CN116358415B - 一种隔振器及空间多维信息测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种隔振器,包括:上夹板、下夹板、钢丝绳、壳体、固定板和矩阵传感器组,并基于该隔振器提供了一种空间位置多维信息测量方法。方法是通过对矩阵传感器组电流强度分析得到激光被气体介质吸收衰减后的激光强度,依据郎伯比尔定律比对已知气体介质对特定波长的激光吸收图谱得到光源距矩阵传感器之间的气体介质厚度,进而结合三个光源在空间中的位置参数计算出隔振器上下夹板在三轴向位移数据和三轴向转动角度数据。相比于现有技术,本发明可以精确的采集隔振器上下夹板的空间多维度的位置信息,从而满足多自由度运动系统的检测需求。
Description
技术领域
本发明涉及船舶设备减振抗冲技术领域,特别是涉及一种隔振器及空间多维信息测量方法。
背景技术
为了保证舰船安全和连续作战能力目前舰船用装备广泛应用钢丝绳隔振器。钢丝绳隔振器与设备组成的质量-弹簧系统能够隔离源自船体的振动激励。此外钢丝绳隔振器还能产生大变形储存能量用以吸收船体传递的瞬时动能。由于舰船空间限制安装了钢丝绳隔振器的设备往往安装在狭小的空间内不便于检查设备底部和背部钢丝绳隔振器的工作状态。
目前厂家提供的舰船设备使用的钢丝绳隔振器型谱表没有具有监测功能的钢丝绳隔振器,而对隔振器监测手段的研究中对垂直距离状态关注较多。现有技术中公开了一种可在线监测的隔振器,设置有用于感测隔振器工作状态的传感器组件,但是该隔振器内套筒的存在限制了其他方向的自由度。还公开了一种可以随时监控弹性支承构建高度变化的方法,该装置同样无法监控在水平方向上隔振器工作状态。
对于现有技术采用的监控方法的共性问题是所用的监控方法只能对一维运动的隔振器垂向距离状态进行监控,而无法适用于船用的质量-弹簧系统这种具有多自由度运动系统的钢丝绳隔振器。
因此,提供一种可以精确的采集隔振器上下夹板的空间多维度的位置信息,从而满足多自由度运动系统的检测需求的隔振器及空间多维信息测量方法是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隔振器及基于该隔振器所使用的空间多维信息测量,该装置结构简单,安全、有效、可靠且操作简便,该方法逻辑清晰,精确的采集隔振器上下夹板的空间多维度的位置信息,从而满足多自由度运动系统的检测需求。
基于以上目的,本发明提供的技术方案如下:
一种隔振器,包括:上夹板、下夹板、钢丝绳、壳体、固定板和矩阵传感器组;
所述上夹板与所述下夹板通过所述钢丝绳连接;
所述壳体顶部与所述上夹板连接;
所述壳体底部设有所述固定板;
所述固定板、所述壳体和所述上夹板形成密闭的容置空间;
所述矩阵传感器组设置在所述容置空间中,且位于所述固定板上;
以所述矩阵传感器组中心点为O点,建立OXYZ坐标系;
所述上夹板上设有基座;
所述基座内设有光源组,所述光源组包括第一光源、第二光源、第三光源,所述第一光源的轴沿Z轴方向设置,所述第二光源的轴与所述第一光源的轴在XZ平面内呈夹角设置,所述第三光源的轴与所述第一光源的轴在YZ平面内呈夹角设置;其中,所述第二光源的轴与所述第一光源的轴在XZ平面内的夹角和所述第三光源的轴与所述第一光源的轴在YZ平面内的夹角相等;
所述矩阵传感器组对应所述光源组设置,用于检测所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源发出的光。
一种空间多维信息测量方法,基于如上述所述的隔振器实现,包括如下步骤:
S1.向容置空间内注入预设气体介质,以使得固定板抵接下夹板;
S2.依次对第一光源、第二光源和第三光源通光,获取矩阵传感器组的电流值;
S3.根据所述矩阵传感器组的电流值和第一预设公式,获取经气体介质衰减后的出射光照强度;
S4.根据预设气体介质的浓度、所述经气体介质衰减后的出射光照强度和第二预设公式,获取吸光层厚度;
S5.根据所述吸光层厚度分别获取所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源的初始空间位置参数;
S6.水平调校隔振器的上夹板;
S7.根据所述初始空间位置参数与预设计算规则分别获取所述上夹板的转动角度和移动距离。
优选地,所述矩阵传感器组包括若干个光敏电阻;
所述第一预设公式具体为:
其中,I为矩阵传感器输出的电流信号,Ki为光敏电阻阻值系数,Фt为经气体介质衰减后出射光照强度。
优选地,在所述步骤S4之前,还包括如下步骤:
根据预设的入射光照强度和所述经气体介质衰减后出射光照强度,获取所述预设气体介质的吸光度A。
优选地,所述第二预设公式具体为:
