CN117109899B - 手柄推注部件运动参数测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及装置性能检测的领域，尤其是涉及一种手柄推注部件运动参数测量装置和测量方法，手柄推注部件运动参数测量装置包括机架、书写笔和第一夹具，所述第一夹具用于将所述书写笔和推注部件连接，所述机架上设有转轴，所述机架的侧壁上设有驱动转轴转动的驱动件，所述机架的侧壁上设有第二夹具，所述第二夹具设置在所述转轴轴线方向两端，所述转轴上设有纸。本发明具有能够直观地获得手柄的推注部件的运动参数，便于对推注部件的运动参数进行计算以及观察推注部件的运动情况的效果。

Description

手柄推注部件运动参数测量方法

技术领域

本发明涉及装置性能检测的领域，尤其是涉及一种手柄推注部件运动参数测量方法。

背景技术

在具有推注功能手柄的注射泵设备开发设计过程中，会不断的修改调试代码参数，并测量验证新参数对应的手柄的运动参数，如推注速度、推注位移等，此要做大量的推注运动参数测量工作。

推注速度测量常用的方法有：

一、游标卡尺测量推注距离，同时用秒表记录推注耗时，然后进行手动计算，此方法人为误差较大，且游标卡尺受到推注力时，容易发生倾斜，影响测量精度；

二、使用光栅传感器检测推注距离，同时使用示波器测量传感器信号时长，计算推注速度，此方法成本较高、维护较复杂，信号接收和处理命令的延迟会影响测量结果；

三、将推注的直线运动转换成圆周运动，然后用速度传感器得到转速，再根据圆周直径技术推注速度，此方法易增大推注阻力，且对短距离、小幅度的推注测量误差较大。

产品开发过程中，需要在开发反复调整代码参数，反复进行推注手柄推注的距离和速度测试。在产品验证测试中当设备具有多种模式和多个速度等级时，需要交叉进行多次推注手柄推注的距离和速度测试。上述测量方法一般只能测量单向运动速度，不方便测量带有回退功能的推注手柄，很难获取行程中各个点位的推注速度，不便于观察推注过程中的加速度异常或速度波动。

发明内容

为了能够直观地获得手柄的推注部件的运动参数，便于对推注部件的运动参数进行计算以及观察推注部件的运动情况，本发明提供一种手柄推注部件运动参数测量装置和测量方法。

本发明提供一种手柄推注部件运动参数测量装置，采用如下的技术方案：

一种手柄推注部件运动参数测量装置，包括机架、书写笔和第一夹具，所述第一夹具用于将所述书写笔和推注部件连接，所述机架上设有转轴，所述机架的侧壁上设有驱动转轴转动的驱动件，所述机架的侧壁上设有第二夹具，所述第二夹具设置在所述转轴轴线方向两端，所述机架上设有纸，所述纸的一端延伸到所述转轴上。

