[发明专利]一种断路器机械特性测试方法

权利要求书

1.一种断路器机械特性测试方法，所述断路器机械特性测试方法应用于断路器机械特性测试装置，所述断路器机械特性测试装置包括tof深感镜头单元、高速摄像镜头单元、控制计算单元，其中，tof深感镜头单元，tof深感镜头单元高速摄像镜头单元上，用于向测试目标连续发送光脉冲后接收从测试目标返回的光，还用于将光电信号转换为电信号，再通过模数转换将电信号转换为数字信号，还用于对数字信号进行处理后计算光脉冲的往返时间，即得到测试目标的距离，还用于将测试目标的距离发送至控制计算单元；高速摄像镜头单元，用于拍摄运动中测试目标的多帧运动图像信息，还用于将多帧运动图像信息发送至控制计算单元；控制计算单元，用于控制tof深感镜头单元、高速摄影镜头单元的启动、停止，还用于同步tof深感镜头单元、高速摄影镜头单元的时钟，还用于将接收到测试目标的距离、多帧运动图像信息进行计算从而获得断路器的机械特性数据，其特征在于，所述方法包括：

在断路器转轴上的旋转面标定一个黄点和绿点，通过tof深感镜头单元和高速摄像镜头单元，测得断路器转轴上旋转面动作前黄点和绿点的空间坐标；

所述断路器转轴上旋转面动作前黄点和绿点的空间坐标获取的步骤为：

在断路器的拐臂转轴上的一个垂直于旋转轴的平面上标记一个黄点和一个绿点；

将高速摄像镜头单元入射角与向旋转平面保持在45°～90°间拍摄；

建立以高速摄像镜头单元等效小孔位置为原点(0，0，0)的参考三维坐标系，其中，垂直于高速摄像光电传感器平面为x轴，与高速摄影头光电传感器长边平行为y轴，与高速摄影头光电传感器宽边平行的为z轴，高速摄像镜片组指向测试目标方向为x轴正方向；

建立球面方程，其中，设置tof深感镜头单元的原点坐标为(a，b，c)，tof深感镜头单元测得与测试目标的距离为L，以tof深感镜头单元测距原点为球心，半径为L的球面，球面函数方程为：

(x-a)²+(y-b)²+(z-c)²＝L²

通过高速摄像镜头单元的成像点确定一条穿过高速摄像镜头单元等效小孔成像原理的小孔位置点的直线，即穿过坐标系原点的直线，即为测试目标成像过程中的反射光入射光路，摄像机光电传感器等效成像位置的坐标为(A，B，C)，则该直线为解方程组

可得直线与球面的两个交点，x＞O的交点坐标即为测试目标的位置实际坐标(X，Y，Z)；

控制断路器分闸或者合闸动作，通过高速摄像镜头单元拍摄获得断路器动作时标定的每帧黄点动作过程图像；

通过tof深感镜头单元和高速摄像镜头单元测得断路器转轴上旋转面动作后的黄点、绿点的空间坐标；

通过控制计算单元，根据断路器转轴上旋转面动作前黄点和绿点的空间坐标、断路器转轴上旋转面动作后的黄点、绿点的空间坐标，计算出黄点、绿点旋转轨迹所在平面的函数及旋转圆心坐标；

通过高速摄像镜头单元拍摄获得断路器动作时标定的黄点动作过程图像，结合断路器动作时标定的每帧黄点动作过程图像，根据旋转圆心坐标还原出黄点在旋转轨迹所在平面上每帧的真实空间轨迹信息和旋转角度信息；

通过控制计算单元，根据每帧黄点的真实空间轨迹信息、旋转角度信息及该帧所记录的拍摄时间，获得旋转角度-时间曲线；

根据旋转角度与断路器触头实际行程的比例关系换算得到断路器触头的行程-时间曲线，进而得到断路器的机械特性数据。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过tof深感镜头单元和高速摄像镜头单元测得断路器转轴上旋转面动作后的黄点、绿点的空间坐标的步骤与所述通过tof深感镜头单元和高速摄像镜头单元，测得断路器转轴上旋转面动作前黄点和绿点的空间坐标的步骤相同。