动力装置轴扭矩、转速、功率参数测量装置的制造方法
【技术领域】：
[0001] 本实用新型涉及动力装置中轴物理参数的测量装置，进一步涉及动力装置轴扭 矩、转速、功率参数测量装置。
【背景技术】：
[0002] 在动力机械中，轴扭矩是反映机械设备动态性能最典型的机械量之一。然而，由于 轴质地坚硬，扭矩作用下转轴的应变位移非常微小，对转轴扭矩的测量一直是研究的难点。 目前扭矩测量主要分为两个方向，一个是测量轴两端的扭转角位移，这类方法同时可以测 量转速信号，但由于这类方法需要轴两端有较大的扭转角，一般适用于长轴扭矩测量。对短 轴的扭矩测量，现有方法主要是测量轴上应力应变，如将电阻应变片贴在轴表面，使用磁致 伸缩材料，通过将这些应变敏感材料敷在轴表面，检测材料相应的物理量变化来反映扭矩， 但该类方法同时需要额外的转速传感器。因此，需要一种非接触式的动力装置轴扭矩、转 速、功率参数测量装置。
【发明内容】
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[0003] 本实用新型的目的在于提供一种动力装置的轴扭矩、转速、功率瞬时测量装置，该 装置是非接触式的，对环境要求低，方便安装。为达到上述目的，本实用新型包括2个技术 方案，分别如下：
[0004] 技术方案一：基于双摄像头的动力装置轴扭矩、转速、功率参数测量装置。
[0005] 该装置包括：动力装置4,负载5,传动轴6,还包括：
[0006] 位于传动轴外周面，且间隔平行分布的2圈随机标识图案，分别为第一随机标识 图案、第二随机标识图案；
[0007] 与第一随机标识图案相对应的第一摄像头2-1，与第二随机标识图案相对应的第 -摄像头2 -2 ;
[0008] 同步控制器，实现第一摄像头和第二摄像头的同步拍摄；
[0009] 上位机1，与第一摄像头、第二摄像头、同步控制器相连，上位机还包括：第一图像 存储单元，存储第一摄像头图像数据，且包含拍摄时间信息；第二图像存储单元，存储第二 摄像头图像数据，且包含拍摄时间信息。
[0010] 作为优选方案之一，还包括：
[0011] 位于第一摄像头附近的一对环形LED光源，定义为第一环形LED光源3-1 ;
[0012] 位于第二摄像头附近的一对环形LED光源，定义为第二环形LED光源3-2。
[0013] 作为优选方案之二，所述第一随机标识图案、第二随机标识图案是通过对轴面进 行打磨、反复喷涂黑色和白色的玻璃微珠漆，形成随机分布的离散斑点，即人工数字散斑 场。
[0014] 工作过程如下：
[0015] (一）转速测量：
[0016] 0值是灰度值稳定的转角，该值确定，以及每转动0所对应的轴表面图像位移m 像素点确定；
[0017] 在无负载的前提下，开启第一摄像头或者第二摄像头采集传动轴在0-2 转角范 围的一组图像序列，存储为参考图集，记为=S1-Sn;
[0018] 加载负载后，开启第一摄像头或者第二摄像头连续采集应变后的轴表面图像，记 SA1-A^ At为相邻两帧图像采样时间间隔，取其中t 1时刻图像Ai,与参考图像序列S1-Sn 相关运算，得到相关度最1?的参考图像，记为Si,相应中心点的像素位移记为Ui;取t i+1时刻 的图像Ai+1，与参考图像序列Si~S n进行相关运算，得到相关度最1?的参考图像S」，相应中 心点的像素位移记为uj;因此在t i+1-ti内转轴转过像素位移Au为：
[0019] A u = (j_i) ? m+(Uj-Ui)
【主权项】
1. 动力装置轴扭矩、转速、功率参数测量装置，包括：动力装置（4)，负载（5)，传动轴 (6)，其特征在于，还包括： 位于传动轴外周面，且间隔平行分布的2圈随机标识图案，分别为第一随机标识图案、 第二随机标识图案； 与第一随机标识图案相对应的第一摄像头（2-1)，与第二随机标识图案相对应的第二 摄像头（2_2); 同步控制器，实现第一摄像头和第二摄像头的同步拍摄； 上位机（1)，与第一摄像头、第二摄像头、同步控制器相连，上位机还包括：第一图像存 储单元，存储第一摄像头图像数据，且包含拍摄时间信息；第二图像存储单元，存储第二摄 像头图像数据，且包含拍摄时间信息。
2. 根据权利要求1所述动力装置轴扭矩、转速、功率参数测量装置，其特征在于，还包 括： 位于第一摄像头附近的一对环形LED光源，定义为第一环形LED光源（3-1);位于第二 摄像头附近的一对环形LED光源，定义为第二环形LED光源（3-2)。
3. 根据权利要求1所述动力装置轴扭矩、转速、功率参数测量装置，其特征在于：所述 第一随机标识图案、第二随机标识图案是通过对轴面进行打磨、反复喷涂黑色和白色的玻 璃微珠漆，形成随机分布的尚散斑点，即人工数字散斑场。
4. 动力装置轴扭矩、转速、功率参数测量装置，包括：动力装置（4)，负载（5)，传动轴 (6)，其特征在于，还包括： 位于传动轴外周面，一圈随机标识图案； 与随机标识图案相对应的摄像头（2); 上位机（1)，与摄像头相连，上位机还包括图像存储单元，存储摄像头图像数据，且包含 拍摄时间信息。
5. 根据权利要求4所述动力装置轴扭矩、转速、功率参数测量装置，其特征在于，还包 括： 位于摄像头附近的一对环形LED光源（3)。
6. 根据权利要求4所述动力装置轴扭矩、转速、功率参数测量装置，其特征在于：所述 随机标识图案是通过对轴面进行打磨、反复喷涂黑色和白色的玻璃微珠漆，形成随机分布 的离散斑点，即人工数字散斑场。
【专利摘要】本实用新型涉及动力装置中轴物理参数的测量装置，进一步涉及动力装置轴扭矩、转速、功率参数测量装置。动力装置轴扭矩、转速、功率参数测量装置，包括：动力装置(4)，负载(5)，传动轴(6)，还包括：第一随机标识图案、第二随机标识图案；第一摄像头(2-1)、第二摄像头(2-2)，同步控制器，上位机(1)，本实用新型公开的一种非接触式动力装置轴扭矩、转速、功率参数测量装置，测量系统有较高精度，结构简单，安装方便，无需拆开被测轴的安装结构，能够完成对动力机械轴功率的实时监测。
【IPC分类】G01D21-02
【公开号】CN204388903
【申请号】CN201520035214
【发明人】资新运, 耿帅, 王迎, 柳贵东, 卜建国, 赵姝帆
【申请人】中国人民解放军军事交通学院
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年1月19日