CN114233800A - 一种快速手动调节刚度和阻尼的安装支座及刚度调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明具体公开了一种快速手动调节刚度和阻尼的安装支座及刚度调节方法，所述安装支座包括上下平行且同心设置的基准板和固定板，及支撑在两者之间的刚性调节机构；刚性调节机构包括沿固定板边缘向中心逐层分布的若干弹簧组件，弹簧组件包括三个以上且环固定板中心均匀分布的导向螺栓、及套设在导向螺栓上的压缩弹簧；使用时，调节导向螺栓改变基准板和固定板之间的距离，进而调节压缩弹簧的压缩量。所述安装支座结构简单、成本低、可靠性高；可对低频噪声进行有效隔振，能够更好的服务于相应的防摇控制***。

Description

一种快速手动调节刚度和阻尼的安装支座及刚度调节方法
技术领域
本发明涉及计相机安装刚度调节技术领域，特别涉及一种快速手动调节刚度和阻尼的安装支座及刚度调节方法。
背景技术
桥式起重机（或称行车）是一种重要的通用机械设备。做为大负载的通用物流设备，在绝大部分的工厂车间都会用到各类行车起重机，如矿业，钢铁行车，有色金属行车，机械加工制造业等。行车的驾驶人员需要掌握一定的技术技能，同时又需要长时间的工作在狭小的驾驶室。在锰矿等生产企业，还要工作在有一定的有毒有害的生产环境中。近年来行车的驾驶人员招聘越来越难，用人成本逐年上升。
因此，桥式起重机的自无化和无人化技术一直是行业发展的重点。国外的西门子，ABB，德马格，科尼起重，国内的太原重工，河南矿山重工，卫华重工和宝钢集团等，都在进行相关技术和产品的研究。基于传统防摇算法，各公司推出了一些手动行车辅助产品。一般采用可编程控制器和变频器，根据操作指令及起重机的实时运行状况计算出能消除载荷摇摆的大小车运行速度，再通过变频器根据所要求的速度驱动大车和小车运行，从而实现消除起重机载荷摇摆现象。依靠此类方法，但是由于技术和成本的问题，我国桥式起重机的自动化程度还是相当的低，全行业的自动化程度不到千分之一。
安装在行车上的相机，难免会发生振动，小幅的振动对行车的控制不会产生较大的影响。但是，长时间的大幅振动，可能导制检测到的摆角一直处于小幅变化，尽而导制控制程序一直无法完成退出。相机的振动，主要是由于安装在移动小车上，是由小车的振动而产生。不同的行车上，小车振动特性由于电机、工况等不同，都会有所不同。传统的方式需要换不同的减振零件，然后进行测试完成。在相机已完成安装后，更换橡胶垫或是弹簧都是比较费时的，严重降低了安装和调试效率。
发明内容
本发明的目的在于提一种快速手动调节刚度和阻尼的安装支座及刚度调节方法，以至少解决以上描述的诸多问题之一。
鉴于此，本发明的方案如下：
一种快速手动调节刚度和阻尼的安装支座，包括上下平行且同心设置的基准板和固定板，及支撑在两者之间的刚性调节机构；刚性调节机构包括沿固定板边缘向中心逐层分布的若干弹簧组件，弹簧组件包括三个以上且环固定板中心均匀分布的导向螺栓、及套设在导向螺栓上的压缩弹簧；使用时，调节导向螺栓改变基准板和固定板之间的距离，进而调节压缩弹簧的压缩量。
进一步地，所述弹簧组件包括位于外层的第一弹簧组件和内层的第二弹簧组件；第一弹簧组件包括穿过所述固定板与基准板连接的第一导向螺栓，和套设在第一导向螺栓上的第一压缩弹簧；第二弹簧组件包括平行设置在基准板和固定板之间的第一支撑板、穿过所述固定板与第一支撑板连接的第二导向螺栓，及套设在第二导向螺栓上的第二压缩弹簧。
优选地，所述弹簧组件还包括位于第二弹簧组件内的第三弹簧组件；第三弹簧组件包括平行设置在基准板和固定板之间的第二支撑板、穿过所述固定板与第二支撑板连接的第三导向螺栓，及套设在第三导向螺栓上的第三压缩弹簧。
优选地，所述刚性调节机构还包括沿中心线连接在基准板和固定板之间的阻尼器。
本法提出的一种刚度调节方法，包括如下步骤：
S1.调节权利要求1所述的安装支座，使刚性调节机构的刚度为初始值；
S2.相机固定在安装支座上，并固定在行车上，起升高度，调节安装支座的刚度实现摆角抑制，并将此时的摆角标为零点；
S3.设置标定标靶，测试相机的振动特性；
