本發(fā)明涉及到磁懸浮列車領(lǐng)域，尤其涉及一種磁懸浮列車懸浮架位姿測量方法。

背景技術(shù)：

磁懸浮列車懸浮架作為磁懸浮列車的核心部件，具有懸浮、導(dǎo)向、牽引和制動(dòng)的功能。磁懸浮立車運(yùn)行時(shí)，通過安裝在懸浮架上的電磁鐵產(chǎn)生電磁吸力，將車輛懸浮在軌道上；通過安裝在懸浮架上的直線電機(jī)產(chǎn)生縱向力，牽引車輛前進(jìn)。

針對中速磁懸浮列車，國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)提出牽引直線電機(jī)中置的懸浮架結(jié)構(gòu)方案詳見圖1，該懸浮架結(jié)構(gòu)由兩個(gè)左右c形懸浮模塊30、40和牽引直線電機(jī)50組成。左f軌10平行設(shè)置在c形左懸浮模塊30內(nèi)，右f軌20平行設(shè)置在c形右懸浮模塊40內(nèi)。所述牽引直線電機(jī)50平行設(shè)置于左右懸浮模塊30、40之間。牽引直線電機(jī)50兩側(cè)各設(shè)有兩個(gè)防滾解耦機(jī)構(gòu)60，四個(gè)防滾解耦機(jī)構(gòu)對稱設(shè)置，防滾解耦機(jī)構(gòu)60兩端分別鉸接于牽引直線電機(jī)50和懸浮模塊上。可見，牽引直線電機(jī)中置的磁懸浮列車懸浮架由左懸浮模塊、右懸浮模塊和牽引直線電機(jī)組成，因而若要得到牽引直線電機(jī)中置的磁懸浮列車懸浮架的位姿需要得到左懸浮模塊、右懸浮模塊和牽引直線電機(jī)的位姿。

由于磁浮列車采用的是f型軌道，其磁極內(nèi)外壁都是傾斜截面，對于懸浮模塊橫向位移和偏航角度測量精度有嚴(yán)重的影響。另一方面，由于牽引直線電機(jī)下方是長定子齒槽結(jié)構(gòu)，無法直接通過傳感器測量直線電機(jī)相對于軌道的位姿。因此如何能夠精確測量牽引直線電機(jī)中置的磁懸浮列車懸浮架的位姿，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述技術(shù)難題，本發(fā)明提供一種磁懸浮列車懸浮架位姿測量方法，能夠精確測量牽引直線電機(jī)中置的磁懸浮列車懸浮架的位姿。

本發(fā)明提供的一種磁懸浮列車懸浮架位姿測量方法，包括以下步驟：

步驟s10：在左懸浮模塊上設(shè)置左懸浮模塊z向傳感器向上測量左f軌的距離，在左懸浮模塊上設(shè)置左懸浮模塊y向傳感器向左側(cè)和\或右側(cè)測量左f軌側(cè)內(nèi)壁的距離，通過左懸浮模塊z向傳感器和左懸浮模塊y向傳感器測量數(shù)據(jù)解算得到左懸浮模塊位姿；在右懸浮模塊上設(shè)置右懸浮模塊z向傳感器向上測量右f軌的距離，在右懸浮模塊上設(shè)置右懸浮模塊y向傳感器向左側(cè)和\或右側(cè)測量右f軌側(cè)內(nèi)壁的距離，通過右懸浮模塊z向傳感器和右懸浮模塊y向傳感器測量數(shù)據(jù)解算得到右懸浮模塊位姿；

步驟s20：在左右懸浮模塊分別設(shè)置牽引直線電機(jī)傳感器，通過牽引直線電機(jī)傳感器測量數(shù)據(jù)以及左右懸浮模塊位姿解算得到牽引直線電機(jī)的位姿。

優(yōu)選地，所述左懸浮模塊z向傳感器為四個(gè)，左懸浮模塊前側(cè)設(shè)置兩個(gè)左懸浮模塊z向傳感器分別為第一左懸浮模塊z向傳感器和第二左懸浮模塊z向傳感器，前側(cè)兩個(gè)左懸浮模塊z向傳感器相對于左f軌兩個(gè)磁極左右對稱中心橫向?qū)ΨQ設(shè)置；左懸浮模塊后側(cè)也設(shè)置兩個(gè)左懸浮模塊z向傳感器分別為第三左懸浮模塊z向傳感器和第四左懸浮模塊z向傳感器，左懸浮模塊前側(cè)和后側(cè)四個(gè)左懸浮模塊z向傳感器相對于左懸浮模塊質(zhì)心的縱向?qū)ΨQ設(shè)置，右懸浮模塊z向傳感器與左懸浮模塊z向傳感器相對懸浮架質(zhì)心對稱設(shè)置。

