒4，内部集成有功率放大器、a/d转换器、磁悬浮运动控制器、电机驱动器、电机控制器、以及传感器系统和无线通讯模块；
29.其中，功率放大器主要用于放大电流从而驱动线圈；a/d转换器实现模拟和数字信号的转换；磁悬浮运动控制器主要是集成有基于cortex
‑
a10的运动控制平台，可实现承载台的位置反馈计算以及运动控制；
30.电机驱动器主要用于驱动带动升降组件的伺服电机，电机控制器主要是通过编码器控制电机的旋转圈数，正转反转以及实现剪叉架的升降控制。
31.远程控制模块，通过无线通讯模块与所述运动控制盒相连，用于控制升降组件的升降以及磁悬浮平面电机的运转，可以是手机、平板电脑、pc电脑；
32.传感器系统，包括4组涡流传感器、4组位移传感器，4组涡流传感器分别安装在承载台的四个角的底端，用于检测承载台在竖直面上的空间信息；4组位移传感器，安装在磁盘的四边，根据四组激光位移传感器和四组涡流传感器对承载台进行空间位置姿态解算，解算方法属于现有技术，在此不做进一步阐述；
33.电源，与所述运动控制盒通过电缆线连接；用于给所述升降组件2和所述磁悬浮平面电机3供电；
34.磁悬浮平面电机3包括安装在所述执行件上的磁盘31、以及在磁盘31上方具有六自由度运动的承载台32，承载台32上固定安装有用于测试波长的光学测试头7，承载台32的一端通过控制线33与所述运动控制盒4连接。
35.在上述自动化测量设备中，利用在磁悬浮平面电机3上设置具有六自由度的可移动式承载台32，通过运动控制盒4控制承载台在磁盘的上端移动，可在承载台的底部粘合四组halbach永磁阵列永磁体，四组永磁体依次围绕成方形；在体积较大的永磁体四周各排列一块体积较小、磁化方向与其垂直的永磁体而形成阵列；在磁盘的上表面阵列分布有线圈，线圈的排列方向与上述永磁体的排列方向相同，在线圈通电后，三维分布的永磁阵列磁场
与平面布置的线圈阵列产生相互作用，推动承载台在磁盘上方无接触式的滑动，由于没有库仑摩擦，无需多个单自由度运动刚体的机械叠加，所以上述磁悬浮运动具有较高的运动控制精度；
36.磁盘31可以是由无数组上述线圈阵列组成的定子拼接而成，所以在上述磁盘中的大小和形状可以根据实际的测试环境而改变，以此来改变承载台32的行程，而承载台32的上端开设有安装槽321，可通过螺栓将光学测试头7固定在安装槽321内；光学测试头7的触发开关可以由运动控制盒4来控制。
37.本发明的升降平台参照起重机械的升降台设计思路，设计了一款结构更加稳定的升降组件，升降组件2设计有两组；升降组件2包括动力件21和通过动力件21驱动其升降的执行件22；
38.作为优选方案，执行件22包括同时固定安装在安装板6上和磁悬浮平面电机 3下底面的固定座221以及滑轨222，以及活动安装在滑轨222上的活动座223，还包括其一端安装在活动座223上、其另一端固定在固定座221上的剪叉架224。
39.作为优选方案，动力件21由固定在剪叉架224一端的输出部211和固定在剪叉架另一端的从动部212组成；输出部211包括固定在剪叉架224一端的第一连接杆213，固定在第一连接杆213之间的旋转电机214、以及旋转电机214的输出端连接的丝杆215；从动部212包括螺纹连接在丝杆215上的滑块2121，以及与滑块 2121一体成型的第二连接杆2122，第二连接杆2122上还串接两组承重块2123；承重块2123的一侧还活动安装有滑杆2124；
40.作为上述升降平台的工作原理，旋转电机214在启动后，带动丝杆215转动，由于剪叉架224由若干组菱形架组装而成，所以在丝杆215转动的过程中，滑块 2121可在丝杆215上移动，第一连接杆213不动，固定在滑块2121上的第二连接杆2122推动菱形架向第一连接杆213的方向收拢，剪叉架224的总高度逐渐拉高；当固定在滑块2121上的第二连接杆2122推动菱形架向远离第一连接杆213的方向展开，从而使剪叉架224的总高度逐渐降低；
41.作为优选方案，安装板6上还固定有四组限位开关61，限位开关61与运动控制盒4通过线缆连接；四组限位开关61用于限制上述两组活动座223的行程。
42.第三方面，本发明还提供一种照明灯的自动测量方法，将可移动平台1移动至待测试光源的下方，通过运动控制盒4与远程控制模块实现无线通讯后，远程控制模块可通过app远程发出控制指令，远程操控承载台32在磁盘31上移动至磁盘31的正中心位置，继续推动可移动平台1，使此时的光学测试头7位于光源的正下方，升降组件2在升到指定的测试高度后，远程控制模块通过app设置承载台的行程轨迹，其中测试区域可以如图2～5所示，图2至图5分别是承载台在15cm 高度、30cm高度、60cm高度、90cm高度下的光波测试数据，其中有数据的地方就是光学检测头需要停留的点；图2～图5外部最大的方形区域与磁盘的尺寸大小对应；在上述行程轨迹中，由面积逐渐减小的方形轨道组成，待测点在每个方形轨道上都设置有8组，延伸至最中心处设置有1组；其中四组待测点分布在方形轨道的四组顶角处，另外四组分布在轨道每条边的中心处，将启动指令和上述的行程轨迹发送到运动控制盒端，并制定起始点，假设起始点选择在最中心处，运动控制盒计算出最优的路径；
43.然后运动控制盒4端通过行程轨迹和路径控制承载台32在磁盘31上移动，到达相应的位置后触发光学测试头7进行光学数据检测，直到测试完最后一个点；同样的，承载台32移动到指定位置后，可通过控制线33向运动控制盒4反馈当前在磁盘31上的三维坐标，以
及反馈光学测试头7的测试数据；通过a/d转换后数据回传到远程控制模块；从而实现照明灯的波长自动测量。
44.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。