CN110609289B - 一种运动性能测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种运动性能测试装置。所述运动性能测试装置包括：自发光反射部件以及自准直仪；其中，所述自发光反射部件设置于所述待测运动物体上；沿所述待测运动物体的运动方向，所述自发光反射部件与所述自准直仪依次排列；所述自发光反射部件包括镜面外壳以及设置于所述镜面外壳内的自发光子部，所述镜面外壳靠近所述自准直仪的一侧表面上对应所述自发光子部设置有出光孔；所述自准直仪包括探测部，所述探测部与所述自发光子部相互正对。本发明实施例提供的技术方案，使得运动性能测试装置能够实现对待测运动物体俯仰、翻滚和偏航三种状态的测试，操作简单且成本低廉。

Description

一种运动性能测试装置
技术领域
本发明实施例涉及运动性能测试技术，尤其涉及一种运动性能测试装置。
背景技术
运动台的俯仰，翻滚和偏航指标对于精密检测设备具有重要意义，因此运动台上述三个运动性能的测试备受关注。
现有技术中常采用下述两种方法对运动台的俯仰、翻滚和偏航进行测试：1、采用自准直仪和平面反射镜进行测量；2、采用干涉法进行测量，通过计算运动轴六个自由度来计算俯仰、翻滚和偏航。上述方法1仅能够测量俯仰和偏航，无法对翻滚进行测量，方法2虽然能够测量俯仰、翻滚和偏航，但过程复杂且价格昂贵。
发明内容
本发明提供一种运动性能测试装置，以实现对待测运动物体俯仰、翻滚和偏航三种状态的测试，降低运动性能测试装置的成本。
本发明实施例提供了一种运动性能测试装置，所述运动性能测试装置包括：
自发光反射部件以及自准直仪；
其中，所述自发光反射部件设置于所述待测运动物体上；
沿所述待测运动物体的运动方向，所述自发光反射部件与所述自准直仪依次排列；
所述自发光反射部件包括镜面外壳以及设置于所述镜面外壳内的自发光子部，所述镜面外壳靠近所述自准直仪的一侧表面上对应所述自发光子部设置有出光孔；
所述自准直仪包括探测部，所述探测部与所述自发光子部相互正对。
本发明实施例提供的技术方案通过设置运动性能测试装置包括自发光反射部件以及自准直仪，其中，自发光反射部件设置于待测运动物体上，沿待测运动物体的运动方向，自发光反射部件与自准直仪依次排列，自发光反射部件包括镜面外壳以及设置于镜面外壳内的自发光子部，镜面外壳靠近自准直仪的一侧表面上对应自发光子部设置有出光孔，自准直仪包括探测部，探测部与自发光子部相互正对，使得运动性能测试装置能够实现对待测运动物体俯仰、翻滚和偏航三种状态的测试，操作简单且成本低廉。
附图说明
为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种运动性能测试装置的结构示意图；
图2是图1中运动性能测试装置用于测试待测运动物体运动性能时的示意图；
图3是本发明实施例提供的一种自准直仪的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的自准直仪的探测部上的一种图像示意图；
图5是本发明实施例提供的自准直仪的探测部上的又一种图像示意图；
图6是本发明实施例提供的一种自发光反射部件靠近自准直仪一侧表面的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的自发光子部的一种结构示意图；
图8是本发明实施例提供的一种标记版的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的又一种标记版的结构示意图；
图10是本发明实施例提供的又一种标记版的结构示意图；
图11是本发明实施例提供的又一种标记版的结构示意图；
图12是本发明实施例提供的自准直仪的探测部上的又一种图像示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
图1是本发明实施例提供的一种运动性能测试装置的结构示意图。如图1所示，运动性能测试装置包括自发光反射部件100以及自准直仪200。图2是图1中运动性能测试装置用于测试待测运动物体运动性能时的示意图。如图2所示，所述自发光反射部件100设置于待测运动物体300上，沿所述待测运动物体300的运动方向Z，所述自发光反射部件100与所述自准直仪200依次排列，所述自发光反射部件100包括镜面外壳110以及设置于所述镜面外壳110内的自发光子部120，所述镜面外壳110靠近所述自准直仪200的一侧表面上对应所述自发光子部120设置有出光孔130，所述自准直仪200包括探测部210，所述探测部210与所述自发光子部120相互正对。
需要说明的是，图2所示待测运动物体300为运动台，可以理解的是，在本实施例的其他实施方式中，待测运动物体300还可以为其他运动物体，本实施例对此不作具体限定。