其中,A为吸光度,b为吸收层厚度,c为气体介质的浓度,K为吸光系数;
所述步骤S4包括:获取所述预设气体介质对应的吸光系数;
根据所述预设气体介质的吸光度、所述吸光系数和所述气体介质的浓度获取所述吸光层厚度。
优选地,所述步骤S5,包括如下步骤:
定义所述第一光源与所述基座底面的交点为H,所述第二光源与所述基座底面的交点为I,所述第三光源与所述基座底面的交点为J;
定义所述第一光源照射在所述矩阵传感器组的点为A点,所述第二光源照射在所述矩阵传感器组的点为F’点,所述第三光源照射在所述矩阵传感器组的点为E点;
根据所述吸光层厚度分别获取AH、F’I和EJ的距离。
优选地,在所述根据所述吸光层厚度分别获取AH、F’I和EJ的距离之后,还包括如下步骤:
定义所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源在远离所述基座底面的方向的交点为G点;
预设面GHI垂直于面GHJ,且∠HGI=∠HGJ=θ,分别获取HG、IG和JG的预设距离;
定义H点垂直投射在所述下夹板的点为C点;
根据所述AH、F’I和EJ的距离、所述HG、IG和JG的预设距离和三角函数,分别获取∠GAE和∠GAF’。
优选地,所述步骤S6具体为:水平调校隔振器的上夹板,以使得点C与点O重合。
优选地,所述步骤S7包括如下步骤:
定义点B’为过H点与AF’延长线的垂足,点D为过H点与AE延长线的垂足;
根据∠GAE和∠GAF’和预设计算规则,获取C点相对于O点分别在XYZ轴三个方向的距离;
根据所述C点相对于O点分别在XYZ轴三个方向的距离,分别获取AH绕XYZ轴三个方向的旋转角度。
本发明公开了一种隔振器,设置有上夹板、下夹板、钢丝绳、壳体、固定板和矩阵传感器组;上夹板与下夹板通过钢丝绳连接,壳体顶部与上夹板连接,壳体的底部设置有固定板;固定板、壳体和上夹板形成密闭的容置空间;矩阵传感器组设置在固定板上,且位于容置空间内;以矩阵传感器组中心为O点,建立OXYZ在坐标系;在上夹板上还设置有基座,基座上设置有光源组,光源组包括有第一光源、第二光源、第三光源。其中第一光源的轴沿Z轴方向设置,第二光源的轴与第一光源的轴在XZ平面上呈夹角设置,第三光源的轴与第一光源的轴在YZ平面呈夹角设置,这两个夹角相等;矩阵传感器对应光源组设置,用于检测第一光源、第二光源和第三光源发出的光。
本发明还公开了一种空间多维信息测量方法,通过上述隔振器实;是通过向容置空间内注入预设气体介质,以使得固定板抵接下夹板;随后依次对第一光源、第二光源和第三光源通光,获取矩阵传感器组的电流值;根据矩阵传感器组所获取的电流值和第一预设公式,计算获取经气体介质衰减后的出射光照强度;通过衰减后的入射光照强度、预设气体介质的浓度和第二预设公式,获取吸光层厚度;通过吸光层厚度分别获取第一光源、第二光源和第三光源的初始空间位置参数;对隔振器的上夹板进行水平调校;根据初始空间位置参数和预设计算规则分别获取上夹板的转动角度和移动距离。
本发明通过将上下夹板通过钢丝绳连接;通过在壳体、壳体底部的固定板与上夹板形成的密闭的容置空间中设置矩阵传感器组;同时在上夹板设置基座,并在基座内设置多个光源,使得多个光源所照射的光军照射在矩阵传感器组上。基于该传感器的结构,本发明通过使得下夹板固定,上夹板可活动,利用上夹板底面中心的法向来标定上夹板的转动角度和移动距离。具体是通过向容置空间内注入预设气体介质,从而使得固定板抵接下夹板,即下夹板以及固定板均固定不动;通过对矩阵传感器组电流强度分析得到激光被气体介质吸收衰减后的激光强度,依据郎伯比尔定律比对已知气体介质对特定波长的激光吸收图谱得到光源距矩阵传感器之间的气体介质厚度,进而结合三个光源在空间中的空间位置参数计算出隔振器上下夹板在三轴向位移数据和三轴向转动角度数据。相比于现有技术,可以精确的采集隔振器上下夹板的空间多维度的位置信息,从而满足多自由度运动系统的检测需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种隔振器的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的固定板和矩阵传感器组的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的钢丝绳的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的壳体的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的一种空间多维信息测量方法的流程图;
