[实用新型]一种非接触式确定物体位置和姿态的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及航天实验设备技术领域，尤其涉及一种非接触式确定物体位置和姿态的系统。

背景技术

在载人航天领域，人们利用航天器中的失重环境，在航天器内开展多种基础物理或科学实验，但在轨运行的航天器会受到各种扰动的影响，很难保证理想的失重环境，从而破坏了实验所需的理想条件，所以，如何能够为在轨运行航天器上的实验载荷提供理想的高微重力环境，已经成为在航天器内顺利进行实验的首要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种非接触式确定物体位置和姿态的系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种非接触式确定物体位置和姿态的系统，包括：三个定位平面和六个位移传感器，三个所述定位平面均安装在待测物体上，且三个所述定位平面两两相互正交，六个所述位移传感器均安装在待测环境中，三个所述定位平面包括第一定位平面、第二定位平面和第三定位平面，六个所述位移传感器包括第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器、第五位移传感器和第六位移传感器，所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器分别垂直对准所述第一定位平面安装，且不在同一条直线上，所述第四位移传感器和第五位移传感器分别垂直对准所述第二定位平面安装，所述第六位移传感器垂直对准所述第三定位平面安装，六个所述位移传感器的测点分别位于各自开始对准的平面上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型实施例提供的非接触式确定物体位置和姿态的系统，在待测物体或测量环境中设置三个互相正交的定位平面，并对应三个定位平面设置六个位移传感器，六个位移传感器分别用于测量对应的定位平面上测点的位移值，则本实用新型实施例提供的系统，可以通过三个定位平面上测点的位移与位移传感器的安装位置，为计算三个定位平面的空间位置提供数据支持，进而为待测物体的位置和姿态的确定和控制提供数据支持，实现对高微重力需求的实验载荷的服务。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的非接触式确定物体位置和姿态的系统结构示意图。

图中，各符号的含义如下：

1第一定位平面、2第二定位平面、3第三定位平面、4第一位移传感器、5第二位移传感器、6第三位移传感器、7第四位移传感器、8第五位移传感器、9第六位移传感器、10待测物体。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了能够为在轨运行航天器上的实验载荷提供理想的高微重力环境，本实用新型提供的系统，为实验平台相对航天器进行精确定位提供数据测量装置，为进一步实现对其进行相对航天器位置和姿态的控制提供数据支持，进而服务于高微重力需求的实验载荷。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种非接触式确定物体位置和姿态的系统，包括：三个定位平面和六个位移传感器，三个所述定位平面均安装在待测物体上，且三个所述定位平面两两相互正交，六个所述位移传感器均安装在待测环境中，三个所述定位平面包括第一定位平面1、第二定位平面2和第三定位平面3，六个所述位移传感器包括第一位移传感器4、第二位移传感器5、第三位移传感器6、第四位移传感器7、第五位移传感器8和第六位移传感器9，第一位移传感器4、第二位移传感器5和第三位移传感器6分别垂直对准第一定位平面1安装，且不在同一条直线上，第四位移传感器7和第五位移传感器8分别垂直对准第二定位平面2安装，第六位移传感器9垂直对准第三定位平面3安装，六个所述位移传感器的测点分别位于各自开始对准的平面上。

上述结构的工作原理为：

位移传感器用于获取待测物体的位移，在实际使用过程中，可以使用计算机来采集位移传感器上的数据。在待测物体运动的过程中，六个位移传感器的位点始终保持在最初各自对准的平面上，获取在各自对准平面上的测点位置和位移数据，而得到的该测点位置和位移数据即可作为确定物体位置和姿态的基础数据，为进一步实现对其进行相对航天器位置和姿态的控制提供数据支持，进而服务于高微重力需求的实验载荷。

上述结构的系统，使用其测量得到的位移数据以及测点位置数据，在实际使用过程中，可以采用如下方法对实验平台进行位置和姿态的确定以及控制。