[发明专利]双脉冲矢量测速系统和矢量速度计算方法

权利要求书

1.一种双脉冲矢量测速系统和矢量速度计算方法，其特征在于测量运动物体的矢量速度，计算并绘制矢量速度的测量图形；所述双脉冲矢量测速系统由光波发射装置、双脉冲检测生成单元和微处理器构成；所述双脉冲检测生成单元由双脉冲信号检测单元和电压双比较双脉冲生成器组成；至少一个所述双脉冲检测生成单元放置于物体运动路径上，所述双路信号检测的两个输出与所述电压双比较双脉冲生成器两个同相输入端电连接，两个电压取样输出端与所述电压双比较双脉冲生成器两个反相输入端电连接，所述电压双比较双脉冲生成器的两个输出与所述微处理器的两个外部中断电连接；

所述双路信号检测单元是在运动轨道非重合位置上放置的两个相同的光敏（或磁、热、电容、电感等）检测元件，通过对位置间距和光源（或遮挡物）大小的控制，使其能出现同时无光和同时有光的检测状态；所述电压双比较双脉冲生成器由集成元件LM393和外围元件构成，是将所述双路信号检测单元的模拟检测信号与取样电压相比较，输出时序不同且拥有相同电平持续期特征属性的双脉冲数字信号；

所述微处理器是通过双脉冲数字信号对外部中断的触发，实时记录触发时的定时值，并通过双脉冲触发的先后顺序对运动状态进行赋值，通过两个定时值的时间差、运动状态值和所述双路信号检测单元的检测元件之间距离，计算矢量速度；

进一步，通过多个已计算好的矢量速度值和测量时间值，计算矢量加速度；结合运动物体的质量属性计算合外力；通过助力装置改变物体运动的测量速度，实现多目标矢量测速。

2.根据权利要求1所述双脉冲矢量测速系统，其特征在于，多个所述双路信号检测单元、所述电压双比较双脉冲生成器沿物体运动轨道依次放置，通过单向控制产生连续的双脉冲检测信号。

3.根据权利要求1-2任一所述双脉冲矢量测速系统，其特征在于，所述双路信号检测元件可以使用具有其它属性(如磁、热、电容、电感、超生波等)的元件为检测元件，产生时序不同且拥有相同电平持续期特征属性的双脉冲数字信号。

4.根据权利要求1-3任一所述双脉冲矢量测速系统，其特征在于，在所述双路信号检测单元的物体运动轨道上放置角度传感模块，所述角度传感模块用于测量运动轨道的倾斜角度。

5.根据权利要求1-4任一所述双脉冲矢量测速系统，其特征在于，微处理连接两个相互垂直的电子测力计并将其放置于运动轨道上，所述两个相互垂直的电子测力计用于测量运动物体在运动方向的趋动力和垂直于接触面的正压力。

6.根据权利要求1-5任一所述双脉冲矢量测速系统，其特征在于，加装有助力装置，用于改变运动物体的测量速度。

7.根据权利要求1所述矢量速度计算方法，其特征在于，利用时序不同且拥有相同电平持续期特征属性的双脉冲数字信号，在双高电平持续期间先到的下降沿记录定时值和判断运动状态值，在后到的下降沿记录定时值、计算矢量速度，复位运动状态值。

8.根据权利要求1所述矢量速度计算方法，其特征在于，利用时序不同且拥有相同电平持续期特征属性的双脉冲数字信号，在双低电平持续期间先到的上升沿记录定时值和判断运动状态值，在后到的上升沿记录定时值、计算矢量速度，复位运动状态值。

9.根据权利要求7-8所述矢量速度计算方法，其特征在于，同时采用两个下降沿和两个上升沿实现四个中断触发法，在一个双脉冲运行周期完成两个时间节点的两个矢量速度测量和计算，通过矢量速度差和测量时间差，进行物体运动加速度的矢量计算。

10.根据权利要求1-9所述双脉冲矢量测速系统和所述矢量速度计算方法，其特征在于，利用所述双脉冲矢量测速系统获取的数据，利用所述矢量速度计算方法计算的数据，在上位机程序中绘制t-v、t-a的测量图形。