CN106093959A - 一种基于多普勒技术的微振动物体空间局部定位装置 - Google Patents

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王仪明
武淑琴
贾志慧
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Abstract

本发明公开了一种基于多普勒技术的微振动物体空间定位装置，包括调节台、被测物、测试仪器，所述测试仪器与所述调节台相连，同时所述被测物通过测试仪器进行测试，最后测得的振动信号传送给数据处理装置进行处理。通过所述测试仪器、被测物、测试分析系统处理分析并计算出振动物体空间坐标，实现局部定位。从而，本发明所述的基于多普勒技术的微振动物体空间定位装置可以提供清晰、准确的振动物体定位分析。该定位装置不依赖于网络，适于车间、房间等室内物体局部定位。

Description

一种基于多普勒技术的微振动物体空间局部定位装置
技术领域
本发明涉及一种基于多普勒技术的微振动物体空间定位装置。该定位装置不依赖于网络，适于车间、房间等室内物体局部定位。
背景技术
在非接触式测量方法中由于被测物体所处的环境、客观条件的限制和测量精度要求的不同，采用激光技术进行小位移测量的应用和研究在国内外也开始变得广泛。激光多普勒技术发展到今天具有其它测量方式所不可替代的优点(如可以远距离非接触式测量)。随着技术的发展，激光多普勒技术所应用场合也越来越广泛。如固体表面性能参数测量、固体表面的运动速度的测量、固体表面粗糙度的测量，以及固体表面振动的精密测量。英国卫星通信技术公司利用多普勒技术分析马来西亚航空公司MH370次航班发出的声脉冲信号，最终“猜”出飞机落入南印度洋。而利用多普勒技术实现定位的装置不够多，方法也还不够完善。因此，采用多普勒技术来实现微振动物体空间局部定位的方法装置研究有着重要意义。
参见图1、图2、图3所示，现有技术装置设有调节台1、被测物3、测试仪器5。测试仪器5通过调节台1实现位移及角度的调节，对被测物体3进行测试定位。激光多普勒技术利用光学多普勒技术和光外差技术，它具有测量精度高、空间分辨率高、动态响应快、非接触测量，适用于高温、高压、高速、放射、小空间等特殊环境中的机械、冶金、航空、建筑等行业，应用范围广泛。依据多普勒原理测量被测物与测试仪器的实际距离或方位来实现目标局部定位的装置，具有一定的市场价值。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于多普勒技术的微振动物体空间定位装置，能够对微振动物体进行定位。
基于上述目的本发明提供的基于多普勒技术的微振动物体空间定位装置，包括地脚、底板、被测物、被测物支撑台、立柱、测试仪器、燕尾槽、调节台，所述调节台可实现X、Y水平方向位移调节以及倾角调节；调节台顶端与测试仪器用燕尾槽连接，底端与底板固定；所述调节台具有刻度，能够读出调节值；所述调节台共三组成等边三角形分布；所述被测物置于被测物支撑台上于调节台所组成的等边三角形中心上方，Z方向高度可调节；测试仪器所测信号通过采集仪采集并输入信号分析系统(计算机)进行分析处理。
可选地，所述被测物为六棱柱，其横截面为正六边形；被测物以某一微小固定频率实现竖直方向振动，按线性振动系统处理；被测物为金属或橡胶等非透明可反光材料。
进一步地，所采用测试仪器为激光多普勒测振仪，利用多普勒原理对被测物测试，物理 原理在于从运动物体反射回来的反射光会带有运动着的物体本身的振动特性，即多普勒频移。
进一步地，所述振动物体定位装置还包括与所述数据处理装置连接的数据输出设备，所述数据输出设备将所述数据处理装置处理后的数据进行输出、呈现出来。
定位装置具体实现方法如下：
1.调整位置
被测物置于所述位置，通过调节X、Y方向位移值以及倾角数值使得测试仪器所发射的光准确打到被测物中心位置。
2.采集信号
测试仪器与信号采集仪、计算机相连，所采集信号被输入到计算机分析系统。
3.数据处理
计算机中分析系统对数据信号进行分析处理，就可得到所需的物体振动信号。
4.分析计算
根据振动信号计算得出振动物体的位移值、倾角值，计算出振动物体空间坐标，实现局部定位。
从而，本发明所述的基于多普勒技术的微振动物体空间定位装置可以提供清晰、准确的微振动物体定位分析。
附图说明
图1为本发明实施例振动物体定位测试装置轴测示意图；
图2为本发明实施例振动物体定位测试装置主视示意图；
图3为本发明实施例振动物体定位测试装置俯视示意图；
图4为本发明实施例调节台主视示意图；
图5为本发明实施例底板主视示意图；
图6为本发明实施例地脚主视示意图；
图7为本发明实施例振动物体定位测试装置的结构示意图；
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
