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車載姿態(tài)譜測量裝置的制作方法

文檔序號(hào):12842792閱讀:279來源:國知局

本實(shí)用新型涉及非道路移動(dòng)機(jī)械座椅測試領(lǐng)域,具體涉及一種車載姿態(tài)譜測量裝置。



背景技術(shù):

在非道路移動(dòng)機(jī)械作業(yè)和行駛過程中,由于路面不平、加減速操作、工作裝置動(dòng)作、傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)等原因使整機(jī)產(chǎn)生振動(dòng),不同頻率、不同幅度的振動(dòng)會(huì)通過座椅傳遞給駕駛員,直接影響駕駛員的舒適性,使其工作效率降低,長期處于這種振動(dòng)環(huán)境之中甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重疾病,損害駕駛員的健康,因此,對非道路移動(dòng)機(jī)械座椅的振動(dòng)舒適性及試驗(yàn)評價(jià)研究具有重要的意義。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本實(shí)用新型的主要目的在于針對上述問題,提供一種能夠有效采集各類車輛及工程機(jī)械在典型路面上運(yùn)動(dòng)時(shí)角運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的車載姿態(tài)譜測量裝置。

為解決上述問題,本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種車載姿態(tài)譜測量裝置,包括一安裝外殼和設(shè)置在安裝外殼中的三個(gè)感測裝置和一感測信號(hào)處理電路板,每個(gè)所述感測裝置通過一安裝支架固定在所述安裝外殼中,每個(gè)所述感測裝置包括相互電連接的一激光陀螺和激光陀螺外圍電路,三個(gè)所述激光陀螺呈X、Y、Z軸正交排布以用于記錄車輛運(yùn)動(dòng)過程中俯仰、偏航和橫滾三個(gè)姿態(tài)角的角度分量和角速度分量,所述感測信號(hào)處理電路板上設(shè)置有角姿態(tài)信號(hào)處理電路及信號(hào)輸出接口,三個(gè)所述感測裝置均與所述角姿態(tài)信號(hào)處理電路電連接,所述角姿態(tài)信號(hào)處理電路用于將三個(gè)所述激光陀螺感測到的三個(gè)角姿態(tài)變化量處理為與其成正比的數(shù)字信號(hào)并傳輸至所述信號(hào)輸出接口輸出。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中,所述信號(hào)輸出接口包括姿態(tài)數(shù)據(jù)輸出接口和姿態(tài)模擬量的模擬輸出接口以分別用于實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)姿態(tài)數(shù)據(jù)的輸出和角速度模擬數(shù)據(jù)的輸出,所述姿態(tài)數(shù)據(jù)輸出接口可通過數(shù)據(jù)線接至外部計(jì)算機(jī)。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中,所述角姿態(tài)信號(hào)處理電路包括激光陀螺輸出信號(hào)處理電路、計(jì)算機(jī)與系統(tǒng)控制電路和角姿態(tài)模擬信號(hào)輸出電路,所述計(jì)算機(jī)與系統(tǒng)控制電路的輸入和所述角姿態(tài)模擬信號(hào)輸出電路的輸入均與所述激光陀螺輸出信號(hào)處理電路的輸出電連接,所述計(jì)算機(jī)與系統(tǒng)控制電路和所述角姿態(tài)模擬信號(hào)輸出電路的輸出分別接至所述姿態(tài)數(shù)據(jù)輸出接口和姿態(tài)模擬量的模擬輸出接口。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中,每個(gè)所述激光陀螺外圍電路用于保障每個(gè)所述激光陀螺的正常工作及對所述激光陀螺輸出信號(hào)的檢測和放大,三個(gè)所述激光陀螺外圍電路的輸出均與所述激光陀螺輸出信號(hào)處理電路的輸入電連接。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中,還包括電源模塊,所述電源模塊與三個(gè)所述感測裝置和所述感測信號(hào)處理電路板電連接。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中,還包括兩個(gè)垂直安裝的傾角傳感器用于所述車載姿態(tài)譜測量裝置的初始校準(zhǔn),所述傾角傳感器與所述感測信號(hào)處理電路板的輸入電連接。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中,所述角姿態(tài)模擬信號(hào)輸出電路中設(shè)置有數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊。

