CN100356136C - 高精度移动式电子量革机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度移动式电子量革机，包括机架，所述的机架上设有透明的工作面板、照明单元、X向扫描轴、Y向定位轴和显示和控制单元，它利用了光电二极管受光导通的特性，当把被测皮革放置于光电二极管上方遮住光源，使光电二极管关断。每个光电二极管覆盖一个单位面积，因此，只要测算出因被测皮革遮盖而关断的光电二极管的个数，就能根据两者的乘积推算出该被测皮革的整体面积。因此，它测量准确，使用方便、价格低廉，是传统量革机的十分之一，所以一般企业都能接受，能合理有效地核定材料成本，使产业效益最大化。
Description
技术领域
本发明涉及一种皮革面积测量装置，具体地说是一种高精度移动式电子量革机。
背景技术
人们在进行商品交易时往往以商品的重量来衡量该商品的价值，但有些商品的重量并不能真实的反映出其价值，而是通过商品的面积大小来衡量其价值的，例如皮革的原料。如果皮革的形状是圆、四边形或三角形等规则的图形，则比较容易计算，但大多数皮革的形状是不规则的，只有通过量革机来测量皮革的面积。
传统量革机主要依靠皮革在一排绳子上的运动来进行计量，而绳子有一定的软，性所以被测皮革不能完全放平整，则造成误差较大，并且传统的量革机体积大、噪音大、耗电大、机器重，价格贵，还需要复杂的传动机构和减速装置，往往按装好以后不能随便移动。
发明内容
本发明要解决的是现有的量革机存在的体积大，测量精度不高的问题，旨在提供一种结构简单，测量精度高的新型量革机，解决上述问题采用的技术方案是：高精度移动式电子量革机，包括机架，所述的机架上设有：
——透明的工作面板；
——照明单元，位于所述的工作面板的上方并朝工作面板方向照射；
——X向扫描轴，可移动方式设置在所述的工作面板的下方，其上贯通X向设有一排等间距的计数用光电二极管，沿Y向设有定位用发光二极管或者光电二极管；
——Y向定位轴，固定设置在所述的工作面板的下方，其上沿Y向设有与所述的扫描轴上设置的定位用的发光二极管或者光电二极管相对配置的光电二极管或者发光二极管；
——用于采集所述各光电二极管产生的电信号数据、对所述的数据进行处理并显示计算结果的显示和控制单元。
本发明的高精度移动式电子量革机，利用了光电二极管受光导通的特性，当把被测皮革放置于光电二极管上方遮住光源，使光电二极管关断。每个光电二极管覆盖一个单位面积，因此，只要测算出因被测皮革遮盖而关断的光电二极管的个数，就能根据两者的乘积推算出该被测皮革的整体面积。
具体地说，把被测皮革放在透明的工作面板上，Y向移动扫描轴，每前进一个Y轴坐标间距，显示和控制单元就对扫描轴采集一次数据，直到X轴前进到Y轴的最后一个坐标点，数据采集完毕。显示和控制单元将采集到的数据进行计算处理，最后显示计算结果。因此，本发明的高精度移动式电子量革机结构和制造简单，测量准确，使用方便。它可以采用12伏直流供电，使用安全，功率可设计成小于6瓦，非常省电。尺码精确最小值为25平方毫米，重量小于50公斤，移动方便，并且价格低廉，是传统量革机的十分之一，所以一般企业都能接受，能合理有效地核定材料成本，使产业效益最大化。
所述的扫描轴的Y向定位是这样实现的：所述X向扫描轴上沿Y向设有的定位发光二极管为一颗，所述Y向定位轴上设有的光电二极管为一排等间距的光电二极管。这样，当扫描轴Y向移动至其上设置的定位用发光二极管正对定位轴上的一个光电二极管时，该光电二极管导通，向显示和控制单元发出一个电信号，所述的显示和控制单元即对扫描轴采集一次数据。
所述的扫描轴的Y向定位还可以是这样实现的：所述X向扫描轴上沿Y向设有的光电二极管为一排等间距的光电二极管，在Y向定位轴上设有的发光二极管为一排等间距的发光二极管；并且，所述定位轴上的发光二极管的间距等于所述扫描轴上一排等间距的光电二极管的总长度。这样，当扫描轴Y向移动至其上设置的最前端的一颗定位用光电二极管正对定位轴上的最后一颗发光二极管时，所述的光电二极管导通，向显示和控制单元发出一个电信号，所述的显示和控制单元即对扫描轴采集一次数据。继续向前移动扫描轴，当扫描轴移动至其上设置的前端第二颗定位用光电二极管正对定位轴上的最后一颗发光二极管时，所述的光电二极管导通，向显示和控制单元发出一个电信号，所述的显示和控制单元又对扫描轴采集一次数据。依次类推，当扫描轴上的一排定位用光电二极管均通过定位轴上的最后一颗发光二极管时，则定位轴上的最后第二颗发光二极管继续依次与扫描轴上的一排定位用光电二极管对应并使其导通，直至扫描轴前进到Y轴的最后一个坐标点。
