【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及旋转机械故障，更具体地，涉及一种基于激光位移传感器的动态不对中测试设备及一种基于激光位移传感器的动态不对中测试方法。
技术介绍
1、在旋转机械的故障中，不对中是引起故障占比较大的因素，根据相关文献的不完全统计，占比达到50％，过大或者超限的不对中量将导致旋转机械振动过大和超限，同时给连接不对中的联轴器带来补偿载荷超限等问题，因此获取旋转机械工作过程中的不对中是非常必要的。
2、旋转机械的初始不对中可以通过激光不对中仪或者机械式的丝表通过盘车测量等方式获取，并通过对中的方法减小初始不对中量。但是旋转机械在工作过程中由于热膨胀和安装基座/粱刚度变形导致的不对中则无法在初始安装中消除，并且测量工作过程中的不对中方法或者方案可查的文献较少，郑州大学陈宏在《转子不对中定量研究》中提出过基于在转子上布置若干个传感器实时监控不对中的方法，但是该方法需要围绕转子布置传感器，在紧凑空间中布置不方便。
3、如何在旋转机械上的支座上通过布置平行于转子的测试装置实现转子工作过程中的动态不对中测试是较难实现的技术方案。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供基于激光位移传感器的动态不对中测试设备和测试方法，通过在旋转机械的支座上布置平行于转子的测试设备，实现转子工作过程中的动态不对中测试。
2、作为本专利技术的第一个方面，提供一种基于激光位移传感器的动态不对中测试设备，所述基于激光位移传感器的动态不对中测试设备包括信号发射
3、进一步地，所述斜面的倾斜角度为10-80度。
4、作为本专利技术的另一个方面，提供一种基于激光位移传感器的动态不对中测试方法，通过前文所述的基于激光位移传感器的动态不对中测试设备实现测试，所述基于激光位移传感器的动态不对中测试方法包括：
5、通过激光位移传感器实时采集对应标靶面的距离值；其中，激光位移传感器向对应标靶面发射激光，以在对应标靶面上形成激光点；
6、依据对应标靶面的实时距离值，并通过位姿算法计算得到所述标靶装置的实时位姿数据。
7、进一步地，所述通过激光位移传感器实时采集对应标靶面的距离值，还包括：
8、通过激光位移传感器采集对应平面的距离值，其中，所述平面的距离值为该平面沿x方向的距离值；
9、通过激光位移传感器采集对应斜面的距离值，其中，所述斜面的距离值分解为该斜面沿x方向的距离值和该斜面沿y方向的距离值；其中，该斜面沿着x方向的距离值等于所述平面的距离值；
10、依据对应平面的距离值和对应斜面的距离值，计算出斜面沿y方向的距离值；
11、其中，所述对应标靶面的距离值包括平面沿x方向的距离值、斜面沿x方向的距离值和斜面沿y方向的距离值。
12、进一步地，所述标靶装置的实时位姿数据包括所述标靶装置当前位姿相对于初始位姿的x轴方向移动距离、y轴方向移动距离、z轴方向移动距离、x轴方向旋转角、y轴方向旋转角和z轴方向旋转角。
13、进一步地，所述依据对应标靶面的实时距离值，并通过位姿算法计算得到所述标靶装置的实时位姿数据，还包括：
14、构建测量坐标系{m}、基准坐标系{b}和标靶坐标系{t}；
15、计算出测量坐标系{m}和基准坐标系{b}之间的位姿关系和
16、依据对应标靶面上激光点的实时距离值，实时计算出激光点在测量坐标系{m}下的坐标；
17、依据测量坐标系{m}和基准坐标系{b}之间的位姿关系和将激光点在测量坐标系{m}下的坐标转换到在基准坐标系{b}下的坐标；
18、依据激光点在基准坐标系{b}下的坐标，计算得到基准坐标系{b}和标靶坐标系{t}之间的位姿关系和并计算得到运动后的标靶面相对标靶零位的位姿数据；其中，标靶零位为标靶面运动前的初始位姿。
19、进一步地，所述测量坐标系{m}是激光位移传感器采集距离并形成激光点坐标的坐标系；所述基准坐标系{b}是处于初始位姿的标靶坐标系，原点位于标靶装置底面中心点，z轴重合于标靶装置中心轴线；标靶坐标系{t}描述了标靶装置的当前位姿。
20、本专利技术提供的基于激光位移传感器的动态不对中测试设备具有以下优点：
