专利名称：一种高速振动同步信号提取方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及信号检测技术领域，更具体的说，涉及高速振动同步信号提取方法及系统。
背景技术：
在某些涉及周期性高速振动的应用场景中，需要对振动物体的上下位置进行测量并提取同步信号作为其他功能�？榈氖淙胄藕�。现有的检测方法为在振动物体的上下位置放置两个金属弹片，通过碰撞来获取同步信号。在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现现有技术存在以下问题在长时间振动碰撞以后，金属弹片容易产生弹性疲劳而失效，所以需要经常更换金属弹片，从而提高了检测成本。而且，在某些高速振动应用场景中，振动物体上下振动的位移极小，如振动台以50HZ的频率1毫米的振幅上下振动，所以采用机械式的方法很难准确的提取振动的同步信号。因此，如何低成本且准确的提取振动的同步信号，成为目前最需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的设计目的在于，一种高速振动同步信号提取方法及系统，以降低成本，提高提取同步信号的准确度。本发明实施例是这样实现的一种高速振动同步信号提取方法，包括通过光接收器即时获取激光机发送的且被振动物体遮挡后的激光，再将获取到的所述激光转化成电信号；通过处理器将所述电信号转化为数值信号；处理器对比前后得到数值信号，判断振动物体的振动方向并得出振动物体振动上限和振动下限的同步信号。一种高速振动同步信号提取系统，包括激光机和光接收板，所述激光机和所述光接收板之间设置有需检测的振动物体，所述光接收板上设置有光接收器和与所述光接收器相连接的处理器；所述激光机，用于向所述光接收板的光接收器发送激光；所述光接收器，用于即时获取所述激光机发送的且被所述振动物体遮挡后的激光，并将获取到的所述激光转化成电信号；所述处理器，用于将所述电信号转化为数值信号，并对比前后得到数值信号，判断振动物体的振动方向并得出振动物体振动上限和振动下限的同步信号。优选地，在上述的高速振动同步信号提取系统中，所述光接收板上设置有多个处于一字排列的光接收器，所述激光机具体为一字激光机；
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所述一字激光机发出的一字激光平面发送至多个光接收器上。优选地，在上述的高速振动同步信号提取系统中，所述振动物体的平面与所述多个处于一字排列的光接收器所成的平面之间形成预设角度。与现有技术相比，本实施例提供的技术方案具有以下优点和特点在本发明提供的方案中，利用激光机将激光发送给光接收器，并且在激光机和光接收器的激光线路之间设置需要检测的振动物体。当振动物体振动的时候，光接收器接收到的是被振动物体遮挡后的激光，所以在振动物体振动的过程中，光接收器接收到的激光照射面积是不同的，所以光接收器会根据获取到的激光照射面积的不同而产生不同的电信号，并将该电信号发送给处理器，处理器再将该电信号转换成数值信号，并计算出该振动物体振动上限和振动下限的同步信号输出给其他外部设备。因此，本发明提供的方案不需要通过机械碰撞的形式来获取振动物体的同步信号，而是通过激光转化的形式来获取，所以不需要经常更换检测器件，从而降低了检测成本；而且，相对于机械碰撞的形式，即使在振动物体的振动幅度很微小的情况下，通过减小振动物体平面与激光线平面的预设角度，而增加感受变化的激光的光接收器的数量，检测各个光接收器的激光照射面积的变化，来准确的获取振动物体的同步信号，因此本发明还可以适应灵活适应不同等级振动幅度的应用场合。
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明所提供的一种高速振动同步信号提取方法的流程图；图2为本发明所提供的一种高速振动同步信号提取系统的�？橥迹煌�3为本发明所提供的振动上限各光接收器的受光示意图；图4为本发明所提供的振动下限各光接收器的受光示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供了一种高速振动同步信号提取方法，包括通过光接收器即时获取激光机发送的且被振动物体遮挡后的激光，再将获取到的所述激光转化成电信号；通过处理器将所述电信号转化为数值信号，并输出该数值信号。