CN204594408U - 拉绳三维空间定位设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种拉绳三维空间定位设备，包括第一拉绳传感器、第二拉绳传感器、第三拉绳传感器、模数转换器、单片机、蓝牙发射器、蓝牙接收器、数据处理电脑及三根拉绳；三根拉绳的一端分别通过连接组件与第一拉绳传感器、第二拉绳传感器及第三拉绳传感器的一端连接，连接组件包括连接轴及卷簧，第一拉绳传感器、第二拉绳传感器及第三拉绳传感器的另一端分别与模数转换器的输入端连接；第三拉绳传感器的另一端与模数转换器的输入端连接，模数转换器通过单片机与蓝牙发射器连接；蓝牙发射器通过蓝牙接收器与数据处理电脑连接。本实用新型能测量空间中某一点的位置及其移动轨迹，精确三维坐标，有利于后续研究的顺利进展。

Description

拉绳三维空间定位设备

技术领域

本实用新型涉及一种空间定位装置，尤其涉及一种拉绳三维空间定位设备。

背景技术

空间中某一点的坐标的测量和定位对空间定位系统的研究具有一定的参考意义，空间是一个三维系统，没有绝对的位置，测量较困难，很难达到精准的要求，对于某一点的移动轨迹就更难测量了。

实用新型内容

本实用新型的目的：提供一种拉绳三维空间定位设备，能通过拉绳的距离和拉绳传感器的坐标快速计算出目标位置的坐标，定位精准。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种拉绳三维空间定位设备，包括第一拉绳传感器、第二拉绳传感器、第三拉绳传感器、模数转换器、单片机、蓝牙发射器、蓝牙接收器、数据处理电脑及三根拉绳；所述的三根拉绳的一端分别通过连接组件与所述的第一拉绳传感器、第二拉绳传感器及第三拉绳传感器的一端连接，所述的连接组件包括连接轴及卷簧，所述的卷簧同轴套置在所述的连接轴上，所述的连接轴通过所述的卷簧设置在所述的第一拉绳传感器、第二拉绳传感器及第三拉绳传感器上，所述的拉绳的一端绕置在所述的连接轴上；所述的第一拉绳传感器、第二拉绳传感器及第三拉绳传感器的另一端分别与所述的模数转换器的输入端连接；所述的三根拉绳的另一端分别连接在被测物体上，所述的第一拉绳传感器、第二拉绳传感器及第三拉绳传感器分布在所述的被测物体周围；所述的第三拉绳传感器的另一端与所述的模数转换器的输入端连接，所述的模数转换器的输出端与所述的单片机的输入端连接，所述的单片机的输出端与所述的蓝牙发射器的一端连接；所述的蓝牙发射器的输出端通过无线网络与所述的蓝牙接收器的输入端无线连接，所述的蓝牙接收器的输出端与所述的数据处理电脑连接。

上述的拉绳三维空间定位设备，其中，所述的第一拉绳传感器、第二拉绳传感器及第三拉绳传感器位于同一平面内。

上述的拉绳三维空间定位设备，其中，所述的连接轴上设有计数器，所述的计数器与所述的连接轴同步转动。

上述的拉绳三维空间定位设备，其中，所述的三根拉绳的另一端连接套环，所述的套环套置在所述的被测物体上。

本实用新型能测量空间中某一点的位置及其移动轨迹，精确三维坐标，有利于后续研究的顺利进展。

附图说明

图1是本实用新型拉绳三维空间定位设备的连接框图。

图2是本实用新型拉绳三维空间定位设备的连接组件的主视图。

图3是本实用新型拉绳三维空间定位设备的安装图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。

请参见附图1及附图2所示，一种拉绳三维空间定位设备，包括第一拉绳传感器1、第二拉绳传感器2、第三拉绳传感器3、模数转换器4、单片机5、蓝牙发射器6、蓝牙接收器7、数据处理电脑8及三根拉绳9；所述的三根拉绳9的一端分别通过连接组件与所述的第一拉绳传感器1、第二拉绳传感器2及第三拉绳传感器3的一端连接，所述的连接组件包括连接轴10及卷簧11，所述的卷簧11同轴套置在所述的连接轴10上，所述的连接轴10通过所述的卷簧11设置在所述的第一拉绳传感器1、第二拉绳传感器2及第三拉绳传感器3上，所述的拉绳9的一端绕置在所述的连接轴10上；所述的第一拉绳传感器1、第二拉绳传感器2及第三拉绳传感器3的另一端分别与所述的模数转换器4的输入端连接；所述的三根拉绳9的另一端分别连接在被测物体上，所述的第一拉绳传感器1、第二拉绳传感器2及第三拉绳传感器3分布在所述的被测物体周围；所述的第三拉绳传感器3的另一端与所述的模数转换器4的输入端连接，所述的模数转换器4的输出端与所述的单片机5的输入端连接，所述的单片机5的输出端与所述的蓝牙发射器6的一端连接；所述的蓝牙发射器6的输出端通过无线网络与所述的蓝牙接收器7的输入端无线连接，所述的蓝牙接收器7的输出端与所述的数据处理电脑8连接。

