[发明专利]一种带视觉检测功能的阻尼器及其性能检测方法

权利要求书

1.一种带视觉检测功能的阻尼器，其特征在于，所述阻尼器包括上底座（4）、下底座（8）和连接在上底座（4）和下底座（8）之间的阻尼组件；上底座（4）的上端和下底座（8）的下端分别与桥梁梁体的下端和桥墩的上端相连接；阻尼组件上设有标定物（6）；通过在阻尼组件上或在阻尼组件外部设置对准标定物（6）的视觉检测装置（5）对阻尼器的运动情况进行检测。

2.根据权利要求1所述的带视觉检测功能的阻尼器，其特征在于，所述标定物（6）为层状结构，包括一层钢板（62）和一层安装于钢板（62）表面的聚氨酯板（61）；聚氨酯板（61）的表面模压有具图像识别功能和二维码身份识别功能的纹理；视觉检测装置（5）对准聚氨酯板（61）上的纹理进行检测。

3.根据权利要求2所述的带视觉检测功能的阻尼器，其特征在于，所述视觉检测装置（5）包括视觉采集单元（53）、数据处理单元（51）和数据传输单元（52），视觉采集单元（53）对准聚氨酯板（61）上的纹理进行检测。

4.根据权利要求3所述的带视觉检测功能的阻尼器，其特征在于，所述阻尼组件包括连接在上底座（4）下端的耳环一（1）、连接在下底座（8）上端的耳环二（7），耳环一（1）和耳环二（7）之间包括带有活塞杆（2）的缸体（3），活塞杆（2）可在耳环一（1）和缸体（3）之间沿着缸体（3）的轴向作反复运动；标定物（6）设于缸体（3）的顶部，视觉检测装置（5）设于上底座（4）上或设于缸体（3）的上方，视觉检测装置（5）对准标定物（6）和活塞杆（2）进行检测。

5.根据权利要求3所述的带视觉检测功能的阻尼器，其特征在于，所述阻尼组件包括阻尼器本体（9），阻尼器本体（9）的上下两端分别与上支座和下支座连接，标定物（6）设于阻尼器本体（9）上易测量处，视觉检测装置（5）位于阻尼器本体（9）的外部并对准标定物（6）。

6.一种带视觉检测功能的阻尼器的性能检测方法，对权利要求4所述的阻尼器的工作性能进行检测，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将视觉采集单元（53）上的镜头对准活塞杆（2）和缸体（3），使得视觉采集单元（53）的视野范围覆盖活塞杆（2）露出缸体（3）外的运行部分及标定物（6）上的聚氨酯板（61）；

S2：确定聚氨酯板（61）上某点的三维几何位置与其在视觉采集单元（53）的图像中对应点之间的相互关系，建立相机成像的几何模型；

S3：将图像中的像素位移转换成实际场景中的物理位移，进而测量出时间t与位移S的曲线，以此直观的得到可反映阻尼器工作性能的位移S，再通过S测算出可反映阻尼器工作性能的力F和加速度a。

7.根据权利要求6所述的带视觉检测功能的阻尼器的性能检测方法，其特征在于，步骤S3中所述通过S测算出加速度a，具体由如下公式得到：

；

。

8.根据权利要求6所述的带视觉检测功能的阻尼器的性能检测方法，其特征在于，步骤S3中所述通过S测算出力F，具体由如下公式得到：

其中：V=S/t，

C为阻尼系数，α为速度指数，C和α均为已知常数；

sgn（V）为符号函数，具体表示参数V的正负号。

9.一种带视觉检测功能的阻尼器的性能检测方法，对权利要求5所述的阻尼器的工作性能进行检测，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将视觉采集单元上的镜头对阻尼器本体，使得视觉采集单元的视野范围覆盖标定物上的聚氨酯板；

S2：确定聚氨酯板上某点的三维几何位置与其在视觉采集单元的图像中对应点之间的相互关系，建立相机成像的几何模型；

S3：将图像中的像素位移转换成实际场景中的物理位移，进而测量出时间t与位移S的曲线，以此直观的得到可反映阻尼器工作性能的位移S；

S4：通过对照阻尼器的试验滞回曲线图，得出可反映阻尼器工作性能的力F，其中力F包括阻尼器本体在弹性变形阶段的力F1和塑形变形阶段的力F2。

10.根据权利要求9所述的带视觉检测功能的阻尼器的性能检测方法，其特征在于，当阻尼器本体处于弹性变形阶段时，力F1与位移S呈线性关系，此时F1=kS，其中k为刚度系数，S可通过试验滞回曲线图直观得到；

当阻尼器本体处于塑形变形阶段时，力F2与位移S呈非线性关系，此时F2的推导步骤如下：

S1：判断S的正负属性，若S为正，F2位于滞回曲线图中的第一象限或第四象限，即正象限中；若S为负，F2位于滞回曲线图中的第二象限或第三象限，即负象限中；

S2：当S为正时，搜索正象限中F2的峰值c及其对应的位移S1，搜索在正象限中F2为0时的S0，搜索正象限中与峰值c相对的另一象限中的拐点值d及其对应的位移h；

当S为负时，搜索负象限中F2的峰值e及其对应的位移S1，搜索在负象限中F2为0时的S0，搜索负象限中与峰值e相对的另一象限中的拐点值f及其对应的位移g；

S3：当S为正时，将S的大小与h的大小进行比较，以确定S在横坐标上与h的位置关系；当S＜h时，将S出现的时间与S0出现的时间进行比较，以此确定S参数对应的唯一F2值；当S≥h时，将S出现的时间与S1出现的时间进行比较，以此确定S参数对应的唯一F2值；

当S为负时，将S的绝对值大小与g的绝对值大小进行比较，以确定S在横坐标上与g的位置关系；当|S|＜|h|时，将S出现的时间与S0出现的时间进行比较，以此确定S参数对应的唯一F2值；当|S|≥|h|时，将S出现的时间与S1出现的时间进行比较，以此确定S参数对应的唯一F2值。