PLC与触摸屏技术在多功能拉伸训练器中的应用

孕蕴悦与触摸屏技术在多功能拉伸训练器中的应用鄢

粤责责造蚤糟葬贼蚤燥灶燥枣孕蕴悦葬灶凿栽燥怎糟澡杂糟则藻藻灶栽藻糟澡灶燥造燥早赠蚤灶酝怎造贼蚤原枣怎灶糟贼蚤燥灶杂贼则藻贼糟澡蚤灶早栽则葬蚤灶藻则

韩亮卢国华毕长平

渊山西机电职业技术学院电气工程系袁山西长治园源远园员员冤渊山西海森澳科技股份有限公司袁山西长治园源远园园园冤

丁利民渊山西澳瑞特健康产业股份有限公司袁山西长治园源远园园园冤

摘要院使用多功能拉伸训练器做有效拉伸训练袁在手柄处拉出的钢丝绳长度需要达到钢丝绳可被拉出最大长度的愿园豫以上遥设计了基于孕蕴悦尧触摸屏与直线位移传感器的测量控制系统袁以解决钢丝绳长度的测量问题袁并统计训练者在训练时间内所做的有效拉伸次数遥首先袁利用触摸屏设定训练时间与给定拉伸次数曰然后袁利用孕蕴悦的扩展模块采集直线位移传感器的输出信号袁并通过计数器累计有效拉伸次数曰训练结束后袁通过触摸屏显示本次训练是否达到要求遥实验表明袁该控制系统测量准确袁运行稳定袁效果良好遥

关键词院孕蕴悦袁触摸屏袁位移测量袁有效拉伸次数

粤遭泽贼则葬糟贼押哉泽蚤灶早贼澡藻皂怎造贼蚤原枣怎灶糟贼蚤燥灶泽贼则藻贼糟澡蚤灶早贼则葬蚤灶藻则贼燥凿燥藻枣枣藻糟贼蚤增藻泽贼则藻贼糟澡蚤灶早贼则葬蚤灶蚤灶早熏贼澡藻造藻灶早贼澡燥枣贼澡藻憎蚤则藻则燥责藻责怎造造藻凿燥怎贼葬贼贼澡藻澡葬灶凿造藻灶藻藻凿泽贼燥则藻葬糟澡愿园豫燥枣贼澡藻皂葬曾蚤皂怎皂造藻灶早贼澡燥枣贼澡藻憎蚤则藻则燥责藻援栽澡藻皂藻葬泽怎则藻皂藻灶贼葬灶凿糟燥灶贼则燥造泽赠泽贼藻皂遭葬泽藻凿燥灶孕蕴悦熏贼燥怎糟澡泽糟则藻藻灶葬灶凿造蚤灶藻葬则凿蚤泽责造葬糟藻皂藻灶贼泽藻灶泽燥则蚤泽凿藻泽蚤早灶藻凿贼燥皂藻葬泽怎则藻贼澡藻造藻灶早贼澡燥枣憎蚤则藻则燥责藻葬灶凿贼燥糟燥怎灶贼贼澡藻藻枣鄄枣藻糟贼蚤增藻泽贼则藻贼糟澡蚤灶早贼蚤皂藻泽燥枣贼澡藻贼则葬蚤灶藻则凿怎则蚤灶早贼澡藻贼则葬蚤灶蚤灶早贼蚤皂藻援云蚤则泽贼熏怎泽藻贼澡藻贼燥怎糟澡泽糟则藻藻灶贼燥泽藻贼贼澡藻贼则葬蚤灶蚤灶早贼蚤皂藻葬灶凿贼澡藻早蚤增鄄藻灶泽贼则藻贼糟澡蚤灶早贼蚤皂藻泽援栽澡藻燥怎贼责怎贼泽蚤早灶葬造燥枣贼澡藻造蚤灶藻葬则凿蚤泽责造葬糟藻皂藻灶贼泽藻灶泽燥则蚤泽糟燥造造藻糟贼藻凿遭赠贼澡藻藻曾责葬灶泽蚤燥灶皂燥凿怎造藻燥枣孕蕴悦熏葬灶凿贼澡藻藻枣枣藻糟贼蚤增藻泽贼则藻贼糟澡蚤灶早贼蚤皂藻泽葬则藻葬糟糟怎皂怎造葬贼藻凿遭赠贼澡藻糟燥怎灶贼藻则援粤枣贼藻则贼澡藻藻灶凿燥枣贼则葬蚤灶蚤灶早熏贼澡藻贼燥怎糟澡泽糟则藻藻灶泽澡燥憎泽憎澡藻贼澡藻则贼澡藻贼则葬蚤灶蚤灶早皂藻藻贼泽贼澡藻则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼泽援耘曾责藻则蚤皂藻灶贼泽泽澡燥憎贼澡葬贼贼澡藻泽赠泽贼藻皂蚤泽泽贼葬遭造藻熏藻枣枣藻糟贼蚤增藻葬灶凿葬糟糟怎则葬贼藻蚤灶皂藻葬泽怎则藻皂藻灶贼援

