專(zhuān)利名稱(chēng)：空間狀態(tài)、空間加速度測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空間狀態(tài)、空間加速度測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
目前對(duì)物體空間狀態(tài)(傾斜方向，傾斜角度，甚至翻轉(zhuǎn)狀態(tài)等)、 空間加速度測(cè)量往往比較復(fù)雜，沒(méi)有一種簡(jiǎn)便、易于攜帶安裝而且精 度較高的測(cè)量?jī)x器。機(jī)器人技術(shù)發(fā)展迅速，但當(dāng)前的機(jī)器人系統(tǒng)普遍 以復(fù)雜的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換定位，缺少機(jī)器人自我狀態(tài)感知的簡(jiǎn)便傳感器。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種空間狀態(tài)、空間加速度測(cè)量?jī)x，利 用地球重力加速度指向地心(垂直于水平面)的原理進(jìn)行空間狀態(tài)測(cè) 量，利用加速度力學(xué)特性進(jìn)行空間加速度測(cè)量。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是在底座上固定有 外殼，在外殼中設(shè)有一立方塊，在立方塊的六個(gè)面上分別設(shè)有與其相 接觸的六根觸桿，各觸桿通過(guò)設(shè)在外殼六個(gè)面上的滑動(dòng)孔固定，各觸 桿與立方塊接觸一端為半球形，各觸桿的半球形端與外殼的內(nèi)壁之間 設(shè)有套在觸桿上的彈簧，在各觸桿上均標(biāo)有刻度。
通過(guò)以上設(shè)置，測(cè)量時(shí)，測(cè)量?jī)x固定在被測(cè)物上或與被測(cè)物保持 平行且無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)測(cè)量?jī)x處于不同狀態(tài)時(shí)，因立方塊與6根觸桿 之間存在力的作用，立方塊產(chǎn)生位移，6根觸桿產(chǎn)生各自的單向滑動(dòng)，
分別讀取XYZ三個(gè)坐標(biāo)方向的刻度數(shù)值，即可計(jì)算出被測(cè)物空間狀態(tài)
3或被測(cè)物的加速度方向和大小。另外可以增加相應(yīng)電路，自動(dòng)進(jìn)行測(cè) 量計(jì)算，并將結(jié)果直接用LED或屏幕顯示，或?qū)y(cè)量信號(hào)采集后輸入 計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算顯示?？蓮V泛應(yīng)用于對(duì)普通物體、建筑物、大型設(shè)備
的空間狀態(tài)測(cè)量；也可以作為傳感器，安裝于設(shè)備儀器內(nèi)部，用于機(jī)
器人狀態(tài)自我感知和交互、各種設(shè)備空間狀態(tài)測(cè)量并自動(dòng)調(diào)整定位等。 另外也可以作為空間加速度測(cè)量?jī)x器，用于地面或太空失重條件下的
加速度測(cè)量。


現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明 圖1為本實(shí)用新型主剖視圖
圖2為本實(shí)用新型A-A剖視圖 圖3為B部分放大圖 圖4為本實(shí)用新型整體視圖 圖5為本實(shí)用新型計(jì)算示意圖
圖中1、立方塊2、外殼(3-1、 3-2、 3-3、 3-4、 3-5、 3-6)觸
桿4、彈簧5、底座
具體實(shí)施方式
如圖l-4所示，主要由底座5、外殼2、立方塊1組成，在底座5 上固定有外殼2，在外殼2中設(shè)有一立方塊1，在立方塊l的六個(gè)面上 分別設(shè)有與其相接觸的六根觸桿(3-1、 3-2、 3-3、 3-4、 3-5、 3-6)，各
觸桿通過(guò)設(shè)在外殼1六個(gè)面上的滑動(dòng)孔固定，各觸桿與立方塊1接觸 一端為半球形，各觸桿的半球形端與外殼2的內(nèi)壁之間設(shè)有套在觸桿 上的彈簧4，在各觸桿上均標(biāo)有刻度，對(duì)稱(chēng)位置的兩根觸桿刻度值標(biāo)定反向，使讀取值相同。測(cè)量時(shí)，測(cè)量?jī)x固定在被測(cè)物上或與被測(cè)物 保持平行且無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。空間狀態(tài)測(cè)量時(shí)，立方塊受重力，重力方向 指向地心、垂直于水平面，測(cè)量?jī)x隨被測(cè)物處于不同的空間狀態(tài)時(shí)， 立方塊對(duì)6個(gè)方向的觸桿和彈簧產(chǎn)生相應(yīng)的壓力或拉力，6根觸桿產(chǎn)
生滑動(dòng)，外露刻度發(fā)生變化(對(duì)稱(chēng)位置的兩個(gè)刻度值相同)，讀取XYZ
三個(gè)方向的刻度值，計(jì)算出被測(cè)物的空間狀態(tài)。加速度測(cè)量時(shí)，測(cè)量 儀的底座及外殼隨被測(cè)物受力產(chǎn)生加速度，外殼將力通過(guò)彈簧傳遞給
觸桿，6個(gè)方向的觸桿對(duì)立方塊產(chǎn)生相應(yīng)的壓力或拉力，同時(shí)觸桿產(chǎn) 生滑動(dòng)，讀取三個(gè)坐標(biāo)方向的刻度數(shù)值x、 y、 z ，即可計(jì)算出被測(cè)物 空間狀態(tài)被測(cè)物與水平面的傾斜角度為a二arctan^^ ;被測(cè)物
V "一
傾斜方向?yàn)榕cX軸角度0 二 arctan Z ，與Y軸角度Y = arctan丄。
x y 加速度測(cè)量加速度方向與"空間狀態(tài)測(cè)量"計(jì)算方法一致，測(cè)量的
角度ci、 p、 Y即為加速度的方向，其大小為a=+2+/+ 。可以增 加相應(yīng)電路，自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量計(jì)算，并將結(jié)果直接用LED或屏幕顯示， 或?qū)y(cè)量信號(hào)采集后輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算顯示。
權(quán)利要求1、空間狀態(tài)、空間加速度測(cè)量?jī)x，主要由底座、外殼、立方塊組成，其特征在于在底座上固定有外殼，在外殼中設(shè)有一立方塊，在立方塊的六個(gè)面上分別設(shè)有與其相接觸的六根觸桿，各觸桿通過(guò)設(shè)在外殼六個(gè)面上的滑動(dòng)孔固定，各觸桿與立方塊接觸一端為半球形，各觸桿的半球形端與外殼的內(nèi)壁之間設(shè)有套在觸桿上的彈簧，在各觸桿上均標(biāo)有刻度。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種空間狀態(tài)、空間加速度測(cè)量?jī)x，特征在于在底座上固定有外殼，在外殼中設(shè)有一立方塊，在立方塊的六個(gè)面上分別設(shè)有與其相接觸的六根觸桿，各觸桿通過(guò)設(shè)在外殼六個(gè)面上的滑動(dòng)孔固定，各觸桿與立方塊接觸一端為半球形，各觸桿的半球形端與外殼的內(nèi)壁之間設(shè)有套在觸桿上的彈簧，在各觸桿上均標(biāo)有刻度。通過(guò)以上設(shè)置，本實(shí)用新型可方便的測(cè)出被測(cè)物空間狀態(tài)或被測(cè)物的加速度方向和大小。
文檔編號(hào)G01P15/00GK201269884SQ20082017202
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者李合東 申請(qǐng)人:李合東