[發(fā)明專利]雙脈沖矢量測(cè)速系統(tǒng)和矢量速度計(jì)算方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711278884.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN107765027A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白茹玉;白蟬恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 白茹玉;白蟬恒
• 主分類號(hào): G01P3/68
• 分類號(hào): G01P3/68;G01P3/66;G01P13/00;G01P15/093;G01P15/105;G09B23/08
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1.一種雙脈沖矢量測(cè)速系統(tǒng)和矢量速度計(jì)算方法，其特征在于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的矢量速度，計(jì)算并繪制矢量速度的測(cè)量圖形；所述雙脈沖矢量測(cè)速系統(tǒng)由光波發(fā)射裝置、雙脈沖檢測(cè)生成單元和微處理器構(gòu)成；所述雙脈沖檢測(cè)生成單元由雙脈沖信號(hào)檢測(cè)單元和電壓雙比較雙脈沖生成器組成；至少一個(gè)所述雙脈沖檢測(cè)生成單元放置于物體運(yùn)動(dòng)路徑上，所述雙路信號(hào)檢測(cè)的兩個(gè)輸出與所述電壓雙比較雙脈沖生成器兩個(gè)同相輸入端電連接，兩個(gè)電壓取樣輸出端與所述電壓雙比較雙脈沖生成器兩個(gè)反相輸入端電連接，所述電壓雙比較雙脈沖生成器的兩個(gè)輸出與所述微處理器的兩個(gè)外部中斷電連接；

所述雙路信號(hào)檢測(cè)單元是在運(yùn)動(dòng)軌道非重合位置上放置的兩個(gè)相同的光敏（或磁、熱、電容、電感等）檢測(cè)元件，通過對(duì)位置間距和光源（或遮擋物）大小的控制，使其能出現(xiàn)同時(shí)無光和同時(shí)有光的檢測(cè)狀態(tài)；所述電壓雙比較雙脈沖生成器由集成元件LM393和外圍元件構(gòu)成，是將所述雙路信號(hào)檢測(cè)單元的模擬檢測(cè)信號(hào)與取樣電壓相比較，輸出時(shí)序不同且擁有相同電平持續(xù)期特征屬性的雙脈沖數(shù)字信號(hào)；

所述微處理器是通過雙脈沖數(shù)字信號(hào)對(duì)外部中斷的觸發(fā)，實(shí)時(shí)記錄觸發(fā)時(shí)的定時(shí)值，并通過雙脈沖觸發(fā)的先后順序?qū)\(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行賦值，通過兩個(gè)定時(shí)值的時(shí)間差、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)值和所述雙路信號(hào)檢測(cè)單元的檢測(cè)元件之間距離，計(jì)算矢量速度；

進(jìn)一步，通過多個(gè)已計(jì)算好的矢量速度值和測(cè)量時(shí)間值，計(jì)算矢量加速度；結(jié)合運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量屬性計(jì)算合外力；通過助力裝置改變物體運(yùn)動(dòng)的測(cè)量速度，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)矢量測(cè)速。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙脈沖矢量測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)所述雙路信號(hào)檢測(cè)單元、所述電壓雙比較雙脈沖生成器沿物體運(yùn)動(dòng)軌道依次放置，通過單向控制產(chǎn)生連續(xù)的雙脈沖檢測(cè)信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一所述雙脈沖矢量測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，所述雙路信號(hào)檢測(cè)元件可以使用具有其它屬性(如磁、熱、電容、電感、超生波等)的元件為檢測(cè)元件，產(chǎn)生時(shí)序不同且擁有相同電平持續(xù)期特征屬性的雙脈沖數(shù)字信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述雙脈沖矢量測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，在所述雙路信號(hào)檢測(cè)單元的物體運(yùn)動(dòng)軌道上放置角度傳感模塊，所述角度傳感模塊用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)軌道的傾斜角度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述雙脈沖矢量測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，微處理連接兩個(gè)相互垂直的電子測(cè)力計(jì)并將其放置于運(yùn)動(dòng)軌道上，所述兩個(gè)相互垂直的電子測(cè)力計(jì)用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體在運(yùn)動(dòng)方向的趨動(dòng)力和垂直于接觸面的正壓力。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述雙脈沖矢量測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，加裝有助力裝置，用于改變運(yùn)動(dòng)物體的測(cè)量速度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述矢量速度計(jì)算方法，其特征在于，利用時(shí)序不同且擁有相同電平持續(xù)期特征屬性的雙脈沖數(shù)字信號(hào)，在雙高電平持續(xù)期間先到的下降沿記錄定時(shí)值和判斷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)值，在后到的下降沿記錄定時(shí)值、計(jì)算矢量速度，復(fù)位運(yùn)動(dòng)狀態(tài)值。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述矢量速度計(jì)算方法，其特征在于，利用時(shí)序不同且擁有相同電平持續(xù)期特征屬性的雙脈沖數(shù)字信號(hào)，在雙低電平持續(xù)期間先到的上升沿記錄定時(shí)值和判斷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)值，在后到的上升沿記錄定時(shí)值、計(jì)算矢量速度，復(fù)位運(yùn)動(dòng)狀態(tài)值。

9.根據(jù)權(quán)利要求7-8所述矢量速度計(jì)算方法，其特征在于，同時(shí)采用兩個(gè)下降沿和兩個(gè)上升沿實(shí)現(xiàn)四個(gè)中斷觸發(fā)法，在一個(gè)雙脈沖運(yùn)行周期完成兩個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)矢量速度測(cè)量和計(jì)算，通過矢量速度差和測(cè)量時(shí)間差，進(jìn)行物體運(yùn)動(dòng)加速度的矢量計(jì)算。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9所述雙脈沖矢量測(cè)速系統(tǒng)和所述矢量速度計(jì)算方法，其特征在于，利用所述雙脈沖矢量測(cè)速系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)，利用所述矢量速度計(jì)算方法計(jì)算的數(shù)據(jù)，在上位機(jī)程序中繪制t-v、t-a的測(cè)量圖形。