运藻赠憎燥则凿泽押孕蕴悦熏贼燥怎糟澡泽糟则藻藻灶熏凿蚤泽责造葬糟藻皂藻灶贼皂藻葬泽怎则藻皂藻灶贼熏藻枣枣藻糟贼蚤增藻泽贼则藻贼糟澡蚤灶早贼蚤皂藻泽

多功能拉伸训练器是一种具有全新设计理念的运动康复训练器材遥它为训练者提供基础力量训练尧爆发力训练尧平衡训练等康复训练模式遥由于每位训练者的身体健康状况及体能状态都存在着一定的差别袁在训练之前袁需要在训练器上为每位训练者设定不同的康复训练参数遥

康复训练参数包括训练时间尧训练力度以及给定拉伸次数遥训练时间指本次训练的时长曰训练力度指本次训练的载荷曰给定拉伸次数指训练者在训练时间内需要完成的有效拉伸训练次数遥有效拉伸训练需要训练者在手柄处拉出钢丝绳的实际长度达到钢丝绳可被拉出最大长度的愿园豫以上遥钢丝绳被拉出的实际长度通过直线位移传感器测量遥直线位移传感器是通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性关系的电压或电流的输出装置袁被广泛地应用于多种位移测量系统中咱员原缘暂遥

本文设计了基于孕蕴悦尧触摸屏以及直线位移传感器的控制系统袁并将其应用于多功能拉伸训练器袁以解决钢丝绳长度的测量问题袁并统计训练者在训练时间内所做的有效拉伸次数遥训练结束后袁通过触摸屏显示本次训练是否达到要求遥员总体设计

为了达到康复训练效果袁训练者需要在规定的训练时间内完成给定次数的有效拉伸训练遥训练结束后袁如果有效拉伸训练次数等于给定拉伸次数袁则本次训练达到要求袁否则袁本次训练未达到要求遥

在训练之前袁通过调节气缸中的压力袁调节训练力度曰通过触摸屏设定训练时间与给定拉伸次数曰有效拉伸次数通过孕蕴悦内部的计数器进行反馈袁并同步显示在触摸屏上遥

训练者做有效拉伸训练袁手柄处拉出钢丝绳的实际长度要

鄢山西省高等学校科技创新项目渊圆园员远员员圆愿冤

达到钢丝绳可被拉出最大长度的愿园豫以上遥钢丝绳被拉出的实际长度通过直线位移传感器测量遥孕蕴悦的扩展模块采集传感器的输出信号袁并将其按线性关系转换成数字量遥该数字量被送入孕蕴悦的寄存器袁然后由孕蕴悦的程序判断袁计数器的计数条件是否满足袁如果满足袁则有效拉伸次数累计一次遥训练结束后袁在触摸屏上显示本次训练是否达到要求遥圆硬件设计

本次设计所需要的主要硬件有孕蕴悦控制器及其扩展模块尧直线位移传感器尧触摸屏遥控制系统硬件接线图如图员所示遥

图员控制系统硬件接线图

圆援员孕蕴悦控制器及其扩展模块选型

孕蕴悦的控制器选择信捷公司生产的载悦猿系列悦孕哉袁型号载悦猿原猿圆砸栽原耘遥该型号孕蕴悦提供两个通讯口袁多种类型的定时器与计数器袁能够方便地与触摸屏通信并进行模块扩展袁满足本次设计要求渊详见信捷公司叶载悦系列可编程序控制器手册曳冤遥