優(yōu)選地，所述右懸浮模塊z向傳感器為四個(gè)，右懸浮模塊前側(cè)設(shè)置兩個(gè)右懸浮模塊z向傳感器分別為第一右懸浮模塊z向傳感器和第二右懸浮模塊z向傳感器，前側(cè)兩個(gè)右懸浮模塊z向傳感器相對于右f軌兩個(gè)磁極左右對稱中心橫向?qū)ΨQ設(shè)置；右懸浮模塊后側(cè)也設(shè)置兩個(gè)右懸浮模塊z向傳感器分別為第三右懸浮模塊z向傳感器和第四右懸浮模塊z向傳感器，右懸浮模塊前側(cè)和后側(cè)四個(gè)右懸浮模塊z向傳感器相對于右懸浮模塊質(zhì)心的縱向?qū)ΨQ設(shè)置，右懸浮模塊z向傳感器與左懸浮模塊z向傳感器相對懸浮架質(zhì)心對稱設(shè)置。

優(yōu)選地，所述左懸浮模塊y向傳感器為四個(gè)，左懸浮模塊前側(cè)設(shè)置兩個(gè)左懸浮模塊y向傳感器分別為第一左懸浮模塊y向傳感器和第二左懸浮模塊y向傳感器，前側(cè)兩個(gè)左懸浮模塊y向傳感器相對于左f軌內(nèi)壁縱向中心線橫向?qū)ΨQ設(shè)置，垂向高度設(shè)置在左懸浮模塊懸浮時(shí)左f軌磁極的垂向中心位置；左懸浮模塊后側(cè)也設(shè)置兩個(gè)左懸浮模塊y向傳感器分別為第三左懸浮模塊y向傳感器和第四左懸浮模塊y向傳感器，左懸浮模塊前側(cè)和后側(cè)四個(gè)左懸浮模塊y向傳感器相對于左懸浮模塊質(zhì)心的縱向?qū)ΨQ設(shè)置。

優(yōu)選地，所述右懸浮模塊y向傳感器為四個(gè)，右懸浮模塊前側(cè)設(shè)置兩個(gè)右懸浮模塊y向傳感器分別為第一右懸浮模塊y向傳感器和第二右懸浮模塊y向傳感器，前側(cè)兩個(gè)右懸浮模塊y向傳感器相對于右f軌內(nèi)壁縱向中心線橫向?qū)ΨQ設(shè)置，垂向高度設(shè)置在右懸浮模塊懸浮時(shí)右f軌磁極的垂向中心位置；右懸浮模塊后側(cè)也設(shè)置兩個(gè)右懸浮模塊y向傳感器分別為第三右懸浮模塊y向傳感器和第四右懸浮模塊y向傳感器，右懸浮模塊前側(cè)和后側(cè)四個(gè)右懸浮模塊y向傳感器相對于右懸浮模塊質(zhì)心的縱向?qū)ΨQ設(shè)置，右懸浮模塊y向傳感器與左懸浮模塊y向傳感器相對懸浮架質(zhì)心對稱設(shè)置。

優(yōu)選地，在左右懸浮模塊分別設(shè)置牽引直線電機(jī)傳感器，具體為：所述牽引直線電機(jī)左右兩側(cè)分別設(shè)置兩個(gè)空心盒體分別為第一盒體、第二盒體、第三盒體和第四盒體，空心盒體相對于牽引直線電機(jī)質(zhì)心縱向和橫向均對稱設(shè)置；牽引直線電機(jī)傳感器為四組分別為第一牽引直線電機(jī)傳感器組、第二牽引直線電機(jī)傳感器組、第三牽引直線電機(jī)傳感器組和第四牽引直線電機(jī)傳感器組，四組牽引直線電機(jī)傳感器組對應(yīng)四個(gè)空心盒體，每組均包括三個(gè)牽引直線電機(jī)傳感器，牽引直線電機(jī)傳感器深入空心盒體中；牽引直線電機(jī)傳感器組通過桿件固定在左右懸浮模塊上，四個(gè)牽引直線電機(jī)傳感器組相對牽引直線電機(jī)質(zhì)心縱向和橫向均對稱設(shè)置。

