第十一章作业 4.下图所示为人体身高 和体重测量装置，请分析填空 并列式计算… 压板内安装有压电传感器， 以判断是否触及头部 测量柱内安装有电动机、减速 传动皮带轮及角位移传感器 身高；1.6m 踏板内安装有 体重：70kg 荷重传感器 超重！ 2023/7/16
2023/7/16 1 第十一章作业 4．下图所示为人体身高 和体重测量装置，请分析填空 并列式计算…… 踏板内安装有 荷重传感器 压板内安装有压电传感器， 以判断是否触及头部 测量柱内安装有电动机、减速 传动皮带轮及角位移传感器 身高；1.6m 体重：70kg 超重！
解题提示 1首先考虑如何称重。比较经济的选择是荷重传感器等接 触式传感器。 2.测量身高比较经济的选择是接触式传感器。考虑到每个 人的身高均不同，必须设置运动部件（压板），使之从高到 低下降，最后触及头部。 3.当压板碰及头部时，接触力使传感器产生“停止”信号。 4.当单片机接收到“停止”信号后，计算出压板的直线位 移量。通常用电动机来带动皮带轮，将旋转运动转换成直线 位移。因此只要测出皮带轮的直径以及旋转的圈数及角度， 就可以知道压板的位移量。 5.皮带轮的角位移可用增量式角编码器来测量。设角编 码器每转一圈产生N个脉冲，共测得m个脉冲，可知角编码器 共转过N圈。设皮带轮的的直径为D,则压板的位移x为： =πD(mN) 6.人的身高等于压板的原位高度h减去压板的位移x。 2023/7/16 2
2023/7/16 2 解题提示 1.首先考虑如何称重。比较经济的选择是荷重传感器等接 触式传感器。 2.测量身高比较经济的选择是接触式传感器。考虑到每个 人的身高均不同，必须设置运动部件（压板），使之从高到 低下降，最后触及头部。 3.当压板碰及头部时，接触力使传感器产生“停止”信号。 4.当单片机接收到“停止”信号后，计算出压板的直线位 移量。通常用电动机来带动皮带轮，将旋转运动转换成直线 位移。因此只要测出皮带轮的直径以及旋转的圈数及角度， 就可以知道压板的位移量。 5.皮带轮的角位移可用增量式角编码器来测量。设角编 码器每转一圈产生N个脉冲，共测得m个脉冲，可知角编码器 共转过m /N圈。设皮带轮的的直径为D，则压板的位移x为： x=πD（ m /N） 6.人的身高h等于压板的原位高度h0减去压板的位移x
解题提示（续） 7.设传动轮的减速比为1：10（即大、小皮带轮的 直径D1:D2=1:10),则电动机每转一圈，皮带轮转 了1/10圈。 8.若光电编码器的参数为1000pr,则电动机每转 动一圈，光电编码器产生1000个脉冲。 9.设皮带轮的直径D=0.1m,则皮带轮每转一圈， 标杆上升或下降0.314m。电动机每转一圈，标杆上升 或下降了0.0314m。每测得一个光电编码器产生的脉 冲，就说明标杆上升或下降了(0.0314/1000)m。 10.设标杆原位（基准位置）距踏脚平面的高度 。=2.2m,当标杆从图中的原位下移碰到人的头部时， 位移量为0.5m,则该人的身高h=2.2-0.5m=1.7m。 2023/7/16
2023/7/16 3 解题提示（续） 7.设传动轮的减速比为1：10（即大、小皮带轮的 直径D1：D2=1：10），则电动机每转一圈，皮带轮转 了1/10圈。 8.若光电编码器的参数为1000p/r，则电动机每转 动一圈，光电编码器产生1000个脉冲。 9.设皮带轮的直径D=0.1m，则皮带轮每转一圈， 标杆上升或下降0.314m。电动机每转一圈，标杆上升 或下降了0.0314m 。每测得一个光电编码器产生的脉 冲，就说明标杆上升或下降了（0.0314 /1000）m。 10.设标杆原位（基准位置）距踏脚平面的高度 h0=2.2m，当标杆从图中的原位下移碰到人的头部时， 位移量为0.5m，则该人的身高h=2.2- 0.5m=1.7m
车床改造 7.某单位计划利用数显装置将一台普通车床改造 为自动车床，专门用于车削螺纹。具体要求如下… 2023/7/16
2023/7/16 4 车床改造 7.某单位计划利用数显装置将一台普通车床改造 为自动车床，专门用于车削螺纹。具体要求如下……
加工螺纹的实例 退 起刀点 螺距t 2023/7/16
2023/7/16 5 加工螺纹的实例 螺距t n 退刀点 起刀点