图6和图7均为本发明实施例提供的上夹板的转动角度和移动距离的计算原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例采用递进的方式撰写。
本发明实施例提供了一种隔振器及空间多维信息测量方法。主要解决现有技术中,只能对一维运动的隔振器垂向距离状态进行监控,而无法适用于船用的质量-弹簧系统这种具有多自由度运动系统的钢丝绳隔振器的技术问题。
请参阅图1至图4,一种隔振器,包括:上夹板1、下夹板2、钢丝绳3、壳体4、固定板5和矩阵传感器组6;
上夹板1与下夹板2通过钢丝绳3连接;
壳体4顶部与上夹板1连接;
壳体4底部设有固定板5;
固定板5、壳体4和上夹板1形成密闭的容置空间;
矩阵传感器组6设置在容置空间中,且位于固定板5上;
以矩阵传感器组6中心点为O点,建立OXYZ坐标系;
上夹板1上设有基座;
基座内设有光源组,光源组包括第一光源11、第二光源12、第三光源13,第一光源11的轴沿Z轴方向设置,第二光源12的轴与第一光源11的轴在XZ平面内呈夹角设置,第三光源13的轴与第一光源11的轴在YZ平面内呈夹角设置;其中,第二光源12的轴与第一光源11的轴在XZ平面内的夹角和第三光源13的轴与第一光源11的轴在YZ平面内的夹角相等;
矩阵传感器组6对应光源组设置,用于检测第一光源11、第二光源12、第三光源13发出的光。
实际运用过程中,设置有上夹板、下夹板、钢丝绳、壳体、固定板和矩阵传感器组;上夹板与下夹板通过钢丝绳连接,壳体顶部与上夹板连接,壳体的底部设置有固定板;固定板、壳体和上夹板形成密闭的容置空间;矩阵传感器组设置在固定板上,且位于容置空间内;以矩阵传感器组中心为O点,建立OXYZ在坐标系;在上夹板上还设置有基座,基座上设置有光源组,光源组包括有第一光源、第二光源、第三光源。其中第一光源的轴沿Z轴方向设置,第二光源的轴与第一光源的轴在XZ平面上呈夹角设置,第三光源的轴与第一光源的轴在YZ平面呈夹角设置,这两个夹角相等;矩阵传感器对应光源组设置,用于检测第一光源、第二光源和第三光源发出的光。
在本实施例中,壳体需要具备折叠和延展的特性,所选用的壳体为橡胶遮光罩,橡胶遮光罩随着上夹板的相对位置变化而发生形变,使得三个光源始终处于密闭的容置空间中,排除对最终测量空间多维信息结果的其他光照影响。
请参阅图5,一种空间多维信息测量方法,基于如上述的隔振器实现,包括如下步骤:
S1.向容置空间内注入预设气体介质,以使得固定板抵接下夹板;
S2.依次对第一光源、第二光源和第三光源通光,获取矩阵传感器组的电流值;
S3.根据矩阵传感器组的电流值和第一预设公式,获取经气体介质衰减后的出射光照强度;
S4.根据预设气体介质的浓度、经气体介质衰减后的出射光照强度和第二预设公式,获取吸光层厚度;
S5.根据吸光层厚度分别获取第一光源、第二光源和第三光源的初始空间位置参数;
S6.水平调校隔振器的上夹板;
S7.根据初始空间位置参数与预设计算规则分别获取上夹板的转动角度和移动距离。
步骤S1中,通过向容置空间内注入预设气体介质,壳体随着气体的注入发生形变,使得设置在壳体底部的固定板抵接下夹板;在之后的调校、计算过程中,固定板与下夹板均固定不动;
步骤S2中,依次对第一光源、第二光源和第三光源通光,检测并获取矩阵传感器组的电流值、/>和/>;
在本实施例中,第一光源为主光源,第二光源和第三光源均为副光源;
步骤S3中,根据已获取的矩阵传感器组的电流值与第一预设公式,计算三个光源对应的经过该预设气体介质衰减后的出射光照强度;
步骤S4中,根据预设的气体介质的浓度、三个光源对应的经过该预设气体介质衰减后的出射光照强度和第二预设公式,计算获取三个光源对应的吸光层厚度;
步骤S5中,根据三个光源对应的吸光层厚度分别获取第一光源、第二光源、第三光源的初始空间位置参数;
步骤S6中,水平调校隔振器的上夹板;
步骤S7中,根据三个光源的初始空间位置参数与预设计算规则分别获取上夹板的转动角度和上夹板的移动距离。
优选地,矩阵传感器组包括若干个光敏电阻;
步骤S3中的第一预设公式具体为:
其中,I为矩阵传感器输出的电流信号,Ki为光敏电阻阻值系数,Фt为经气体介质衰减后出射光照强度。
实际运用过程中,不同型号的光敏电阻对应着不同的光照特性,Ki为已知的光敏电阻型号阻值系数,通过已获取的矩阵传感器组的电流值、/>和/>和上述公式以及已知的光敏电阻型号阻值系数,计算获取三个光源对应的经过该预设气体介质衰减后的出射光照强度/>、/>和/>。
根据预设的入射光照强度和经气体介质衰减后出射光照强度,获取预设气体介质的吸光度A。
实际运用过程中,在步骤S4之前,通过步骤S3获取三个光源对应的经过该预设气体介质衰减后的出射光照强度、/>和/>后结合预设的第一光源、第二光源和第三光源的入射光照强度,计算得到预设气体介质的吸光度A;