優(yōu)選地，所述通過左懸浮模塊z向傳感器和左懸浮模塊y向傳感器測量數(shù)據(jù)解算得到左懸浮模塊位姿，具體為：

（3）

（4）

（5）

（6）

（7）

其中，、、、分別為第一左懸浮模塊z向傳感器、第二左懸浮模塊z向傳感器、第一左懸浮模塊y向傳感器和第二左懸浮模塊y向傳感器的測量值，、、、分別為第三左懸浮模塊z向傳感器、第四左懸浮模塊z向傳感器、第三左懸浮模塊y向傳感器和第四左懸浮模塊y向傳感器的測量值，為第一左懸浮模塊z向傳感器和第二左懸浮模塊z向傳感器橫向距離的中點(diǎn)距第一左懸浮模塊z向傳感器的測量點(diǎn)的橫向距離，為第一左懸浮模塊z向傳感器和第二左懸浮模塊z向傳感器橫向距離的中點(diǎn)距左懸浮模塊質(zhì)心的橫向距離，為第一左懸浮模塊z向傳感器的測量點(diǎn)距左懸浮模塊質(zhì)心的縱向距離，為第一左懸浮模塊y向傳感器和第二左懸浮模塊y向傳感器橫向距離的中點(diǎn)距第一左懸浮模塊y向傳感器的測量點(diǎn)的橫向距離，為第一左懸浮模塊y向傳感器和第二左懸浮模塊y向傳感器橫向距離的中點(diǎn)距左懸浮模塊質(zhì)心的橫向距離，第一左懸浮模塊y向傳感器的測量點(diǎn)距左懸浮模塊質(zhì)心的縱向距離，為第一左懸浮模塊y向傳感器的測量點(diǎn)距左懸浮模塊質(zhì)心的垂向距離，為所有左懸浮模塊z向傳感器和左懸浮模塊y向傳感器垂向初始測量值，為左f軌內(nèi)壁左側(cè)面斜率，左f軌內(nèi)壁右側(cè)面斜率，、、、、分別為左懸浮模塊的垂向位移、橫向位移、側(cè)滾角、俯仰角、偏航角。

優(yōu)選地，所述通過右懸浮模塊z向傳感器和右懸浮模塊y向傳感器測量數(shù)據(jù)解算得到右懸浮模塊位姿，具體為：

（10）

（11）

（12）

（13）

（14）

其中，、、、分別為第一右懸浮模塊z向傳感器、第二右懸浮模塊z向傳感器、第一右懸浮模塊y向傳感器和第二右懸浮模塊y向傳感器的測量值，、、、分別為第三右懸浮模塊z向傳感器、第四右懸浮模塊z向傳感器、第三右懸浮模塊y向傳感器和第四右懸浮模塊y向傳感器的測量值，、、、、分別為右懸浮模塊的垂向位移、橫向位移、側(cè)滾角、俯仰角、偏航角。

優(yōu)選地，所述通過牽引直線電機(jī)傳感器測量數(shù)據(jù)以及左右懸浮模塊位姿解算得到牽引直線電機(jī)的位姿，具體為：

（18）

（19）

（20）

（21）

（22）

（23）

（24）

其中，、、為第一牽引直線電機(jī)傳感器組的測量值，、、為第二牽引直線電機(jī)傳感器組的測量值，、、為第三牽引直線電機(jī)傳感器組的測量值，、、為第四牽引直線電機(jī)傳感器組的測量值，、、第一牽引直線電機(jī)傳感器組的測量點(diǎn)到左懸浮模塊質(zhì)心的橫向、縱向和垂向距離，、為第一空心盒體質(zhì)心到牽引直線電機(jī)質(zhì)心橫向、垂向距離，，為所有牽引直線電機(jī)傳感器的橫向和縱向初始測量值，、、、、、分別為直線電機(jī)的垂向位移、橫向位移、縱向位移、側(cè)滾角、俯仰角、偏航角，、分別左、右懸浮模塊相對于直線電機(jī)的縱向位移。

