一种六自由度运动记录仪制造技术

本发明专利技术属于动态测试技术领域，具体为一种六自由度运动记录仪。包括外壳体，外壳体配套有顶盖和底座，底座上安装有框架，框架内部空间分为电池仓和存储部件仓，存储部件仓内设有数据采集存储部件，电池仓内设有电源部件，框架上安装有三向加速度部件和三向角速度部件，底座的底部设有微型读数接口、状态指示灯和对称的用于固定记录仪的螺纹安装孔，底座底部槽上配套有电池仓盖，采集存储部件包括三通道模拟DPDT双掷开关、同步串行A/D转换器、FPGA、多串行并行同步数据传输接口、带有双片选的单芯片NAND FLASH存储器、时钟、复位电路和电源管理模块。该记录仪满足实时记录研究对象的六自由度变化情况，有效的保存采集到的实验数据。

【技术实现步骤摘要】
一种六自由度运动记录仪
本专利技术涉及一种飞行体六自由度的动态参数采集存储装置，主要用于实时记录被测对象的运动特征变化，为研究飞行体的运动特征参数提供了重要的依据，属于动态测试
，具体为一种六自由度运动记录仪。
技术介绍
随着信息化时代的快速发展，无论是航天航空测试技术、现代医学研究，还是对运动物体的实时记录，人们都离不开高速数据信息采集、信息处理技术的支持。由于日常生活对信息的需求快速增长，信息技术已成为支撑当今经济活动和社会生活的基石，但同时低功耗的节能环保思想也深入人心。信息技术数据采集也不再是局限于模拟量与数字量之间的转换，人们不再只是探索传统意义上信号采集方法的研究，而是追求采集数据系统的可控性、低功耗以及微型化。随着信息化时代的到来，信息采集技术已经深入到人们生活当中，信息技术开始朝着数字化的方向发展。模块化、低功耗、微型的独立系统和长时间的续航能力是目前数据采集技术发展的大方向。随着人们对数据采集装置的要求越来越高，如何实现数据采集装置的低功耗，如何缩小采集系统的体型，如何建立简单、可控制性强的采集模式以及如何提高整个系统的续航能力等，都是科研人员有待解决的问题。所以研制一种模块化、参数可配置、操作简单、低功耗以及微型化的六自由度运动记录仪数据存储装置是十分必要的。
技术实现思路
为了克服以上现有技术的不足，本专利技术提出了一种低功耗、微型化、参数可配置、操作简单及模块化的六自由度运动记录仪，以满足实时记录研究对象的六自由度变化情况，有效的保存采集到的实验数据。本专利技术是采用如下的技术方案实现的：一种六自由度运动记录仪，其特征在于包括外壳体，外壳体配套有顶盖和底座，底座上安装有框架，框架内部空间分为电池仓和存储部件仓，底座上还开有与电池仓连通的槽，存储部件仓内设有数据采集存储部件，电池仓内设有电源部件，框架上安装有三向加速度部件和三向角速度部件，底座的底部设有微型读数接口、状态指示灯和对称的用于固定记录仪的螺纹安装孔，底座底部槽上配套有电池仓盖，采集存储部件包括三通道模拟DPDT双掷开关、同步串行A/D转换器、FPGA、多串行并行同步数据传输接口、带有双片选的单芯片NANDFLASH存储器、时钟、复位电路和电源管理模块，三向加速度部件、三向角速度部件都与三通道模拟DPDT双掷开关连接，微型读数接口与FPGA连接，状态指示灯与FPGA连接。上述的一种六自由度运动记录仪，底座侧面设有外螺纹，则记录仪具有三种安装方式：1）通过对称的用于固定记录仪的螺纹安装孔安装；2）通过底座外螺纹安装；3）通过顶部与底部压接的方式将产品直接固定在被测体中间。上述的一种六自由度运动记录仪，数据采集存储部件还包括备用读数及程序下载口，则记录仪采用双读数口设计，其中微型读数接口置于底座上，用于数据回读、充电、上电、触发以及作为自检模拟的六自由度信号输入口；备用读数及程序下载口用于微型读数接口受到损坏情况下的数据回读，也可用于硬件程序的下载与调试，该接口直接将双排军座焊接于数据采集存储部件电路板上，可减少外接引线。上述的一种六自由度运动记录仪，三向加速度部件与三向角速度部件都采用高强度螺纹连接，底部电池仓的电源部件可单独更换，电池仓和存储部件仓采用抗冲击聚胺脂柔性真空工艺灌封。上述的一种六自由度运动记录仪，所述的数据采集存储部件的带有双片选的单芯片NANDFLASH存储器划分为独立的三个区：1）将片选1对应的首块作为参数配置存储区，配置参数包括触发方式、触发阈值、触发后的记录时间及上电后的低功耗等待时间；2）片选2对应的首块作为负延时采集触发结束后的地址信息存储区，用于回读数据时快速定位起点位置；3）其他块为负延时采集存储区，负延时时间在整个可用存储容量范围内可调。本专利技术与现有技术相比优点是：（1）本专利技术采用模块化设计，三向角速率、三向加速度及电源部件可更换，为不同量程的应用环境或部分传感部件损坏后的更换提供了方便；（2）本专利技术将单芯片且具有双片选的FLASH存储器划分为三个独立的存储区，分别用于参数配置、触发停止采集后的地址信息保存及负延时数据采集存储区，省去了参数配置及负延时采集存储器，降低系统功耗的同时也节省了数据采集存储部件的体积；（3）本专利技术采用三通道双掷模拟开关智能切换六路传感部件信号与地面自检测试平台提供的模拟信号，可在线实现数据采集存储功能的自检，提高了记录仪的可维护性。附图说明图1为本专利技术的内部结构示意图。图2为底座的结构示意图。图3为外壳体的结构示意图。图4为采集存储部件的结构框图。图5为负延时采集存储的工作流程图。图6为参数配置工作流程图。图7为多串行并行同步数据传输接口连接原理框图。图中：1-数据采集存储部件，2-三向加速度部件，3-三向角速度部件，4-电源部件，5-三通道模拟DPDT双掷开关，6-同步串行A/D转换器，7-FPGA，8-多串行并行同步数据传输接口，9-FLASH存储器，10-时钟，11-复位电路，12-电源管理模块，13-备用读数及程序下载口，14-螺纹安装孔，15-微型读数接口，16-状态指示灯，17-电池仓盖，18-底座，19-引线孔，20-外壳体，21-顶盖，22-地面自检读数装置，23-USB电缆，24-计算机。具体实施方式下面将结合附图及实例对本专利技术作进一步的详细说明。参见图1、图2和图3，一种六自由度运动记录仪，包括数据采集存储部件1、三个三向加速度部件2、三个三向角速度部件3、电源部件4、备用读数及程序下载口13、底部4个对称的用于固定记录仪的螺纹安装孔14、微型读数接口15、状态指示灯16、底部电池仓盖17、底座18、引线孔19、圆筒状的外壳体20、顶盖21。图4中采集存储部件1主要由三通道模拟DPDT双掷开关5，6个同步串行A/D转换器6）、无需配置存储器的FLASH型小封装FPGA7、多串行并行同步数据传输接口8、带有双片选的单芯片NANDFLASH存储器9、时钟10、复位电路11、电源管理模块12、备用读数及程序下载口13组成；三向加速度部件2、三向角速度部件3都与三通道模拟DPDT双掷开关5连接，三通道模拟DPDT双掷开关5、同步串行A/D转换器6、FPGA7和多串行并行同步数据传输接口8依次连接，FPGA7还和FLASH存储器9、时钟10、复位电路11、备用读数及程序下载口13、微型读数接口15、状态指示灯16连接，备用读数及程序下载口13还和多串行并行同步数据传输接口8连接。记录仪工作之前，通过计算机24、USB电缆23和地面自检读数装置22给六自由度运动记录仪设置配置参数，该配置参数包括触发模式（阈值触发和外部断线触发）、触发阈值大小、记录仪上电后的延时低功耗等待时间及触发后的记录时间等，所有的配置参数通过多串行并行同步数据传输接口8及FPGA7控制程序保存于FLASH存储器9片选1对应的首块中，计算机也可以反过来读取记录仪中之前已经配置好的参数。使用时，可通过底部4个对称的用于固定记录仪的螺纹安装孔14、记录仪底座侧面外螺纹固定记录仪或直接将记录仪顶面与底面直接压接固定在飞行体上，通过微型读数接口15的上电控制线即可触发电源管理模块12上电过程，上电后记录仪自动读取配置参数并进行工作状态判读，如果记录仪已经擦除则进入低功耗延时等待状态，延本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六自由度运动记录仪，其特征在于包括外壳体（20），外壳体（20）配套有顶盖（21）和底座（18），底座（18）上安装有框架，框架内部空间分为电池仓和存储部件仓，底座（18）上还开有与电池仓连通的槽，存储部件仓内设有数据采集存储部件（1），电池仓内设有电源部件（4），框架上安装有三向加速度部件（2）和三向角速度部件（3），底座（18）的底部设有微型读数接口（15）、状态指示灯（16）和对称的用于固定记录仪的螺纹安装孔（14），底座（18）底部槽上配套有电池仓盖（17），采集存储部件（1）包括三通道模拟DPDT双掷开关（5）、同步串行A/D转换器（6）、FPGA（7）、多串行并行同步数据传输接口（8）、带有双片选的单芯片NAND FLASH存储器（9）、时钟（10）、复位电路（11）和电源管理模块（12），三向加速度部件（2）、三向角速度部件（3）都与三通道模拟DPDT双掷开关（5）连接，微型读数接口（15）与FPGA（7）连接，状态指示灯（16）与FPGA（7）连接。

