专利名称：以时间量测决定圆形物件尺寸的方法
技术领域：
本发明涉及一种不需以量尺进行直径的量测，仅靠感测器进行时间的量度，即可快速决定圆形物件(以下简称物件)尺寸的方法。
对于工业轴承或小钢珠游戏机台，皆需大量使用钢殊，若钢珠直径偏差过大，会造成该轴承或机台性能降低甚至故障，然而在生产线上要对此庞大数量的钢珠全面进行尺寸检验，确实是一大挑战，如果采取间歇式量测法，如逐一以游标尺量测直径，实在是旷时费事，若能平顺地进行连续式量测，则流程将大大简化，效率也将大大提高。此外、在自动贩卖机或电动玩具中所使用的投币机构，其目的即在以无人的机器取代人员对钱币的判别，因此，若能测知钱币的尺寸，即可进行钱币的选别。本发明的目的，即在达成如上所述的各项功能。
本发明的目的是提供一种以时间量测决定圆形物件尺寸的方法，仅靠感测器进行时间的量度，即可快速决定圆形物件尺寸的方法。
本发明的目的是这样实现的它的步骤为1)提供一个供圆形物件滚动的轨道以及至少两个设置在轨道上，且彼此相隔适当距离的感测器；2)令该圆形物件在轨道行进，并分别记录该圆形物件通过该感测器的时间，据以判别该圆形物件的大小。
所述二组成测器置于轨道上方合适的高度H，令待测的圆形物件以等速或等加速度依序通过该二感测器，使该圆形物件先后抵达第一感测点及第二感测点，而后再脱离第一感测点及第二感测点。
所述各时间点分别予以记录，将测得的时间并以运动学或再并以几何学予以求解，即可区别出物件大小或求出物件的直径。
由于采用上述方案可快速求算出圆形物件尺寸。
以下即就本发明的技术内容，配合图式说明如下
图1本发明的实施例示意图；图2本发明的显示物件抵达第一感测点S1的时间为t0，抵达第二感测点S2的时间为t1，而物件由t0至t1所行进的距离恰等于两感测器间的距离U；图3本发明的显示物件脱离第一感测点S1的时间为为t2，脱离第二感测点S2的时间为t3，而物件由t2至t3所行进的距离亦等于两感测器间的距离U；图4，本发明的显示针对同一感测点S1，物件抵达与脱离感测点S1的时间各为t0与t2，于此段时间中，物件的行离距离为X；图5本发明的改变图4的观察座标，于图4的轨道座标上观察，感测点为固定不动，物件由右向左移动。
于图5显示，若改由物件的圆心座标观察，则圆心为固定不动，感测点S1则由右向左割过该物件，t2时间后位于S1’位置，此割线长度为X。
图1为本发明的实施例，由一平整轨道与二感测器所构成，二感测器相隔距离U并置于轨道上高H处，待测物件A、B、C依序以等加速度a(或等速a=0)由左向右滚动。每一物件的前缘将先抵达第一感测点S1后，再抵达第二感测点S2，其后，物件又将是后缘先脱离第一感测点S1后，再脱离第二感测点S2，针对此4个时间点予以记录，并分别指定为t0、t1、t2、t3。
参见图2，假设整个过程为等加速度运动，加速度为a，物件于t0时前缘抵达第感测点S1，令此时的速度为V，再经t1时间后，后缘复抵达第二感测点S2，此段时间内物件行进了距离U，由运动学可得U=(t1-t0)×[V+12a(t1-t0)]]]>参见图3，物件于t2时间，后缘脱离第一感测点S1，于t3时间，后缘随后脱离第二感测点S2，此段时间内，物件也是行进了距离U，由运动学可得U=(t3-t2)×[V+12a(t3+t2-2t0)]]]>参见图4，针对同一感测点S1，物件抵达及脱离感测点S1的时间各为t0与t2，所对应的行进距离为X，由连动学可得X=(t2-t0)×[V+12a(t2-t0)]]]>∴U=U(t1-t0)×[V+12a(t1-t0)]=(t3-t2)×[V+12a(t3+t2-2t0)]]]>12a[(t1-t0)2-(t3-t2)(t3+t2-