通過左懸浮模塊z向傳感器、左懸浮模塊y向傳感器和牽引直線電機(jī)傳感器非接觸測量被測物體的位置變化，具有較高的測量精度和非接觸測量特性，適合對懸浮架位姿的精密測量。通過合理的布置傳感器的位置，解決了由于磁浮列車采用的是f型軌道，其磁極內(nèi)外壁都是傾斜截面，對于懸浮模塊橫向位移和偏航角度測量精度有嚴(yán)重的影響；以及由于牽引直線電機(jī)下方是長定子齒槽結(jié)構(gòu)，無法直接通過傳感器測量直線電機(jī)相對于軌道的位姿的問題，從而能夠精確解算出左右懸浮模塊和牽引直線電機(jī)的位姿，即得到牽引直線電機(jī)中置的磁懸浮列車懸浮架的位姿，。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中牽引直線電機(jī)中置的磁懸浮列車懸浮架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為第一種實(shí)施方式提供的牽引直線電機(jī)中置的磁懸浮列車懸浮架位姿測量方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明提供的牽引直線電機(jī)中置的磁懸浮列車懸浮架上傳感器設(shè)置示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的左懸浮模塊前側(cè)左懸浮模塊z向傳感器和左懸浮模塊y向傳感器、牽制直線電機(jī)傳感器設(shè)置示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的牽引直線電機(jī)傳感器設(shè)置示意圖；

圖6為第二種實(shí)施方式提供的牽引直線電機(jī)中置的磁懸浮列車懸浮架位姿測量方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

需要說明的是，為便于描述，本實(shí)施例中的“上”、“下”、“前”、“后”是相對于本磁懸浮列車懸浮架而言，除為特殊說明的情況下，朝向地面方向?yàn)橄?，與向地面垂直相反的方向?yàn)樯?，指向紙?nèi)的方向?yàn)榍埃赶蚣埻獾姆较驗(yàn)楹?。還需說明的是垂向即z軸垂直地面向上為正，縱向即x軸為垂直紙面向內(nèi)為正，橫向即y軸平行紙面向左為正。

參見圖2至圖5，圖2為第一種實(shí)施方式提供的牽引直線電機(jī)中置的磁懸浮列車懸浮架位姿測量方法的流程圖。圖3為本發(fā)明提供的牽引直線電機(jī)中置的磁懸浮列車懸浮架測量裝置示意圖。圖4為本發(fā)明提供的左懸浮模塊前側(cè)左懸浮模塊z向傳感器和左懸浮模塊y向傳感器設(shè)置示意圖。圖5為本發(fā)明提供的牽引直線電機(jī)傳感器設(shè)置示意圖。

一種磁懸浮列車懸浮架位姿測量方法，包括以下步驟：

步驟s10：在左懸浮模塊上設(shè)置左懸浮模塊z向傳感器向上測量左f軌的距離，在左懸浮模塊上設(shè)置左懸浮模塊y向傳感器向左側(cè)和\或右側(cè)測量左f軌側(cè)內(nèi)壁的距離，通過左懸浮模塊z向傳感器和左懸浮模塊y向傳感器測量數(shù)據(jù)解算得到左懸浮模塊位姿；在右懸浮模塊上設(shè)置右懸浮模塊z向傳感器向上測量右f軌的距離，在右懸浮模塊上設(shè)置右懸浮模塊y向傳感器向左側(cè)和\或右側(cè)測量右f軌側(cè)內(nèi)壁的距離，通過右懸浮模塊z向傳感器和右懸浮模塊y向傳感器測量數(shù)據(jù)解算得到右懸浮模塊位姿；

步驟s20：在左右懸浮模塊分別設(shè)置牽引直線電機(jī)傳感器，通過牽引直線電機(jī)傳感器測量數(shù)據(jù)以及左右懸浮模塊位姿解算得到牽引直線電機(jī)的位姿。

優(yōu)選地，在左f軌10磁極正下方的c形左懸浮模塊上設(shè)置左懸浮模塊z向傳感器，在左f軌10內(nèi)壁下方的c形左懸浮模塊30上設(shè)置左懸浮模塊y向傳感器，左懸浮模塊z向傳感器用于向上測量左f軌磁極的距離，左懸浮模塊y向傳感器用于向左側(cè)和\或右側(cè)測量左f軌側(cè)內(nèi)壁的距離，通過左懸浮模塊z向傳感器和左懸浮模塊y向傳感器測量數(shù)據(jù)解算得到左懸浮模塊30位姿。在右f軌20磁極正下方的c形右懸浮模塊上設(shè)置右懸浮模塊z向傳感器，在右f軌20內(nèi)壁下方的c形右懸浮模塊40上設(shè)置右懸浮模塊y向傳感器，右懸浮模塊z向傳感器用于向上測量右f軌磁極的距離，右懸浮模塊y向傳感器用于向左側(cè)和\或右側(cè)測量右f軌側(cè)內(nèi)壁的距離，通過右懸浮模塊z向傳感器和右懸浮模塊y向傳感器測量數(shù)據(jù)解算得到右懸浮模塊40位姿。左右懸浮模塊30、40分別設(shè)置牽引直線電機(jī)傳感器，牽引直線電機(jī)傳感器用于測量牽引直線電機(jī)50，通過牽引直線電機(jī)傳感器測量數(shù)據(jù)以及左右懸浮模塊位姿解算得到牽引直線電機(jī)50的位姿。還可以在牽引直線電機(jī)50左右兩側(cè)設(shè)置牽引直線電機(jī)傳感器用于測量左右懸浮模塊30、40，從而通過牽引直線電機(jī)傳感器測量數(shù)據(jù)以及左右懸浮模塊位姿解算得到牽引直線電機(jī)50的位姿。

