本實(shí)用新型屬于柔性囊體形變檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種柔性囊體的形變檢測(cè)裝置及浮空器。

背景技術(shù)：

柔性囊體，如大型熱氣球、浮空器的副氣囊、橡膠救生艇等在交通運(yùn)輸和救援領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。近幾年，隨著各種旅游項(xiàng)目的不斷發(fā)展，熱氣球、浮空器運(yùn)動(dòng)也成為旅游項(xiàng)目中的熱門運(yùn)動(dòng)之一。另外，隨著消防救援條件的不斷提高，橡膠救生艇等救援工具也成為眾多政府救援部門，在暴雨、洪澇天氣防洪救災(zāi)的必備救援工具。柔性囊體的形變量直接關(guān)系到其使用性能，漏氣、充氣不足問(wèn)題，會(huì)嚴(yán)重降低其使用的安全性。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中并沒有一種能夠精確測(cè)量柔性囊體形變量且易于實(shí)現(xiàn)、成本較低的產(chǎn)品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種柔性囊體的形變檢測(cè)裝置及浮空器，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中并沒有一種能夠精確測(cè)量柔性囊體形變量且易于實(shí)現(xiàn)、成本較低的產(chǎn)品的問(wèn)題。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種柔性囊體的形變檢測(cè)裝置，所述形變檢測(cè)裝置包括所述形變檢測(cè)裝置包括超聲探頭模塊和形變檢測(cè)模塊；

所述超聲探頭模塊包括至少一個(gè)超聲探頭；

所述形變檢測(cè)模塊與所述超聲探頭模塊連接，通過(guò)所述超聲探頭模塊向所述柔性囊體發(fā)射超聲波并接收所述柔性囊體反射的超聲波，以檢測(cè)所述柔性囊體與所述超聲波探頭模塊之間的距離。

優(yōu)選的，所述超聲探頭模塊包括至少一個(gè)超聲探頭，所述多個(gè)超聲探頭設(shè)置在一個(gè)凸面體或平面體上，所述凸面體或所述平面體與所述柔性囊體之間間隔一定距離設(shè)置，所述超聲探頭模塊正對(duì)所述柔性囊體的幾何中心。

優(yōu)選的，所述超聲探頭模塊包括多個(gè)超聲探頭，所述多個(gè)超聲探頭在所述凸面體上排列成形狀規(guī)則的曲面或在所述平面體上排列成形狀規(guī)則的平面。

優(yōu)選的，所述形變檢測(cè)模塊包括控制單元、超聲驅(qū)動(dòng)單元、超聲波換能器和超聲接收單元；

所述控制單元、所述超聲驅(qū)動(dòng)單元、所述超聲波換能器和所述超聲探頭模塊依次連接，所述超聲接收單元分別與所述超聲波換能器和所述控制單元連接；

所述控制單元向所述超聲驅(qū)動(dòng)單元輸出預(yù)設(shè)頻率的脈沖信號(hào)；所述超聲驅(qū)動(dòng)單元將所述預(yù)設(shè)頻率的脈沖信號(hào)處理為預(yù)設(shè)頻率的電壓信號(hào)；所述超聲波換能器將所述預(yù)設(shè)頻率的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成預(yù)設(shè)頻率的超聲波，并通過(guò)所述超聲探頭模塊發(fā)射至所述柔性囊體；

所述超聲波換能器通過(guò)所述超聲探頭模塊接收所述柔性囊體反射的超聲波，并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后輸出給所述超聲接收單元；所述超聲接收單元將所述超聲波換能器輸出的電壓信號(hào)處理為脈沖信號(hào)后輸出給所述控制單元；所述控制單元對(duì)所述超聲接收單元輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，得到所述柔性囊體與所述超聲波探頭模塊之間距離。

優(yōu)選的，所述形變檢測(cè)模塊還包括分別與所述控制單元和所述超聲接收單元連接，以對(duì)所述超聲接收單元輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)的緩存單元。

優(yōu)選的，所述超聲驅(qū)動(dòng)單元包括分別與所述控制單元和所述超聲波換能器連接，將所述預(yù)設(shè)頻率的脈沖信號(hào)放大處理為所述預(yù)設(shè)頻率的電壓信號(hào)的第一信號(hào)放大器。

優(yōu)選的，所述超聲接收單元包括：

與所述超聲波換能器連接，對(duì)所述超聲波換能器輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行放大并輸出的第二信號(hào)放大器；以及

分別與所述第二信號(hào)放大器和所述控制單元連接，對(duì)所述第二信號(hào)放大器輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行比較后，輸出脈沖信號(hào)至所述控制單元的電壓比較器。

優(yōu)選的，所述超聲接收單元還包括連接在所述超聲探頭模塊和所述第二信號(hào)放大器之間的濾波器本是實(shí)用新型還提供一種浮空器，包括上述的柔性囊體的形變檢測(cè)裝置。