由于上述高速振动同步信号提取方法的具体实现存在多种方式，下面通过具体实施例进行详细说明请参见图1所示，图1所示为一种高速振动同步信号提取方法，包括步骤Si、通过光接收器即时获取激光机发送的且被振动物体遮挡后的激光并转换为电信号；步骤S2、通过处理器将所述电信号转化为数值信号。步骤S3、处理器对比前后得到数值信号，判断振动物体的振动方向并得出振动物体振动上限和振动下限的同步信号。在图1所示的实施例中，利用激光机将激光发送给光接收器，并且在激光机和光接收器的激光线路之间设置需要检测的振动物体。当振动物体振动的时候，光接收器接收到的是被振动物体遮挡后的激光，所以在振动物体振动的过程中，光接收器接收到的激光照射面积是不同的，所以光接收器会根据获取到的激光照射面积的不同而产生不同的电信号，并将该电信号发送给处理器，处理器再将该电信号转换成数值信号，并将该数值信号作为该振动物体的同步信号输出给其他外部设备。通过图1所示的实施例可以看出，本发明提供的方案不需要通过机械碰撞的形式来获取振动物体的同步信号，而是通过激光转化的形式来获�。圆恍枰８患觳馄骷佣档土思觳獬杀荆欢遥喽杂诨蹬鲎驳男问剑词乖谡穸锾宓恼穸群芪⑿〉那榭鱿拢す饧觳庖部梢酝üす庹丈涿婊谋浠醋既返幕袢≌穸锾宓耐叫藕�。请参见图2所示，本发明实施例还提供了一种高速振动同步信号提取系统，该系统是基于上述方法而设定的，该系统包括激光机5和光接收板1，所述激光机5和所述光接收板1之间设置有需检测的振动物体4，所述光接收板1上设置有光接收器2和与所述光接收器2相连接的处理器，处理器在图中未示出；其中，所述激光机5，用于向所述光接收板1 的光接收器2发送激光3 ；所述光接收器2，用于即时获取所述激光机5发送的且被所述振动物体4遮挡后的激光3，并将获取到的所述激光3转化成电信号；所述处理器，用于将所述电信号转化为数值信号，并输出该数值信号。在图2所示的实施例中，所述光接收板1上设置有多个处于一字排列的光接收器 2，所述激光机5具体为一字激光机5，且所述一字激光机5发出的一字激光平面3发送至多个光接收器2上。而且，所述振动物体4的平面与所述多个处于一字排列的光接收器2所成的平面之间形成预设角度。本发明采用一个一字激光机5和多个光接收器2来测量振动物体4的位置变化情况。一字激光机5射出的激光3形成一个平面，该平面与振动平面形成一个大小可调的夹角。振动物体4在激光机5和光接收器2之间来回振动，在振动范围内的各个位置，各光接收器2接收到光强转化成的数据大小发生了变化。通过光强转化数据可计算振动物体4上下振动的临界位置并提取出上下振动的同步信号。在图2所示的实施例中，振动物体4上下振动，以其中一个光接收器2为例，它感受的光强随着振动物体4的位置改变而发生改变，从一个最大值到最小值发生周期性变化，选取最大值或者最小值的时间间隔，可以简单的计算振动周期。各光接收器2形成一字排列，并与振动平面形成一个可调大小的夹角，选取最大值和最小值变化比较显著的光接收器2为参考。请参见图3所示，振动物体4到达振动上限7时，各光接收器2的受光强度示意图，其中字母a至k代表多个光接收器2 ；请参见图4所示，振动物体4到达振动下限 6，各光接收器2受光强度示意图，其中字母a至k代表多个光接收器2 ；可以发现中间的几个光接收器2的受光强度变化显著，显然，参考中间的若干光接收器2的光强最大值和最小值便可以提取出同步信号。
下面通过详细的实例进行介绍对于振幅不确定的振动，可以采用下面的实例一进行提取同步信号。实例一的具体步骤步骤一初始化，各光接收器对应光强度值存储表赋值为0 ；步骤二 光接收板上的处理器读取光接收器a_k等光强度值，按接收器编号顺序保存各光强度值为第一行；步骤三间隔T个时间单位，读取光接收器a_k等光强度值，按接收器编号顺序保存各光强度值为第二行；步骤四对比第一行和第二行各光接收器光强度值大�。诙惺荼鹊谝恍惺菰龃螅得髡穸锾逑滦校喾吹诙惺荼鹊谝恍惺菁跣。得髡穸锾迳闲校诙惺萏婊坏谝恍校锹颊穸较颍徊街栉寮涓鬞个时间单位，读取光接收器a_k等光强度值，按接收器编号顺序保存各光强度值为第二行；步骤六对比第一行和第二行各光接收器光强度值大�。锹颊穸较颍粽穸较蚍⑸谋洌纯膳卸ㄕ穸酱锪苏穸舷藁蛘哒穸孪蓿吹闭穸较蛴缮闲斜涑上滦校� 即振动物体已到达了振动上限，当振动方向由下行变成上行，即振动物体已到达了振动下限。对于振幅确定的振动，可以采用下面的实例二进行提取同步信号的最大值和最小值。实例二的具体步骤步骤一初始化，各光接收器对应光强度值存储表赋值为0 ；步骤二 光接收板上的处理器读取光接收器a_k等光强度值，按接收器编号顺序保存各光强度值为第一行；步骤三间隔T个时间单位，读取光接收器a_k等光强度值，按接收器编号顺序保存各光强度值为第二行，对比第一行和第二行各光接收器光强度值大�。