在一个具体的可实施方案中，所述第一夹具内设有弹性件，使得所述书写笔抵接所述机架。

在一个具体的可实施方案中，所述第二夹具上设有升降组件，使得被所述第二夹具夹持的所述推注部件升降。

在一个具体的可实施方案中，所述第二夹具上设有伸缩组件。

本发明提供一种手柄推注部件运动参数测量方法，采用如下的技术方案：

一种手柄推注部件运动参数测量方法，包括如下步骤：

在手柄的推注部件上设置书写笔，使得所述书写笔跟随所述推注部件同步运动，

在所述书写笔的笔尖设置纸，当所述纸与所述书写笔发生水平方向的相对位移时，所述书写笔在所述纸上画出图案；

所述纸上设有等距的辅助线，所述辅助线的长度方向与所述纸的移动方向垂直；

匀速拉动所述纸，启动所述推注部件，使得所述书写笔沿垂直于所述纸移动方向移动，在所述纸上画出所述推注部件的运动轨迹图案；

基于所述书写笔在所述纸上画出的图案进行运动状态的分析以及运动参数的计算。

在一个具体的可实施方案中，设置可升降的夹具对所述手柄进行夹持。

在一个具体的可实施方案中，根据公式：

计算相邻所述辅助线区间内位移轨迹的时间T₀；

其中，S₀为相邻所述辅助线之间的间隔，

V₀为所述纸的运动速度。

在一个具体的可实施方案中，相邻所述辅助线之间的间隔为所述纸在固定时间间隔内的移动距离。

在一个具体的可实施方案中，根据公式：

计算所述推注部件的移动速度V_测，

其中，S_测为图案起始位置和终止位置之间垂直于所述辅助线的移动距离，

N为图案起始位置和终止位置跨越的所述辅助线之间的区间，

T₀为所述辅助线之间距离代表的时间间隔。

在一个具体的可实施方案中，若图案为曲线，则表明所述推注部件处于加速或减速状态，

若图案为平行于所述纸的移动方向的直线，则表明所述推注部件处于静止状态，

若图案为斜线，则表明所述推注部件处于匀速运动状态；

若图案终点远离图案起点所在的、垂直于所述辅助线的直线，表明所述推注部件处于前进状态；

若图案终点靠近图案起点所在的、垂直于所述辅助线的直线，表明所述推注部件处于回退状态。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.转轴带动纸平移，书写笔在纸上画出图案，推注部件带动书写笔移动，通过观察推注部件移动过程中，在纸上画出的图案，能够直观地了解到推注部件的运动情况。

2.将推注部件移动的数据图像化，方便计算推注部件任意分段的推注距离和速度数据，减少了测试人力成本。

3.通过伸缩组件和升降组件的设置，使得第二夹具能够对不通过规格的手柄进行夹持，扩大手柄推注部件运动参数测量装置的适用范围。

4.推注部件正向移动和反向移动都反应在纸上的图案上，能够通过测量对推注速度等运动参数进行计算。

附图说明

图1是手柄推注部件运动参数测量装置的整体结构示意图。

图2是推注部件单向运动时纸上的图案。

图3是推注部件往返运动时纸上的图案。

图4是推注部件移动不匀速时纸上的图案。

图5是推注部件异常退回时纸上的图案。

附图标记说明：1、机架；2、第一夹具；3、书写笔；4、第二夹具；5、升降组件；6、伸缩组件；7、转轴；8、驱动电机。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本发明作进一步详细说明。

参照图1，手柄推注部件运动参数测量装置包括机架1、书写笔3和第一夹具2，第一夹具2设置在手柄的推注部件上，书写笔3通过第一夹具2与推注部件连接。机架1相对的两侧侧壁上固定有第二夹具4，两组第二夹具4将手柄夹持，使得书写笔3的笔尖竖直向下。在机架1上铺设纸，书写笔3的笔尖与纸的抵接。

第一夹具2内设有弹性件，本实施例中为弹簧，在一些其他实施例中还可以为橡胶。弹簧向书写笔3施加推力，使得书写笔3的笔尖保持与纸的抵接。

参照图1，第二夹具4上设有升降组件5和伸缩组件6，升降组件5使得第二夹具4的活动端能够在竖直方向上上下移动，方便调整书写笔3的高度，使得书写笔3与纸接触。伸缩组件6能够带动第二夹具4的活动端相互靠拢或远离，方便对不同规格的手柄进行夹持，提升手柄推注部件运动参数测量装置的适用范围。

参照图1，机架1上设有转轴7，纸的一端缠绕在转轴7上，机架1的侧壁上固定有驱动电机8，驱动电机8的输出轴与转轴7同轴固定连接。驱动电机8带动转轴7转动，对纸进行收卷。书写笔3在纸上画出图案，推注部件移动，使得书写笔3在纸上画出曲线和斜线。

本发明实施例的实施原理为：将纸铺设在机架1上，在推注部件上通过第一夹具2固定书写笔3，再将手柄固定在第二夹具4上。调整升降组件5，使得书写笔3的笔尖抵接在纸上。运行驱动电机8以及手柄，使得书写笔3在纸上画出图案，根据图案进行推注部件运动参数的计算。