作为本发明的进一步改进，所述的显示和控制单元包括数据采集电路、数据处理电路和数据显示电路；所述的数据采集电路包括扫描轴电路和定位轴电路，所述的数据处理电路采用单片机控制电路。
所述的扫描轴电路包括光电转换电路、译码电路和AT89C2051。
所述的光电转换电路由74HC14施密特反相器和光电二极管组成。
所述的单片机外围电路设有存储器EEPROM芯片电路和看门狗芯片电路。
所述的扫描轴采用手动方式控制。
所述的扫描轴采用伺服电机控制，并且所述的伺服电机受控于所述的显示和控制单元。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的A-A向剖视放大图。
图3是扫描轴采用手轮方式驱动时的结构示意图。
图4是本发明的系统框图。
图5是显示和控制单元的电路框图。
图6是光电转换电路的电路框图。
图7是存储器EEPROM电路。
图8是看门狗芯片电路。
图9是显示电路的电路图。
图10是本发明的流程框图。
图11是本发明另一种实施方式扫描轴与定位轴组件的结构示意图。
图12是图11实施方式的运动状态图。
具体实施方式
参照图1、2、3、4，高精度移动式电子量革机，机架1为长方形的框式结构，表面设有一块玻璃板作为工作面板2；在工作面板2上方的四个对角处设置有四个白炽灯作为照明单元(图中未示出)，所述的照明单元产生的光能量在5001x以上，并朝工作面板2方向照射，以保证在有效测量范围内每个光电二极管都能充分导通。
在所述的工作面板2的下方沿X坐标轴方向设置有一个扫描轴3，该扫描轴3通过一组连接柱7固定在一根滑杆8上，所述的滑杆8两端通过连接板6各设有一对定位滑轮9、10，所述的每对定位滑轮9、10相互垂直，分别嵌入所述的机架1两侧的滑槽内，使所述的扫描轴3可靠准确地定位在X坐标轴方向，并可沿滑槽作Y坐标轴向的运动。所述扫描轴3的中部固定在一根牵引绳20上，所述的牵引绳8沿Y坐标方向环绕在一对设置在机架1两端的牵引滑轮19、21上，其中一个牵引滑轮21通过连杆22连接到手轮23，转动手轮23可驱动扫描轴3沿Y轴向位移。
所述的扫描轴3上贯通整个轴以5mm的等间距设置有一排计数用的光电二极管11，在靠近定位轴5的一端还设有一颗定位用发光二极管4，该发光二极管4用来作为导通定位轴5上的光电二极管14的光源。
定位轴5沿Y坐标轴向固定设置在工作面板2的下方，其上贯通整个定位轴以5mm的等间距设置有一排定位用光电二极管14，所述的光电二极管14与扫描轴3上的一颗发光二极管4相对设置。
由于所述的光电二极管和发光二极管其管体是透明的，为了保证所发出或接收到的光信号是定向的，在每个管子上都用热缩管套住，只在头部留出2mm的小孔，以防止侧光透入而产生干扰，可提高装置的精确度。
所述的机架上还设有用于采集所述各光电二极管产生的电信号数据、对所述的数据进行处理并显示计算结果的显示和控制单元。参照图5，所述的显示和控制单元包括数据采集电路、数据处理电路和数据显示电路；所述的数据采集电路包括扫描轴电路和定位轴电路，所述的数据处理电路采用单片机控制电路。
所述的扫描轴电路主要由X轴和Y轴两部分组成，X轴在Y轴的方向上每前进一个Y轴坐标间距，X轴便采集一次数据，送入CPU，直到X轴前进到Y轴的最后一个坐标点，数据采集完毕。X轴电路由光电转换电路、译码电路和AT89C2051组成。其中光电转换电路由74HC14施密特反相器和光电二极管组成，如图6所示，它不仅把光信号转换为电信号，而且具有脉冲整形和设置回差的作用。
译码电路由4-16线译码器74HC54和16选1模拟开关CD4067组成。X轴上最多可有256个光电管，每个光电管都有一个固定的地址即X轴的坐标点，因此需要8位地址线，其中低4位地址对应CD4067的地址选择信号端，高4位地址对应74HC154的地址选择信号端，由74HC154译出的16线信号对应到依次的16个CD4067片选端，由此构成X轴上各个光电管的独立坐标点。
数据的处理是通过单片机内部软件设计完成的，该部分在软件设计中再作详细介绍。单片机的外围电路包括采用AT24WC02电路的存储器EEPROM芯片(如图7所示)和采用IMP813L电路的看门狗芯片电路(如图8所示)。
