專利名稱：振動臺運動部件自動對中裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于行程控制裝置，具體涉及一種振動臺運動部f牛自動對 中裝置。
技術背景電動振動臺是一種將電能轉換成機械能、對試件提供激振力的裝置。其原理是根據恒定磁場和位于恒定磁場中通以交變電流的運動部件相互 作用，而產生激振力驅動運動部件，試件放在運動部件上振動試驗。在試驗 時，需要振動臺運動部件能自動對中。目前的振動臺運動部件自動對中裝置一般由信號檢測裝置、處理裝置和 執行機構組成。其工作原理是利用傳感器將運動信號轉換成電信號，經過運 算放大處理后輸出與振動臺運動部件位置相關的直流電壓信號，以此來驅動 相應的執行機構實現自動對中。國內信號檢測一般采用電渦流傳感器，而國 外大多采用模擬式光電傳感器，它們共同的缺點是輸出模擬電壓信號，輸出 信號范圍寬，抗環境干擾能力差，容易使自動對中裝置發生誤動作。目前的振動臺運動部件自動對中裝置無法利用簡單機構實現靜態對中， 靜態對中是指振動臺不工作時，將振動臺運動部件調整到平衡位置的過程。 當電動振動臺不工作時，如果不能使運動部件處于中間位置，當在運動部件 上增加很大的重量的試件時，可能超出運動部件的行程范圍，使運動部件損 壞。現有的對中裝置給功率放大器驅動信號疊加一個直流電壓信號，這樣雖 然能夠實現動態對中，卻無法實現靜態對中，而為了靜態對中再加一個氣動 控制回路又使設備過于復雜。 發明內容本實用新型的目的在于提供一種抗環境干擾能力強，工作穩定可靠，能 采用簡單結構實現靜態自動對中的振動臺運動部件自動對中裝置。本實用新型是這樣實現的 一種振動臺運動部件自動對中裝置，它包括 信號檢測裝置、信號處理裝置和執行機構，信號檢測裝置包括黑白板和探測 器，黑白板設在運動部件上，探測器包括兩個光電探測頭和與兩光電探測頭 分別相連接的兩個開關式光電傳感器，信號處理裝置包括與兩開關式光電傳感器串聯的一個加法器，加法器在與有源濾波器串聯，有源濾波器還與兩個 比較電路連接，在兩個比較電路的輸出端均設有繼電器。本實用新型的信號檢測中采用兩個開關式光電傳感器，每個光電傳感器 集發射器和接收器于一體，被測物體將光電開關發射器發射的光線反射到接 收器，根據反射光的有無產生開關信號，這樣每個光電探測器就只有兩個階 躍的數字狀態信號，克服了模擬電壓信號容易受干擾的缺陷，具有較強的抗 環境干擾能力。當振動臺不工作時，兩光電探測頭分別照射到黑白板的黑、 白部分時，加法器的輸出信號為零，使運動部件處于平衡位置，實現靜態自 動對中。因此，本實用新型的優點是抗環境干擾能力強，工作穩定可靠，能 采用簡單結構實現靜態自動對中。
圖1為本實用新型所提供的一種振動臺運動部件自動對中裝置的原理示 意圖；圖2為本實用新型所提供的信號處理裝置的示意圖； 圖3為本實用新型所提供的信號處理裝置的電路圖圖中，l氣囊，2運動部件，3黑白板，4光電探測頭，5開關式光電傳 感器，6信號處理裝置，7出氣閥，8進氣閥，9氣泵，IO加法器，ll繼電器。
具體實施方式
如圖1 圖2所示， 一種振動臺運動部件自動對中裝置，它包括信號檢測 裝置、信號處理裝置和執行機構，信號檢測裝置包括設在運動部件側面上的 黑白板3和設在信號處理裝置6上的探測器，該探測器包括兩個光電探測頭 4和與兩光電探測頭4分別相連接的兩個開關式光電傳感器5。信號處理裝置 包括加法器IO、有源濾波器、比較電路、繼電器ll。兩開關式光電傳感器串 聯的一個加法器10，加法器10與有源濾波器串聯，有源濾波器還與兩個比 較電路連接，在兩個比較電路的輸出端均設有繼電器ll，在加法器和有源濾 波器之間還可以設有隔離電路防止信號干擾，還可以設有鉗位電路以保證電 路安全。兩個繼電器11用于控制執行機構。執行機構包括氣囊1、氣泵9、 進氣闊8，出氣閥7，進氣閥8—端與氣泵9相連，另一端與振動臺的氣囊l 相連。出氣閥7 —端與振動臺的氣囊1相連，另一端與大氣相通。氣囊1靠 在運動部件2的下方，通過給氣囊1充氣與放氣可實現運動部件的升降調節，從而實現自動對中。