还需要说明的是，自准直仪200的探测部210和自发光子部120相互正对指的是探测部210和自发光子部120在待测运动物体300的运动方向Z上依次排列，且两者与待测运动物体300的运动面的距离相等。这样的设置能够保证自发光子部120发出的光正成像在探测部210上，进而能够根据该像的变化获得待测运动物体300的翻滚角度。
在本实施例中，运动性能测试装置采用自准直仪200测量待测运动物体300的俯仰和偏航性能，并采用自准直仪200配合自发光反射部件100测量待测运动物体300的翻滚性能。其中，翻滚和俯仰分别指的是待测运动物体300在其运动方向Z上以及垂直于其运动方向Z上的状态变化量，偏航指的是待测运动物体300偏离其预设航线的程度。
示例性的，图3是本发明实施例提供的一种自准直仪的结构示意图。参见图3，采用自准直仪测量待测运动物体的俯仰和偏航的测量原理如下：自准直仪的光源230发光将分划板220上的标记进行照明，具体的，在本实施例中，分划板220上的标记为十字形，探测部210位于自准直仪内光学系统250的前焦面位置，光源230发出的光在反射面240反射，若反射面240发生俯仰或者偏航的变化，光源230发出的光经反射面240反射后，返回到自准直仪的探测部210上形成的图像的位置将发生左右及上下的移动，通过自准直仪的光学系统250的焦距f，以及在探测部210上标记相对于标定原点的偏移量d，可计算出反射面240相对于原始标定位置的倾斜角度：
Figure BDA0001697433220000051
其中包含俯仰和偏航的影响，若分解到两个方向，分别为俯仰和偏航的数值。本实施例采用了上述自准直仪的运动性能测试装置中，反射面240为镜面外壳靠近自准直仪一侧的表面，待测运动物体为运动台。具体的，图4是本发明实施例提供的自准直仪的探测部上的一种图像示意图。该图像是由图1中的自准直仪200的光源发出的光经镜面外壳110反射后形成于探测部210上的，其中实线十字和虚线十字分别对应运动台运动过程中的两个位置，则实线十字对应位置相对于虚线十字对应位置的俯仰为
Figure BDA0001697433220000052
偏航为
Figure BDA0001697433220000053
图5是本发明实施例提供的自准直仪的探测部上的又一种图像示意图。该图像是由图1中自发光子部120发出的光形成于自准直仪200中探测部210上的，其中实线条形和虚线条形分别对应运动台运动过程中的两个位置，则实线条形对应位置相对于虚线条形对应位置的旋转角度为θ，相应的，待测运动物体300从虚线条形对应功能位置运动至实线条形对应位置的过程中翻滚的角度为θ。
本实施例提供的技术方案通过设置运动性能测试装置包括自发光反射部件100以及自准直仪200，其中，自发光反射部件100设置于待测运动物体300上，沿待测运动物体300的运动方向，自发光反射部件100与自准直仪200依次排列，自发光反射部件100包括镜面外壳110以及设置于镜面外壳110内的自发光子部120，镜面外壳110靠近自准直仪200的一侧表面上对应自发光子部120设置有出光孔130，自准直仪200包括探测部210，探测部210与自发光子部120相互正对，使得运动性能测试装置能够实现对待测运动物体300俯仰、翻滚和偏航三种状态的测试，操作简单且成本低廉。
继续参见图5，所述自发光子部在所述探测部210上形成远场角分布图像，所述远场角分布图像可以在至少一个方向上布满所述探测部210。
需要说明的是，如图5所示，远场角分布图在竖直方向Y上布满探测部210，可以理解的是，也可以通过参数调节使得远场角分布图能够在多个方向上布满探测部210，上述参数可以包括自准直仪光学系统的焦距以及自发光子部中标记版上通孔的尺寸等。
还需要说明的是，设置远场角分布图像在至少一个方向上布满探测部210能够使得当待测运动物体发生翻滚时远场角分布图像相应的旋转角度更为显著，便于对细微翻滚的测量，提高测量的精确度。
图6是本发明实施例提供的一种自发光反射部件靠近自准直仪一侧表面的结构示意图。如图6所示，所述出光孔130设置于所述镜面外壳110靠近所述自准直仪一侧表面的中间位置处。
需要说明的是，这样的设置能够更方便的确定自发光反射部件靠近自准直仪一侧表面上出光孔130的位置，加快运动性能测试装置的制备速度。
示例性的，所述镜面外壳110的材料可以为光学玻璃。光学玻璃具有良好的光反射特性，能够提升自准直仪的成像精度。可以理解的是，在本实施例的其他实施方式中，镜面外壳110的材料也可以为其他具有光反射性能的材料，本实施例对此不作具体限定。
示例性的，所述自准直仪发出光的光斑直径可以为25mm。
可选的，自发光子部发出光的光斑直径可以为5mm。
需要说明的是，当自准直仪中的探测部与自发光子部相互正对时，自发光反射部件靠近自准直仪一侧表面用于反射自准直仪发出光的区域包括出光孔130所在区域，由于出光孔130所在区域无法对光进行反射，因此为避免出光孔130影响自准直仪成像，可以设置出光孔130尺寸远小于自准直仪发出光的光斑直径，即设置自发光子部发出光的光斑直径远小于自准直仪发出光的光斑直径，较佳的，本实施例设置自准直仪发出光的光斑直径为25mm，自发光子部发出光的光斑直径为5mm。
