[实用新型]空间状态、空间加速度测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种空间状态、空间加速度测量仪。

背景技术

目前对物体空间状态(倾斜方向，倾斜角度，甚至翻转状态等)、空间加速度测量往往比较复杂，没有一种简便、易于携带安装而且精度较高的测量仪器。机器人技术发展迅速，但当前的机器人系统普遍以复杂的坐标转换定位，缺少机器人自我状态感知的简便传感器。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种空间状态、空间加速度测量仪，利用地球重力加速度指向地心(垂直于水平面)的原理进行空间状态测量，利用加速度力学特性进行空间加速度测量。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：在底座上固定有外壳，在外壳中设有一立方块，在立方块的六个面上分别设有与其相接触的六根触杆，各触杆通过设在外壳六个面上的滑动孔固定，各触杆与立方块接触一端为半球形，各触杆的半球形端与外壳的内壁之间设有套在触杆上的弹簧，在各触杆上均标有刻度。

通过以上设置，测量时，测量仪固定在被测物上或与被测物保持平行且无相对运动，当测量仪处于不同状态时，因立方块与6根触杆之间存在力的作用，立方块产生位移，6根触杆产生各自的单向滑动，分别读取XYZ三个坐标方向的刻度数值，即可计算出被测物空间状态或被测物的加速度方向和大小。另外可以增加相应电路，自动进行测量计算，并将结果直接用LED或屏幕显示，或将测量信号采集后输入计算机进行计算显示。可广泛应用于对普通物体、建筑物、大型设备的空间状态测量；也可以作为传感器，安装于设备仪器内部，用于机器人状态自我感知和交互、各种设备空间状态测量并自动调整定位等。另外也可以作为空间加速度测量仪器，用于地面或太空失重条件下的加速度测量。

附图说明

现结合附图对本实用新型作进一步的说明

图1为本实用新型主剖视图

图2为本实用新型A-A剖视图

图3为B部分放大图

图4为本实用新型整体视图

图5为本实用新型计算示意图

图中1、立方块2、外壳(3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6)触杆4、弹簧5、底座

具体实施方式

如图1-4所示，主要由底座5、外壳2、立方块1组成，在底座5上固定有外壳2，在外壳2中设有一立方块1，在立方块1的六个面上分别设有与其相接触的六根触杆(3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6)，各触杆通过设在外壳1六个面上的滑动孔固定，各触杆与立方块1接触一端为半球形，各触杆的半球形端与外壳2的内壁之间设有套在触杆上的弹簧4，在各触杆上均标有刻度，对称位置的两根触杆刻度值标定反向，使读取值相同。测量时，测量仪固定在被测物上或与被测物保持平行且无相对运动。空间状态测量时，立方块受重力，重力方向指向地心、垂直于水平面，测量仪随被测物处于不同的空间状态时，立方块对6个方向的触杆和弹簧产生相应的压力或拉力，6根触杆产生滑动，外露刻度发生变化(对称位置的两个刻度值相同)，读取XYZ三个方向的刻度值，计算出被测物的空间状态。加速度测量时，测量仪的底座及外壳随被测物受力产生加速度，外壳将力通过弹簧传递给触杆，6个方向的触杆对立方块产生相应的压力或拉力，同时触杆产生滑动，读取三个坐标方向的刻度数值x、y、z，即可计算出被测物空间状态：被测物与水平面的倾斜角度为α=arctanzx2+y2;]]>被测物倾斜方向为：与X轴角度β=arctanyx,]]>与Y轴角度加速度测量：加速度方向与“空间状态测量”计算方法一致，测量的角度α、β、γ即为加速度的方向，其大小为a=x2+y2+z2.]]>可以增加相应电路，自动进行测量计算，并将结果直接用LED或屏幕显示，或将测量信号采集后输入计算机进行计算显示。