在信號檢測中采用一對開關式光電傳感器5，每個開關式光電傳感器5 都是漫反射開關式光電開關，它集發射器和接收器于一體，被測物體將光電 開關發射器發射的光線反射到接收器，根據反射光的有無產生開關信號。這 樣每個光電探測頭就只有兩個階躍的狀態，具有較強的抗環境干擾能力。僅 用一個光電探測頭和一個開關式光電傳感器能夠實現被測物體的動態自動對 中，卻無法實現靜態自動對中。為了能夠在同一套電路里既能實現動態自動 對中，又能實現靜態自動對中，本發明采用了兩個光電探測頭4和與兩光電探測頭4分別相連接的兩個開關式光電傳感器4，并將兩開關式光電傳感器4 的信號進行加法處理，從而實現了靜態自動對中。在加法器和有源濾波器之間還可以設有隔離電路防止信號干擾，還可以 設有鉗位電路以保證電路安全。本實施例中，垂直振動的運動部件表面貼有黑白板3作為自動對中裝置 的被探測物體，自動對中裝置根據被測物的運動情況進行運算處理。如圖3 所示，探測器的輸出信號首先經過加法器進行求和，當兩光電探頭4同時照 射到白板部分時，加法器10將得到一個正的輸出信號；當兩光電探頭4同時照射到黑板部分時，加法器10將得到一個負的輸出信號；而兩光電探頭4分別照射到黑、白部分時，加法器10的輸出信號為零，此時整個裝置不動作， 運動部件處于平衡位置，達到靜態自動對中的目的。同時加法器10將信號放 大，然后信號通過隔離電路進行隔離處理，隔離電路包括運算放大器U2。隔 離電路串聯由兩個穩壓二極管1N4735串聯接地組成的鉗位電路，該鉗位電 路能夠將輸入的正電壓和負電壓鉗位在大約土7V。鉗位電路又串聯著由RC 和運算放大器U3組成的一個一階有源濾波器，它主要是用來防止裝置在動 態對中過程中隨著運動部件的振動而頻繁動作，它的作用相當于取信號的平 均值，實現動態對中功能。屈3中的電阻R用來調節濾波電路的時間常數。 經濾波器處理過的信號進入比較電路，比較電路包括運算放大器U4和U5， 它們的參考電壓取自士15V開關電源，通過可調電阻RI進行調節。將U3的 輸出電壓與比較電路參考電壓進行比較，從而控制設在比較電路輸出端的固 態繼電器的通電與斷電，再通過固態繼電器11控制進氣閥8、出氣閥7的通 斷，從而控制執行機構的動作。比較電路的參考電壓和濾波器的時間常數共同決定系統的動態頻率響應，本實用新型中，適當調節R和RI就能讓對中裝 置對2Hz的低振動頻率實現動態自動對中。本實施例中，可以手動控制進氣閥8、出氣閥7，以方便人為調節運動部 件的升降。
權利要求1.一種振動臺運動部件自動對中裝置，它包括信號檢測裝置、信號處理裝置(6)和執行機構，信號檢測裝置包括黑白板(3)和探測器，黑白板(3)設在運動部件上，其特征在于所述的探測器包括兩個光電探測頭(4)和與兩光電探測頭(4)分別相連接的兩個開關式光電傳感器(5)，所述的信號處理裝置(6)包括與兩開關式光電傳感器串聯的一個加法器(10)，加法器(10)在與有源濾波器串聯，有源濾波器還與兩個比較電路連接，在兩個比較電路的輸出端均設有繼電器(11)。
2. 如權利要求1所述的一種振動臺運動部件自動對中裝置，其特征在于 在所述的信號處理裝置(6)的加法器和有源濾波器之間還設有隔離電路和鉗 位電路。
3. 如權利要求1或2所述的一種振動臺運動部件自動對中裝置，其特征 在于所述的執行機構包括氣囊(1)，氣囊(1)靠在運動部件的下方，氣囊(1)的另一端設有的管路分兩個支路， 一個支路經過進氣閥(8)連接氣泵 (9)，另一支路經出氣閥(7)與大氣相通。
專利摘要本實用新型屬于行程控制裝置，具體涉及一種自動對中裝置。它包括信號檢測裝置、信號處理裝置和執行機構，信號檢測裝置包括黑白板和探測器，黑白板設在運動部件上，探測器包括兩個光電探測頭和與兩光電探測頭分別相連接的兩個開關式光電傳感器，信號處理裝置包括與兩開關式光電傳感器串聯的一個加法器，加法器在與有源濾波器串聯，有源濾波器還與兩個比較電路連接，在兩個比較電路的輸出端均設有繼電器。本實用新型的優點是抗環境干擾能力強，工作穩定可靠，能采用簡單結構實現靜態自動對中。
文檔編號G05D3/00GK201107659SQ20072030602
公開日2008年8月27日 申請日期2007年11月23日 優先權日2007年11月23日
發明者張巧壽, 張紅彩 申請人:北京強度環境研究所