本发明实施例还公开了一种手柄推注部件运动参数测量方法，包括：

S1、将待测推注部件固定在第一夹具2上，并将书写笔3设置在待测推注部件上，使书写笔3能跟随推注部件同步运动；

S2、在书写笔3下方铺设可被匀速输送的纸，纸上画有间隔为S₀的等距辅助线；

S3、调整书写笔3高度，使书写笔3笔尖与纸接触以使书写笔3与纸发生相对位移时可在纸上留下位移轨迹；

S4、以V₀的速度匀速输送纸，输送方向与等距辅助线方向垂直，启动推注部件，使推注部件运动方向与纸输送方向垂直，获取推动部件的位移轨迹；

S5、对获取的纸位移轨迹进行分析获取不同时间段的运动状态；

具体而言：

若某区间位移轨迹为垂直于等距辅助线，则判断这一时间段推注部件静止；

若某区间位移轨迹远离初始位置，则判断这一时间段推注部件前进；

若某区间位移轨迹靠近初始位置，则判断这一时间段推注部件后退。

S6、计算不同时间段推注部件的运动参数。

S601、基于公式：

计算相邻辅助线区间内位移轨迹的时间；

S602、选取连续的N个等距辅助线区间，量取起始位置和初始位置沿垂直于等距辅助线方向的距离S_测，基于公式：

计算得到这一区间内推注部件速度。

通过结合上述的手柄推注部件运动参数测量装置，对手柄推注部件运动参数测量方法进行更具体的说明。

将书写笔3通过第一夹具2设置在推注部件上，将纸铺设在机架1上，并将纸一端缠绕在转轴7上。将手柄安装在第二夹具4上，并调整第二夹具4高度，使得书写笔3的笔尖抵接在纸上，进而使得推注部件移动过程中能够带动书写笔3同步运动，并在纸上画出推注部件的运动轨迹。

驱动电机8运转带动转轴7转动，转轴7拉动纸沿机架1的长度方向移动，同时开启推注部件，带动书写笔3沿机架1的宽度方向移动。书写笔3在纸上画出曲线、斜线和直线。推注部件结束移动后，驱动电机8停止运转。通过观察书写笔3在纸上画出的线条，判断推注部件的运动情况，即：

若线条为平行于纸运动方向的直线，则表明推注部件保持静止，

若线条为曲线，则表明推注部件在加速或减速，

若线条为斜线，则表明推注部件匀速移动，

若图案终点远离图案起点所在的、垂直于辅助线的直线，表明推注部件处于前进状态；

若图案终点靠近图案起点所在的、垂直于辅助线的直线，表明推注部件处于回退状态。

通过预先在纸上印制或者绘制间隔S₀为1mm的辅助线，使得推注部件的移动距离，以及纸的移动距离更加直观。辅助线之间的间隔为纸1s内的移动路径，即，转轴7收卷纸的速度为V₀为1mm/s，通过计算书写笔3在纸上画出图案与辅助线相交的数量，能够得到纸输送的时间，也就是推注部件移动的时间。在一些其他实施例中，辅助线的间隔可以不与纸的移动速度相关，例如：辅助线之间的间隔为2mm，纸的移动速度为0.8mm/s，通过计算辅助线的数量，可以快速了解书写笔3的位移，再通过公式：计算获取纸移动在每两条辅助线之间的时间间隔T₀，计算推注部件的运动时间。

