[實用新型]物體動態傾角的測量裝置

無效

• 申請號: 200720072708.3
• 申請日: 2007-07-20
• 公開（公告）號: CN201062949Y
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發明（設計）人: 孫玉國
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00;G01P15/18;G08C17/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本實用新型涉及測量技術，特別是涉及一種物體動態傾角的測量裝置的技術。

背景技術

在許多工程領域需要對物體的傾斜角度進行監測，如海浪作用下船載設備的搖擺，風載作用下高層建筑的擺動，機械手擺動，環境振動下精密機械運動臺的傾斜等。目前，物體動態傾角測量多采用慣性陀螺儀或基于多普勒效應的光學系統。但是陀螺儀的價格較貴，光學系統所需輔助設備較多、測試成本較高。此外，在人員不宜長期滯留以及現場布線困難的場合，將測量數據以無線通信的方式傳輸到筆記本電腦亦非常必要。

實用新型內容

針對上述現有技術中存在的缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能利用對加速度的測量就能解決物體動態傾角的測量問題的，能對現場物體動態傾角進行實時無線遙測的物體動態傾角的測量裝置。

為了解決上述技術問題，本實用新型所提供的一種物體動態傾角的測量裝置，包括：

一加速度測量部分，為用于測量加速度分量a_X、a_Y的加速度計；

一數據無線傳輸部分，包括射頻發射模塊和射頻接收模塊，射頻發射模塊輸入端連接加速度計的輸出端；所述射頻發射模塊內設有能實現PWM的脈寬計數的單片機的計數器T0，所述射頻發射模塊內設還有能完成數據的無線發射的發射單元；射頻接收模塊的接收端與RS232接口連接，用于實現與PC機的通信和數據處理；

一動態傾角計算部分，用于實現與無線接收端的串口通信、加速度到角度的計算與曲線繪圖二個功能，包括電腦和連接無線接收模塊與電腦的RS232接口；電腦設有物體動態傾角的計算程序，能利用接收到的加速度分量a_X、a_Y，根據物體繞X軸動態傾角為：θ_x＝5.8480a_y-0.4006r，物體繞Y軸動態傾角為：θ_y＝5.8480a_x-0.4006r的公式實時計算出物體的傾角，并繪制對應的曲線。

進一步的，所述電腦設有的物體動態傾角的計算程序采用VC++的MFC(微軟基礎類庫)編程的軟件實現。

進一步的，所述射頻發射模塊內采用SOC無線單片機。

進一步的，所述電腦為便攜式筆記本電腦，所述筆記本電腦采用一USB-232轉接線實現與無線接收模塊的數據通信。

進一步的，所述數據無線傳輸部分采用免申請的2.4GHz?ISM頻段進行無線傳輸。

利用本實用新型提供的物體動態傾角的測量裝置，由于采用合理的只需測量加速度就能計算得到物體動態傾角的測量技術，使本實用新型只需通過價格低廉的MEMS加速度計對加速度的測量就能解決物體動態傾角的測量問題，并可同時測量低速搖擺物體繞X軸與Y軸的傾斜角度，方便地與筆記本電腦進行無線通信；由于采用無線傳輸的數據傳輸方式，所以能對現場物體的動態傾角進行實時(無線)遙測；由于采用SOC無線單片機實現無線通信，所以降低開發成本；由于采用全球免申請的2.4GHz的ISM頻段，而且空間無障礙傳輸距離約為30米，所以與籃牙技術相比，傳輸距離長，即實時無線遙測的距離長。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例物體動態傾角測量裝置的加速度測量部分的外圍電路圖；

圖2是本實用新型實施例物體動態傾角測量裝置的射頻發射模塊的電路圖；

圖3是本實用新型實施例物體搖擺傾角測試曲線示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖說明對本實用新型的實施例作進一步詳細描述，但本實施例并不用于限制本實用新型，凡是采用本實用新型的相似結構及其相似變化，均應列入本實用新型的保護范圍。

本實用新型實施例所依據的一種物體動態傾角測量方法，通過價格低廉的MEMS(微機電系統)加速度計ADXL202E感知X，Y軸上的加速度分量。通過一定的算法求出傾斜角度的變化。具體算方法如下：當物體搖擺時，傾斜軸上存在動態加速度和靜態加速度(重力加速度的分量)。以物體繞X軸以15°/s的角速度搖擺為例，沿Y軸(垂直于X軸)產生的動態加速度為：