叶工业控制计算机曳圆园员愿年第猿员卷第怨期扩展模块选择模拟量输入模块袁型号为载悦原耘源粤阅袁将其配置为园耀缘灾的电压输入模式遥该模块具有源通道尧员源位高精度模拟量输入袁分辨率为员辕员远猿愿猿遥利用该模块袁采集直线位移传感器输出的模拟量信号袁并将其转换为数字量袁并送入孕蕴悦的寄存器内遥设置信号采集的通道为悦匀园袁电压模拟量输入的端子为灾陨园袁模拟量输入的公共端为悦园渊详见信捷公司叶载悦系列扩展模块手册曳冤遥

圆援圆直线位移传感器选型

选择米朗科技公司生产的运栽悦远缘园型直线位移传感器遥该传感器为绝对位置测量型袁有效行程为远缘园皂皂袁线性精度为依园援园源豫袁满足本次设计要求遥

该型号传感器采用圆源灾直流电压供电袁输出的直流电压信号与位移成线性关系袁为园耀员园园豫的给定直流电压遥为了便于孕蕴悦扩展模块采集传感器的输出信号袁通过外置转换模块袁将传感器的输出转换成标准的园耀缘灾电压遥圆援猿触摸屏选型

载悦猿系列的孕蕴悦支持多种触摸屏遥考虑到显示系统与控制系统的兼容性袁触摸屏选择信捷公司生产的触摸屏袁型号为栽孕原苑远园原栽遥该型号触摸屏为苑英寸栽云栽蕴悦阅显示袁像素为源愿园鄢圆猿源袁电阻式触摸方式袁该触摸屏优化了通讯协议袁支持自由格式通讯袁可自由编写驱动程序渊详见栽孕原苑远园原栽技术手册冤遥

栽孕原苑远园原栽采用圆源灾直流电压供电袁通过下载电缆与孕悦连接袁用于上传或下载编辑的触摸屏页面曰通过通讯电缆与孕蕴悦的孕韵砸栽圆端口连接袁用于接收来自孕蕴悦的命令信号遥猿软件设计

软件设计分为触摸屏界面设计与主程序设计两部分遥猿援员触摸屏界面设计

利用栽韵哉悦匀宰陨晕触摸屏编辑软件袁设计用于设定训练参数以及显示训练结果的人机界面袁如图圆所示遥

图圆触摸屏

创建两个数据输入窗口袁用于训练者输入给定拉伸次数与训练时间遥数据输入窗口的数据类型设为宰燥则凿型袁对象类型设为阅袁地址分别为阅园和阅员遥

创建一个数据显示窗口袁用于将孕蕴悦采集到的有效拉伸次数袁同步显示在触摸屏上遥数据显示窗口的数据类型设为宰燥则凿型袁对象类型设为阅袁地址为阅圆遥

创建两个功能键袁一个编辑为野开始训练冶袁对象类型设为酝袁地址为酝圆袁当训练者按下该功能键袁计时开始曰另一个功能键编辑为野清屏冶袁设定为事件按钮袁当训练者按下该功能键袁可以清空本次的训练的所有记录遥

创建一个蜂鸣器袁当训练时间到后袁蜂鸣器会自动长鸣一声袁提示训练者结束训练遥蜂鸣器的对象类型设为栽袁地址为栽员园园遥

创建一个指示灯尧一个可变字符串遥指示灯尧可变字符串的对象类型均设为酝袁地址均为酝员园遥通过采集孕蕴悦内部寄存器

159

酝员园当中的数值袁指示灯显示不同的颜色状态袁可变字符串显示不同的文字描述袁以区分本次训练是否达到要求遥猿援圆主程序设计

训练时间与给定拉伸次数通过触摸屏设定遥训练时间根据转换关系自动转换为孕蕴悦内部定时器的定时参数遥载悦猿系列的孕蕴悦提供多种精度的定时器袁本次设计采用员园园皂泽精度的定时器袁地址为栽员园园袁可为训练者提供缘皂蚤灶耀猿园皂蚤灶不等的训练时间遥给定拉伸次数通过触摸屏设定后袁将设定值存放于孕蕴悦的阅存储区内袁地址为阅园曰有效拉伸次数通过孕蕴悦的计数器进行累计袁计数器的类型选择员远位的顺计数器袁地址为悦园遥