2t0)]=(t3-t2-t1+t0)V]]> U=(t1-t0)×[V+12a(t1-t0)]]]>=(t1-t0)(a2)×[(t1-t0)2-(t3-t2)(t3+t2-2t0)(t3-t2-t1+t0)+(t1-t0)]]]>=(a2)(t1-t0)[(t1-t0)2-(t3-t2)(t3+t2-2t0)+(t1-t0)(t3-t2-t1+t0)(t3-t2-t1+t0)]]]> X=(t2-t0)[V+12a(t2-t0)]]]>=(t2-t0)(a2)×[(t1-t0)2-(t3-t2)(t3+t2-2t0)(t3-t2-t1+t0)+(t2-t0)]]]>=U×(t2-t0)(t1-t0)×(t3-t2-t1+t0)[(t1-t0)2-(t3-t2)(t3+t2-2t0)+(t1-t0)(t3-t2-t1+t0)]]]>×[(t1-t0)2-(t3-t2)(t3+t2-2t0)+(t2-t0)(t3-t2-t1+t0)](t3-t2-t1+t0)]]>=U×(t2-t0)(t1-t0)×[(t1-t0)2-(t3-t2)(t3+t2-2t0)+(t2-t0)(t3-t2-t1+t0)][(t1-t0)2-(t3-t2)(t3+t2-2t0)+(t1-t0)(t3-t2-t1+t0)]]]>若为等运动，则t1-t0=t3-t2，或(t3-t2-t1+t0)=0代入上式可简化得到X=U×(t2-t0)(t1-t0))]]>因为两感测器的间距U为已知，故时间t0、t1、t2、t3时测出来的后，距离X便可计算得到。
参见图5，若将观测座标由轨道转换至圆形物件的圆心可得知，此距离X即距离X即感测点S1由右向左割过圆形物件的割线长度，根据华氏定理，于直角三角形中，斜边平方等于两股平方的和，故r2=(H-r)2+(X2)2]]>整理得圆形物件的半径为r=(4H2+X2)8H]]>={4H2+U2×(t2-t0t1-t0)2×[(t1-t0)2-(t3-t2)(t3+t2-2t0)+(t2-t0)(t3-t2-t1+t0)]2[(t1-t0)2-(t3-t2)(t3+t2-2t0)+(t1-t0)(t3-t2-t1+t0)]2}÷8H]]>
再进一步，将上述演算法写入微电脑的CPU中，即可获得一种能够快速求算出圆形物件尺寸的装置，此装置可作为钢珠尺寸的控制，亦可作为投币机构钱币选别。
权利要求
1.一种以时间量测决定圆形物件尺寸的方法，其特征的步骤为1)提供一个供圆形物件滚动的轨道以及至少两个设置在轨道上，且彼此相隔适当距离的感测器；2)令该圆形物件在轨道行进，并分别记录该圆形物件通过该感测器的时间，据以判别该圆形物件的大小。
2.如权利要求1所述的以时间量测决定圆形物件尺寸的方法，其特征在于所述二组成测器置于轨道上方合适的高度H，令待测的圆形物件以等速或等加速度依序通过该二感测器，使该个形物件先后抵达第一感测点及第二感测点，而后再脱离第一感测点及第二感测点。
3.如权利要求1所述的以时间量测决定圆形物件尺寸的方法，其特征在于所述各时间点分别予以记录，将测得的时间并以运动学或再并以几何学予以求解，即可区别出物件大小或求出物件的直径。
全文摘要
本发明涉及一种不需以量尺进行直径的量测,它提供一个供圆形物件滚动的轨道以及至少两个设置在轨道上,且彼此相隔适当距离的感测器;令该圆形物件在轨道行进,并分别记录该圆形物件通过该感测器的时间,据以判别该圆形物件的大小。从而,可快速求算出圆形物件尺寸。
文档编号G01B7/12GK1320807SQ0010599
公开日2001年11月7日 申请日期2000年4月21日 优先权日2000年4月21日
发明者刘鸿龙 申请人:刘鸿龙