在本实施例中,计算吸光度A的公式为A=lgI0/I,其中,IO为预设的入射光照,I为经过该预设气体介质衰减后的出射光照强度。
优选地,第二预设公式具体为:
其中,A为吸光度,b为吸收层厚度,c为气体介质的浓度,K为吸光系数;
步骤S4包括:获取预设气体介质对应的吸光系数;
根据预设气体介质的吸光度、吸光系数和气体介质的浓度获取吸光层厚度。
实际运用过程中,步骤S4具体是获取预设气体介质对应的吸光系数K;根据已获取的预设气体介质的吸光度A、吸光系数K和气体介质的浓度c获取吸光层厚度b;
需要说明的是,影响吸光度的因数是b和c。K是与溶质有关的一个常量,根据已知预设气体介质即可获取对应的吸光系数K。
请参阅图6至图7,优选地,步骤S5,包括如下步骤:
定义第一光源与基座底面的交点为H,第二光源与基座底面的交点为I,第三光源与基座底面的交点为J;
定义第一光源照射在矩阵传感器组的点为A点,第二光源照射在矩阵传感器组的点为F’点,第三光源照射在矩阵传感器组的点为E点;
根据吸光层厚度分别获取AH、F’I和EJ的距离。
实际运用过程中,根据上述的朗伯比尔定律公式计算获取处第一光源、第二光源、第三光源的吸光层厚度;该吸光层厚度,也就是光源与矩阵传感器组之间沿光源轴向的长度,即第一光源对应的AH,第二光源对应的F’I和第三光源对应的EJ的长度。
请参阅图6至图7,优选地,在根据吸光层厚度分别获取AH、F’I和EJ的距离之后,还包括如下步骤:
定义第一光源、第二光源和第三光源在远离基座底面的方向的交点为G点;
预设面GHI垂直于面GHJ,且∠HGI=∠HGJ=θ,分别获取HG、IG和JG的预设距离;
定义H点垂直投射在下夹板的点为C点;
根据AH、F’I和EJ的距离、HG、IG和JG的预设距离和三角函数,分别获取∠GAE和∠GAF’。
实际运用过程中,定义三个光源远离基座底面方向的交底为G点,在上夹板中对光源设计成面GHI⊥面GHJ且∠HGI=∠HGJ=θ 也即∠AGE=∠AGF’=θ;根据结构空间分别获取HG、IG、JG三段距离为已知预设距离;定义C点为H点垂直投射在下夹板上的点,HC始终垂直矩阵传感器组;
取X、Y和Z上的单位向量分别为i、j和k。用单位向量表示点A、E、F’,如下式:
则:
通过余弦定理在中可得:
其中,,/>,∠GAE为α;
通过余弦定理在中可得:
其中,,/>,∠GAF’为β。
需要说明的是,由于已获取AH、F’I和EJ的距离,并已获取HG、IG和JG的预设距离,对应的获取GA、GF’的距离。
请参阅图6至图7,优选地,步骤S6具体为:水平调校隔振器的上夹板,以使得点C始终与点O重合。
实际运用过程中,进行水平调校后使得C点与O点重合,且F’点在OX轴上,E点在OY轴上,并保持OF’=OE。则C点在矩阵传感器组上的坐标值即为上夹板的水平位移变化,高度差即为垂向位移变化。
请参阅图6至图7,优选地,步骤S7包括如下步骤:
定义点B’为过H点与AF’延长线的垂足,点D为过H点与AE延长线的垂足;
根据∠GAE和∠GAF’和预设计算规则,获取C点相对于O点分别在XYZ轴三个方向的距离;
根据C点相对于O点分别在XYZ轴三个方向的距离,分别获取AH绕XYZ轴三个方向的旋转角度。
实际运用过程中,定义点B’为过H点与AF’延长线的垂足,点D为过H点与AE延长线的垂足;面HAD和面HDC垂直相交于线HD。因此代表基座法线的光路HA绕Y轴的旋转角度为∠DHC其值记为。过HC作与面HCD垂直的平面HCB,因HC始终垂直于传感器组平面所以CH/CD/CB在空间上两两垂直也可以理解为CBDH为随C点移动的直角坐标系。过HA作平面HAB垂直于平面HCB, B点为A点在平面HCB中的垂足,垂直面ABH与面/>不重合,由于设计时θ很小,可认为AB’与AB近似相等。同理绕X轴的旋转角度为∠BHC其值记为/>。绕Z轴的旋转角度用CD与X轴的夹角定义其值记为/>。
则根据∠GAE和∠GAF’和预设计算规则,获取C点相对于O点分别在XYZ轴三个方向的距离具体为:
在中:
在中:
由于∠AGE=∠AGF’=θ值较小所以可以认为:AF’=AF,AB’=AB;
进而(在/>中)
(在/>中)
在四边形ABCD中:
;
需要说明的是,上夹板在三个方向上的位移即C点相对于O点在X和Y向的距离,HC长度与初始距离差即在Z向的位移;
因此测量空间的上夹板的水平位移分别为:
X向位移为:
Y向位移为:
在中
Z向位移为:
则绕X轴转动角度为:
绕Y轴转动角度为:
由上述分析知绕Z轴转动角度可表示为与单位向量i之间的夹角。
绕Z轴转动角度为:
其中:
