本實用新型涉及智能測量技術領域，特別涉及一種自動化機械運動狀態(tài)的智能測量裝置。

背景技術：

目前的自動化設備的運動狀態(tài)，一般都是通過電機的運動參數(shù)設置或計算來實現(xiàn)對其運動狀態(tài)的測量和控制。這種辦法需要對電機控制很熟悉，而且不同廠家的電機運動誤差和精度控制各異，這樣一來，在復雜的自動化系統(tǒng)中，給高精度的運動控制帶來很大的隱患。

目前市面上另外一種常見的方法是加設光柵尺，通過光柵尺來計算和實現(xiàn)。利用光柵尺的好處是能夠滿足對高精度的要求，但是需要其它相應的傳感器一起才能完成，這些方法的設計在功能和實際操作上，都有很多不足之處：其一是功能比較單一，電機設置需要先計算，再驗證；光柵尺測量也需要計算和驗證。其二：當改變或者進行不同的運動狀態(tài)時，又需要重新計算；如果是應對多軸機械和多軸異步復雜運動，這種辦法很復雜，工作量很大，而且效率很低。其三，上述兩種辦法測量范圍有限，就是只能通過計算來測量位移速度和加速度，不能測量運動系統(tǒng)中的受力情況，比如慣性沖擊力，機械臂夾力等情況。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例的目的在于提供一種自動化機械運動狀態(tài)的智能測量裝置，以解決上述技術問題。

為達到上述目的，本實用新型實施例公開了一種自動化機械運動狀態(tài)的智能測量裝置，其特征在于，所述裝置包括：采集模塊、測量模塊、顯示模塊、電源模塊、通信連接模塊以及控制模塊；所述采集模塊用于采集機械運動狀態(tài)且所述機械運動狀態(tài)與重力相關，并將所述機械運動狀態(tài)轉化為電壓數(shù)據(jù)，所述測量模塊用于接收所述采集模塊采集并轉化得到的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)通過顯示模塊進行顯示，所述顯示模塊與所述測量模塊相連；所述電源模塊與所述測量模塊相連，用于為所述測量模塊提供工作電壓；所述測量模塊通過通信連接模塊與所述控制模塊相連，所述控制模塊用于控制所述測量模塊。

本方案運用于可以在運動機械軸或機械臂上，通過本實用信息給的智能測量裝置，內(nèi)部主板上嵌有一顆重力感應器和一個單片機，重力感應器可以感知到機械軸或機械臂的運動狀態(tài)，并把這些狀態(tài)參數(shù)通過內(nèi)部通信機制傳遞給單片機；單片機通過專門的計算方法，計算出其運動過程種的位移速度，位移量，加速度，并且顯示在外部的顯示屏上面或者機械設備的運控電腦上面，也可以兩者都實現(xiàn)。這樣，設備調(diào)試人員不需要通過多次計算就能知道運動軸或者機械臂的運動參數(shù)。

另外，該方案的另外一個優(yōu)勢是，它可以把這些運動參數(shù)集成在自動化設備的控制程序中，自動化控制程序不需要外部輸入運動參數(shù)，自己直接讀取該智能裝置的傳遞過來的參數(shù)就可以實現(xiàn)復雜的自動化控制。而且該智能裝置既能滿足多軸運動，多軸異步運動的需求。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為一種自動化機械運動狀態(tài)的智能測量裝置連接示意圖。

圖2為機械軸為例，當進行移動，重力在第一個時刻的變化示意圖。

圖3為圖2所示時刻后的第二個時刻的重力變化示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

為解決上述技術問題，本實用新型實施例提供了一種自動化機械運動狀態(tài)的智能測量裝置，所述裝置包括：采集模塊1、測量模塊2、顯示模塊3、電源模塊4、通信連接模塊5以及控制模塊6。

