[发明专利]一种力学传感器阵列标定装置及其工作方法

摘要

本发明公开了一种力学传感器阵列标定装置及其工作方法。装置包括定位传动部件和与其电连接的控制部件，其中定位传动部件包括标定的工作平台和压力头测试部件，压力头测试部件通过Z向直线步进电机伸缩头连接一个测力传感器。使用本装置的工作方法采用三个步进电机作为驱动源，两个步进电机驱动导轨上滑块的协调运动完成工作平台上坐标点的定位，一个直线步进电机的伸缩带动压力头向被测传感器施加压力，当压力头的施加压力达到设定的压力值时，单片机采集被测传感器和测力传感器的输出以及被测传感器的位置坐标。本发明能够根据特定的传感器阵列以及特定的标定需要，进行标定方式和过程的选择与配置，扩大了该装置的使用范围。

主权项

1、一种力学传感器阵列标定装置，包括定位传动部件和与其电连接的控制部件，其特征在于：所述定位传动部件包括标定的工作平台和压力头测试部件，所述工作平台包括测试平台(1)、三个步进电机(22)、同步带(3)、X方向丝杠(4)、X方向导轨(5)、立柱(6)、X方向限位器(14)、Y方向丝杠(10)、Y方向导轨(11)、Y方向限位器(15)，所述三个步进电机(22)分别为：X方向驱动步进电机(2)、Y方向驱动步进电机(7)、Z方向直线步进电机(8)；所述测试平台(1)是一矩形的测试平台，所述X方向导轨(5)置于测试平台(1)的边缘处，其上置有与其动配合连接的立柱(6)，所述立柱(6)上面置有与X方向导轨(5)相垂直设置的Y方向动导轨(11)和Y方向驱动步进电机(7)；所述立柱(6)是一安装在X方向导轨(5)上的门形金属立柱，所述门形金属立柱上置有与其动配合连接的压力头测试部件，所述测试平台(1)下面通过两个长条形支座固定连接，所述长条形支座的一根上固定连接X方向限位器(14)用于控制X方向驱动步进电机(2)在测试平台(1)上的运动范围，所述立柱(6)上面固定连接Y方向限位器(15)用于控制Y方向驱动步进电机(7)在测试平台(1)上的运动范围；所述X方向丝杠(4)经丝杠螺母副(16)与立柱(6)动配合连接；在所述测试平台(1)上，X方向的定位传动是由X方向驱动步进电机(2)通过齿轮的转动带动同步带(3)运行，驱动X方向丝杠(4)转动，使得立柱(6)在X方向导轨(5)上做直线运动，Y方向的定位传动是由Y方向驱动步进电机(7)驱动Y方向丝杠(10)转动，使得压力头(12)在Y方向导轨(11)上做直线运动；所述压力头测试部件包括相互连接的测力传感器(9)、测力传感器引线出口(20)、与Z方向直线步进电机伸缩头连接的接口(19)、压力头高低调节杆(21)和压力头(12)，所述压力头测试部件通过Z方向直线步进电机伸缩头接口(19)连接测力传感器(9)，所述测力传感器(9)通过压力头高低调节杆(21)连接压力头(12)，所述测力传感器(9)的信号线和电源线通过测力传感器引线出口(20)引出，然后电连接接入控制部件；所述控制部件包含控制箱(13)和与其电连接的三个步进电机驱动器(18)，所述步进电机的驱动器(18)包括X方向步进电机驱动器(181)、Y方向步进电机驱动器(182)、Z方向步进电机驱动器(183)，所述X方向步进电机驱动器(181)的输入端与控制箱(13)电连接、输出端与X方向驱动步进电机(2)电连接，所述Y方向步进电机驱动器(182)的输入端与控制箱(13)电连接、输出端与Y方向驱动步进电机(7)电连接，所述Z方向步进电机驱动器(183)的输入端与控制箱(13)电连接、输出端与Z方向直线步进电机(8)电连接；所述控制箱(13)的上面置有控制系统的状态指示器(25)，所述控制系统的状态指示器(25)包括运行状态指示的LED和坐标值显示数码管，所述控制箱(13)的下面置有手动干预按钮(26)，所述控制箱(13)由一个单片机控制系统构成，通过控制箱(13)上的手动干预按钮(26)能够进行单片机系统的复位，所述单片机系统分别连接被标定的阵列传感器(17)与单片机进行信号传递的行引线(23)和列引线(24)，采集被测传感器的输出信号，所述单片机系统通过串口或USB接口(27)与PC机电连接进行通信和信号传递。