CN115451953A - 惯性测量系统、减震器系统以及减震器 - Google Patents

惯性测量系统、减震器系统以及减震器 Download PDF

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CN115451953A CN202211039225.9A CN202211039225A CN115451953A CN 115451953 A CN115451953 A CN 115451953A CN 202211039225 A CN202211039225 A CN 202211039225A CN 115451953 A CN115451953 A CN 115451953A
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Abstract

本申请公开了一种惯性测量系统、减震器系统以及减震器。其中，惯性测量系统包括：惯性测量设备、减震器、气压调节机构、处理器以及振动传感器，其中处理器分别与振动传感器和气压调节机构通信连接，减震器与气压调节机构连接，并且惯性测量设备与减震器连接。其中，减震器包括：基座、多个第一弹性部件、安装座以及预紧力调节机构，其中安装座与惯性测量设备连接；第一弹性部件设置于基座上，并向上支撑安装座；以及预紧力调节机构与气压调节机构连接，在气压调节机构的驱动下，调节向下施加于第一弹性部件的预紧力。

Description

惯性测量系统、减震器系统以及减震器
技术领域
本申请涉及惯性测量以及惯性导航技术领域，特别是涉及一种惯性测量系统、减震器系统以及减震器。
背景技术
惯性测量单元(IMU)安装于车辆、无人机以及潜航器等载具，用于实时测量载具的姿态以及加速度，从而进一步实现对载具的惯性导航。
对于有驱动马达的，尤其携带减速装置的载具，其自身的振动会对IMU产生相当大的冗余数据，这些数据影响着IMU的解算速度和精度。传统的减震装置是固定弹性的，只能过滤固定频率振幅范围的振动，而实际载具的振动会随着驱动转速或环境(如风向风阻以及流向水阻等变化)而变化。因此传统的减震装置无法有效地消除载具的振动对IMU的影响。
针对现有技术中存在的减震装置只能过滤固定频率振幅范围的振动，从而无法有效消除载具振动对惯性测量设备的影响的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本公开提供了一种惯性测量系统、减震器系统以及减震器，以至少解决现有技术中存在的现有的减震装置只能过滤固定频率振幅范围的振动，从而无法有效消除载具振动对惯性测量设备的影响的技术问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种惯性测量系统，包括：惯性测量设备、减震器、气压调节机构、处理器以及振动传感器，其中处理器分别与振动传感器和气压调节机构通信连接，减震器与气压调节机构连接，并且惯性测量设备与减震器连接。其中，减震器包括：基座、多个第一弹性部件、安装座以及预紧力调节机构，其中安装座与惯性测量设备连接；第一弹性部件设置于基座上，并向上支撑安装座；以及预紧力调节机构与气压调节机构连接，在气压调节机构的驱动下，调节向下施加于第一弹性部件的预紧力。
根据本申请的第二个方面，提供了一种减震器系统，包括：减震器、气压调节机构、处理器以及振动传感器，其中处理器分别与振动传感器和气压调节机构通信连接，减震器与气压调节机构连接。其中，减震器包括：基座、第一弹性部件、安装座以及预紧力调节机构。其中，安装座与减震对象连接；第一弹性部件设置于基座上，并向上支撑安装座；以及预紧力调节机构与气压调节机构连接，在气压调节机构的驱动下，调节向下施加于第一弹性部件的预紧力。
根据本申请的第三个方面，提供了一种减震器，包括：基座、第一弹性部件、安装座以及预紧力调节机构。其中，安装座与减震对象连接；第一弹性部件设置于基座上，并向上支撑安装座；以及预紧力调节机构用于与气压调节机构连接，并在气压调节机构的驱动下，调节向下施加于第一弹性部件的预紧力。