所述采集模塊1用于采集機械運動狀態(tài)且所述機械運動狀態(tài)與重力相關，并將所述機械運動狀態(tài)轉化為電壓數(shù)據(jù)，所述測量模塊2用于接收所述采集模塊采集并轉化得到的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)通過顯示模塊3進行顯示，所述顯示模塊3與所述測量模塊2相連；所述電源模塊4與所述測量模塊2相連，用于為所述測量模塊2提供工作電壓；所述測量模塊2通過通信連接模塊5與所述控制模塊6相連，所述控制模塊6用于控制所述測量模塊2。

本實用新型可以應用于運動機械軸或機械臂上，在其上安裝本實用新型的智能測量裝置。具體的，本測量裝置的實現(xiàn)可以為：裝置內(nèi)部主板上嵌有一顆重力感應器和一個MCU單片機，重力感應器可以感知到機械軸或機械臂的運動狀態(tài)，并把這些狀態(tài)參數(shù)通過內(nèi)部通信機制傳遞給單片機；單片機通過專門的計算方法，計算出其運動過程種的位移速度，位移量，加速度，并且顯示在外部的顯示屏上面或者機械設備的運控電腦上面。同時，設備調(diào)試人員不需要通過多次計算就能知道運動軸或者機械臂的運動參數(shù)。

所述采集模塊1為可以為重力傳感器，所述測量模塊2還可以為MCU，可以理解的是，重力是具有大小和方向的，以機械軸為例，當進行移動的時候，重力的大小或者方向至少會有一個發(fā)生變化，可以根據(jù)水平或者垂直方向上的重力的分量測量任意兩個時刻的位置變化，如圖2及圖3所示，一個時刻G的水平和數(shù)值分量為、，第二個時刻G的水平和數(shù)值分量為、，因此可以得到這兩個時刻的水平方向的分量之差，數(shù)值方向的分量之差，由數(shù)學知識可以得知，加速度a是通過積分得到的速度v，速度v通過積分得到的位移s，即關系式：s'＝v，v'＝s”＝a，時間t是自變量，另外通過每個方向上的速度和位移的變化還可以得到該方向的受力情況，即得到了瞬時的慣性沖擊力，機械臂夾力。待測物體的質量為已知的，根據(jù)速度、加速度與沖擊力的關系，可得到?jīng)_擊力，即F＝ma，還可以由動量守恒p＝mv得到速度等的關系，具體的計算為現(xiàn)有技術，本實用新型在此不對其進行贅述。

另外，還可以把這些運動參數(shù)集成在自動化設備的控制程序中，自動化控制程序不需要外部輸入運動參數(shù)，自己直接讀取該智能裝置的傳遞過來的參數(shù)就可以實現(xiàn)復雜的自動化控制。而且該智能裝置既能滿足多軸運動，多軸異步運動的需求，具體的集成過程為現(xiàn)有技術，本實用新型在此不對其進行贅述。

所述通信連接模塊5可以為RS232或者RS485通信連接模塊，通過RS232或者RS485通信連接實現(xiàn)簡單，能夠方便技術人員操作。另外，所述控制模塊為裝置控制程序的個人計算機，所述顯示模塊3為LED數(shù)字顯示屏，所述電源模塊4為DC電源轉換模塊，與外接電源相連并將所述外接電源轉化為工作電壓輸出，所述控制模塊6根據(jù)所述機械運動參數(shù)發(fā)出控制指令，所述采集模塊2為重力加速度傳感器。具體的參數(shù)可以為串口輸入DC-0.3V～+/-3.6，機械臂等的質量范圍：+/-200g，沖擊力：≦10K，測量方向：可以為自定義的X/Y/Z分別三個方，靈敏度通常能夠達到5.8～7.2mV/g(標準電壓3V下)，工作溫度范圍適應較廣-55℃～+125℃，另外由于溫度引起的靈敏度變化：Vs＝3V,+/-0.02。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

本說明書中的各個實施例均采用相關的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于裝置實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。

本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述方法實施方式中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可以存儲于計算機可讀取存儲介質中，這里所稱得的存儲介質，如：ROM/RAM、磁碟、光盤等。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。