非接觸式位移測(cè)試系統(tǒng)修改意見(jiàn)

1、 作者：你們的論文我已經(jīng)閱讀，文章選題很實(shí)用，采用的技術(shù)方案也很好。會(huì)引起讀者的興趣的。但是，文章敘述不夠完整，圖紙不能充分的反映你們的設(shè)計(jì)思想，（文中標(biāo)注）如果不是保密的話，請(qǐng)你們給于補(bǔ)充修改。另外，論文是寫自己的成果。諸如XX器件有什么什么的優(yōu)點(diǎn)，價(jià)廉物美的話是別人的，最好少寫些。（文中標(biāo)注）方案論證在我刊一般被壓縮或刪除，只要直接寫為什么選用XX器件就行了。非接觸式剛體（道軌）位移測(cè)試系統(tǒng)德州學(xué)院 劉金鵬 郭國(guó) 張利國(guó) 指導(dǎo)老師 李麗欣 李海彥 張福安 XXX年畢昇杯獲XX獎(jiǎng)一 引言高速列車在彎道處對(duì)軌道的作用力是巨大的，可能使道軌在三維空間均會(huì)發(fā)生位移，從而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生

2、。目前的鐵道形變檢測(cè)手段還不完善，人工測(cè)量麻煩且不精確，基于對(duì)道軌三維位移量的智能測(cè)量，我們?cè)O(shè)計(jì)了本系統(tǒng)，可精確非接觸測(cè)量道軌在三維方向上的位移量。二 測(cè)量原理液晶顯示模塊MSP430測(cè)量?jī)x 控制核心按鍵功能選擇步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制激光發(fā)射器上下移動(dòng)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制激光發(fā)射器左右擺動(dòng)PT2272無(wú)線接收模塊PT2262無(wú)線發(fā)射模塊MSP430模擬道軌控制核心Opt101光電轉(zhuǎn)換模塊圖1 系統(tǒng)整體框圖系統(tǒng)整體框圖如圖1所示： 測(cè)量?jī)x通過(guò)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別控制十字激光束上下左右擺動(dòng)，尋找模擬道軌上的傳感器（Opt101），模擬道軌通過(guò)采傳感器（Opt101）上的電壓信號(hào)，將對(duì)準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)P

3、T2262發(fā)回測(cè)量?jī)x，測(cè)量?jī)x通過(guò)PT2272接收對(duì)準(zhǔn)信號(hào)，通過(guò)數(shù)步進(jìn)電機(jī)脈沖判斷道軌在三維方向的位移，并將位移數(shù)據(jù)顯示在液晶屏上。標(biāo)注幾個(gè)按鍵？起什么作用？三 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案1 測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)方案1.1控制模塊選擇MSP430系列單片機(jī)屬于超低功耗系列單片機(jī)，內(nèi)部CPU采用當(dāng)前流行的精簡(jiǎn)指令集（RISC）結(jié)構(gòu)，運(yùn)算速度快。并且結(jié)合TI的高性能模擬技術(shù)，再加上其工作穩(wěn)定的系統(tǒng)和方便高效的開(kāi)發(fā)環(huán)境，因此我們選擇MSP430系列單片機(jī)作為控制模塊。其最小系統(tǒng)原理圖如圖2所示: 圖2 MSP430F168最小系統(tǒng)原理圖（）1.2電機(jī)控制模塊選擇 TA8435在細(xì)分、半步、整步幾種工作模式之間切換相當(dāng)容易，并

4、且在速度較高時(shí)，在整步或半步工作模式下，步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，振動(dòng)小、噪聲也小。同時(shí)使用TA8435控制步進(jìn)電機(jī)具有價(jià)格低、控制簡(jiǎn)單、工作可靠等特點(diǎn)。其電路圖如圖3所示：MPS430的那么多腳，只寫出引腳序號(hào)和內(nèi)部管腳名稱，這是器件廠設(shè)計(jì)資料，網(wǎng)上讀者可以查到，讀者想知道引腳接到那里，如LCD什么腳，圖中沒(méi)有。此圖分辨率不能達(dá)到制版級(jí)，不利于排版，請(qǐng)?zhí)峁└叻直媛驶蛟瓐D文件。圖3 TA8435控制步進(jìn)電機(jī)電路圖 1.3無(wú)線收發(fā)模塊此圖設(shè)計(jì)有致命性錯(cuò)誤，358的5678側(cè)，第5腳0偏置，不能線性小信號(hào)放大傳感器接哪里？D1，d1等標(biāo)號(hào)接哪里？Q5型號(hào)？圖5 PT2262無(wú)線發(fā)射模塊電路原理圖PT227

5、2PT2272圖4 PT2272無(wú)線接收模塊電路原理圖PT2262 和PT2272是CMOS工藝制造，低功耗，外部元器件少，工作電壓范圍寬，地址編碼多，價(jià)格便宜我們選擇PT2262和PT2272模塊（PT2272到底是集成電路還是模塊？）。并且在這里只是要求無(wú)線傳輸距離在2m之內(nèi)，沒(méi)有必要選用現(xiàn)在比較流行的射頻無(wú)線傳輸。因此選擇PT2262和PT2272作為無(wú)線傳輸模塊（是買一片PT2272電路還是買IC自己焊接成模塊？如果買現(xiàn)成的模塊，就不必介紹內(nèi)部圖，倒要求畫出外部圖如如何接傳感器，這里沒(méi)有！標(biāo)注接幾路傳感器？如何編碼？解碼？）。PT2272無(wú)線接收模塊電路原理圖如圖4所示，PT2262無(wú)