从而，本公开的惯性测量系统不仅在与惯性测量设备连接的减震器设置有用于减缓振动的第一弹性部件，以便减缓载具振动对惯性测量设备的影响，并且还在减震器中设置有与气压调节机构连接的预紧力调节机构，以便在气压调节机构的气压的驱动下调节向第一弹性部件施加的预紧力，从而调节第一弹性部件的弹性。并且，本公开还设置振动传感器和处理器，从而处理器根据振动传感器的测量信号，调节气压调节机构向预紧力调节机构输出的气压。从而可以实现根据载具的振动调节向预紧力调节机构输出的气压，进而调节第一弹性部件的弹性。从而，即便是在载具的振动不断发生变化的情况下，减震器也能有效地减缓载具的振动对惯性测量设备的影响。从而解决了现有的减震装置只能过滤固定频率振幅范围的振动，从而无法有效消除载具振动对惯性测量设备的影响的技术问题。
根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本申请一个实施例的惯性测量系统的示意图；
图2A是图1所示惯性测量系统的减震器的示意图；
图2B是图2A所示的减震器的剖视图；
图3是图1所示的惯性测量系统的气压调节机构；以及
图4是基于本申请的惯性测量系统的自适应减震方法的流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
为了使本技术领域的人员更好地理解本公开方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。
需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
图1是根据本申请一个实施例的惯性测量系统的示意图。参考图1所示，惯性测量系统包括：惯性测量设备100、减震器200、气压调节机构300、处理器400以及振动传感器500。其中处理器400分别与振动传感器500和气压调节机构300连接，减震器200与气压调节机构300连接，并且惯性测量设备100与减震器200连接。此外，图2A示出了减震器200的示意图，图2B进一步示出了减震器200的剖视图。参考图2A和图2B所示，减震器200包括：基座210、第一弹性部件220、安装座230以及预紧力调节机构240。安装座230与惯性测量设备100连接；其中，第一弹性部件220设置于基座210上，并向上支撑安装座230。预紧力调节机构240与气压调节机构300连接，在气压调节机构300的驱动下，通过安装座230调节向下施加于第一弹性部件220的预紧力。
具体地，在使用过程中，首先将惯性测量设备100(例如可以是设置有陀螺仪和加速度计的IMU)与减震器200的安装座230连接固定。然后将减震器200的基座210与载具连接，从而通过惯性测量设备100对载具进行测量。由于安装座230通过第一弹性部件220支承，因此可以减缓载具振动对惯性测量设备100的影响。
此外，参考图2B所示，减震器200设置有与气压调节机构300连接的预紧力调节机构240。并且该预紧力调节机构240在气压调节机构300施加的气压的驱动下调节第一弹性部件220的预紧力，从而可以调节第一弹性部件220的弹性。
并且，在使用过程中，将振动传感器500与载具连接，从而实时测量载具的振动。振动传感器500所产生的测量信号传输至处理器400，从而处理器400根据接收的测量信号，调节气压调节机构300输出的气压。
正如背景技术中所述的，对于有驱动马达的，尤其携带减速装置的载具，其自身的振动会对IMU产生相当大的冗余数据，这些数据影响着IMU的解算速度和精度。传统的减震装置是固定弹性的，只能过滤固定频率振幅范围的振动，而实际载具的振动会随着驱动转速或环境(如风向风阻以及流向水阻等变化)而变化。因此传统的减震装置无法有效地消除载具的振动对IMU的影响。
