一种服务器水平姿态调整装置和方法与流程

技术领域

本发明涉及WEB服务器技术，具体的说是一种服务器水平姿态调整装置和方法。

背景技术：

水平姿态自动调整装置常用来动态调整载体的水平位置，使得载体在测试阶段能够保持较好的水平状态，因此可以把该水平姿态调整装置应用到服务器测试中，把服务器搭载到调整平台上，从而帮助相关测试人员能够得到良好的测试效果，并使服务器更加高性能地运行下去。以加速度计姿态调整装置为例，加速度计可以快速精确解算出载体的三轴空间姿态。并且通过卡尔曼滤波算法，稳定地输出姿态数据。控制系统根据输出数据进行自动调节，使得载体能保持在一个良好的水平状态。

现在的服务器安装都采用人工安装，偏差较大，容易出现服务器安装不水平，倾斜从而导致测试数据出现较大波动的现象，如果安装环境为倾斜面，则服务器会受力不均，影响服务器的工作性能和使用寿命，这对柜式服务器作用尤其明显。

技术实现要素：

本发明针对目前技术发展的需求和不足之处，提供一种服务器水平姿态调整装置和方法。

本发明所述一种服务器水平姿态调整装置和方法，解决上述技术问题采用的技术方案如下：所述一种服务器水平姿态调整装置，其结构主要包括调整平台、计算模块和调整机构，所述调整平台上装载有服务器，所述计算模块设置在调整平台的四个角位置，适用于计算调整平台四个角位置的空间坐标数据，所述调整机构设置在调整平台的四个角位置下方，适用于调整所述调整平台四个角位置的水平高度；所述水平姿态调整装置还包括一控制系统，所述计算模块与控制模块通信，将调整平台四个角位置的空间坐标数据反馈给控制模块，控制模块解算出调整平台四个角位置的水平姿态数据以及水平偏差值；所述控制系统与调整机构通过电缆线连接，根据所述水平偏差值控制系统控制调整机构，通过调整机构调整所述调整平台四个角位置的水平高度，进而调整服务器的水平姿态。

优选的，所述服务器水平姿态调整装置还包括一GPS模块，所述GPS模块设置在调整平台的中间位置，适用于计算服务器所在位置的真实水平数据，所述GPS模块与所述微控制器连接通信，将服务器所在位置的真实水平数据发送给微控制器。

一种服务器水平姿态调整方法，其主要步骤包括：1）通过计算模块计算调整平台及服务器四个角位置的空间坐标数据，2）通过控制模块结算调整平台四个角位置的水平姿态数据，并计算水平偏差值，3）通过调整机构自动调整整个平台的水平姿态。

优选的，将调整后的服务器水平姿态数据与GPS模块计算的真实水平数据进行比对，计算偏差；若偏差不高于设定的阈值，则结束；若偏差高于设定的阈值，重新调整服务器水平姿态。

本发明所述一种服务器水平姿态调整装置和方法与现有技术相比具有的有益效果是：本发明所述装置和方法，能够针对复杂平面，根据陀螺仪和加速度传感器解算的服务器空间坐标数据，进行建模，并对服务器水平偏差进行补偿，使得调整平台、服务器一直处于当地水平状态；使得K1系列服务器保持良好的水平姿态，适用于各种地形环境下测试和安装服务器，极大地方便了测试人员测试服务器性能，提高服务器测试效果以及使用寿命，避免人为安装因素造成服务器运行不佳的现象，方便有关人员更好地维护服务器。

附图说明

附图1为实施例2所述服务器水平姿态调整装置的示意框图；

附图2为实施例2所述服务器水平姿态调整方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明所述一种服务器水平姿态调整装置和方法进一步详细说明。

本发明提出一种服务器水平姿态调整装置和方法,所述K1系列服务器包括浪潮集团K1-910,K1-950等型号立式服务器，本发明利用角加速度计、陀螺仪计算服务器空间坐标数据，经控制系统控制调整平台四个角位置的电机，来自动调整服务器的水平姿态；调整平台的水平姿态由电机经减速箱带动千斤顶来实现，同时将加速度传感器、陀螺仪作为反馈元件来闭环控制服务器的水平姿态；并且使用GPS模块计算的真实水平数据作为标准来动态调整服务器的水平姿态。本发明能够自动调整服务器的水平姿态，提高服务器测试效率和使用寿命，并可以作为全新服务器测试用工具。