S4.行车往复运动并回至原点产生***振动；
S5.根据地面标靶测试出振动特性，低频振动特性小于阈值时完成刚度调节，否则重复S1-S5。
进一步地，所述步骤S5通过solve-pnp算法测试振动特性。
进一步地，所述步骤S5通过视野中的若干特征点，获取其在图片中的像素位置以及真实坐标系下的坐标位置，建立相似三角形关系并进行求解得到标靶在相机从标系下的位姿，由快速傅立叶变换可以得到相机的振动特性。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
1，本发明所述安装支座结构简单、成本低、可靠性高；可对低频噪声进行有效隔振，能够更好的服务于相应的防摇控制***；
2，针对上述底座，提供了一种基于视觉算法的自动检测调整结果的方法，方便调试人员进行不同刚度的调节，以达到所需的低频振动消除要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明提供的安装支座立体图。
图2为本发明提供的安装支座剖面图。
图3为本发明提供的刚度调节方法流程图。
图中，1、基准板；2、固定板；3、第一支撑板；4、第二支撑板；5、阻尼器；11、第一导向螺栓；12、第一压缩弹簧；31、第二导向螺栓；32、第二压缩弹簧；41、第三导向螺栓；42、第三压缩弹簧。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
如图1-2所示，本发明提供一种快速手动调节刚度和阻尼的安装支座，包括位于上方的的基准板1及下方的固定板2，基准板1和固定板2成圆形且平行设置；阻尼器5的一端由下方中心位置穿过固定板2的底部并固定在基准板1的底部中心，相对另一端锁紧在固定板2下方。基准板1和固定板2之间还设置有四个第一导向螺栓11，第一导向螺栓11以环阻尼器5为圆心均匀分布，一端与基准板1固定连接，另一端与固定板2活动连接，第一导向螺栓11上套设有第一压缩弹簧12，调节第一导向螺栓11的螺母时导向杆收缩，准板1和固定板2之间的距离减小，阻尼器5和第一压缩弹簧12同步压缩，通过改变刚度条件使基准板1和固定板2保持平行并维持稳定。
进一步地，基准板1和固定板2之间设有第一支撑板3和第二支撑板4，第一支撑板3和第二支撑板4为宽度相同、内径不同的圆环，分别以阻尼器5为中心套设，且位于第一导向螺栓11构成的环形半径以内。同样地，第一支撑板3与固定板2之间设有环阻尼器5为圆心分布的第二导向螺栓31，数量同为四个，第二导向螺栓31套设有第二压缩弹簧32；第二支撑板4与固定板2之间设有环阻尼器5为圆心分布的第三导向螺栓41，数量同为四个，第三导向螺栓41上设有第三压缩弹簧42。第二导向螺栓31与第三导向螺栓41的安装方式及工作方式与第一导向螺栓11相同。
本发明中，所述第一压缩弹簧12、第二压缩弹簧32及第三压缩弹簧42具备不同的刚性，从内到外，刚度值依次减小或增大。并且刚度值差异可根据具体场景进行设置和选择，此外通过阻尼器5的阻尼系数的选择实现综合控制以保证刚度调节过程中的精确度。
本发明所述安装支座提供了三种不同的调节刚度和一种固定的***阻尼进行组合，所述安装底座用于将相机安装在基体上，通过调节相机和基体之间的距离来实现弹簧不同刚度的调节。
本发明提供的安装支座，采用的变刚度原理是并联弹簧，不同的并联方式采生不同的刚度，本发明中并联弹簧的刚度K计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，
k i 为第一压缩弹簧12、第二压缩弹簧32及第三压缩弹簧42对应的刚度值。通过多种弹簧的组合，可以得到不同的刚度K，进而解决变刚度问题。
以下结合相机的具体应用场景，提供上述安装支架刚度调节的方法，其中相机的具体的安装位置可以通过相关的标定算法来解决：
1. 调节初始刚度，即至少调节第一导向螺栓11、第二导向螺栓31及第三导向螺栓41中的一个，使基准板1和固定板2之间产生一定的预紧力，即第一压缩弹簧12、第二压缩弹簧32及第三压缩弹簧42中的至少一组对基准板1和固定板2之间发生反向张力。