有鉴于此，本公开的惯性测量系统不仅在与惯性测量设备100连接的减震器200设置有用于减缓振动的第一弹性部件220，以便减缓载具振动对惯性测量设备100的影响，并且还在减震器200中设置有与气压调节机构300连接的预紧力调节机构240，以便在气压调节机构300的气压的驱动下调节向第一弹性部件220施加的预紧力，从而调节第一弹性部件220的弹性。并且，本公开还设置振动传感器500和处理器400，从而处理器400根据振动传感器500的测量信号，调节气压调节机构300向预紧力调节机构240输出的气压。从而可以实现根据载具的振动调节向预紧力调节机构240输出的气压，进而调节第一弹性部件220的弹性。从而，即便是在载具的振动不断发生变化的情况下，减震器200也能有效地减缓载具的振动对惯性测量设备100的影响。从而解决了现有的减震装置只能过滤固定频率振幅范围的振动，从而无法有效消除载具振动对惯性测量设备的影响的技术问题。并且，适用于宽范围振动频率环境，可按设定值过滤不同频段振动。
此外，例如第一弹性部件220按软硬程度设为0-100％，其中100％表示第一弹性部件220的硬度最大，此时近似于刚性无减震连接。
可选地，参考图2A～图2B所示，第一弹性部件220为波纹橡胶柱。具体地，本公开采用波纹橡胶柱220作为缓解载具振动的弹性部件。由于波纹橡胶柱的内外呈波纹状，因此可提供轴向形变，产生不同刚度特性。此外波纹橡胶柱有及时回稳扶正的功能，可在严酷的振动和骤变的振动情况表现出快速回稳的特性。因此本公开能够更好地减缓载具振动对惯性测量设备100的影响。此外，参考图2A所示，本公开技术方案优选地设置了多个(例如6个)沿基座210上表面周缘均匀分布的波纹橡胶柱作为第一弹性部件220。从而能够更加快速地回稳。
可选地，参考图2A和图2B，基座210包括向上开口的基座壳体212以及封盖基座壳体212的基座盖板211，其中多个第一弹性部件220与基座盖板211固连。并且，预紧力调节机构240包括：设置于基座壳体212内，并且沿基座壳体212的上下方向移动的第一活塞241；以及将第一活塞241与安装座230连接的拉绳242。从而，本公开的技术方案将基座210设置为能够驱动第一活塞241的气缸，借助于气压调节机构300输出的气压，驱动第一活塞241向上移动或向下移动，从而调节通过拉绳242施加至安装座230的拉力，进而通过安装座230调节施加于第一弹性部件220的预紧力。
具体地，第一活塞241通过拉绳242拉动安装座230，使得安装座230在拉绳242的拉力以及波纹橡胶柱220的弹性力的共同作用下上下移动，使得波纹橡胶柱220高度变化，高度变大则刚性减弱，高度变小则刚性变强。当有较大振动时，第一活塞241在气压调节机构300的调节下向上移动，从而安装座230放松波纹橡胶柱230使其变长，进而增加波纹橡胶柱230的弹性。当遇到较小振动时，第一活塞241在气压调节机构300的调节下向下移动，从而安装座230压迫波纹橡胶柱230使其变短，进而增加波纹橡胶柱230的刚性。其中，第一活塞241在移动过程中受到来自气压调节机构300的气压和拉绳242的拉力的作用，直到拉绳242的拉力与气压调节机构300对第一活塞241施加的压力平衡为止，这样可削弱安装座230的晃动幅度，减小受迫运动，缩短稳定周期
可选地，参考图2B所示，基座壳体212设置有第一气孔213A和第二气孔213B。其中，第一气孔213A设置于第一活塞241上方，并与气压调节机构300连通，并且第二气孔213B设置于第一活塞241下方，并与外界连通。从而，气压调节机构300可以通过第一气孔213A向第一活塞241施加气压或减少气压，从而调节第一活塞241的移动。