通過左懸浮模塊z向傳感器、左懸浮模塊y向傳感器和牽引直線電機(jī)傳感器非接觸測量被測物體的位置變化，具有較高的測量精度和非接觸測量特性，適合對懸浮架位姿的精密測量。通過合理的布置傳感器的位置，解決了由于磁浮列車采用的是f型軌道，其磁極內(nèi)外壁都是傾斜截面，對于懸浮模塊橫向位移和偏航角度測量精度有嚴(yán)重的影響；以及由于牽引直線電機(jī)下方是長定子齒槽結(jié)構(gòu)，無法直接通過傳感器測量直線電機(jī)相對于軌道的位姿的問題，從而能夠精確解算出左右懸浮模塊和牽引直線電機(jī)的位姿，即得到牽引直線電機(jī)中置的磁懸浮列車懸浮架的位姿。

左懸浮模塊30由一根電機(jī)箱梁31、一根電磁鐵32、兩個(gè)γ形托臂33組成。電機(jī)箱梁31、左f軌10、電磁鐵32從上而下依次與地面平行設(shè)置，兩個(gè)γ形托臂33與電機(jī)箱梁31垂直設(shè)置，電機(jī)箱梁31兩端分別固定在兩個(gè)γ形托臂33上端水平部分后端內(nèi)側(cè)，電磁鐵32兩端分別固定在兩個(gè)γ形托臂33垂直部分的下端。右懸浮模塊30與左懸浮模塊40結(jié)構(gòu)相同且對稱設(shè)置。

左懸浮模塊z向傳感器和左懸浮模塊y向傳感器可設(shè)置在左f軌10下方的c形左懸浮模塊30的電磁鐵32的前后端部，右懸浮模塊z向傳感器和右懸浮模塊y向傳感器可設(shè)置在右f軌10下方的c形右懸浮模塊40的電磁鐵的前后端部，且在電磁鐵的前后端部安裝傳感器較為方便。

參見圖3至圖6，圖3為本發(fā)明提供的牽引直線電機(jī)中置的磁懸浮列車懸浮架測量裝置示意圖。圖4為本發(fā)明提供的左懸浮模塊前側(cè)左懸浮模塊z向傳感器和左懸浮模塊y向傳感器設(shè)置示意圖。圖5為本發(fā)明提供的牽引直線電機(jī)傳感器設(shè)置示意圖。圖6為第二種實(shí)施方式提供的牽引直線電機(jī)中置的磁懸浮列車懸浮架位姿測量方法的流程圖。

在第二種牽引直線電機(jī)中置的磁懸浮列車懸浮架位姿測量方法的具體實(shí)施方式中：

步驟s11：在左懸浮模塊上設(shè)置左懸浮模塊z向傳感器向上測量左f軌磁極的距離，所述左懸浮模塊z向傳感器為四個(gè)，左懸浮模塊前側(cè)設(shè)置兩個(gè)左懸浮模塊z向傳感器分別為第一左懸浮模塊z向傳感器和第二左懸浮模塊z向傳感器，前側(cè)兩個(gè)左懸浮模塊z向傳感器相對于左f軌兩個(gè)磁極左右對稱中心橫向?qū)ΨQ設(shè)置；左懸浮模塊后側(cè)也設(shè)置兩個(gè)左懸浮模塊z向傳感器分別為第三左懸浮模塊z向傳感器和第四左懸浮模塊z向傳感器，左懸浮模塊前側(cè)和后側(cè)四個(gè)左懸浮模塊z向傳感器相對于左懸浮模塊質(zhì)心的縱向?qū)ΨQ設(shè)置；

