[發明專利]一種橡膠膨脹節空間姿態檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202011348011.0
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112254645A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 黃禮缸;浦傳勇
• 申請（專利權）人: 江蘇國和智能科技有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B21/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 應孔月

1.一種橡膠膨脹節空間姿態檢測裝置，其特征在于，包括：

拉線式傳感器模塊，所述拉線式傳感器模塊包括第一拉線式傳感器、第二拉線式傳感器和第三拉線式傳感器，第一、第二、第三拉線式傳感器的安裝塊端固定于橡膠膨脹節另一側的第一法蘭盤上，三個安裝塊呈三角形分布，第一、第二、第三拉線式傳感器的線端固定于橡膠膨脹節一側的第二法蘭盤同一固定點；

PSD光電位置傳感器模塊，所述PSD光電位置傳感器模塊包括第一PSD光電位置傳感器、第二PSD光電位置傳感器、第一固體激光器和第二固體激光器，所述第一、第二PSD光電位置傳感器固定于橡膠膨脹節一側的第一法蘭盤，所述第一、第二固體激光器固定于橡膠膨脹節另一側的第二法蘭盤，所述第一、第二固體激光器射出激光分別打在第一、第二PSD光電位置傳感器四象限上；

信號接收及處理模塊，用于接收三個拉線式傳感器產生的電壓信號和所述兩個PSD光電傳感器產生的電壓信號，并將電壓信號轉換成數字信號，再計算確定空間位置變換后的坐標位置，從而獲得橡膠膨脹節空間姿態。

2.根據權利要求1所述的一種橡膠膨脹節空間姿態檢測裝置，其特征在于，還包括上位機，所述信號接收及處理模塊與上位機相連。

3.根據權利要求1所述的一種橡膠膨脹節空間姿態檢測裝置，其特征在于，所述信號接收及處理模塊包括單片機、多級放大電路和AD數模轉化模塊，所述單片機控制多級放大電路和AD數模轉換模塊，所述多級放大電路對電壓信號進行放大去噪后，經過所述AD數模轉化模塊將模擬信號轉換成數字信號。

4.根據權利要求1所述的一種橡膠膨脹節空間姿態檢測裝置，其特征在于，所述信號接收及處理模塊上還連接有通信模塊，通過數字信號所述通信模塊傳輸至上位機。

5.一種橡膠膨脹節空間姿態檢測方法，其特征在于，該方法在權利要求1的所述的一種橡膠膨脹節空間姿態檢測裝置中實現，該方法包括：

步驟(1)，以第一法蘭盤中心軸線與三個拉線式傳感器安裝塊端確立的平面的交點為原點，中心軸線指向第二法蘭盤的方向為z軸正方向，中心軸軸線指向第一PSD光電位置傳感器的方向為x軸正方向，中心軸軸線指向第二PSD光電位置傳感器的方向為y軸正方向，從而建立坐標系；

步驟(2)，通過第一法蘭盤面上三拉線式傳感器固定端坐標及線長確定線端坐標，從而確定第二法蘭盤面，信號接收及處理模塊接收拉線式傳感器傳輸的電信號并將電信號轉換成數字信號，對數字信號進行計算確定空間位置變換后的坐標位置，從而獲得法蘭盤軸向壓縮、拉伸、角向位移、軸向扭轉的空間姿態；

步驟(3)，通過第一、第二PSD光電位置傳感器電壓數據確定第一法蘭盤的兩個方向上的位移，信號接收及處理模塊接收PSD光電傳感器傳輸的電信號并將信號轉換成數字信號，再計算確定空間位置變換后的坐標位置，從而獲得法蘭盤徑向、橫向位移的空間姿態。

6.根據權利要求5所述的一種橡膠膨脹節空間姿態檢測方法，其特征在于，還包括：

將所述坐標位置值與預先設置的閾值進行對比，當該坐標位置值超過閾值時警報響起，未超過閾值時，警報不響。

7.根據權利要求5所述的一種橡膠膨脹節空間姿態檢測方法，其特征在于，還包括：

利用通信端口和上位機，對空間姿態進行實時監測與可視化，在相對運動超過安全閾值時報警。