21、(1)测试设备平行于转子传动方向布置，激光位移传感器平行于转子传动方向发射信号，实现紧凑布置；
22、(2)激光位移传感器可以高频采样被测靶面上激光点的距离值，以每次采样的测量值计算标靶位姿，连续多次采样的测量值计算标靶位姿，即得到时域状态下的转子动态不对中。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于激光位移传感器的动态不对中测试设备，其特征在于，所述基于激光位移传感器的动态不对中测试设备包括信号发射装置(1)和标靶装置(2)，所述信号发射装置(1)安装在第一支座(7)上，所述标靶装置(2)安装在第二支座(6)上，所述第一支座(7)与所述第二支座(6)之间通过转子(8)连接，所述信号发射装置(1)包括多个激光位移传感器(3)，所述标靶装置(2)包括多个标靶面，所述多个标靶面由平面(5)和斜面(4)交替构成，每一激光位移传感器(3)对应一个标靶面，所述激光位移传感器(3)实时采集对应标靶面的距离值，通过位姿算法计算得到所述标靶装置(2)的实时位姿数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光位移传感器的动态不对中测试设备，其特征在于，所述斜面(4)的倾斜角度为10-80度。
3.一种基于激光位移传感器的动态不对中测试方法，通过权利要求1至2中任意一项所述的基于激光位移传感器的动态不对中测试设备实现测试，其特征在于，所述基于激光位移传感器的动态不对中测试方法包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于激光位移传感器的动态不对中测试方法，其
5.根据权利要求3所述的一种基于激光位移传感器的动态不对中测试方法，其特征在于，所述标靶装置(2)的实时位姿数据包括所述标靶装置(2)当前位姿相对于初始位姿的X轴方向移动距离、Y轴方向移动距离、Z轴方向移动距离、X轴方向旋转角、Y轴方向旋转角和Z轴方向旋转角。
6.根据权利要求3所述的一种基于激光位移传感器的动态不对中测试方法，其特征在于，所述依据对应标靶面的实时距离值，并通过位姿算法计算得到所述标靶装置(2)的实时位姿数据，还包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于激光位移传感器的动态不对中测试方法，其特征在于，所述测量坐标系{M}是激光位移传感器采集距离并形成激光点坐标的坐标系；所述基准坐标系{B}是处于初始位姿的标靶坐标系，原点位于标靶装置(2)底面中心点，Z轴重合于标靶装置(2)中心轴线；标靶坐标系{T}描述了标靶装置(2)的当前位姿。
...【技术特征摘要】
1.一种基于激光位移传感器的动态不对中测试设备，其特征在于，所述基于激光位移传感器的动态不对中测试设备包括信号发射装置(1)和标靶装置(2)，所述信号发射装置(1)安装在第一支座(7)上，所述标靶装置(2)安装在第二支座(6)上，所述第一支座(7)与所述第二支座(6)之间通过转子(8)连接，所述信号发射装置(1)包括多个激光位移传感器(3)，所述标靶装置(2)包括多个标靶面，所述多个标靶面由平面(5)和斜面(4)交替构成，每一激光位移传感器(3)对应一个标靶面，所述激光位移传感器(3)实时采集对应标靶面的距离值，通过位姿算法计算得到所述标靶装置(2)的实时位姿数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光位移传感器的动态不对中测试设备，其特征在于，所述斜面(4)的倾斜角度为10-80度。
3.一种基于激光位移传感器的动态不对中测试方法，通过权利要求1至2中任意一项所述的基于激光位移传感器的动态不对中测试设备实现测试，其特征在于，所述基于激光位移传感器的动态不对中测试方法包括：
4.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾华军，方建敏，杨凌宇，娄明阳，刘国平，
申请(专利权)人：中国航发控制系统研究所，
类型：发明
国别省市：
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