快速可重组机械工程测控实验平台的研制

论文摘要

测试技术作为机械工业发展的一个重要基础技术,在产品质量和性能的评定中起着至关重要的作用。但随着科技的飞速发展,生产规模的迅速扩大,传统的机械工程测试手段的缺点越来越显露,已经无法满足大规模测试需求。本文针对机械工程对象测试功能的需求,提出了一种可自主选择软硬件模块并快速重组进行测控实验的概念,在对测控实验平台需求分析的基础上,确定了平台的研制方案。从测控平台相关的硬件和软件方面论述了详细的设计过程。硬件方面,采用线性直流稳压电源方案以及先进的三端固定式集成稳压器,设计并制作了多路电源以满足测控平台用电需求;设计了测微计和光栅尺传感器专用夹具,便于将传感器安装在实验平台上进行实验。软件方面,综合利用模块化设计、可重组及面向对象的设计技术对可自主选择模块组合进行简易实验的测控系统进行了分析研究,同时还设计了本系统人机界面,最后利用设计的软硬件进行了平台运动直线度误差检测实验,通过对数据的分析来验证系统的可靠性及平台的性能指标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景和任务的提出
• 1.2 国内外研究现状分析
• 1.3 课题研究目标与意义
• 1.4 本章小结
• 第二章 快速可重组机械工程测控实验平台总体方案设计
• 2.1 实验平台需求分析
• 2.1.1 实验平台机械结构
• 2.1.1.1 总体介绍
• 2.1.1.2 水平面内各自由度结构
• 2.1.1.3 垂直面内各自由度结构
• 2.1.2 实验平台测控实验需求分析
• 2.2 测控平台方案设计
• 2.2.1 测控平台硬件方案设计
• 2.2.1.1 电源总体方案设计
• 2.2.1.2 传感器夹具总体方案设计
• 2.2.2 测控平台软件方案设计
• 2.3 本章小结
• 第三章 快速可重组机械工程测控实验平台相关硬件设计
• 3.1 基于测控实验平台的多路输出直流稳压电源的研制
• 3.1.1 电源设计需求分析
• 3.1.2 线性电源电路分析
• 3.1.3 电路原理图设计
• 3.1.3.1 方案设计
• 3.1.3.2 各电路详细设计
• 3.1.3.3 电路原理图及 PCB 板设计
• 3.1.4 电源箱体设计
• 3.1.4.1 箱体内部布局设计
• 3.1.4.2 前面板设计
• 3.1.5 调试中出现的问题分析及解决方案
• 3.2 基于测控实验平台的多传感器通用与专用装夹具设计
• 3.2.1 实验室现有传感器简介
• 3.2.2 通用装夹座的设计
• 3.2.2.1 方案设计
• 3.2.2.2 结构设计
• 3.2.2.3 安装说明及零件图
• 3.2.3 各传感器夹具设计
• 3.2.3.1 数字测微仪夹具设计
• 3.2.3.2 光栅传感器夹具设计
• 3.3 本章小结
• 第四章 快速可重组测控实验平台系统软件设计
• 4.1 关键技术及其实现
• 4.1.1 模块化设计技术
• 4.1.1.1 引言
• 4.1.1.2 模块的分类及模块化设计流程
• 4.1.1.3 模块化设计方法在测控平台中的实现
• 4.1.2 可重组技术及其在测控系统中的实现
• 4.1.3 面向对象的程序设计技术
• 4.1.3.1 引言
• 4.1.3.2 平台测控系统面向对象的开发过程
• 4.2 实验平台测控系统人机界面设计
• 4.2.1 测控系统人机界面设计原则
• 4.2.2 测控系统人机界面各板块设计
• 4.2.2.1 平台测控系统菜单的创建
• 4.2.2.2 模块选择区的创建
• 4.2.2.3 实验组合区的创建
• 4.2.2.4 实验控制区的创建
• 4.3 本章小结
• 第五章 测控实验平台直线度误差检测实验的实现
• 5.1 实验目的
• 5.2 实验软硬件模块选择
• 5.3 实验流程设计
• 5.4 实验过程及数据分析
• 5.5 实验结论
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 问题与改进
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的论文