優(yōu)選的，所述柔性囊體為所述浮空器的副氣囊，所述形變檢測(cè)裝置正對(duì)所述副氣囊的底部中央設(shè)置。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于：

通過(guò)向柔性囊體發(fā)射超聲波并接收柔性囊體反射的超聲波，以檢測(cè)柔性囊體與超聲波探頭模塊之間的距離，可根據(jù)所述距離的變化量來(lái)檢測(cè)柔性囊體的形變量，精確度高、易于實(shí)現(xiàn)且成本低廉。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的柔性囊體的形變檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的柔性囊體的形變檢測(cè)裝置的基本結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的柔性囊體的形變檢測(cè)裝置的具體結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

如圖1所示，本實(shí)施例提供的柔性囊體的形變檢測(cè)裝置，其包括超聲探頭模塊10和形變檢測(cè)模塊20。

超聲探頭模塊10包括至少一個(gè)超聲探頭11，形變檢測(cè)模塊20與超聲探頭模塊10連接，通過(guò)超聲探頭模塊10向柔性囊體100發(fā)射超聲波并接收柔性囊體100反射的超聲波，以檢測(cè)柔性囊體100與超聲波探頭模塊10之間的距離。

在具體應(yīng)用中，超聲探頭模塊可以包括一個(gè)或多個(gè)超聲探頭，一個(gè)或多個(gè)超聲探頭設(shè)置在一個(gè)凸面體或平面體上，凸面體或平面體與柔性囊體之間間隔一定距離設(shè)置。當(dāng)超聲探頭模塊包括多個(gè)超聲探頭時(shí)，多個(gè)超聲探頭可以在凸面體上排列成形狀規(guī)則的曲面，或者平面體上排列成形狀規(guī)則的平面，超聲探頭模塊正對(duì)柔性囊體的幾何中心；當(dāng)超聲探頭模塊包括一個(gè)超聲探頭時(shí)，該超聲探頭正對(duì)柔性囊體的幾何中心。

如圖1所示，本實(shí)施例中，形變檢測(cè)裝置設(shè)置在柔性囊體100的下部，超聲探頭模塊10設(shè)置在一個(gè)凸面體30上，凸面體30與所述柔性囊體100之間間隔一定距離設(shè)置、超聲波探頭模塊10正對(duì)柔性囊體100的幾何中心。多個(gè)超聲探頭11在凸面體30上排列成環(huán)形弧面。通過(guò)使超聲探頭模塊10設(shè)置在凸面體30上、正對(duì)柔性囊體100的幾何中心設(shè)置，可以使超聲探頭模塊10中多個(gè)超聲探頭11發(fā)射的超聲波能夠基本覆蓋柔性囊體100正對(duì)超聲探頭模塊10的一面，使柔性囊體的形變檢測(cè)更加精確。

在具體應(yīng)用中，超聲探頭模塊10、形變檢測(cè)模塊20和凸面體30機(jī)械連接。

在具體應(yīng)用中，形變檢測(cè)模塊控制超聲探頭模塊的多個(gè)超聲探頭向柔性囊體發(fā)射超聲波，并接收柔性囊體反射回來(lái)的超聲波，形變檢測(cè)模塊20根據(jù)發(fā)射和反射的超聲波，檢測(cè)柔性囊體和超聲探頭模塊之間的實(shí)際距離。計(jì)算檢測(cè)到的實(shí)際距離與標(biāo)準(zhǔn)距離之間的差值可以確定柔性囊體的形變程度，差值越大，則說(shuō)明柔性囊體的形變?cè)絿?yán)重。

在具體應(yīng)用中，當(dāng)采用包括多個(gè)超聲探頭的超聲探頭模塊檢測(cè)柔性囊體的形變量時(shí)，首先要檢測(cè)柔性囊體充氣量正常時(shí)，柔性囊體與超聲探頭模塊之間的標(biāo)準(zhǔn)距離，得到與多個(gè)超聲探頭數(shù)量的對(duì)應(yīng)的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)距離值，設(shè)定此時(shí)檢測(cè)到的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)距離值分別為A、B、C、D和E；在使用柔性氣囊的過(guò)程中，形變檢測(cè)模塊控制超聲探頭模塊檢測(cè)柔性囊體與超聲探頭模塊之間的實(shí)際距離，得到與多個(gè)超聲探頭數(shù)量的對(duì)應(yīng)的多個(gè)實(shí)際距離值，設(shè)定此時(shí)檢測(cè)到的多個(gè)實(shí)際距離值分別為a、b、c、d和e；分別計(jì)算多個(gè)實(shí)際距離值與多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)距離值之間的差值a-A、b-B、c-C、d-D和e-E，計(jì)算差值a-A、b-B、c-C、d-D和e-E的平均值，根據(jù)該平均值可以判斷柔性囊體100的整體形變量大小，平均值越大，形變量越大。根據(jù)不同差值的大小，還可以判斷柔性氣囊不同區(qū)域的形變量大小，例如，假設(shè)檢測(cè)到實(shí)際距離值a和標(biāo)準(zhǔn)距離值A(chǔ)的超聲探頭檢測(cè)的是柔性氣囊的X區(qū)域，則差值a-A的大小即反應(yīng)了X區(qū)域的形變量大小，差值a-A越大，則X區(qū)域的形變量越大。