本實(shí)用新型采取以上技術(shù)方案,具有以下優(yōu)點(diǎn):該車載姿態(tài)譜測量裝置通過在安裝外殼中設(shè)置三個(gè)感測裝置和一感測信號(hào)處理電路板,每個(gè)感測裝置包括三個(gè)呈X、Y、Z 軸正交排布的激光陀螺以用于記錄車輛運(yùn)動(dòng)過程中俯仰、偏航和橫滾三個(gè)姿態(tài)角的角度分量和角速度分量,三個(gè)激光陀螺感測到的三個(gè)角姿態(tài)變化量通過角姿態(tài)信號(hào)處理電路處理后由傳輸信號(hào)輸出接口輸出至外部計(jì)算機(jī)以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理、控制、姿態(tài)解算等功能,該車載姿態(tài)譜測量裝置能夠測量和錄取車輛行進(jìn)中俯仰、橫滾和偏航三個(gè)姿態(tài)角隨時(shí)間的變化曲線,并采集傾翻穩(wěn)定性及其他相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù),可實(shí)現(xiàn)三通道獨(dú)立采集姿態(tài)角數(shù)據(jù),并實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)數(shù)據(jù)同步儲(chǔ)存,并實(shí)現(xiàn)三個(gè)姿態(tài)角動(dòng)態(tài)測量精度<0.01°,三個(gè)姿態(tài)角測量范圍為±30°,角速度測量精度<0.01°/s(5ms采樣),角速度測量范圍:0.05° /s~200°/s。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中車載姿態(tài)譜測量裝置的透視圖。

具體實(shí)施方式

參照圖1,一種車載姿態(tài)譜測量裝置,包括一安裝外殼10和設(shè)置在安裝外殼10中的三個(gè)感測裝置21,22,23,和一感測信號(hào)處理電路板30,每個(gè)感測裝置21,22,23通過一安裝支架51,52,53固定在安裝外殼10中,還包括電源模塊60,電源模塊60與三個(gè)感測裝置21,22,23和感測信號(hào)處理電路板30電連接,還包括兩個(gè)垂直安裝的傾角傳感器 71,72,用于車載姿態(tài)譜測量裝置的初始校準(zhǔn),傾角傳感器71,72與感測信號(hào)處理電路板30的輸入電連接,每個(gè)感測裝置21,22,23包括相互電連接的一激光陀螺(圖未示) 和激光陀螺外圍電路(圖未示),三個(gè)激光陀螺呈X、Y、Z軸正交排布以用于記錄車輛運(yùn)動(dòng)過程中俯仰、偏航和橫滾三個(gè)姿態(tài)角的角度分量和角速度分量,感測信號(hào)處理電路板 30上設(shè)置有角姿態(tài)信號(hào)處理電路(圖未示)及信號(hào)輸出接口(圖未示),信號(hào)輸出接口包括姿態(tài)數(shù)據(jù)輸出接口和姿態(tài)模擬量的模擬輸出接口以分別用于實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)姿態(tài)數(shù)據(jù)的輸出和角速度模擬數(shù)據(jù)的輸出,姿態(tài)數(shù)據(jù)輸出接口可通過數(shù)據(jù)線接至外部計(jì)算機(jī)(圖未示),角姿態(tài)信號(hào)處理電路包括激光陀螺輸出信號(hào)處理電路、計(jì)算機(jī)與系統(tǒng)控制電路和角姿態(tài)模擬信號(hào)輸出電路,角姿態(tài)模擬信號(hào)輸出電路中設(shè)置有數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊,計(jì)算機(jī)與系統(tǒng)控制電路的輸入和角姿態(tài)模擬信號(hào)輸出電路的輸入均與激光陀螺輸出信號(hào)處理電路的輸出電連接,計(jì)算機(jī)與系統(tǒng)控制電路和角姿態(tài)模擬信號(hào)輸出電路的輸出分別接至姿態(tài)數(shù)據(jù)輸出接口和姿態(tài)模擬量的模擬輸出接口,激光陀螺外圍電路用于保障每個(gè)激光陀螺的正常工作及對激光陀螺輸出信號(hào)的檢測和放大,三個(gè)激光陀螺外圍電路的輸出均與激光陀螺輸出信號(hào)處理電路的輸入電連接,三個(gè)感測裝置21,22,23均與角姿態(tài)信號(hào)處理電路電連接,角姿態(tài)信號(hào)處理電路用于將三個(gè)激光陀螺感測到的三個(gè)角姿態(tài)變化量處理為與其成正比的數(shù)字信號(hào)并傳輸至信號(hào)輸出接口輸出。