【技术特征摘要】
1.一种六自由度运动记录仪，其特征在于包括外壳体（20），外壳体（20）配套有顶盖（21）和底座（18），底座（18）上安装有框架，框架内部空间分为电池仓和存储部件仓，底座（18）上还开有与电池仓连通的槽，存储部件仓内设有数据采集存储部件（1），电池仓内设有电源部件（4），框架上安装有三向加速度部件（2）和三向角速度部件（3），底座（18）的底部设有微型读数接口（15）、状态指示灯（16）和对称的用于固定记录仪的螺纹安装孔（14），底座（18）底部槽上配套有电池仓盖（17），采集存储部件（1）包括三通道模拟DPDT双掷开关（5）、同步串行A/D转换器（6）、FPGA（7）、多串行并行同步数据传输接口（8）、带有双片选的单芯片NANDFLASH存储器（9）、时钟（10）、复位电路（11）和电源管理模块（12），三向加速度部件（2）、三向角速度部件（3）都与三通道模拟DPDT双掷开关（5）连接，微型读数接口（15）与FPGA（7）连接，状态指示灯（16）与FPGA（7）连接。2.根据权利要求1所述的一种六自由度运动记录仪，其特征在于底座（18）侧面设有外螺纹，则记录仪具有三种安装方式：1）通过对称的用于固定记录仪的螺纹安装孔（14）安装；2）通过底座（18）外螺纹安装；3）通过顶部与底部压接的方式将产品...

【专利技术属性】
技术研发人员：马游春，鲍爱达，熊继军，刘文怡，张文栋，姜德，吴正阳，丁红晖，苏庆庆，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西,14