如圖2所示，在本實(shí)施例提供的柔性囊體的形變檢測(cè)裝置中，形變檢測(cè)模塊20包括控制單元21、超聲驅(qū)動(dòng)單元22、超聲波換能器23、超聲接收單元24和緩存單元25。

控制單元21、超聲驅(qū)動(dòng)單元22、超聲波換能器23和超聲探頭模塊10依次連接，超聲接收單元24分別與超聲波換能器23和緩存單元25連接，緩存單元25與控制單元21連接。

控制單元21向超聲驅(qū)動(dòng)單元22輸出預(yù)設(shè)頻率的脈沖信號(hào)；超聲驅(qū)動(dòng)單元22將預(yù)設(shè)頻率的脈沖信號(hào)處理為預(yù)設(shè)頻率的電壓信號(hào)；超聲波換能器23將預(yù)設(shè)頻率的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成預(yù)設(shè)頻率的超聲波，并通過(guò)超聲探頭模塊10發(fā)射至柔性囊體100。

超聲波換能器23通過(guò)超聲探頭模塊10接收柔性囊體100反射的超聲波，并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后輸出給超聲接收單元24；超聲接收單元24將超聲波換能器23輸出的電壓信號(hào)處理為脈沖信號(hào)后輸出給緩存單元25進(jìn)行緩存，控制單元21提取緩存單元25所存儲(chǔ)的超聲接收單元24輸出的脈沖信號(hào)并進(jìn)行計(jì)算，得到柔性囊體與100超聲波探頭模塊10之間距離，并根據(jù)所述距離判斷柔性囊體與100的形變程度。

在具體應(yīng)用中，控制單元21可通過(guò)控制其輸出的脈沖信號(hào)的頻率，來(lái)控制超聲探頭模塊10發(fā)射的超聲波的頻率，具體的頻率可由用戶根據(jù)具體需要通過(guò)控制單元21設(shè)置。

在一實(shí)施例中，控制單元21可以為單片機(jī)或控制器，形變檢測(cè)模塊20內(nèi)的控制單元21、超聲驅(qū)動(dòng)單元22、超聲波換能器23、超聲接收單元24和緩存單元25可以集成設(shè)置在一個(gè)規(guī)則形狀的盒體中。超聲驅(qū)動(dòng)單元22為集成的超聲波換能器驅(qū)動(dòng)電路；緩存單元25為硬盤等物理存儲(chǔ)磁盤或其他物理存儲(chǔ)介質(zhì)。

在一實(shí)施例中，當(dāng)控制單元21本身自帶存儲(chǔ)功能時(shí)，緩存單元25可以去掉，控制單元21直接與超聲接收單元24連接。

如圖3所示，本實(shí)施例是對(duì)圖2所示的形變檢測(cè)裝置的進(jìn)一步細(xì)化，在本實(shí)施例中，超聲驅(qū)動(dòng)單元22包括分別與控制單元21和超聲波換能器23連接，將所述預(yù)設(shè)頻率的脈沖信號(hào)放大處理為所述預(yù)設(shè)頻率的電壓信號(hào)的第一信號(hào)放大器221；

超聲接收單元24包括：

與超聲探頭模塊10連接的濾波器241。

與超聲波換能器23連接，對(duì)超聲波換能器23輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行放大并輸出的第二信號(hào)放大器242；以及

分別與第二信號(hào)放大器242和緩存單元25連接，對(duì)第二信號(hào)放大器242輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行比較后，輸出脈沖信號(hào)至緩存單元25的電壓比較器243。

在一實(shí)施例中，濾波器241可以去掉，超聲探頭模塊10直接與第二信號(hào)放大器242連接。

在另一實(shí)施例中，當(dāng)控制單元21自帶存儲(chǔ)功能時(shí)，緩存單元25可以去掉，電壓比較器243直接與控制單元21連接。

本實(shí)施，通過(guò)對(duì)超聲探頭模塊發(fā)射和接收的超聲波進(jìn)行濾波、放大和比較處理，可提高信號(hào)的準(zhǔn)確性。

本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種浮空器，其包括上述的柔性囊體的形變檢測(cè)裝置。

在一實(shí)施例中，所述柔性囊體為所述浮空器的副氣囊，所述形變檢測(cè)裝置正對(duì)所述副氣囊的底部中央設(shè)置。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。