關(guān)于激光陀螺儀,激光陀螺儀是一種光學(xué)陀螺儀,當(dāng)激光陀螺相對于慣性空間不動(dòng)時(shí),兩個(gè)方向的行波激光的光頻是相等的;當(dāng)激光陀螺相對于慣性空間轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),兩個(gè)方向的行波激光的光頻產(chǎn)生頻率差,且其頻率差于轉(zhuǎn)動(dòng)速率成正比,激光陀螺通過測量光頻差來達(dá)到測量角速度的目的,由于激光陀螺是一種純光學(xué)器件,排除了普通機(jī)電陀螺的許多誤差源,不受加速度因子和角速度因子的影響,其動(dòng)態(tài)精度與靜態(tài)精度完全一樣,比例因子線性度非常好,除此之外,與機(jī)電類陀螺相比,還有精度高、抗沖擊/振動(dòng)能力強(qiáng),動(dòng)態(tài)范圍大、瞬間啟動(dòng)等許多優(yōu)點(diǎn),可靠性非常好,且能直接數(shù)字輸出,與計(jì)算機(jī)等信息處理控制設(shè)備可形成有機(jī)的整體。

綜上,該車載姿態(tài)譜測量裝置通過在安裝外殼中設(shè)置三個(gè)感測裝置21,22,23和一感測信號(hào)處理電路板30,每個(gè)感測裝置包括三個(gè)呈X、Y、Z軸正交排布的激光陀螺以用于記錄車輛運(yùn)動(dòng)過程中俯仰、偏航和橫滾三個(gè)姿態(tài)角的角度分量和角速度分量,三個(gè)激光陀螺感測到的三個(gè)角姿態(tài)變化量通過角姿態(tài)信號(hào)處理電路處理后由傳輸信號(hào)輸出接口輸出至外部計(jì)算機(jī)以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理、控制、姿態(tài)解算等功能,該車載姿態(tài)譜測量裝置能夠測量和錄取車輛行進(jìn)中俯仰、橫滾和偏航三個(gè)姿態(tài)角隨時(shí)間的變化曲線,并采集傾翻穩(wěn)定性及其他相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù),可實(shí)現(xiàn)三通道獨(dú)立采集姿態(tài)角數(shù)據(jù),并實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)數(shù)據(jù)同步儲(chǔ)存,并實(shí)現(xiàn)三個(gè)姿態(tài)角動(dòng)態(tài)測量精度<0.01°,三個(gè)姿態(tài)角測量范圍為±30°,角速度測量精度<0.01°/s(5ms采樣),角速度測量范圍:0.05°/s~200°/s。

上述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式,但本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此,凡利用此構(gòu)思對本實(shí)用新型進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng),均應(yīng)屬于侵犯本實(shí)用新型保護(hù)范圍的行為。

在本實(shí)用新型的描述中,需要理解的是,術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。此外,術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)所述特征。在本實(shí)用新型的描述中,“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上,除非另有明確具體的限定。

在本實(shí)用新型的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接或可以相互通訊;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型中,除非另有明確的規(guī)定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸,也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。下文的公開提供了許多不同的實(shí)施方式或例子用來實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本實(shí)用新型的公開,下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然,它們僅僅為示例,并且目的不在于限制本實(shí)用新型。此外,本實(shí)用新型可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字

和/或參考字母,這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的,其本身不指示所討論各種實(shí)施方式和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外,本實(shí)用新型提供了的各種特定的工藝和材料的例子,但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到其他工藝的應(yīng)用和/或其他材料的使用。

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