陀螺转子动平衡测试的光学方法

摘要

陀螺转子动平衡测试的光学方法，涉及一种陀螺转子动平衡过程中不平衡量的非接触测试方法。本方法采用高速摄影机对运动转子转轴端面中心区域摄影，在转子转动一周过程中连续记录N幅图像，并存入计算机进行后续处理：首先进行特征点识别，将来自相邻两幅图像的同一特征点在合成坐标系中的两个相应的位置标记进行连线作垂直平分线；用最小二乘法确定各垂直平分线交点的重心，即是转子转动的瞬时轴心；相邻两幅图像的中间位置为该瞬时轴心的位相面；将各个瞬时轴心拟合成椭圆或者圆，其中心到某瞬时轴心连线的矢径为该时刻转子振动和扰动量的大小；对应于该瞬时轴心的位相面为该时刻的振动方向。本发明解决了现有技术中测量精度低的问题，通用性好。

主权项

1.陀螺转子动平衡测试的光学方法，其特征在于该方法包括如下步骤：1)用计算机控制高速摄影机对运动转子转轴端面中心的平整并且非抛光的狭小区域进行高速摄影，在转子转动一周过程中连续记录下N幅图像，将这些图像存入计算机，由计算机进行后续步骤的处理；其中，N是由高速摄影机的摄影频率K和陀螺转子的转速n所决定的，N＝K/n；2)对所述的N幅图中的每幅图像进行特征识别，确定出K个特征点，K大于等于3；将所述的每个特征点在每幅图像中的位置进行标记，并将它们归到合成坐标系中；3)将来自相邻两幅图像的同一特征点在所述合成坐标系中的两个相应的位置标记进行连线作垂直平分线；同理，将来自所述相邻两幅图像的其它K-1个特征点也如此操作，得到相应的垂直平分线；用最小二乘法确定所述的各垂直平分线相互交点的重心，即是转子转动的瞬时轴心；所述的相邻两幅图像的中间位置即为该瞬时轴心的位相面；4)对应N幅相邻图像确定N个瞬时轴心，将这些轴心拟合成椭圆或者圆，以椭圆中心或圆心为极点，极点到某瞬时轴心的连线的矢径，即为该时刻陀螺转子振动和扰动量的大小；对应于该瞬时轴心的位相面即为该时刻的振动方向；所述的扰动量和位相面位置即是动平衡所需要的参数；5)对静止状态的转子端面所述区域进行摄影，通过计算机图像识别，确定出与动态摄影图像同样的特征点；从N幅图中找出与静态摄影图像特征点同位置的图像，该图像所对应的位相面也是静止状态转子的振动和扰动方向；利用所述的拟合椭圆或圆中最大矢径位相面和静止状态位相面的位相面角度差确定最大振动和扰动量的位相面在转子上的位置；6)利用现有动平衡计算方法，通过试配重得到所述的参数与实际配重量的比例关系，按所述比例关系确定实际配重量。