6、線發(fā)射模塊電路原理圖如圖5所示。1.4光電轉(zhuǎn)換模塊因?yàn)槭志€激光束其波長(zhǎng)在500nm800nm之間，而Opt101（內(nèi)部應(yīng)用原理圖如圖6所示）正好對(duì)這一范圍的光敏感性最強(qiáng)，抗外界干擾能力強(qiáng)。并且對(duì)每一個(gè)光強(qiáng)對(duì)應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)合適的模擬電壓。（作者：我的激光知識(shí)淺薄，請(qǐng)施教十字線激光是什么器件，為什么能發(fā)出500nm800nm這么寬波長(zhǎng)的光譜？標(biāo)注需要對(duì)讀者介紹用什么型號(hào)的激光器，如何提供其電源）1.5機(jī)械設(shè)計(jì)方案 圖6 Opt101內(nèi)部原理圖根據(jù)儀器測(cè)試功能，激光源必須具備水平轉(zhuǎn)動(dòng)和豎直移動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)方式，故機(jī)械結(jié)構(gòu)均采用行星齒輪與直齒圓柱齒輪外嚙合的減速機(jī)構(gòu)，其中激光發(fā)射器固定在由行星齒輪太陽(yáng)齒中心

7、軸的曲柄結(jié)構(gòu)上。水平擺轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)左右擺轉(zhuǎn)角度為120°。豎直移動(dòng)距離可根據(jù)測(cè)量要求設(shè)定，本結(jié)構(gòu)上下移動(dòng)范圍為5cm。外框請(qǐng)和連線區(qū)別開(kāi)來(lái)2剛體裝置設(shè)計(jì) 由于條件所限我們用一段剛體裝置來(lái)模擬導(dǎo)軌。在模擬道軌的剛體上分別設(shè)有由Opt101組成的5個(gè)激光線接收傳感器。在剛體上的分布如圖7 所示。圖7 Opt101在剛體變化模型上的分布 當(dāng)激光束對(duì)準(zhǔn)水平位置傳感器時(shí)，則左右傳感器有一個(gè)最大電壓，同理當(dāng)激光束對(duì)準(zhǔn)其他傳感器時(shí)，也有一個(gè)最大電壓。通過(guò)計(jì)豎直移動(dòng)減速機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)所需脈沖個(gè)數(shù)，從而得到激光束在剛體上下方向上移動(dòng)的位移量。通過(guò)計(jì)水平擺轉(zhuǎn)減速機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)所需脈沖個(gè)數(shù)，再利用步進(jìn)電

8、機(jī)轉(zhuǎn)20個(gè)脈沖即可使激光線在剛體上擺過(guò)1mm的關(guān)系，即可得到剛體在左右方向的位移。測(cè)前后距離時(shí)，先讓豎直激光束對(duì)準(zhǔn)上下傳感器，然后再對(duì)準(zhǔn)前后傳感器，計(jì)下水平減速機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖個(gè)數(shù)，從而得到激光線水平擺轉(zhuǎn)的角度，再用上下傳感器與前后傳感器之間的固定距離除以tan，即可得出剛體在前后方向上的位移。四 程序流程圖及部分程序程序流程圖如圖8所示。部分程序如下所示：一般在正文中提供的程序是關(guān)鍵性的部分程序，這里提供的程序既不完整也不關(guān)鍵，特別是XX初始化程序，誰(shuí)都知道要寫的程序。 建議將：光電檢測(cè)，控制電機(jī)的子程序放在這里，并加詳細(xì)的注釋。如果作者同意的話，可以將全部程序放在本刊網(wǎng)上供特別感興趣

9、的讀者下載。#include<msp430x16x.h>#include "define.h"#include "12864yejing.h"int main(void) WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD; /關(guān)看門狗定時(shí)器 init_zhongduan(); / 初始化按鍵 P4DIR&=(BIT0+BIT1+BIT2+BIT3+BIT4+BIT5); /初始化 無(wú)線模塊 int_clk(); /初始化時(shí)鐘 init_lcd(); /初始化液晶 _EINT(); /開(kāi)外部中斷開(kāi)始 while(1) 菜單 if(g<=2

10、) init_chujiemian(); /初始化液晶顯示字符初始化對(duì)準(zhǔn)（識(shí)別剛體左右和上下位置） g+; while(flag_1=1) switch(P4IN&0X0f) /按鍵選擇判斷收到對(duì)準(zhǔn)信號(hào)收到完畢信號(hào)測(cè)量完畢屏顯示數(shù)據(jù) case 0x03: case 0x0c: 初始化調(diào)整（識(shí)別剛體前后位置） case 0x0f: #pragma vector=PORT1_VECTOR /外部中斷子函數(shù)_interrupt void PORT1(void) 改變剛體三維位移 進(jìn)行測(cè)量 （如何測(cè)量？） 五 PCB制版圖PCB制版圖如圖9所示：圖9 PCB制版圖結(jié)束（沒(méi)有循環(huán)？）圖8 程序流程圖此圖分辨率不能達(dá)到制版級(jí)，不利于排版，請(qǐng)?zhí)峁└叻直媛驶蛟瓐D文件。標(biāo)出接口接到哪里如LCD，鍵盤六裝配與調(diào)試 （標(biāo)注） 七心得和體會(huì) 通過(guò)這一屆“畢昇杯”競(jìng)賽，我們團(tuán)隊(duì)深刻體會(huì)到了培養(yǎng)創(chuàng)新思想的重要性。只有我們不斷