基于电磁平衡原理的胶囊动态称重系统的设计与实现.pdf

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1、第29卷第2期2016年3月机电产品开发与刨霸Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProducL$V01．29．No．2Mar．．2016文章编号：1002—6673(2016)02—052-03基于电磁平衡原理的胶囊动态称重系统的设计与实现莫新虎，郭磊，宋原(北京邮电大学自动化学院，北京100876)摘要：论文提出了一种基于电磁平衡原理的胶囊动态称重系统，利用SoildWorks建立了该称重系统的3D模型．并搭建了实物样机。该系统可实现药粒的连续传送、检测及分拣任务。嵌入式ARM利用电磁平衡传感器获得药粒的重量信息来判定药粒

2、是否合格．并通过串口将电机动作命令传达给AVR单片机以实现药粒的分拣。搭建了基于MiniGui的人机交互界面可对药粒规格进行校准并实时显示检测信息。关键词：电磁平衡传感器；胶囊称重系统；AVR单片机；人机交互中图分类号：Ⅱ'27文献标识码：Adoi：10．3969／i．issn．1002—6673．2016．02．020DesignandImplementationofaCapsuleDynamicWeighingSystemBasedonthePrincipleofElectromagneticBalanceMOXin—Hu，GUOLei，SONGYuan(Automatio

3、nSchool，BeijingUniversityofPostsandTelecommunications。Beijing100876，China)Abstract：Inthispaper，akindofcapsuledynamicweighingsystembasedontheprincipleofelectromagneticbalanceisproposed．3Dmod-elingoftherobotbasedonSolidworkssoftwareisfinishedandaphysicalprototypeisbuilt．ThesystemCancontinuousr

4、ealizethetaskoftransmission，detectionandsorting．ARMandAVKmicrocontrollerareusedtodesignthemeasurementandcontrolsystem．Atlast，thehu—man—computerinteractioninterfacebasedonMiniGuiisdesigned，whichCandisplayreal—timetestinginformation．Keywords：electromagneticbalancesensor；capsuleweighingsystem；A

5、VKmicroprocessor；humanmachineinterface0引言据了解，目前国内对于药物的质量检测大部分还是采取传统的抽检方式，通过天平称量是否合格。随着药品生产的批量化，国家对药品的质量要求和监管力度也不断提高。这种抽检方式无论在精度和速度上已无法满足对当代药品质量和效率的要求111。因此，设计一款符合现代药品生产质量和效率要求的药粒称重检测系统成为一亟待解决的问题。随着电子技术的迅速发展，基于电磁式平衡传感器的天平仪器操作简单方便，功能全，精度范围广等优势逐步代替了传统的机械天平，被广泛应用于国防科技、石油、化工、医药生物等行业[21。因此，本文提出了一种

6、基于电磁平衡原理的胶囊称重系统。1整体方案设计本药粒称重系统主要针对胶囊类药粒的筛选。传送——修稿日期：2016—03—08项目来源：北京高等学校青年英才计划(YETP0452)作者简介：莫新虎(1990一)，男，硕士。研究方向：控制科学与工l程；郭磊(1979-)，男，博士，副教授。研究方向：控制科学与工程。l52图1胶囊称重系统整体结构Fig．1Theoverallstructureofthecapsuleweighingsystem．2药粒输送单元设计在该药粒称重系统中，药粒的输送过程是最为重要的部分，这也是本次设计最为核心的一部分。为了保证药粒称重的快速性和准确性。要求

7、药粒的输送必须具有连·制造业信息化·新的平衡状态。此闭环控制过程是一个动态调节和不断检测的过程，只要通上电，整个传感器就一直处在不断调整、不断达到平衡的动态过程。由于安培力产生方式使用多砸线圈和稀土磁铁．安培力大小为：F=KBIL其中，K一常数；B一磁感应强度；L一线圈导线的长度；I一通过线圈导线的电流强度。电磁力F和被测物体的重力mg大小相等、方向相反而达到平衡，因而有：F=KBIL=mg即：m=K7I其中，K’=KBL／g，由此可知，只要测得电流I的大小L二⋯一“5。1墨-=}≤兰矗晦I