可选地，参考图3所示，气压调节机构300包括：线性位移机构310、气缸320以及第二活塞301。其中，线性位移机构310与处理器400通信连接，并且与第二活塞301连接；第二活塞301设置于气缸320内，并且能够在线性位移机构310的驱动下在气缸320内做线性往复运动；气缸320设置有位于第二活塞301的一侧的第三气孔321A以及位于第二活塞301的另一侧的第四气孔321B，其中第三气孔321A与第一气孔213A连通，第四气孔321B与外界连通。从而气压调节机构300能够根据处理器400的指令调节线性位移机构310的位移，并将该位移转换为第二活塞301在气缸320内的位移。并且通过基座壳体212的第一气孔213A以及气缸320的第三气孔321A，第二活塞301在移动过程中将气缸320内的惰性气体压迫至第一活塞241的上方，或者将第一活塞241上方的惰性气体释放至气缸320内，从而调节第一活塞241上方的惰性气体的压力。进而，将线性位移机构310的位移进一步转换为施加至第一活塞241的压力的大小。从而通过这种方式，可以灵活地调节施加至第一活塞241的压力，从而方便对第一弹性部件220的弹性进行调节，并准确地衰减载具振动对惯性测量设备100的影响。
可选地，线性位移机构310包括电机311、联轴器312、丝杠313、推板314以及导轨315。其中，电机311与处理器400通信连接，并且通过联轴器312与丝杠313连接；导轨315平行于丝杠313设置；以及推板314设置于导轨315上，并且与丝杠313耦接，并且其中，第二活塞301与推板314连接。从而本公开通过电机311可以准确调节第二活塞301的位移，从而能够准确地对第一弹性部件220的弹性进行调节，并准确地衰减载具振动对惯性测量设备100的影响。优选地，电机311例如是伺服电机或步进电机，从而可以精确控制推板314在导轨315上的位移。
具体地，参考图3所示本公开所述的线性位移机构310的位移例如可以是推板314与丝杠313的起始位置之间的位移量s。
此外，可选地，处理器400配置用于：从振动传感器500接收振动测量信号；确定与振动测量信号对应的振动特征信息；以及根据振动特征信息调节线性位移机构310的位移量s。
具体地，本公开还提供了一种基于上述惯性测量系统的自适应减震方法。
其中图4示出了该方法的流程图，参考图4所示，该方法包括：
S402：在不同的工况下运行载具，并采集载具在不同工况下的测试振动数据。
具体地，首先在载具上安装振动传感器。然后在不同工况下运行载具进行测试，该不同工况包括：不同的转速，模拟不同风向风阻和/或不同流向水阻等工况。从而，通过收集振动传感器的测试振动数据，可以得到与不同工况对应的测试振动数据。
S404：针对不同工况下的测试振动数据进行解析，提取与测试振动数据对应的参考频率特征。
具体地，首先针对各个工况的测试振动数据，通过滤波滤除测试振动数据中的低频信号。该低频信号通常是载具由于行驶过程中的姿态变换以及加速度变换(而不是由于振动原因)产生的信号，可以通过将载具在不启动发动机的情况下模拟行驶过程中的姿态变换以及加速度变换而测量得到。并且这些信号是应当避免被减震器200衰减的，否则减震器200会对惯性测量设备100的测量构成干扰，使得惯性测量设备100不能灵敏地测量载具的姿态数据。因此，可以根据测量得到的低频信号进行统计确定载具行驶过程中的姿态变换和加速度变换产生的低频信号的频率范围，进而设计相应的滤波器，以便从各个工况的测试振动数据中滤除该低频信号。
然后针对滤波后的与各个工况对应的测试振动数据，分别进行频域分析(例如通过傅里叶变换)确定该测试振动数据的不同频率的分量，并且根据各个分量的振幅大小，将振幅最大的预定数量(例如m个)的分量的频率作为与该测试振动数据对应的参考频率特征。从而通过这种方式，得到与各个工况的振动所对应的参考频率特征。参考下面表1所述：
表1
工况 参考频率特征
工况1 Rf<sub>1</sub>＝(Rf<sub>1,1</sub>,Rf<sub>1,2</sub>,......,Rf<sub>1,m</sub>)<sup>T</sup>
工况2 Rf<sub>2</sub>＝(Rf<sub>2,1</sub>,Rf<sub>2,2</sub>,......,Rf<sub>2,m</sub>)<sup>T</sup>
...... ......