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的方法和装置,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,如:多个模块或组件可以结合,或可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口,设备或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性的、机械的或其它形式的。
另外,在本发明各实施例中的各功能模块可以全部集成在一个处理器中,也可以是各模块分别单独作为一个器件,也可以两个或两个以上模块集成在一个器件中;本发明各实施例中的各功能模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令及相关的硬件来完成,前述的程序指令可以存储于计算机可读取存储介质中,该程序指令在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory,ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
应当理解,本申请中如若使用了“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”,仅是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而,如果其他词语可实现相同的目的,则可通过其他表达来替换该词语。
如本申请和权利要求书中所示,除非上下文明确提示例外情形,“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数,也可包括复数。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
其中,在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B;本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,在本申请实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
以下,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请中如若使用了流程图,则该流程图是用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是,前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反,可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时,也可以将其他操作添加到这些过程中,或从这些过程移除某一步或数步操作。
以上对本发明所提供的一种隔振器及空间多维信息测量方法进行了详细介绍。对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种隔振器,其特征在于,包括:上夹板、下夹板、钢丝绳、壳体、固定板和矩阵传感器组;
所述上夹板与所述下夹板通过所述钢丝绳连接;
所述壳体顶部与所述上夹板连接;
所述壳体底部设有所述固定板;
所述固定板、所述壳体和所述上夹板形成密闭的容置空间;
所述矩阵传感器组设置在所述容置空间中,且位于所述固定板上;
以所述矩阵传感器组中心点为O点,建立OXYZ坐标系;
所述上夹板上设有基座;
所述基座内设有光源组,所述光源组包括第一光源、第二光源、第三光源,所述第一光源的轴沿Z轴方向设置,所述第二光源的轴与所述第一光源的轴在XZ平面内呈夹角设置,所述第三光源的轴与所述第一光源的轴在YZ平面内呈夹角设置;其中,所述第二光源的轴与所述第一光源的轴在XZ平面内的夹角和所述第三光源的轴与所述第一光源的轴在YZ平面内的夹角相等;
所述矩阵传感器组对应所述光源组设置,用于检测所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源发出的光;
通过向所述容置空间内注入预设气体介质,从而使得所述固定板抵接所述下夹板;
通过对所述矩阵传感器组的电流强度分析得到所述光源组发出的光被所述预设气体介质吸收衰减后的激光强度,依据郎伯比尔定律比对已知的所述预设气体介质对特定波长的激光吸收图谱得到所述光源组距所述矩阵传感器之间的气体介质厚度;
结合所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源在空间中的空间位置参数计算出所述上夹板在三轴向位移数据和三轴向转动角度数据。