所述的第一拉绳传感器1、第二拉绳传感器2及第三拉绳传感器3位于同一平面内。

所述的连接轴10上设有计数器12，所述的计数器12与所述的连接轴10同步转动，可用于测量连接轴10的转动圈数，从而计算得出连接绳9的伸长长度，即第一拉绳传感器1、第二拉绳传感器2、第三拉绳传感器3与被测物体之间的距离。

请参见附图3所示，所述的三根拉绳9的另一端连接套环13，所述的套环13套置在所述的被测物体上，可通过连接套环13的位置移动带动三根拉绳9的伸长和缩短。

设第一拉绳传感器1为D₁、第二拉绳传感器2为D₂、第三拉绳传感器3为D₃，其坐标分别是(x₁，y₁，z₁)、(x₂，y₂，z₂)、(x₃，y₃，z₃)；第一拉绳传感器1 D₁、第二拉绳传感器2 D₂、第三拉绳传感器3 D₃到被测物体的距离分别是r₁、r₂、r₃；被测物体的坐标(x，y，z)，通过三元二次方程组(1)可解算出被测物体的坐标(x，y，z)。

$\left\{\begin{array}{c}{(x_1-x)}^2+{(y_1-y)}^2+{(z_1-z)}^2={r_1}^2\\ {(x_2-x)}^2+{(y_2-y)}^2+{(z_2-z)}^2={r_2}^2\\ {(x_3-x)}^2+{(y_3-y)}^2+{(z_3-z)}^2={r_3}^2\end{array}\right.---\left(1\right)$

第一拉绳传感器1、第二拉绳传感器2、第三拉绳传感器3采用米朗MPS-S-1000mm-V型号拉绳位移传感器，测量行程长1000mm，最大往复速度1000mm/s，精度0.25-0.1％FS。拉绳传感器可以输出一个与拉绳9移动距离成比例的电信号，该电信号经过模数转换器4将模拟信号转换成数字信号导入型号为STM32F103的单片机5，模数转换器4采用德州仪器公司生产的高精度24位模数转换器ADS1234芯片，采集频率80Hz。由于需要进行大量数值计算，所用的单片机5采用具有ARM Cortex-M3处理器的32位单片机STM32F103来完成控制、数据采集与处理、数据通讯等功能。最后将参数处理成所需的数据格式。为数据添加数据头和校验位，以减少蓝牙无线传输时可能出现的误读操作。蓝牙采用CSR BC417蓝牙收发一体芯片，通过蓝牙发射器6发射，无线传输给连接在数据处理电脑8上的蓝牙接收器7，数据进入运行于数据处理电脑8上的软件。

本申请的创新点在于该产品各个部分硬件的组合，每个硬件实现自身功能所需要的软件属于现有技术。

综上所述，本实用新型能测量空间中某一点的位置及其移动轨迹，精确三维坐标，有利于后续研究的顺利进展。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种拉绳三维空间定位设备，其特征在于：包括第一拉绳传感器、第二拉绳传感器、第三拉绳传感器、模数转换器、单片机、蓝牙发射器、蓝牙接收器、数据处理电脑及三根拉绳；所述的三根拉绳的一端分别通过连接组件与所述的第一拉绳传感器、第二拉绳传感器及第三拉绳传感器的一端连接，所述的连接组件包括连接轴及卷簧，所述的卷簧同轴套置在所述的连接轴上，所述的连接轴通过所述的卷簧设置在所述的第一拉绳传感器、第二拉绳传感器及第三拉绳传感器上，所述的拉绳的一端绕置在所述的连接轴上；所述的第一拉绳传感器、第二拉绳传感器及第三拉绳传感器的另一端分别与所述的模数转换器的输入端连接；所述的三根拉绳的另一端分别连接在被测物体上，所述的第一拉绳传感器、第二拉绳传感器及第三拉绳传感器分布在所述的被测物体周围；所述的第三拉绳传感器的另一端与所述的模数转换器的输入端连接，所述的模数转换器的输出端与所述的单片机的输入端连接，所述的单片机的输出端与所述的蓝牙发射器的一端连接；所述的蓝牙发射器的输出端通过无线网络与所述的蓝牙接收器的输入端无线连接，所述的蓝牙接收器的输出端与所述的数据处理电脑连接。

2.根据权利要求1所述的拉绳三维空间定位设备，其特征在于：所述的第一拉绳传感器、第二拉绳传感器及第三拉绳传感器位于同一平面内。

3.根据权利要求1所述的拉绳三维空间定位设备，其特征在于：所述的连接轴上设有计数器，所述的计数器与所述的连接轴同步转动。

4.根据权利要求1所述的拉绳三维空间定位设备，其特征在于：所述的三根拉绳的另一端连接套环，所述的套环套置在所述的被测物体上。