在左懸浮模塊上設(shè)置左懸浮模塊y向傳感器向左側(cè)和\或右側(cè)測量左f軌側(cè)內(nèi)壁的距離，所述左懸浮模塊y向傳感器為四個(gè)，左懸浮模塊前側(cè)設(shè)置兩個(gè)左懸浮模塊y向傳感器分別為第一左懸浮模塊y向傳感器和第二左懸浮模塊y向傳感器，前側(cè)兩個(gè)左懸浮模塊y向傳感器相對于左f軌內(nèi)壁縱向中心線的橫向?qū)ΨQ設(shè)置，垂向高度設(shè)置在左懸浮模塊懸浮時(shí)左f軌磁極的垂向中心位置；左懸浮模塊后側(cè)也設(shè)置兩個(gè)左懸浮模塊y向傳感器分別為第三左懸浮模塊y向傳感器和第四左懸浮模塊y向傳感器，左懸浮模塊前側(cè)和后側(cè)四個(gè)左懸浮模塊y向傳感器相對于左懸浮模塊質(zhì)心的縱向?qū)ΨQ設(shè)置；

通過左懸浮模塊z向傳感器和左懸浮模塊y向傳感器測量數(shù)據(jù)解算得到左懸浮模塊位姿。

所述左懸浮模塊z向傳感器為四個(gè)，左懸浮模塊z向傳感器用于向上測量傳感器左f軌10磁極的距離。左懸浮模塊前側(cè)設(shè)置第一左懸浮模塊z向傳感器111和第二左懸浮模塊z向傳感器112，第一左懸浮模塊z向傳感器111和第二左懸浮模塊z向傳感器112相對于左f軌10兩個(gè)磁極左右對稱中心橫向?qū)ΨQ設(shè)置。左懸浮模塊后側(cè)設(shè)置第三左懸浮模塊z向傳感器113和第四左懸浮模塊z向傳感器114。第一左懸浮模塊z向傳感器111和第三左懸浮模塊z向傳感器113相對于左懸浮模塊30質(zhì)心的縱向?qū)ΨQ設(shè)置，第二左懸浮模塊z向傳感器112和第四左懸浮模塊z向傳感器114相對于左懸浮模塊30質(zhì)心的縱向?qū)ΨQ設(shè)置。

其中，第一左懸浮模塊z向傳感器和第二左懸浮模塊z向傳感器橫向距離的中點(diǎn)距第一左懸浮模塊z向傳感器的測量點(diǎn)的橫向距離為，第一左懸浮模塊z向傳感器的測量點(diǎn)距左懸浮模塊質(zhì)心的縱向距離為，第一左懸浮模塊z向傳感器和第二左懸浮模塊z向傳感器橫向距離的中點(diǎn)距左懸浮模塊質(zhì)心的橫向距離為。

因?yàn)榈谝蛔髴腋∧Kz向傳感器111和第二左懸浮模塊z向傳感器112相對于左f軌10兩個(gè)磁極左右對稱中心橫向?qū)ΨQ設(shè)置，左懸浮模塊前側(cè)兩個(gè)左懸浮模塊z向傳感器111、112和左懸浮模塊后側(cè)兩個(gè)左懸浮模塊z向傳感器113、114相對于左懸浮模塊30質(zhì)心的縱向?qū)ΨQ設(shè)置。第一左懸浮模塊z向傳感器111和第二左懸浮模塊z向傳感器112橫向距離的中點(diǎn)距第二左懸浮模塊z向傳感器112的測量點(diǎn)的橫向距離、第三左懸浮模塊z向傳感器113和第四左懸浮模塊z向傳感器114橫向距離的中點(diǎn)距第三左懸浮模塊z向傳感器113的測量點(diǎn)的橫向距離和第三左懸浮模塊z向傳感器113和第四左懸浮模塊z向傳感器114橫向距離的中點(diǎn)距第四左懸浮模塊z向傳感器114的測量點(diǎn)的橫向距離均為。第三左懸浮模塊z向傳感器113和第四左懸浮模塊z向傳感器114橫向距離的中點(diǎn)距左懸浮模塊30質(zhì)心的橫向距離為。第二左懸浮模塊z向傳感器112的測量點(diǎn)、第三左懸浮模塊z向傳感器113的測量點(diǎn)、第四左懸浮模塊z向傳感器114的測量點(diǎn)距左懸浮模塊30質(zhì)心的縱向距離均為。