实施例1：

本实施例所述服务器水平姿态调整装置，其结构主要包括调整平台、计算模块和调整机构，所述调整平台上装载有服务器，所述计算模块设置在调整平台的四个角位置，适用于计算调整平台四个角位置的空间坐标数据，所述调整机构设置在调整平台的四个角位置下方，适用于调整所述调整平台四个角位置的水平高度；所述水平姿态调整装置还包括一控制系统，所述计算模块与控制模块通信，将调整平台四个角位置的空间坐标数据反馈给控制模块，控制模块解算出调整平台四个角位置的水平偏差值；所述控制系统与调整机构通过电缆线连接，根据所述水平偏差值控制系统控制调整机构，通过调整机构调整所述调整平台四个角位置的水平高度，进而调整服务器的水平姿态，使得调整平台处于和真实水平位置非常接近的状态。

在所述调整平台的四个角位置分别设置一计算模块，每个计算模块主要由陀螺仪和加速度传感器组成，所述陀螺仪和加速度传感器通过一防护壳采用螺丝螺母固定设置在调整平台上；所述陀螺仪用于计算服务器的角速度，所述加速度传感器用于计算调整平台的空间角加速度，两者计算出的数据反馈给所述控制系统，控制系统通过卡尔曼滤波算法将数据进行拟合，得到调整平台四个角位置（服务器）的水平姿态数据。

在所述调整平台的四个角位置分别设置一调整机构，每个调整机构主要由一底板，以及设置在底板上的伺服电机、减速箱和千斤顶构成，其中，伺服电机、减速箱和千斤顶通过底板采用螺丝螺母固定在一起，同时所述底板成为调整平台的着地部分；所述伺服电机为高精度伺服电机，具有较高的精度和较快的响应速度，所述伺服电机的主轴与减速箱动力输入端的轴钢性连接，使得减速箱动力输出端的轴输出较大的力矩；所述减速箱的动力输出端的轴与所述千斤顶相连，所述千斤顶的顶部与调整平台固定连接；当减速箱的轴有力矩输出时，千斤顶能够抬高或拉低调整平台，强力地支撑住沉重的服务器。本实施例中，所述伺服电机采用大力矩步进电机，所述千斤顶可以采用螺旋千斤顶或液压千斤顶。

所述控制系统主要包括一微控制器和电机驱动模块，所述微控制器和电机驱动模块集成在一块电路板上；所述计算模块与微控制器通信，微控制器与电机驱动模块通信，电机驱动模块与所述伺服电机通过电缆线连接；通过计算模块将调整平台四个角位置的空间坐标数据反馈给微控制器，微控制器采用卡尔曼滤波算法结算出四个角位置的水平姿态数据，并根据PID算法计算出四个角位置的水平偏差值，根据这些偏差值控制系统将其转化为电机运转参数并产生电机驱动信号，电机驱动模块接收到电机驱动信号后产生驱动电机的PWM波，使得伺服电机得到精确控制；最终对调整平台四个角位置的高度进行精确调节，使得服务器的水平姿态接近真实位置的水平状态。

本实施例中，所述微控制器采用32位单片机，能够接收并处理计算模块反馈的对应角空间坐标数据，并产生电机驱动信号；所述电机驱动模块采用TB6560作为核心驱动芯片，能够接收微控制器发送的电机驱动信号，使得电机得到精确控制。

该服务器水平姿态调整装置，工作过程如下：通过调整平台四个角位置的陀螺仪和加速度传感器，分别得到各个角位置的空间坐标数据；控制系统接收并处理调整平台各个角位置的空间坐标数据，得到各个角位置的水平姿态数据；对调整平台四个角位置的水平姿态数据求和后取平均值，将该平均值作为标准，各个角位置的水平姿态数据与该平均值进行比较，得到各个角位置的水平偏差值；根据四个角位置的水平偏差值，控制系统将其转化为电机运转参数，向电机驱动模块发送电机驱动信号，电机驱动模块驱动伺服电机运转，伺服电机连接减速箱获得大力矩，减速箱再连接千斤顶控制千斤顶上升的高度，进而调节调整平台四个角位置的水平高度，使得调整平台及其所承载的服务器整体的水平姿态与所处位置的水平状态基本一致。

采用本实施例所述服务器水平姿态调整装置，进行调整服务器水平姿态的具体步骤如下：1）计算调整平台及服务器四个角位置的空间坐标数据，2）结算调整平台四个角位置的水平姿态数据以及水平偏差值，3）自动调整整个平台的水平姿态。