工况n Rf<sub>n</sub>＝(Rf<sub>n,1</sub>,Rf<sub>n,2</sub>,......,Rf<sub>n,m</sub>)<sup>T</sup>
其中表1中，Rf1～Rfn表示分别与不同的工况对应的参考频率特征向量。Rfi,k(1≤i≤n，1≤k≤m)表示第i个参考频率特征向量中第k个分量的频率。
S406：基于参考频率特征，构建与参考频率特征对应的参考振幅特征。
具体地，可以基于S404中确定的各个工况参考频率特征，以单位增量调节各个分量的振幅，从而构建参考振幅特征。
例如针对工况1的参考频率特征Rf1，调整各个频率分量Rf1,1～Rf1,m的振幅，从而得到相应的参考振幅特征，如下面表2A所示：
表2A
Figure BDA0003819459100000081
以及，针对工况2的参考频率特征Rf2，调整各个频率分量Rf2,1～Rf2,m的振幅，从而得到相应的参考振幅特征，如下面表2B所示：
表2B
Figure BDA0003819459100000082
以此类推，针对工况n的参考频率特征Rfn，调整各个频率分量Rfn,1～Rfn,m的振幅，从而得到相应的参考振幅特征，如下面表2C所示：
表2C
Figure BDA0003819459100000083
其中RAi,j表示与参考频率Rfi对应的第j个参考振幅特征向量。RAi,j,k表示与参考频率特征向量Rfi对应的第j个参考振幅特征向量中第k个分量的振幅(即与参考频率特征向量Rfi的第k个频率分量对应的振幅)。
S408：确定气压调节机构的线性位移机构与各个参考振幅特征对应的参考位移量。
具体地，将连接有减震器200的惯性测量设备100通过减震器200固定在振动测试台上。其中，振动测试台包括测试台以及设置于测试台上的振动机构。其中测试台能够以预设的加速度运行，从而可以根据安装于测试台上的惯性测量设备的输出结果，对惯性测量设备的加速度测量精度进行测试。振动机构固定于测试台上，并且待测试的惯性测量设备100通过减震器200固定于振动机构上。从而，在测试台的运行过程中，振动机构可以根据接收的指令向惯性测量设备100施加指定频率和振幅的振动。
然后，先将振动测试台以预设的加速度运行，通过安装在振动测试台上的惯性测量设备100测量振动测试台未加载振动时的测量信息AT0＝(ax0,ay0,az0)。其中，ax0表示振动测试台在未加载振动的状态下沿振动测试台坐标系x轴方向的加速度、ay0表示振动测试台在未加载振动的状态下沿振动测试台坐标系y轴方向的加速度以及az0表示振动测试台在未加载振动的状态下沿振动测试台坐标系z轴方向的加速度。
然后，驱动振动测试台的振动机构以参考振幅特征RA1,1的特征方式进行振动，即分别施加频率为Rf1,1～Rf1,m的振动分量，其中振动频率为Rf1,1的振动分量的振幅为RA1,1,1，振动频率为Rf1,2的振动分量的振幅为RA1,1,2，......，振动频率为Rf1,m的振动分量的振幅为RA1,1,m。
然后，一边以单位增量调节线性位移机构310的位移量s，一边实时接收惯性测量设备100实时测量的测量信息AT(t):
AT(t)＝(ax(t),ay(t),az(t))，
其中ax(t),ay(t),az(t)分别为在时刻t惯性测量设备100所测量的振动测试台的沿振动测试台坐标系x轴方向的加速度、沿振动测试台坐标系y轴方向的加速度以及沿振动测试台坐标系z轴方向的加速度。
其中，例如通过控制线性位移机构310的电机311调节推板314在丝杠313上的位移量s。
然后，针对实时接收的测量信息AT(t)，计算该测量信息与振动测试台未加载振动时的测量信息AT0之间的距离dAT(t)：
Figure BDA0003819459100000091
并且将气压调节机构300的线性位移机构310在距离值dAT(t)最小的时间点的位移量，作为与参考振幅特征RA1,1的对应的参考位移量Rs1,1。