在实施例中，参阅图1、图2、图3所示，本发明提供的振动物体定位装置包括调节台1，调节台1由X方向调节台9、Y方向调节台10、倾角调节台11组成；所述X方向调节台9、Y 方向调节台10、倾角调节台11均有刻度，可读出X、Y方向调节位移值及倾角值。
所述调节台1顶端与测试仪器5用燕尾槽7连接，底端与底板2固定。
所述调节台1共三套成等边三角形分布，测试三次。
作为一个实施例，被测物3为正六棱柱，横截面为正六边形，其6个侧面中不相邻的3个侧面打孔；所述被测物3可为金属或橡胶等非透明可反光材料。
作为一个实施例，被测物3以某一微小固定频率实现竖直方向振动，按线性振动系统处理。
作为一个实施例，测试仪器5采用激光多普勒测振仪，所述测试仪器5发射激光束15对准被测物3侧面通孔。
参阅图5所示，所述被测物3置于被测物支撑台4上于调节台1所组成的等边三角形中心12正上方；所述支撑台4安装在立柱6上，Z方向高度可调节。
参阅图5所示，所述调节台1安装于底板2的调节台安装中心13处。
参阅图5所示，所述地脚8具有四组，安装于底板2的地脚安装中心14处。
参阅图6所示，为本发明实施例振动物体定位测试装置的结构示意图，所述测试装置包括测试仪器601、采集仪602、信号分析系统(计算机)603。其中，信号通过所述测试仪器601测得，经采集仪602采集输入到信号分析系统(计算机)603分析处理。
参阅图7所示，为本发明实施例振动物体定位测试方法的流程示意图，包括步骤：
调节测试仪器与被测物的位置701；
采集振动物体振动信号702；
将采集的三组信号进行数据处理703；
将处理后的数据输出并计算分析704。
下面分别给出每个步骤的具体实现方法。
1.调整位置
被测物3置于所述位置，通过调节X方向调节台9的位移值、Y方向调节台10的位移值以及倾角调节台11的倾角值使得测试仪器5所发射的激光束15准确打到被测物3的中心位置。
2.采集信号
测试仪器601与信号采集仪602、信号分析系统(计算机)603相连，所采集信号被输入到信号分析系统(计算机)603。
3.数据处理
信号分析系统(计算机)603对数据信号进行分析处理，就可得到所需的物体振动信号。
4.分析计算
根据振动信号计算得出振动物体的位移值、倾角值，计算出振动物体空间坐标，实现局部定位。
从上面所述可以看出，本发明提供的基于多普勒技术的微振动物体空间定位装置，通过所述测试仪器、振动物体、测试分析系统处理分析并计算得出振动物体位移值、倾角值。从而，本发明所述的基于多普勒技术的微振动物体空间定位装置可以提供清晰、准确的振动物体定位分析。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于多普勒技术的微振动物体空间定位装置，其特征在于，包括调节台、振动物体、测试仪器，所述测试仪器与所述调节台相连，同时所述振动物体通过测试仪器进行测试，最后测得的振动信号传送给数据处理装置进行处理。
2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述调节台1由X方向调节台9、Y方向调节台10、倾角调节台11组成。
3.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述X方向调节台9、Y方向调节台10、倾角调节台11均有刻度，可读出X、Y方向调节位移值及倾角值。
4.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述调节台1共三套成等边三角形分布，测试三次。
5.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述振动物体3为正六棱柱，横截面为正六边形，其6个侧面中不相邻的3个侧面打孔；所述振动物体3可为金属或橡胶等非透明可反光材料；振动物体3以某一微小固定频率实现竖直方向振动，按线性振动系统处理。
6.一种基于多普勒技术的微振动物体空间定位方法，其特征在于，包括步骤：
调节测试仪器与被测物的位置；
采集振动物体振动信号；
将采集的三组信号进行数据处理；
将处理后的数据输出并计算分析。
7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，包括测试仪器与采集仪、信号分析系统(计算机)，所采集信号经所述采集仪输入到所述信号分析系统(计算机)中，进行分析处理。
8.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，通过调节X、Y方向位移值以及倾角数值使得所述测试仪器所发射的光准确打到振动物体中心位置。
9.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，根据振动信号计算得出振动物体的位移值、倾角值，计算出振动物体空间坐标，实现局部定位。
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