2.一种空间多维信息测量方法,基于如权利要求1所述的隔振器实现,其特征在于,包括如下步骤:
S1.向容置空间内注入预设气体介质,以使得固定板抵接下夹板;
S2.依次对第一光源、第二光源和第三光源通光,获取矩阵传感器组的电流值,所述矩阵传感器组包括若干个光敏电阻;
S3.根据所述矩阵传感器组的电流值和第一预设公式,获取经气体介质衰减后的出射光照强度;
S4.根据预设气体介质的浓度、所述经气体介质衰减后的出射光照强度和第二预设公式,获取吸光层厚度;
S5.根据所述吸光层厚度分别获取所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源的初始空间位置参数;
S6.水平调校隔振器的上夹板;
S7.根据所述初始空间位置参数与预设计算规则分别获取所述上夹板的转动角度和移动距离。
3.如权利要求2所述的空间多维信息测量方法,其特征在于,
所述第一预设公式具体为:
;
其中,I为矩阵传感器输出的电流信号,Ki为光敏电阻阻值系数,Фt为经气体介质衰减后出射光照强度。
4.如权利要求3所述的空间多维信息测量方法,其特征在于,在所述步骤S4之前,还包括如下步骤:
根据预设的入射光照强度和所述经气体介质衰减后出射光照强度,获取所述预设气体介质的吸光度A。
5.如权利要求4所述的空间多维信息测量方法,其特征在于,所述第二预设公式具体为:
;
其中,A为吸光度,b为吸收层厚度,c为气体介质的浓度,K为吸光系数;
所述步骤S4包括:获取所述预设气体介质对应的吸光系数;
根据所述预设气体介质的吸光度、所述吸光系数和所述气体介质的浓度获取所述吸光层厚度。
6.如权利要求5所述的空间多维信息测量方法,其特征在于,所述步骤S5,包括如下步骤:
定义所述第一光源与所述基座底面的交点为H,所述第二光源与所述基座底面的交点为I,所述第三光源与所述基座底面的交点为J;
定义所述第一光源照射在所述矩阵传感器组的点为A点,所述第二光源照射在所述矩阵传感器组的点为F’点,所述第三光源照射在所述矩阵传感器组的点为E点;
根据所述吸光层厚度分别获取AH、F’I和EJ的距离。
7.如权利要求6所述的空间多维信息测量方法,其特征在于,在所述根据所述吸光层厚度分别获取AH、F’I和EJ的距离之后,还包括如下步骤:
定义所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源在远离所述基座底面的方向的交点为G点;
预设面GHI垂直于面GHJ,且∠HGI=∠HGJ=θ,分别获取HG、IG和JG的预设距离;
定义H点垂直投射在所述下夹板的点为C点;
根据所述AH、F’I和EJ的距离、所述HG、IG和JG的预设距离和三角函数,分别获取∠GAE和∠GAF’。
8.如权利要求7所述的空间多维信息测量方法,其特征在于,所述步骤S6具体为:水平调校隔振器的上夹板,以使得点C与点O重合。
9.如权利要求8所述的空间多维信息测量方法,其特征在于,所述步骤S7包括如下步骤:
定义点B’为过H点与AF’延长线的垂足,点D为过H点与AE延长线的垂足;
根据∠GAE和∠GAF’和预设计算规则,获取C点相对于O点分别在XYZ轴三个方向的距离;
根据所述C点相对于O点分别在XYZ轴三个方向的距离,分别获取AH绕XYZ轴三个方向的旋转角度。
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Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0599648A (ja) * | 1991-10-08 | 1993-04-23 | Ohbayashi Corp | 免震建物の維持管理における自動計測方法 |
CN101382417A (zh) * | 2008-10-08 | 2009-03-11 | 北京信息科技大学 | 非接触六自由度位移测量装置 |
CN105004271A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-10-28 | 广州市地平线岩土工程有限公司 | 一种利用互成角度光线进行位移监测的系统及方法 |
CN105136038A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-09 | 北方民族大学 | 一种直接入射式光臂放大型三维扫描测头 |
CN107264844A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-10-20 | 浙江大学 | 一种电磁定位隔振平台 |
