動(dòng)力裝置軸扭矩、轉(zhuǎn)速、功率參數(shù)測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本實(shí)用新型涉及動(dòng)力裝置中軸物理參數(shù)的測(cè)量裝置，進(jìn)一步涉及動(dòng)力裝置軸扭 矩、轉(zhuǎn)速、功率參數(shù)測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】：
[0002] 在動(dòng)力機(jī)械中，軸扭矩是反映機(jī)械設(shè)備動(dòng)態(tài)性能最典型的機(jī)械量之一。然而，由于 軸質(zhì)地堅(jiān)硬，扭矩作用下轉(zhuǎn)軸的應(yīng)變位移非常微小，對(duì)轉(zhuǎn)軸扭矩的測(cè)量一直是研究的難點(diǎn)。 目前扭矩測(cè)量主要分為兩個(gè)方向，一個(gè)是測(cè)量軸兩端的扭轉(zhuǎn)角位移，這類方法同時(shí)可以測(cè) 量轉(zhuǎn)速信號(hào)，但由于這類方法需要軸兩端有較大的扭轉(zhuǎn)角，一般適用于長軸扭矩測(cè)量。對(duì)短 軸的扭矩測(cè)量，現(xiàn)有方法主要是測(cè)量軸上應(yīng)力應(yīng)變，如將電阻應(yīng)變片貼在軸表面，使用磁致 伸縮材料，通過將這些應(yīng)變敏感材料敷在軸表面，檢測(cè)材料相應(yīng)的物理量變化來反映扭矩， 但該類方法同時(shí)需要額外的轉(zhuǎn)速傳感器。因此，需要一種非接觸式的動(dòng)力裝置軸扭矩、轉(zhuǎn) 速、功率參數(shù)測(cè)量裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種動(dòng)力裝置的軸扭矩、轉(zhuǎn)速、功率瞬時(shí)測(cè)量裝置，該 裝置是非接觸式的，對(duì)環(huán)境要求低，方便安裝。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型包括2個(gè)技術(shù) 方案，分別如下：
[0004] 技術(shù)方案一：基于雙攝像頭的動(dòng)力裝置軸扭矩、轉(zhuǎn)速、功率參數(shù)測(cè)量裝置。
[0005] 該裝置包括：動(dòng)力裝置4,負(fù)載5,傳動(dòng)軸6,還包括：
[0006] 位于傳動(dòng)軸外周面，且間隔平行分布的2圈隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案，分別為第一隨機(jī)標(biāo)識(shí) 圖案、第二隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案；
[0007] 與第一隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案相對(duì)應(yīng)的第一攝像頭2-1，與第二隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案相對(duì)應(yīng)的第 -攝像頭2 -2 ;
[0008] 同步控制器，實(shí)現(xiàn)第一攝像頭和第二攝像頭的同步拍攝；
[0009] 上位機(jī)1，與第一攝像頭、第二攝像頭、同步控制器相連，上位機(jī)還包括：第一圖像 存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)第一攝像頭圖像數(shù)據(jù)，且包含拍攝時(shí)間信息；第二圖像存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)第二 攝像頭圖像數(shù)據(jù)，且包含拍攝時(shí)間信息。
[0010] 作為優(yōu)選方案之一，還包括：
[0011] 位于第一攝像頭附近的一對(duì)環(huán)形LED光源，定義為第一環(huán)形LED光源3-1 ;
[0012] 位于第二攝像頭附近的一對(duì)環(huán)形LED光源，定義為第二環(huán)形LED光源3-2。
[0013] 作為優(yōu)選方案之二，所述第一隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案、第二隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案是通過對(duì)軸面進(jìn) 行打磨、反復(fù)噴涂黑色和白色的玻璃微珠漆，形成隨機(jī)分布的離散斑點(diǎn)，即人工數(shù)字散斑 場(chǎng)。
[0014] 工作過程如下：
[0015] (一）轉(zhuǎn)速測(cè)量：
[0016] 0值是灰度值穩(wěn)定的轉(zhuǎn)角，該值確定，以及每轉(zhuǎn)動(dòng)0所對(duì)應(yīng)的軸表面圖像位移m 像素點(diǎn)確定；
[0017] 在無負(fù)載的前提下，開啟第一攝像頭或者第二攝像頭采集傳動(dòng)軸在0-2 轉(zhuǎn)角范 圍的一組圖像序列，存儲(chǔ)為參考圖集，記為=S1-Sn;
[0018] 加載負(fù)載后，開啟第一攝像頭或者第二攝像頭連續(xù)采集應(yīng)變后的軸表面圖像，記 SA1-A^ At為相鄰兩幀圖像采樣時(shí)間間隔，取其中t 1時(shí)刻圖像Ai,與參考圖像序列S1-Sn 相關(guān)運(yùn)算，得到相關(guān)度最1?的參考圖像，記為Si,相應(yīng)中心點(diǎn)的像素位移記為Ui;取t i+1時(shí)刻 的圖像Ai+1，與參考圖像序列Si~S n進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，得到相關(guān)度最1?的參考圖像S」，相應(yīng)中 心點(diǎn)的像素位移記為uj;因此在t i+1-ti內(nèi)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過像素位移Au為：