设计提示 1.首先明确车削螺纹的概念，即：被加工工件转 圈，螺纹车刀必须移动一个螺距。因此，车刀的移 动速度必须与主轴转速保持同步。在主轴转速恒定的 情况下，螺距越小，车刀的横向位移就必须越慢。 2.为了显示和控制纵向和横向的进给位移，从性 /价比的角度考虑，在横向和纵向丝杆末端安装光电 编码器，或在拖板（横向进给）和刀架（纵向进给） 上安装直线磁栅及数显装置。前者无长度测量限制， 但要注意输出脉冲的当量转换（即每个脉冲所代表的 丝杠-螺母副移动的距离)以及传动间隙引起的回差； 后者要根据行程范围选择合适长度的磁栅。 2023/7/16 6
2023/7/16 6 设计提示 1.首先明确车削螺纹的概念，即：被加工工件转 一圈，螺纹车刀必须移动一个螺距。因此，车刀的移 动速度必须与主轴转速保持同步。在主轴转速恒定的 情况下，螺距越小，车刀的横向位移就必须越慢。 2.为了显示和控制纵向和横向的进给位移，从性 /价比的角度考虑，在横向和纵向丝杆末端安装光电 编码器，或在拖板（横向进给）和刀架（纵向进给） 上安装直线磁栅及数显装置。前者无长度测量限制， 但要注意输出脉冲的当量转换（即每个脉冲所代表的 丝杠-螺母副移动的距离)以及传动间隙引起的回差； 后者要根据行程范围选择合适长度的磁栅
设计提示（续） 3.为了确定螺纹切削的圈数，在主轴末端安装一 增量式光电编码器，测量出“一转脉冲”信号的数目 即可获知螺纹的圈数。螺纹切削需多次重复进刀，为 防止乱扣（俗称烂牙），一次进刀切削完成后都要准 确回到进刀点，对一转脉冲进行累加和累减即可完成 上述功能。 4.溜板的左右限位可采用撞块式行程开关，也可 采用电感式接近开关（内部为电涡流原理）。 5.设欲加工螺纹的螺距为2mm,若主轴的转速为 60r/min(1转/秒)，则进给速度应设定为120mm/mim (即2mms)。若降低主轴的转速，进给速度也应相 应降低。 2023/7/16
2023/7/16 7 设计提示（续） 3.为了确定螺纹切削的圈数，在主轴末端安装一 增量式光电编码器，测量出“一转脉冲”信号的数目 即可获知螺纹的圈数。螺纹切削需多次重复进刀，为 防止乱扣（俗称烂牙），一次进刀切削完成后都要准 确回到进刀点，对一转脉冲进行累加和累减即可完成 上述功能。 4.溜板的左右限位可采用撞块式行程开关，也可 采用电感式接近开关（内部为电涡流原理）。 5.设欲加工螺纹的螺距为2mm，若主轴的转速为 60r/min（1转/秒），则进给速度应设定为120mm/min （即2mm/s）。若降低主轴的转速，进给速度也应相 应降低
改造后的车床配置 A向 回转刀架主轴卡盘主轴箱 主轴末端 主轴编码器 拖板 丝杠（控制进刀 步进电机 2023/7/16 和退刀) (增量式光电编码器) 8
2023/7/16 8 改造后的车床配置 回转刀架 主轴箱 主轴末端 步进电机 主轴编码器 丝杠（控制进刀 和退刀） 拖板 （增量式光电编码器） A向 A 主轴卡盘
第十二章作业 4.十字路口交通监测 有关部门计划在街道十字路口的4处斑马线前 2~6m处各安装1只传感器，用以检测四个方向的汽 车流量，以控制红绿灯的节奏，减少交通堵塞。现 请你分别采用方型大尺寸电涡流线圈及磁敏电阻两 种方案，来检测是否有汽车停在四个斑马线之前的 右侧马路上。具体要求为… 磁敏电阻 地下感应线圈 2023/7/16 9
2023/7/16 9 第十二章作业 4．十字路口交通监测 有关部门计划在街道十字路口的4处斑马线前 2~6m处各安装1只传感器，用以检测四个方向的汽 车流量，以控制红绿灯的节奏，减少交通堵塞。现 请你分别采用方型大尺寸电涡流线圈及磁敏电阻两 种方案，来检测是否有汽车停在四个斑马线之前的 右侧马路上。具体要求为…… 地下感应线圈 磁敏电阻
作业提示 1.电涡流线圈的长、 宽应略大于轿车，小于卡 车。 2.电涡流线圈应埋在 柏油路面下，磁敏电阻可 吊挂在汽车的上方。 3.电涡流线圈应经绝 缘处理，具有较好的防 水、防霉、防压性能，预 计寿命应大于5年。 4.四个传感器的信号 接到总控制室，经计算机 处理后，控制四路红绿灯 的工况。 2023/7/16 10
2023/7/16 10 作业提示 1.电涡流线圈的长、 宽应略大于轿车，小于卡 车。 2.电涡流线圈应埋在 柏油路面下，磁敏电阻可 吊挂在汽车的上方。 3.电涡流线圈应经绝 缘处理， 具有较好的防 水、防霉、防压性能，预 计寿命应大于 5年。 4.四个传感器的信号 接到总控制室，经计算机 处理后，控制四路红绿灯 的工况