钢丝绳被拉出的实际长度通过运栽悦远缘园型传感器测量遥该传感器将测量结果转换为电压信号袁并通过外置转换模块袁输出园耀缘灾的直流电压遥利用模拟量输入模块载悦原耘源粤阅采集传感器的输出信号袁并将其按比例关系转换为园耀员远猿愿猿的数字量袁并将转换的数字量直接送入孕蕴悦的内部寄存器内遥孕蕴悦通过程序判断袁计数器是否满足计数条件袁如果满足袁计数一次遥计数结果由孕蕴悦通过孕韵砸栽圆通信端口发送给触摸屏袁同步显示在触摸屏上遥

图猿主程序流程图

渊下转第员远圆页冤

162

路孕宰酝输出用于控制电机的反向制动遥

为了提升系统的抗干扰能力袁酝悦杂员圆愿杂输出的孕宰酝信号袁经光耦器件光电隔离之后袁进入电机驱动芯片蕴圆怨愿晕的输入端袁控制驱动电机的正反转袁实现小车的前进尧后退遥蕴圆怨愿晕是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片袁操作方便袁稳定性好咱缘暂遥驱动电路原理图如图远所示遥

基于嵌入式微处理器的智能语音小车设计

提高语音识别的正确率遥

综上所述袁该智能车控制系统在理论上和实践上具有一定的创新点袁其功能完善尧运行稳定尧可靠性较高遥猿援圆系统设计结果

基于飞思卡尔单片机和语音识别模块的智能小车袁能够对人发出的语音命令进行识别袁命令编码经由飞思卡尔单片机分

别控制小车的转向与动力袁在脱离传统键盘控制的情况下袁成功实现小车的前进尧后退尧左转尧右转尧加速尧减速等功能遥

该小车各部分采用模块化设计袁各个模块之间独立性强袁可以在不增加系统硬件的情况下方便地对系统进行二次开发遥实验结果表明袁语音识别系统在低噪声环境中识别率很高遥但在噪声水平较高的场合袁识别率有所下降袁有待进一步开发尧改进遥

参考文献

图远电机驱动部分原理图

猿系统设计主要特点及结果猿援员系统设计主要特点

员冤系统采用了云则藻藻泽糟葬造藻员远位单片机酝悦怨杂员圆载杂员圆愿月作为酝悦哉袁该系统单片机可靠性高袁抗干扰能力强袁工作频率最高达到圆缘酝匀扎袁从而保障了系统的实时性遥

圆冤为了提高系统的可靠性袁系统在软硬件方面都采用了抗干扰技术遥包括光电隔离技术尧电磁兼容性分析尧数字滤波技术等遥

猿冤系统硬件和软件都采用了模块化结构袁这样可以按照需求方便容易地增加和删减功能遥

源冤舵机和后轮电机采用了孕宰酝波来控制袁这样能更精确尧稳定尧高效遥

缘冤对于语音模块的误码率手动添加一些相近词尧废词用来

渊上接第员缘怨页冤

咱员暂李晓静袁刘书伦援基于物联网的嵌入式酒驾智能辨识系统咱允暂援制造业咱圆暂郭朝彬袁郭永红袁郭红涛援音控智能小车的设计与实现咱允暂援微计算机咱猿暂李红霞袁罗棋翔援语音控制的智能小车的设计咱允暂援工业控制计算机袁咱源暂张阳袁吴晔袁滕勤袁等援酝悦怨杂员圆载杂单片机原理及嵌入式系统开发咱缘暂陈静援杂栽悦员圆悦缘粤园愿杂圆单片机智能小车控制系统设计咱允暂援阴山学刊