[0019] A u = (j_i) ? m+(Uj-Ui)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 動(dòng)力裝置軸扭矩、轉(zhuǎn)速、功率參數(shù)測(cè)量裝置，包括：動(dòng)力裝置（4)，負(fù)載（5)，傳動(dòng)軸 (6)，其特征在于，還包括： 位于傳動(dòng)軸外周面，且間隔平行分布的2圈隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案，分別為第一隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案、 第二隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案； 與第一隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案相對(duì)應(yīng)的第一攝像頭（2-1)，與第二隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案相對(duì)應(yīng)的第二 攝像頭（2_2); 同步控制器，實(shí)現(xiàn)第一攝像頭和第二攝像頭的同步拍攝； 上位機(jī)（1)，與第一攝像頭、第二攝像頭、同步控制器相連，上位機(jī)還包括：第一圖像存 儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)第一攝像頭圖像數(shù)據(jù)，且包含拍攝時(shí)間信息；第二圖像存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)第二攝 像頭圖像數(shù)據(jù)，且包含拍攝時(shí)間信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)力裝置軸扭矩、轉(zhuǎn)速、功率參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，還包 括： 位于第一攝像頭附近的一對(duì)環(huán)形LED光源，定義為第一環(huán)形LED光源（3-1);位于第二 攝像頭附近的一對(duì)環(huán)形LED光源，定義為第二環(huán)形LED光源（3-2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)力裝置軸扭矩、轉(zhuǎn)速、功率參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于：所述 第一隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案、第二隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案是通過對(duì)軸面進(jìn)行打磨、反復(fù)噴涂黑色和白色的玻 璃微珠漆，形成隨機(jī)分布的尚散斑點(diǎn)，即人工數(shù)字散斑場(chǎng)。
4. 動(dòng)力裝置軸扭矩、轉(zhuǎn)速、功率參數(shù)測(cè)量裝置，包括：動(dòng)力裝置（4)，負(fù)載（5)，傳動(dòng)軸 (6)，其特征在于，還包括： 位于傳動(dòng)軸外周面，一圈隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案； 與隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案相對(duì)應(yīng)的攝像頭（2); 上位機(jī)（1)，與攝像頭相連，上位機(jī)還包括圖像存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)攝像頭圖像數(shù)據(jù)，且包含 拍攝時(shí)間信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述動(dòng)力裝置軸扭矩、轉(zhuǎn)速、功率參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，還包 括： 位于攝像頭附近的一對(duì)環(huán)形LED光源（3)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述動(dòng)力裝置軸扭矩、轉(zhuǎn)速、功率參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于：所述 隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案是通過對(duì)軸面進(jìn)行打磨、反復(fù)噴涂黑色和白色的玻璃微珠漆，形成隨機(jī)分布 的離散斑點(diǎn)，即人工數(shù)字散斑場(chǎng)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及動(dòng)力裝置中軸物理參數(shù)的測(cè)量裝置，進(jìn)一步涉及動(dòng)力裝置軸扭矩、轉(zhuǎn)速、功率參數(shù)測(cè)量裝置。動(dòng)力裝置軸扭矩、轉(zhuǎn)速、功率參數(shù)測(cè)量裝置，包括：動(dòng)力裝置(4)，負(fù)載(5)，傳動(dòng)軸(6)，還包括：第一隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案、第二隨機(jī)標(biāo)識(shí)圖案；第一攝像頭(2-1)、第二攝像頭(2-2)，同步控制器，上位機(jī)(1)，本實(shí)用新型公開的一種非接觸式動(dòng)力裝置軸扭矩、轉(zhuǎn)速、功率參數(shù)測(cè)量裝置，測(cè)量系統(tǒng)有較高精度，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，無需拆開被測(cè)軸的安裝結(jié)構(gòu)，能夠完成對(duì)動(dòng)力機(jī)械軸功率的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
【IPC分類】G01D21-02
【公開號(hào)】CN204388903
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520035214
【發(fā)明人】資新運(yùn), 耿帥, 王迎, 柳貴東, 卜建國, 趙姝帆
【申請(qǐng)人】中國人民解放軍軍事交通學(xué)院
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年1月19日