[实用新型]物体动态倾角的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及测量技术，特别是涉及一种物体动态倾角的测量装置的技术。

背景技术

在许多工程领域需要对物体的倾斜角度进行监测，如海浪作用下船载设备的摇摆，风载作用下高层建筑的摆动，机械手摆动，环境振动下精密机械运动台的倾斜等。目前，物体动态倾角测量多采用惯性陀螺仪或基于多普勒效应的光学系统。但是陀螺仪的价格较贵，光学系统所需辅助设备较多、测试成本较高。此外，在人员不宜长期滞留以及现场布线困难的场合，将测量数据以无线通信的方式传输到笔记本电脑亦非常必要。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能利用对加速度的测量就能解决物体动态倾角的测量问题的，能对现场物体动态倾角进行实时无线遥测的物体动态倾角的测量装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种物体动态倾角的测量装置，包括：

一加速度测量部分，为用于测量加速度分量a_X、a_Y的加速度计；

一数据无线传输部分，包括射频发射模块和射频接收模块，射频发射模块输入端连接加速度计的输出端；所述射频发射模块内设有能实现PWM的脉宽计数的单片机的计数器T0，所述射频发射模块内设还有能完成数据的无线发射的发射单元；射频接收模块的接收端与RS232接口连接，用于实现与PC机的通信和数据处理；

一动态倾角计算部分，用于实现与无线接收端的串口通信、加速度到角度的计算与曲线绘图二个功能，包括电脑和连接无线接收模块与电脑的RS232接口；电脑设有物体动态倾角的计算程序，能利用接收到的加速度分量a_X、a_Y，根据物体绕X轴动态倾角为：θ_x＝5.8480a_y-0.4006r，物体绕Y轴动态倾角为：θ_y＝5.8480a_x-0.4006r的公式实时计算出物体的倾角，并绘制对应的曲线。

进一步的，所述电脑设有的物体动态倾角的计算程序采用VC++的MFC(微软基础类库)编程的软件实现。

进一步的，所述射频发射模块内采用SOC无线单片机。

进一步的，所述电脑为便携式笔记本电脑，所述笔记本电脑采用一USB-232转接线实现与无线接收模块的数据通信。

进一步的，所述数据无线传输部分采用免申请的2.4GHz ISM频段进行无线传输。

利用本实用新型提供的物体动态倾角的测量装置，由于采用合理的只需测量加速度就能计算得到物体动态倾角的测量技术，使本实用新型只需通过价格低廉的MEMS加速度计对加速度的测量就能解决物体动态倾角的测量问题，并可同时测量低速摇摆物体绕X轴与Y轴的倾斜角度，方便地与笔记本电脑进行无线通信；由于采用无线传输的数据传输方式，所以能对现场物体的动态倾角进行实时(无线)遥测；由于采用SOC无线单片机实现无线通信，所以降低开发成本；由于采用全球免申请的2.4GHz的ISM频段，而且空间无障碍传输距离约为30米，所以与篮牙技术相比，传输距离长，即实时无线遥测的距离长。

附图说明

图1是本实用新型实施例物体动态倾角测量装置的加速度测量部分的外围电路图；

图2是本实用新型实施例物体动态倾角测量装置的射频发射模块的电路图；

图3是本实用新型实施例物体摇摆倾角测试曲线示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。

本实用新型实施例所依据的一种物体动态倾角测量方法，通过价格低廉的MEMS(微机电系统)加速度计ADXL202E感知X，Y轴上的加速度分量。通过一定的算法求出倾斜角度的变化。具体算方法如下：当物体摇摆时，倾斜轴上存在动态加速度和静态加速度(重力加速度的分量)。以物体绕X轴以15°/s的角速度摇摆为例，沿Y轴(垂直于X轴)产生的动态加速度为：