所述左懸浮模塊y向傳感器為四個(gè)，左懸浮模塊前側(cè)設(shè)置第一左懸浮模塊y向傳感器121和第二左懸浮模塊y向傳感器122，第一左懸浮模塊y向傳感器121和第二左懸浮模塊y向傳感器122相對于左f軌10內(nèi)壁縱向中心線的橫向?qū)ΨQ設(shè)置，垂向高度設(shè)置在左懸浮模塊懸浮時(shí)左f軌磁極的垂向中心位置。第一左懸浮模塊y向傳感器121和第二左懸浮模塊y向傳感器122分別向左右兩側(cè)測量左f軌前側(cè)內(nèi)壁的距離。左懸浮模塊后側(cè)設(shè)置第三左懸浮模塊y向傳感器123和第四左懸浮模塊y向傳感器124，第三左懸浮模塊y向傳感器123和第四左懸浮模塊y向傳感器124分別向左右兩側(cè)測量左f軌后側(cè)內(nèi)壁的距離。第一左懸浮模塊y向傳感器121和第三左懸浮模塊y向傳感器123相對于左懸浮模塊30質(zhì)心的縱向?qū)ΨQ設(shè)置，第二左懸浮模塊y向傳感器122和第四左懸浮模塊y向傳感器124相對于左懸浮模塊30質(zhì)心的縱向?qū)ΨQ設(shè)置。

其中，第一左懸浮模塊y向傳感器121和第二左懸浮模塊y向傳感器122橫向距離的中點(diǎn)距第一左懸浮模塊y向傳感器的測量點(diǎn)的橫向距離為，第一左懸浮模塊y向傳感器121和第二左懸浮模塊y向傳感器122橫向距離的中點(diǎn)距左懸浮模塊質(zhì)心30的橫向距離為，第一左懸浮模塊y向傳感器121的測量點(diǎn)距左懸浮模塊30質(zhì)心的縱向距離為，第一左懸浮模塊y向傳感器121的測量點(diǎn)距左懸浮模塊30質(zhì)心的垂向距離為。

因?yàn)榈谝蛔髴腋∧Ky向傳感器121和第二左懸浮模塊y向傳感器122相對于左f軌10內(nèi)壁縱向中心線的橫向?qū)ΨQ設(shè)置，左懸浮模塊前側(cè)兩個(gè)左懸浮模塊y向傳感器121、122和左懸浮模塊后側(cè)兩個(gè)左懸浮模塊y向傳感器123、124相對于左懸浮模塊30質(zhì)心的縱向?qū)ΨQ設(shè)置。第一左懸浮模塊y向傳感器121和第二左懸浮模塊y向傳感器122橫向距離的中點(diǎn)距第二左懸浮模塊y向傳感器122的測量點(diǎn)的橫向距離，第三左懸浮模塊y向傳感器123和第四左懸浮模塊y向傳感器124橫向距離的中點(diǎn)距第三左懸浮模塊y向傳感器123的測量點(diǎn)的橫向距離和第三左懸浮模塊y向傳感器123和第四左懸浮模塊y向傳感器124橫向距離的中點(diǎn)距第四左懸浮模塊y向傳感器124的測量點(diǎn)的橫向距離均為，第三左懸浮模塊y向傳感器123和第四左懸浮模塊y向傳感器124橫向距離的中點(diǎn)距左懸浮模塊30質(zhì)心的橫向距離為，第二左懸浮模塊y向傳感器122的測量點(diǎn)、第三左懸浮模塊y向傳感器123的測量點(diǎn)、第四左懸浮模塊y向傳感器124的測量點(diǎn)距左懸浮模塊30質(zhì)心的縱向距離均為。第二左懸浮模塊y向傳感器122的測量點(diǎn)、第三左懸浮模塊y向傳感器123的測量點(diǎn)、第四左懸浮模塊y向傳感器124的測量點(diǎn)距左懸浮模塊30質(zhì)心的垂向距離均為。

為左f軌10內(nèi)壁左側(cè)面斜率，左f軌10內(nèi)壁右側(cè)面斜率。

所有左懸浮模塊z向傳感器和左懸浮模塊y向傳感器在安裝時(shí)垂向、橫向、縱向初始測量值分別為、、，可通過調(diào)節(jié)統(tǒng)一置零。

步驟s12：在右懸浮模塊上設(shè)置右懸浮模塊z向傳感器向上測量傳感器右f軌磁極的距離，所述右懸浮模塊z向傳感器為四個(gè)，右懸浮模塊前側(cè)設(shè)置兩個(gè)右懸浮模塊z向傳感器第一右懸浮模塊z向傳感器和第二右懸浮模塊z向傳感器，前側(cè)兩個(gè)右懸浮模塊z向傳感器相對于右f軌兩個(gè)磁極左右對稱中心橫向?qū)ΨQ設(shè)置；右懸浮模塊后側(cè)也設(shè)置兩個(gè)右懸浮模塊z向傳感器分別為第三右懸浮模塊z向傳感器和第四右懸浮模塊z向傳感器，右懸浮模塊前側(cè)和后側(cè)四個(gè)右懸浮模塊z向傳感器相對于右懸浮模塊質(zhì)心的縱向?qū)ΨQ設(shè)置，右懸浮模塊z向傳感器與左懸浮模塊z向傳感器相對懸浮架質(zhì)心對稱設(shè)置；