诙惺荼鹊谝恍惺菰龃螅得髡穸锾逑滦校喾吹诙惺荼鹊谝恍惺菁跣。得髡穸锾迳闲校诙惺萏婊坏谝恍校锹颊穸较颍徊街杷募涓鬞个时间单位，读取光接收器a_k等光强度值，按接收器编号顺序保存各光强度值为第二行，对比第一行和第二行各光接收器光强度值大小，记录振动方向，若振动方向发生改变，即可判定振动到达了振动上限或者振动下限，即当振动方向由上行变成下行，即振动物体已到达了振动上限，当振动方向由下行变成上行，即振动物体已到达了振动下限。当振动到达上限时保存第一行各光接收器的值为最小值，当振动到达下限时，保存第一行各光接收器的值为最大值。将第二行数据替换第一行。步骤五间隔T个时间单位，读取光接收器a_k等光强度值，按接收器编号顺序保存各光强度值为第二行，对比第一行和第二行各光接收器光强度值大�。锹颊穸较颍粽穸较蛎挥蟹⑸谋洌员鹊诙兄械闹涤胍驯４娴淖畲笾岛妥钚≈担酱镒畲笾翟蚺卸险穸酱锵孪蓿酱镒钚≈翟蚺卸险穸酱锵孪蓿粽穸较蚍⑸谋洌员鹊谝恍械氖莺鸵驯４娴淖畲笾岛妥钚≈担绻谝恍械淖畲笾荡笥谝驯４娴淖畲笾担蛴玫谝恍械氖荼４嫖畲笾担龅酱镎穸孪拗噶睿绻谝恍械氖菪∮谧钚≈担蛴玫谝恍械氖荼４嫖钚≈担龃锏秸穸舷拗噶�。步骤六重复多次步骤四和五，可以得到更加精确的最大值和最小值。上述两种实施例说明，第二种实施例对于振幅固定的周期振动，可以比较实时的给出振动的上限和下限的同步信号，第一种给出的振动上限和下限时间相对于振动要延迟 T个时间单位以上，有一定的滞后性，但在振幅不确定的场合可以比较准确的给出振动的上限和下限同步信号。两种实施例中的光接受数据对比方法，可以将每行光接收器数据取累加和进行对比，也可以各个进行对比。综上所述，本发明采用光线平面与振动平面形成一个可调的夹角，并采用多个光接收器件，通过调节所述夹角的大小而控制在振动范围内光接受器件的个数，可有效的适应不同振动幅度的应用场景。成本低，实现简单，容易在现场安装。需要说明的是，图1至图4所示的实施例只是本发明所介绍的优选实施例，本领域技术人员在此基础上，完全可以设计出更多的实施例，因此不在此处赘述。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种高速振动同步信号提取方法，其特征在于，包括通过光接收器即时获取激光机发送的且被振动物体遮挡后的激光，再将获取到的所述激光转化成电信号；通过处理器将所述电信号转化为数值信号；处理器对比前后得到数值信号，判断振动物体的振动方向并得出振动物体振动上限和振动下限的同步信号。
2.一种高速振动同步信号提取系统，其特征在于，包括激光机和光接收板，所述激光机和所述光接收板之间设置有需检测的振动物体，所述光接收板上设置有光接收器和与所述光接收器相连接的处理器；所述激光机，用于向所述光接收板的光接收器发送激光；所述光接收器，用于即时获取所述激光机发送的且被所述振动物体遮挡后的激光，并将获取到的所述激光转化成电信号；所述处理器，用于将所述电信号转化为数值信号，并对比前后得到数值信号，判断振动物体的振动方向并得出振动物体振动上限和振动下限的同步信号。
3.根据权利要求2所述的高速振动同步信号提取系统，其特征在于，所述光接收板上设置有多个处于一字排列的光接收器，所述激光机具体为一字激光机；所述一字激光机发出的一字激光平面发送至多个光接收器上。
4.根据权利要求3所述的高速振动同步信号提取系统，其特征在于，所述振动物体的平面与所述多个处于一字排列的光接收器所成的平面之间形成预设角度。
全文摘要
本发明公开了一种高速振动同步信号提取方法及系统，该方法包括通过光接收器即时获取激光机发送的且被振动物体遮挡后的激光，再将获取到的所述激光转化成电信号；通过处理器将所述电信号转化为数值信号，并输出该数值信号。本发明提供的方案不需要通过机械碰撞的形式来获取振动物体的同步信号，而是通过激光转化的形式来获�。圆恍枰８患觳馄骷佣档土思觳獬杀荆欢遥喽杂诨蹬鲎驳男问剑词乖谡穸锾宓恼穸群芪⑿〉那榭鱿拢す饧觳庖部梢酝üす庹丈涿婊谋浠醋既返幕袢≌穸锾宓耐叫藕�。
文档编号G01H9/00GK102538943SQ20111044622
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者郑金发 申请人:广东威创视讯科技股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