2. 固定起升高度，手动调节安装支座的刚度实现摆角抑制，并将此时的摆角标为零点。
3. 在地面上放置标定标靶，用于测试相机的振动特性。
4. 最高速小车方向进行正反转回至原点反复运行。
5. 小车抱闸打开，根据地面标靶测试出相机振动特性。此处，采用基于角点检测的单目相机定位算法，具体如下：
5.1对标靶进行角点检测，得到各点相素值；
5.2 采用经典的solve-pnp算法，通过视野中的若干特征点，获取其在图片中的像素位置以及真实坐标系下的坐标位置，可以建立相似三角形关系并进行求解，即可得到标靶在相机从标系下的位姿。由于标靶是放在地面不动的。通过快速傅立叶变换可以得到相机的振动特性。
对于控制的目的来说，本发明需要消除相机的低频振动特性。小于30Hz的增益应该可视为小于某一阈值（一般取所要求的控制精度的30%）。如果超标，则回到步骤1，通过调节第一导向螺栓11、第二导向螺栓31及第三导向螺栓41，分别改变第一压缩弹簧12、第二压缩弹簧32及第三压缩弹簧42的压缩状态，获得其他不同的刚度K以实现低频振动消除的要求。因此可以根据不同的阈值要求，可对刚性进行调节不需要重新更换安装支座，实现快速便捷地完成相机的安装测试。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的结构和这里示出与描述的图示示例。

Claims (7)

1.一种快速手动调节刚度和阻尼的安装支座，其特征在于，包括上下平行且同心设置的基准板（1）和固定板（2），及支撑在两者之间的刚性调节机构；刚性调节机构包括沿固定板（2）边缘向中心逐层分布的若干弹簧组件，每个弹簧组件包括三个以上且环固定板（2）中心均匀分布的导向螺栓、及套设在导向螺栓上的压缩弹簧；使用时，调节导向螺栓改变基准板（1）和固定板（2）之间的距离，进而调节压缩弹簧的压缩量。
2.根据权利要求1所述的安装支座，其特征在于，所述弹簧组件包括位于外层的第一弹簧组件和内层的第二弹簧组件；第一弹簧组件包括穿过所述固定板（2）与基准板（1）连接的第一导向螺栓（11），和套设在第一导向螺栓（11）上的第一压缩弹簧（12）；第二弹簧组件包括平行设置在基准板（1）和固定板（2）之间的第一支撑板（3）、穿过所述固定板（2）与第一支撑板（3）连接的第二导向螺栓（31），及套设在第二导向螺栓（31）上的第二压缩弹簧（32）。
3.根据权利要求2所述的安装支座，其特征在于，所述弹簧组件还包括位于第二弹簧组件内的第三弹簧组件；第三弹簧组件包括平行设置在基准板（1）和固定板（2）之间的第二支撑板（4）、穿过所述固定板（2）与第二支撑板（4）连接的第三导向螺栓（41），及套设在第三导向螺栓（41）上的第三压缩弹簧（42）。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的安装支座，其特征在于，所述刚性调节机构还包括沿中心线连接在基准板（1）和固定板（2）之间的阻尼器（5）。
5.一种刚度调节方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.调节权利要求1所述的安装支座，使刚性调节机构的刚度为初始值；
S2.相机固定在安装支座上，并固定在行车上，起升高度，调节安装支座的刚度实现摆角抑制，并将此时的摆角标为零点；
S3.设置标定标靶，测试相机的振动特性；
S4.行车往复运动并回至原点产生***振动；
S5.根据地面标靶测试出振动特性，低频振动特性小于阈值时完成刚度调节，否则重复S1-S5。
6.根据权利要求5所述的刚度调节方法，其特征在于，所述步骤S5通过solve-pnp算法测试振动特性。
7.根据权利要求6所述的刚度调节方法，其特征在于，所述步骤S5通过视野中的若干特征点，获取其在图片中的像素位置以及真实坐标系下的坐标位置，建立相似三角形关系并进行求解得到标靶在相机从标系下的位姿，由快速傅立叶变换可以得到相机的振动特性。
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