KR102046508B1 (ko) * | 2019-03-12 | 2019-11-19 | 주식회사 엔타이어세이프시스템 | 면진장치 동적거동 기록시스템 |
CN111364623A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-03 | 陕西建工安装集团有限公司 | 一种建筑隔震支座监测装置及方法 |
CN113847872A (zh) * | 2020-06-28 | 2021-12-28 | 中铁上海工程局集团有限公司 | 一种基于激光测距的离散单点位移静态监测装置及方法 |
CN114384045A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-04-22 | 北京航空航天大学 | 一种痕量气体浓度和路径长度实时检测系统与方法 |
CN115327558A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-11-11 | 哈尔滨工业大学(鞍山)工业技术研究院 | 一种基于气体吸收谱线线型分析的测距装置及方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7804605B2 (en) * | 2008-03-06 | 2010-09-28 | Academia Sinica | Optical multi-axis linear displacement measurement system and a method thereof |
-
2023
- 2023-06-01 CN CN202310638916.9A patent/CN116358415B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0599648A (ja) * | 1991-10-08 | 1993-04-23 | Ohbayashi Corp | 免震建物の維持管理における自動計測方法 |
CN101382417A (zh) * | 2008-10-08 | 2009-03-11 | 北京信息科技大学 | 非接触六自由度位移测量装置 |
CN105004271A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-10-28 | 广州市地平线岩土工程有限公司 | 一种利用互成角度光线进行位移监测的系统及方法 |
CN105136038A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-09 | 北方民族大学 | 一种直接入射式光臂放大型三维扫描测头 |
CN107264844A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-10-20 | 浙江大学 | 一种电磁定位隔振平台 |
KR102046508B1 (ko) * | 2019-03-12 | 2019-11-19 | 주식회사 엔타이어세이프시스템 | 면진장치 동적거동 기록시스템 |
CN111364623A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-03 | 陕西建工安装集团有限公司 | 一种建筑隔震支座监测装置及方法 |
CN113847872A (zh) * | 2020-06-28 | 2021-12-28 | 中铁上海工程局集团有限公司 | 一种基于激光测距的离散单点位移静态监测装置及方法 |
CN114384045A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-04-22 | 北京航空航天大学 | 一种痕量气体浓度和路径长度实时检测系统与方法 |
CN115327558A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-11-11 | 哈尔滨工业大学(鞍山)工业技术研究院 | 一种基于气体吸收谱线线型分析的测距装置及方法 |
Non-Patent Citations (1)
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基于吸收光谱的光程长度测量方法研究;周鑫;金星;;光谱学与光谱分析(09);全文 * |
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