然后针对各个不同的其他参考振幅特征，重复上述的操作，从而得到分别与不同的参考振幅特征RAi,j的对应的参考位移量Rsi,j。从而，通过这种方式，可以预先构建参考振幅特征与参考位移量之间的对应关系以便后续应用。
尽管惯性测量设备100的输出值还包括姿态测量信息，但是考虑到载具振动对加速度测量的干扰远远大于对姿态测量的干扰，因此在本实施例中主要通过加速度的测量值来确定与不同的参考振幅特征RAi,j的对应的参考位移量Rsi,j。但是对于本领域技术人员来说，也可以综合考虑振动对姿态测量信息和加速度测量信息的影响，来确定与不同的参考振幅特征RAi,j的对应的参考位移量Rsi,j。
S410：将惯性测量系统安装于载具。
具体地，在应用时，将上文所述的惯性测量系统安装于载具上。将惯性测量设备100通过减震器200与载具连接，并且将振动传感器500安装于载具以测量载具的振动。此外例如可以将步骤S304～S308中所确定的参考频率特征、参考振幅特征以及相应的参考位移量存储至能够由处理器400访问的存储器中，或者写入处理器400内设的存储模块中。
S412：载具真实运行过程中，处理器接收振动传感器实时采集的真实振动数据，并根据所采集的真实振动数据提取相应的真实频率特征。
具体地，在载具开始真实运行的过程中，振动传感器500实时采集载具的真实振动数据，并将实时采集的真实振动数据发送至处理器400。
处理器400在接收真实振动数据后对真实振动数据进行实时分析，从而确定真实振动数据的真实频率特征以及真实振幅特征，其具体过程参考S304中提取参考频率特征的操作，包括滤除真实振动数据中的低频信号，并确定真实振动数据的真实频率特征和真实振幅特征：
f＝(f1,f2,.....,fm)以及A＝(A1,A2,.....,Am)
其中，f为处理器400对真实振动数据进行频率分析提取的真实频率特征向量，f1～fm是振幅最大的m个分量的频率；A为处理器400对真实振动数据进行频率分析提取的真实振幅特征向量，并且A1～Am是分别与频率为f1～fm的分量对应的振幅。
S414：处理器确定与真实频率特征匹配的参考频率特征。
具体地，处理器400根据以下公式确定真实频率特征向量f与各个参考频率特征向量Rf1～Rfn之间的距离：
Figure BDA0003819459100000101
其中，dfi(1≤i≤n)表示真实频率特征向量f与第i个参考频率特征向量Rfi之间的距离。假设dfz(1≤z≤n)为df1～dfn中的最小值，则与dfz对应的参考频率特征向量Rfz为与真实频率特征向量匹配的参考频率特征向量。
S416：处理器确定与真实振幅特征匹配的参考振幅特征。
具体地，在确定与真实频率特征匹配的参考频率特征向量Rfz之后，处理器400从与参考频率特征向量Rfz对应的参考振幅特征向量RAz,1～RAz,p(p为与第z个参考频率特征对应的参考振幅特征的数量)中，确定与真实振幅特征向量A匹配的参考振幅特征向量。
具体地，处理器400根据以下公式计算真实振幅特征向量A与参考振幅特征RAz,1～RAz,p之间的距离。
Figure BDA0003819459100000111
其中dAj表示真实振幅特征向量A与参考振幅特征向量RAz,1～RAz,p中第j个参考振幅特征向量之间的距离，其中1≤j≤p。
假设dAw(1≤w≤p)是dA1～dAp中的最小值，则参考振幅特征向量RAz,w是与实时振幅特征向量匹配的参考振幅特征向量。
S418：处理器将与所匹配的参考振幅特征所对应的参考位移量作为气压调节机构的线性位移机构与真实振动数据对应的位移量。
具体地，处理器400将与参考振幅特征向量RAz,w所对应的参考位移量Rsz,w确定为气压调节机构300的线性位移机构310与真实振动数据对应的位移量。从而处理器400控制气压调节机构300的线性位移机构310的电机311，将推板314移动到与该位移量对应的位置处，从而调节第一弹性部件220的弹性。