步骤1）中，通过计算模块获得调整平台（服务器）四个角位置的空间坐标数据，计算模块的陀螺仪计算调整平台的角速度，计算模块的加速度传感器计算调整平台的空间角加速度。

步骤2）中，计算模块将调整平台四个角位置的空间坐标数据反馈给控制系统，通过控制系统的微控制器应用卡尔曼滤波算法解算出调整平台四个角位置的水平姿态数据，并对各个角水平姿态数据求平均值，作为一个参考标准，将各个位置的水平姿态数据与这个平均值比对，计算出各个角位置的水平偏差值。

步骤3）中，根据调整平台四个角位置的水平偏差值，微控制器采用PID算法将其转化为电机运转参数，并产生电机驱动信号，电机驱动模块接收到电机驱动信号后产生驱动电机的PWM波，使得伺服电机得到精确控制；伺服电机连接减速箱获得大力矩，减速箱再连接千斤顶控制千斤顶上升的高度，进而调节调整平台四个角位置的水平高度，使得调整平台承载的服务器的水平姿态接近所在位置的水平状态。

实施例2：

本实施例所述服务器水平姿态调整装置，如附图1所示，在实施例1的基础上增加了一GPS模块，所述GPS模块通过一金属防护壳设置在调整平台的中间位置，适用于计算服务器所在位置的真实水平数据；所述GPS模块与所述微控制器连接通信，将服务器所在位置的真实水平数据发送给微控制器，以该真实水平数据为参考标准，由微控制器解算的调整平台（服务器）四个角位置的水平姿态数据与之相比对，得到四个角位置的水平偏差值，微控制器根据各个角位置的水平偏差值采用PID算法将其转化为电机运转参数，并产生电机驱动信号，电机驱动模块接收到电机驱动信号后，产生驱动电机的PWM波，使得电机得到精确控制，电机连接减速箱产生大力矩，减速箱再连接千斤顶控制千斤顶调整高度，进而调整服务器的水平姿态，使其与坐在位置的水平状态一致。

本实施例所述服务器水平姿态调整装置，如附图1所示，其主要结构包括调整平台，调整平台上承载有服务器，以及设置在调整平台四个角位置的计算模块（陀螺仪、加速度传感器），以及设置在调整平台四个角位置的调整机构（电机、减速箱和千斤顶），以及集成了微控制器和电机驱动单元的控制系统；其中，每个计算模块适用于计算其所在调整平台某个角位置的空间坐标数据，并将该空间坐标数据反馈给设置在这个角位置的微控制器，由微控制器解算出这个角位置的水平姿态数据，计算出各个角位置的水平偏差值，根据这个水平偏差值，微控制器将其转化为电机运转参数，向电机驱动模块发送电机驱动信号，驱动电机结合减速箱、千斤顶调节整个调整平台的水平姿态；同时，调整平台上的GPS模块计算出调整平台所在位置的真实水平数据，以该真实水平数据为绝对参考标准，进一步调节调整平台的水平姿态，直到实现调整平台、服务器的水平姿态与当地位置的一致。

采用本实施例所述服务器水平姿态调整装置，进行调整服务器水平姿态的具体步骤如附图2所示：

1）加速度传感器、陀螺仪计算调整平台四个角位置的空间坐标数据，微控制器解算出四个角位置的水平姿态数据；

2）控制系统控制调整平台四个角位置的电机，对服务器水平姿态进行自动调整；

3）将调整后的服务器水平姿态数据与GPS模块计算的真实水平数据进行比对，计算偏差；

4）若偏差不高于设定的阈值，则结束；若偏差高于设定的阈值，则返回步骤1，重新调整服务器水平姿态。

步骤4）中，调整平台调节后的水平姿态数据与GPS模块计算的真实水平数据相比对，再次得到各个角位置的水平偏差值，并通过微控制器设定一个水平姿态阈值，若调整后的水平偏差值不大于该阈值，则认为调整平台的水平姿态调节效果良好，服务器基本处于所在地水平状态；若调整后的水平偏差值大于该阈值，则说明调整平台处于不完全水平状态，则返回步骤1）继续通过计算模块、控制模块、调整机构对调整平台进行水平姿态调整。

对服务器进行测试部署时，针对斜坡、曲面等复杂地面，使用该服务器水平姿态调整装置，能够根据加速度传感器、陀螺仪提供的各个角位置的姿态信息，进行建模，并对水平偏差进行补偿，直到整个平台长时间处于和真实位置非常接近的状态，使得服务器一直处于当地水平状态。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本发明的权利要求书的且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本发明的专利保护范围。