示例性的，图7是本发明实施例提供的自发光子部的一种结构示意图。如图7所示，所述自发光子部120可以包括面光源121、标记版122以及正透镜123，沿所述待测运动物体的运动方向Z，所述面光源121、所述标记版122以及所述正透镜123依次排列，所述标记版122位于所述正透镜123的前焦面。
需要说明的是，设置标记版122位于正透镜123的前焦面上能够使得自发光子部120在探测部上形成的图像为远场角分布图像，由于远场角分布图像的尺寸与自发光子部120到探测部的距离无关，因此可以保证远场角分布图像能够在待测运动物体的运动过程中始终等大形成于探测部上，相对于投影成像具有明显的优势。
具体的，标记版122上具有通孔，面光源121发出的平行光经标记版122上的通孔以及正透镜123后出射，在与自发光子部120正对的自准直仪的探测部上形成远角分布图像。
图8是本发明实施例提供的一种标记版的结构示意图。如图8所示，所述标记版122上的通孔1221形状可以为十字形。在本实施例的其他实施方式中，标记版122上的通孔1221形状还可以为长条形，如图9所示，也可以为椭圆形，如图10所示。
需要说明的是，图9所示的长条形为竖线，可以理解的是，也可以为横线，如图11所示。本实施例选择十字形、长条形以及椭圆形为较佳的设置是因为这些形状的远场角分布图像具有较高的旋转测量灵敏度，能够更精确的测量出待测运动物体的翻滚角度。
可选的，在本实施例中，所述自准直仪可以包括分划板，所述分划板上的通孔形状与所述标记版122上的通孔1221形状不同。
需要说明的是，这样的设置能够使得自准直仪在探测部上形成的图案与自发光子部在探测部上形成的远场角分布图像形状不同，进而能够更为便捷的通过形状进行图像分辨。
图12是本发明实施例提供的自准直仪的探测部上的又一种图像示意图。图12包括自准直仪和自发光子部在探测部210上形成的图像，分别为第一图像1和第二图像2，其中第二图像2为远场角分布图像，如图12所示，所述远场角布图像可以与所述自准直仪在所述探测部210上形成的图像无交叠，即第二图像2与第一图像1无交叠。
需要说明的是，这样的设置能够使得运动性能测试装置能够同时对待测运动物体的俯仰、翻滚以及偏航进行测试，在探测部210上同时呈现出测量图像，进而提升了运动性能测试装置的测量时效，另一方面，自准直仪的光源以及自发光子部两个发光体发出的光也不会出现串扰现象。
还需要说明的是，避免自准直仪的光源以及自发光子部两个发光体发出的光出现串扰现象的方式还可以为分时测量，即自准直仪测量俯仰和偏航在一个时段内进行，自发光反射部件配合自准直仪测量翻滚在另一个时段内进行，且在前一时段中自发光子部的光源处于非工作状态，在后一时段中自准直仪的光源处于非工作状态。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种运动性能测试装置，其特征在于，包括：
自发光反射部件以及自准直仪；
其中，所述自发光反射部件设置于待测运动物体上；
沿所述待测运动物体的运动方向，所述自发光反射部件与所述自准直仪依次排列；
所述自发光反射部件包括镜面外壳以及设置于所述镜面外壳内的自发光子部，所述镜面外壳靠近所述自准直仪的一侧表面上对应所述自发光子部设置有出光孔，所述出光孔设置于所述镜面外壳靠近所述自准直仪一侧表面的中间位置处；
所述自准直仪包括探测部，所述探测部与所述自发光子部相互正对。
2.根据权利要求1所述的运动性能测试装置，其特征在于，所述自发光子部包括面光源、标记版以及正透镜；沿所述待测运动物体的运动方向，所述面光源、所述标记版以及所述正透镜依次排列，所述标记版位于所述正透镜的前焦面。
3.根据权利要求2所述的运动性能测试装置，其特征在于，所述标记版上的通孔形状为十字形、长条形或椭圆形。
4.根据权利要求2所述的运动性能测试装置，其特征在于，所述自准直仪包括分划板，所述分划板上的通孔形状与所述标记版上的通孔形状不同。
5.根据权利要求1所述的运动性能测试装置，其特征在于，所述自发光子部在所述探测部上形成远场角分布图像，所述远场角分布图像在至少一个方向上布满所述探测部。
6.根据权利要求5所述的运动性能测试装置，其特征在于，所述远场角分布图像与所述自准直仪的在所述探测部上形成的图像无交叠。
7.根据权利要求1所述的运动性能测试装置，其特征在于，所述镜面外壳的材料为光学玻璃。
8.根据权利要求1所述的运动性能测试装置，其特征在于，所述自准直仪发出光的光斑直径为25mm。
9.根据权利要求1所述的运动性能测试装置，其特征在于，所述自发光子部发出光的光斑直径为5mm。
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