然后，处理器400重复S312～S318的操作，从而实时调节第一弹性部件220的弹性。
进而通过以上操作，可以根据振动传感器500实时测量的真实振动数据所包含的各个频率的分量，精确地调节第一弹性部件220的弹性，从而能够有效地减少载具的振动对惯性测量设备的干扰和影响。
此外，参考图1以及图2A～图2B所示，根据本实施例的第二个方面，提供了一种减震器系统，包括：减震器200、气压调节机构300、处理器400以及振动传感器500。其中处理器400分别与振动传感器500和气压调节机构300通信连接，减震器200与气压调节机构300电连接。其中，减震器200包括：基座210、第一弹性部件220、安装座230以及预紧力调节机构240。其中，安装座230与减震对象连接；第一弹性部件220设置于基座210上，并向上支撑安装座230；以及预紧力调节机构240与气压调节机构300连接，在气压调节机构300的驱动下，调节向下施加于第一弹性部件220的预紧力。
此外，关于减震器系统的进一步的细节，参考本实施例第一个方面中的内容。
此外，参考图1以及图2A～图2B所示，根据本实施例的第三个方面，提供了一种减震器200，包括：基座210、第一弹性部件220、安装座230以及预紧力调节机构240。其中，安装座230与减震对象连接；第一弹性部件220设置于基座210上，并向上支撑安装座230；以及预紧力调节机构240与气压调节机构300连接，在气压调节机构300的驱动下，调节向下施加于第一弹性部件220的预紧力。
此外，关于减震器200的进一步的细节，参考本实施例第一个方面中的内容。
从而，本公开的惯性测量系统不仅在与惯性测量设备连接的减震器设置有用于减缓振动的第一弹性部件，以便减缓载具振动对惯性测量设备的影响，并且还在减震器中设置有与气压调节机构连接的预紧力调节机构，以便在气压调节机构的气压的驱动下调节向第一弹性部件施加的预紧力，从而调节第一弹性部件的弹性。并且，本公开还设置振动传感器和处理器，从而处理器根据振动传感器的测量信号，调节气压调节机构向预紧力调节机构输出的气压。从而可以实现根据载具的振动调节向预紧力调节机构输出的气压，进而调节第一弹性部件的弹性。从而，即便是在载具的振动不断发生变化的情况下，减震器也能有效地减缓载具的振动对惯性测量设备的影响。从而解决了现有的减震装置只能过滤固定频率振幅范围的振动，从而无法有效消除载具振动对惯性测量设备的影响的技术问题。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种惯性测量系统，其特征在于，包括：惯性测量设备(100)、减震器(200)、气压调节机构(300)、处理器(400)以及振动传感器(500)，其中所述处理器(400)分别与所述振动传感器(500)和所述气压调节机构(300)通信连接，所述减震器(200)与所述气压调节机构(300)连接，并且所述惯性测量设备(100)与所述减震器(200)连接，其中
所述减震器(200)包括：基座(210)、多个第一弹性部件(220)、安装座(230)以及预紧力调节机构(240)，其中
所述安装座(230)与所述惯性测量设备(100)连接；
所述第一弹性部件(220)设置于所述基座(210)上，并向上支撑所述安装座(230)；以及
所述预紧力调节机构(240)与所述气压调节机构(300)连接，在所述气压调节机构(300)的驱动下，调节向下施加于所述第一弹性部件(220)的预紧力。
2.根据权利要求1所述的惯性测量系统，其特征在于，所述第一弹性部件(220)为波纹橡胶柱。
3.根据权利要求1所述的惯性测量系统，其特征在于，所述基座(210)包括向上开口的基座壳体(212)以及封盖所述基座壳体(212)的基座盖板(211)，其中所述多个第一弹性部件(220)与所述基座盖板(211)固连，并且
所述预紧力调节机构(240)包括：
