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专利号: 2021105601226
申请人: 山东交通学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于水果辅助采摘机的侧倾传感器,其特征在于,包括,壳体(1);

所述壳体(1)内具有一检测腔(2),所述检测腔(2)内放置有一检测球(3);

所述检测腔(2)为一球面腔,所述检测腔(2)的壁上设多个第一安装孔(4);

所述第一安装孔(4)内设有多个第一检测组件(5),所述第一检测组件(5)伸出所述第一安装孔(4),且所述第一检测组件(5)的第一检测端(51)朝内延伸;所述第一检测组件(5)用于检测受到所述检测球(3)的压力;

水平静止状态下,各所述第一检测组件(5)的第一检测端(51)与所述检测球(3)抵接;

所述侧倾传感器在检测过程,包括如下步骤;

当处于工作状态时;

获取初始参数;所述初始参数包括所述第一检测组件(5)的数量,各所述第一检测组件(5)的初始位置角,及各所述第一检测组件(5)的校准值;

实时获取各所述第一检测组件(5)的检测结果,剔除无用数据;

对各所述第一检测组件(5)的检测结果进行校正,获得校正后的第一检测值;

根据各所述第一检测组件(5)校正后的第一检测值,计算侧倾角度及倾斜方向;

获取所述第一检测值为正的数据,及其对应的第一检测组件(5)的编号;

根据所述第一检测值为正的数据对应的第一检测组件(5)编号,获得各第一检测值为正的第一检测组件(5)对应的角度值,并对该角度值和编号进行补偿处理;

第一检测值最大的两个相邻第一检测组件(5),设编号为n‑1和n;

则倾斜方向为:

其中,θ为按顺时针方向,由编号为0的第一检测组件(5)的位置到倾斜方向所绕过的角度;m为检测球(3)的质量;g为重力加速度;Fm为第二检测组件(6)检测到的力;Fn为编号为n的第一检测组件(5)检测到的力;N为第一检测组件(5)的数量;Fn‑1为编号为n‑1的第一检测组件(5)检测到的力;

对倾斜方向进行反补偿处理,得到介于0‑360度之间的角度值;

取所有第一检测值为正,且相邻的多个所述第一检测组件(5);计算该多个所述第一检测组件(5)的第一检测值的合力值;

根据所述合力值,计算出倾斜角度;

所述倾斜角度的计算公式如下:

其中,Kmax和Kmin是第一检测值为正、且相邻的多个所述第一检测组件(5)修正后的最大编号和最小编号;k为Kmin到Kmax之间的整数;αk为编号为k的第一检测组件(5)与倾斜方向之间的夹角;Fk为编号为k的第一检测组件(5)的第一检测值;m为检测球(3)的质量,g为重力加速度系数。

2.根据权利要求1所述的用于水果辅助采摘机的侧倾传感器,其特征在于,多个所述第一检测组件(5)的中心线位于同一平面内,且在水平静止状态下,绕所述球面腔的竖直中心线呈圆周阵列分布。

3.根据权利要求1所述的用于水果辅助采摘机的侧倾传感器,其特征在于,所述第一检测组件(5)包括第一检测杆(52)、第一弹簧(53)和第一安装端盖(54);

所述第一安装孔(4)沿从外向内的方向依次包括第一孔(41)和第二孔(42);所述第一孔(41)与所述第二孔(42)的中心线位于同一直线上,所述第一孔(41)的直径大于所述第二孔(42)的直径;

所述第一检测杆(52)的一端设有所述第一检测端(51),所述第一检测杆(52)的另一端设有第一限位片(55);

所述第一限位片(55)滑动安装在所述第一孔(41)内,所述第一检测杆(52)穿过所述第二孔(42);

所述第一安装端盖(54)安装在所述第一孔(41)内,所述第一弹簧(53)位于所述第一孔(41)内,且一端抵靠在所述第一安装端盖(54)上,另一端抵靠在所述第一限位片(55)上。

4.根据权利要求3所述的用于水果辅助采摘机的侧倾传感器,其特征在于,所述第一检测组件(5)还包括应变片(56),所述应变片(56)安装在所述第一限位片(55)远离所述第一检测杆(52)的一端;所述应变片(56)位于所述第一限位片(55)与对应的所述第一弹簧(53)之间;

所述应变片(56)被设置为用于在受到压力时,产生用于表征压力的电信号。

5.根据权利要求1所述的用于水果辅助采摘机的侧倾传感器,其特征在于,还包括第二检测组件(6);

所述壳体(1)的底部设有第二安装孔(7),在水平静止状态下,所述第二安装孔(7)的中心线与所述球面腔的竖直中心线与所述第二安装孔(7)的中心线位于同一直线上;

所述第二安装孔(7)包括由下向上依次设置的第三孔(71)和第四孔(72);且所述第三孔(71)的直径大于所述第四孔(72)的直径;

所述第二检测组件(6)包括第二检测杆(61)、第二弹簧(62)和第二安装端盖(63);所述第二检测杆(61)的一端安装有第二限位片(64),所述第二限位片(64)滑动安装在所述第三孔(71)内,所述第二检测杆(61)滑动安装在所述第二安装孔(7)内;所述第二弹簧(62)安装于所述第三孔(71)内,且,所述第二弹簧(62)的一端抵靠在所述第二限位片(64)上,另一端抵靠在所述第二安装端盖(63)上,所述第二安装端盖(63)与所述第三孔(71)螺纹连接;

所述第二检测杆(61)远离所述第二限位片(64)的一端为圆弧面,且所述圆弧面对应的圆的半径与所述球面腔的半径相等;

且在水平静止状态下,所述圆弧面与所述球面腔的内壁圆滑过渡。

6.根据权利要求1‑5任一项所述的用于水果辅助采摘机的侧倾传感器,其特征在于,所述第一检测组件(5)的数量为6到18个。

7.根据权利要求1‑5任一项所述的用于水果辅助采摘机的侧倾传感器,其特征在于,还包括电磁线圈(8),所述电磁线圈(8)固定嵌设于所述壳体(1)的底部;

所述检测球(3)为铁质材料制成,且,所述检测球(3)的外周镀有防锈涂层;

所述电磁线圈(8)被设置为,用于在非工作状态下,吸附所述检测球(3)。