还可以根据公式：

计算推注部件的移动速度V_测，

其中，S_测为图案起始位置和终止位置之间垂直于辅助线的移动距离，

N为图案起始位置和终止位置跨越的辅助线之间的区间。

实施例1：

S1、通过转轴7将纸固定，并铺设在金属平面上，使纸能够跟随转轴7匀速向前移动。

将手柄固定在纸上方，使推注部件水平方向上平移；

固定书写笔在手柄推杆上，使书写笔垂直于纸。

S2、启动驱动电机，启动推注部件，书写笔可以跟随推注部件移动，在纸上绘制一条连续的曲线。

S3、已知预设的转轴7带动纸的移动速度，对获取的纸的参数进行处理，计算得到推注部件的运动参数。

参照图2，为打印完成的纸，转轴7带动纸以1mm/s的速度移动，辅助线间距为1mm，因此每条辅助线的移动时长等同于1s。

推注部件移动前，书写笔在纸底部，显示为一条横线(如①号位)；

推注部件移动中，书写笔从纸底部开始向上画线，显示为一条上升的曲线(如②号位)；

推注部件停止移动，书写笔保持静止，显示为一条横线(如③号位)；

从曲线开始攀升到曲线保持水平，共横跨21条辅助线，等同于21s。

各点位速度计算：

使用钢尺测量从①号位到③号位间的高度差13mm，计算得移动平均速度v＝13mm/21s＝0.62mm/s；

可以任取一段，计算此段的移动速度，如横跨7.5条辅助线，使用钢尺测量此段的高度差5.3mm，计算得此段的移动速度v＝5.3mm/7.5s＝0.71mm/s。

实施例2：

手柄推注部件运动参数测量装置的设置和使用等方式相同，不再赘述。

区别在于：

本实施例中推注部件做往复运动，实施例1为单向运动。

参照图3，为打印完成的纸，转轴7带动纸以1mm/s的速度移动，下图中辅助线间距为1mm，因此每条辅助线的移动时长等同于1s；

推注部件移动前，书写笔在纸底部，显示为一条横线(如①号位)；

推注部件向前移动中，书写笔从纸底部开始向上画线，显示为一条上升的曲线(如②号位)；

推注部件回退中，书写笔从步骤(3)结束的位置开始向下画线，显示为一条下降的曲线(如③号位)；

推注部件停止移动，书写笔保持静止，显示为一条横线(如④号位)；

从曲线开始攀升到曲线下降至保持水平，共横跨17条辅助线，等同于17s。上升过程共占8.5s，下降过程共占8.5s；

各点位速度计算：

使用钢尺测量从①号位到⑤号位间的高度差5.3mm，计算得推注部件向前移动移动平均速度v＝5.3mm/8.5s＝0.62mm/s；

使用钢尺测量从⑤号位到④号位间的高度差5.3mm，计算得推注部件向前移动移动平均速度v＝5.3mm/8.5s＝0.62mm/s；

可以任取一段③号位，计算此段的移动速度，如横跨2条辅助线，使用钢尺测量此段的高度差2.5mm，计算得此段的移动速度v＝2.5mm/2s＝1.25mm/s

参照图4，为推注部件移动不匀速的情况。

参照图5，为推注部件异常退回的情况。

以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种手柄推注部件运动参数测量方法，其特征在于：包括一种手柄推注部件运动参数测量装置，所述手柄推注部件运动参数测量装置包括机架(1)、书写笔(3)和第一夹具(2)，所述第一夹具(2)用于将所述书写笔(3)和推注部件连接，所述机架(1)上设有转轴(7)，所述机架(1)的侧壁上设有驱动转轴(7)转动的驱动件，所述机架(1)的侧壁上设有第二夹具(4)，所述第二夹具(4)设置在所述转轴(7)轴线方向两端，所述机架(1)上设有纸，所述纸的一端延伸到所述转轴(7)上；

所述第二夹具(4)上设有升降组件(5)，使得被所述第二夹具(4)夹持的所述推注部件升降；

还包括如下步骤：

在手柄的推注部件上设置书写笔(3)，使得所述书写笔(3)跟随所述推注部件同步运动，

在所述书写笔(3)的笔尖设置纸，当所述纸与所述书写笔(3)发生水平方向的相对位移时，所述书写笔(3)在所述纸上画出图案；

所述纸上设有等距的辅助线，所述辅助线的长度方向与所述纸的移动方向垂直；

匀速拉动所述纸，启动所述推注部件，使得所述书写笔(3)沿垂直于所述纸移动方向移动，在所述纸上画出所述推注部件的运动轨迹图案；

基于所述书写笔(3)在所述纸上画出的图案进行运动状态的分析以及运动参数的计算。

2.根据权利要求1所述的手柄推注部件运动参数测量方法，其特征在于：所述第一夹具(2)内设有弹性件，使得所述书写笔(3)抵接所述机架(1)。

3.根据权利要求1所述的手柄推注部件运动参数测量方法，其特征在于：所述第二夹具(4)上设有伸缩组件(6)。

4.根据权利要求1所述的手柄推注部件运动参数测量方法，其特征在于：设置可升降的夹具对所述手柄进行夹持。

5.根据权利要求1所述的手柄推注部件运动参数测量方法，其特征在于：根据公式：

计算相邻所述辅助线区间内位移轨迹的时间T₀；

其中，S₀为相邻所述辅助线之间的间隔，

V₀为所述纸的运动速度。

6.根据权利要求1所述的手柄推注部件运动参数测量方法，其特征在于：相邻所述辅助线之间的间隔为所述纸在固定时间间隔内的移动距离。

7.根据权利要求6所述的手柄推注部件运动参数测量方法，其特征在于：根据公式：

计算所述推注部件的移动速度V_测，

其中，S_测为图案起始位置和终止位置之间垂直于所述辅助线的移动距离，

N为图案起始位置和终止位置跨越的所述辅助线之间的区间，

T₀为辅助线之间距离代表的时间间隔。

8.根据权利要求1所述的手柄推注部件运动参数测量方法，其特征在于：若图案为曲线，则表明所述推注部件处于加速或减速状态，

若图案为平行于所述纸的移动方向的直线，则表明所述推注部件处于静止状态，

若图案为斜线，则表明所述推注部件处于匀速运动状态；

若图案终点远离图案起点所在的、垂直于所述辅助线的直线，表明所述推注部件处于前进状态；

若图案终点靠近图案起点所在的、垂直于所述辅助线的直线，表明所述推注部件处于回退状态。