设置于所述基座壳体(212)内，并且沿所述基座壳体(212)的上下方向移动的第一活塞(241)；以及
将所述第一活塞(241)与所述安装座(230)连接的拉绳(242)。
4.根据权利要求3所述的惯性测量系统，其特征在于，所述基座壳体(212)设置有第一气孔(213A)和第二气孔(213B)，其中
所述第一气孔(213A)设置于所述第一活塞(241)上方，并与所述气压调节机构(300)连通，并且所述第二气孔(213B)设置于所述第一活塞(241)下方，并与外界连通。
5.根据权利要求4所述的惯性测量系统，其特征在于，所述气压调节机构(300)包括：线性位移机构(310)、气缸(320)以及第二活塞(301)，其中
所述线性位移机构(310)与所述处理器(400)通信连接，并且与所述第二活塞(301)连接；
所述第二活塞(301)设置于所述气缸(320)内，并且能够在所述线性位移机构(310)的驱动下在所述气缸(320)内做线性往复运动；以及
所述气缸(320)设置有位于所述第二活塞(301)的一侧的第三气孔(321A)以及位于所述第二活塞(301)的另一侧的第四气孔(321B)，其中所述第三气孔(321A)与所述第一气孔(213A)连通，所述第四气孔(321B)与外界连通。
6.根据权利要求5所述的惯性测量系统，其特征在于，所述线性位移机构(310)包括电机(311)、联轴器(312)、丝杠(313)、推板(314)以及导轨(315)，其中
所述电机(311)与所述处理器(400)通信连接，并且通过所述联轴器(312)与所述丝杠(313)连接；
所述导轨(315)平行于所述丝杠(313)设置；以及
所述推板(314)设置于所述导轨(315)上，并且与所述丝杠(313)耦接，并且其中，所述第二活塞(301)与所述推板(314)连接。
7.根据权利要求6所述的惯性测量系统，其特征在于，所述处理器(400)配置用于：
从所述振动传感器(500)接收振动测量信号；
确定与所述振动测量信号对应的振动特征信息；以及
根据所述振动特征信息调节所述线性位移机构(310)的位移。
8.一种减震器系统，包括：减震器(200)、气压调节机构(300)、处理器(400)以及振动传感器(500)，其中所述处理器(400)分别与所述振动传感器(500)和所述气压调节机构(300)通信连接，所述减震器(200)与所述气压调节机构(300)连接，其中
所述减震器(200)包括：基座(210)、第一弹性部件(220)、安装座(230)以及预紧力调节机构(240)，其中
所述安装座(230)与减震对象连接；
所述第一弹性部件(220)设置于所述基座(210)上，并向上支撑所述安装座(230)；以及
所述预紧力调节机构(240)与所述气压调节机构(300)连接，在所述气压调节机构(300)的驱动下，调节向下施加于所述第一弹性部件(220)的预紧力。
9.一种减震器(200)，其特征在于，包括：基座(210)、第一弹性部件(220)、安装座(230)以及预紧力调节机构(240)，其中
所述安装座(230)与减震对象连接；
所述第一弹性部件(220)设置于所述基座(210)上，并向上支撑所述安装座(230)；以及
所述预紧力调节机构(240)用于与气压调节机构(300)连接，并在所述气压调节机构(300)的驱动下，调节向下施加于所述第一弹性部件(220)的预紧力。
10.根据权利要求9所述的减震器(200)，其特征在于，所述第一弹性部件(220)为波纹橡胶柱。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116296013A (zh) * 2023-05-16 2023-06-23 合肥中隐新材料有限公司 陀螺力矩检测装置、检测系统、检测方法

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