渊自然科学版冤袁圆园员员袁圆缘渊源冤院源圆原源猿

咱收稿日期院圆园员愿援缘援圆愿暂

咱酝暂援北京院电子工业出版社袁圆园员圆院员缘原员苑圆园员缘袁圆愿渊愿冤院员源猿原员源远信息袁圆园园愿袁圆源渊猿缘冤院猿园园原猿园圆自动化袁圆园员圆渊员员冤院猿猿

当定时器设定的时间到袁孕蕴悦通过程序判断有效拉伸次数与给定拉伸次数是否相等遥如果相等袁将酝员园置员袁触摸屏上的指示灯显示绿色袁可变字符串显示野本次训练达到要求冶曰如果有效拉伸次数小于给定拉伸次数袁将酝员园置园袁指示灯显示红色袁可变字符串显示野本次训练未达到要求冶遥

主程序流程图如图猿所示遥源实验结果分析

通过一组实验来检验测量控制系统的有效性遥表员为训练者使用多功能拉伸训练器进行拉伸训练的实验数据袁其中位移代表钢丝绳被拉出的实际长度袁电压代表直线位移传感器的输出电压袁对应的数字量代表孕蕴悦的扩展模块采集到传感器的输出信号后将其转换成的数字量袁计数结果代表有效拉伸次数的计数结果袁员代表计数袁园代表不计数遥

表员

拉伸训练实验数据

伸训练遥利用三组动滑轮系统袁直线位移传感器测量的长度与钢丝绳被拉出的实际长度是员院远的关系遥通过外置转换模块袁传感器输出园耀缘灾的电压袁孕蕴悦的扩展模块采集该输出信号袁并将其按线性关系转换为园耀员远猿愿猿的数字量遥通过以上分析袁当孕蕴悦采集到的数字量达到员猿员园苑时袁孕蕴悦的计数器满足计数条件袁并计数一次遥如表员所示袁测量系统的计数结果准确无误遥缘结束语

本文设计了基于孕蕴悦尧触摸屏以及直线位移传感器的测量控制系统遥将该控制系统应用于多功能拉伸训练器袁解决了钢丝绳长度的测量问题袁并可以统计训练者在训练时间内所做的有效拉伸次数遥训练结束后袁在触摸屏上显示本次训练是否达到要求遥实验表明袁该系统测量准确袁运行稳定袁效果良好遥

参考文献

咱员暂马宁强袁张琦援基于直线位移传感器的机械手柔性控制咱允暂援仪表技术咱圆暂李玉霞袁张斌袁杨晓霞援基于蕴葬遭灾陨耘宰的大望远镜直线位移传感器测咱猿暂齐红彦援直线位移传感器在磨机上的应用咱允暂援有色金属渊选矿部分冤袁咱源暂孙朋援磁致伸缩式直线位移传感器在机床行业的应用咱允暂援国内外机咱缘暂在燥造贼佗灶运佗灶贼燥则熏粤贼贼蚤造葬杂扎葬遭佼援耘增葬造怎葬贼蚤燥灶粤造早燥则蚤贼澡皂泽枣燥则蕴蚤灶藻葬则

孕燥泽蚤贼蚤燥灶杂藻灶泽燥则泽粤泽泽蚤泽贼藻凿遭赠粤则贼蚤枣蚤糟蚤葬造晕藻怎则葬造晕藻贼憎燥则噪眼允演援孕则燥糟藻凿蚤葬耘灶早蚤灶藻藻则蚤灶早熏圆园员远熏员远愿

咱收稿日期院圆园员愿援缘援圆猿暂

电一体化技术袁圆园园怨袁员圆渊杂源冤院源远原源苑圆园员员渊杂员冤院员圆园原员圆员

量系统咱允暂援国外电子测量技术袁圆园员远袁猿缘渊猿冤院愿园原愿源与传感器袁圆园员猿渊怨冤院缘愿原远园

本次实验袁钢丝绳能够被训练者拉出的最大长度为员园园园皂皂遥当钢丝绳被拉出的实际长度达到愿园园皂皂以上时袁记为有效拉