显示电路由八段数码管和串入并出移位寄存器74HC164组成，如图9所示。
本发明的软件按图10所示的流程框图设计。
本发明还可以在机架1上设置控制按钮18，用来控制整机的开关。与显示电路对应的显示器17也设置在机架1表面。
图11是本发明的另一种实施方式，与前一实施方式不同之处在于所述的扫描轴3的Y向定位是这样实现的：在所述的扫描轴3上沿Y向设有8颗间距为5mm的光电二极管，在所述的定位轴5上设有一排间距为40mm的发光二极管；这样，所述定位轴5上的发光二极管15的间距等于所述扫描轴3上8颗光电二极管4的总长度。
当扫描轴Y向移动至最前端的一颗定位用光电二极管13正对定位轴上的最后一颗发光二极管15时，所述的光电二极管13导通，向显示和控制单元发出一个电信号，所述的显示和控制单元即对扫描轴采集一次数据。继续向前移动扫描轴，当扫描轴移动至其上设置的前端第二颗定位用光电二极管25正对定位轴上的最后一颗发光二极管15时(如图12所示)，所述的光电二极管25导通，所述的显示和控制单元又对扫描轴采集一次数据。当扫描轴上的8颗定位用光电二极管均通过定位轴上的最后一颗发光二极管15时，则定位轴上的最后第二颗发光二极管26继续依次与扫描轴上的8颗定位用光电二极管对应并使其导通，直至扫描轴前进到Y轴的最后一个坐标点。
本实施方式与前一实施方式的另一个不同之处是所述的扫描轴3采用伺服电机控制，并且所述的伺服电机受控于所述的显示和控制单元。这样，可根据程序设定扫描轴的行进速度，确保扫描轴均匀平稳行进，进而保证整个系统的测量精度。
应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、高精度移动式电子量革机，包括机架(1)，其特征在于所述的机架(1)上设有：
——透明的工作面板(2)；
——照明单元，位于所述的工作面板(2)的上方并朝工作面板方向照射；
——X向扫描轴(3)，可移动方式设置在所述的工作面板(2)的下方，其上贯通X向设有一排等间距的计数用光电二极管(11)，沿Y向设有定位用发光二极管(4)或者光电二极管(13)；
——Y向定位轴(5)，固定设置在所述的工作面板(2)的下方，其上沿Y向设有与所述的扫描轴(3)上设置的定位用的发光二极管(4)或者光电二极管(13)相对配置的光电二极管(14)或者发光二极管(15)；
——用于采集所述各光电二极管产生的电信号数据、对所述的数据进行处理并显示计算结果的显示和控制单元。
2、如权利要求1所述的高精度移动式电子量革机，其特征在于所述的扫描轴(3)的Y向定位是这样实现的：所述X向扫描轴(3)上沿Y向设有的定位发光二极管(4)为一颗，所述Y向定位轴(5)上设有的光电二极管(14)为一排等间距的光电二极管。
3、如权利要求1所述的高精度移动式电子量革机，其特征在于所述的扫描轴(3)的Y向定位是这样实现的：所述X向扫描轴(3)上沿Y向设有的光电二极管(13)为一排等间距的光电二极管，在Y向定位轴(5)上设有的发光二极管(15)为一排等间距的发光二极管；并且，所述定位轴(5)上的发光二极管(15)的间距等于所述扫描轴(3)上一排等间距的光电二极管(13)的总长度。
4、如权利要求1所述的高精度移动式电子量革机，其特征在于所述的显示和控制单元包括数据采集电路、数据处理电路和数据显示电路；所述的数据采集电路包括扫描轴电路和定位轴电路，所述的数据处理电路采用单片机控制电路。
5、如权利要求4所述的高精度移动式电子量革机，其特征在于所述的扫描轴电路包括光电转换电路、译码电路和AT89C2051。
6、如权利要求5所述的高精度移动式电子量革机，其特征在于所述的光电转换电路由74HC14施密特反相器和光电二极管组成。
7、如权利要求4所述的高精度移动式电子量革机，其特征在于所述的单片机外围电路设有存储器EEPROM芯片电路和看门狗芯片电路。
8、如权利要求1-7任何一项所述的高精度移动式电子量革机，其特征在于所述的扫描轴(3)采用手动方式控制。
9、如权利要求1-7任何一项所述的高精度移动式电子量革机，其特征在于所述的扫描轴(3)采用电机控制。
10、如权利要求9所述的高精度移动式电子量革机，其特征在于所述的扫描轴(3)采用伺服电机控制，并且所述的伺服电机受控于所述的显示和控制单元。
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