在右懸浮模塊上設(shè)置右懸浮模塊y向傳感器向左側(cè)和\或右側(cè)測量右f軌側(cè)內(nèi)壁的距離，所述右懸浮模塊y向傳感器為四個(gè)，右懸浮模塊前側(cè)設(shè)置兩個(gè)右懸浮模塊y向傳感器分別為第一右懸浮模塊y向傳感器和第二右懸浮模塊y向傳感器，前側(cè)兩個(gè)右懸浮模塊y向傳感器相對于右f軌內(nèi)壁縱向中心線的橫向?qū)ΨQ設(shè)置，垂向高度設(shè)置在右懸浮模塊懸浮時(shí)右f軌磁極的垂向中心位置；右懸浮模塊后側(cè)也設(shè)置兩個(gè)右懸浮模塊y向傳感器分別為第三右懸浮模塊y向傳感器和第四右懸浮模塊y向傳感器，右懸浮模塊前側(cè)和后側(cè)四個(gè)右懸浮模塊y向傳感器相對于右懸浮模塊質(zhì)心的縱向?qū)ΨQ設(shè)置，右懸浮模塊y向傳感器與左懸浮模塊y向傳感器相對懸浮架質(zhì)心對稱設(shè)置；

通過右懸浮模塊z向傳感器和右懸浮模塊y向傳感器測量數(shù)據(jù)解算得到右懸浮模塊位姿。

所述右懸浮模塊也設(shè)置有z向傳感器也為四個(gè)，分別為第一右懸浮模塊z向傳感器211、第二右懸浮模塊z向傳感器212、第三右懸浮模塊z向傳感器213和第四右懸浮模塊z向傳感器214。右懸浮模塊z向傳感器與左懸浮模塊z向傳感器相對懸浮架質(zhì)心對稱設(shè)置。左懸浮模塊30的左懸浮模塊z向傳感器與右懸浮模塊40的右懸浮模塊z向傳感器的布置完全相同。

因?yàn)橛覒腋∧Kz向傳感器與左懸浮模塊z向傳感器相對懸浮架質(zhì)心對稱設(shè)置。第一右懸浮模塊z向傳感器211和第二右懸浮模塊z向傳感器212橫向距離的中點(diǎn)距第一右懸浮模塊z向傳感器211的測量點(diǎn)的橫向距離、第一右懸浮模塊z向傳感器211和第二右懸浮模塊z向傳感器212橫向距離的中點(diǎn)距第二右懸浮模塊z向傳感器212的測量點(diǎn)的橫向距離、第三右懸浮模塊z向傳感器213和第四右懸浮模塊z向傳感器214橫向距離的中點(diǎn)距第三右懸浮模塊z向傳感器213的測量點(diǎn)的橫向距離和第三右懸浮模塊z向傳感器213和第四右懸浮模塊z向傳感器214橫向距離的中點(diǎn)距第四右懸浮模塊z向傳感器214的測量點(diǎn)的橫向距離均為。第一右懸浮模塊z向傳感器211和第二右懸浮模塊z向傳感器212橫向距離的中點(diǎn)距右懸浮模塊40質(zhì)心的橫向距離和第三右懸浮模塊z向傳感器213和第二右懸浮模塊z向傳感器214距右懸浮模塊40質(zhì)心的橫向距離均為。第一右懸浮模塊z向傳感器211的測量點(diǎn)、第二右懸浮模塊z向傳感器212的測量點(diǎn)、第三右懸浮模塊z向傳感器213的測量點(diǎn)、第四右懸浮模塊z向傳感器214的測量點(diǎn)距右懸浮模塊40質(zhì)心的縱向距離均為。

所述右懸浮模塊也設(shè)置有y向傳感器也為四個(gè)，分別為第一右懸浮模塊y向傳感器221、第二右懸浮模塊y向傳感器222、第三右懸浮模塊y向傳感器223和第四右懸浮模塊y向傳感器224。第一右懸浮模塊y向傳感器221和第二右懸浮模塊y向傳感器222分別向左右兩側(cè)測量右f軌前側(cè)內(nèi)壁的距離，第三右懸浮模塊y向傳感器223和第四右懸浮模塊y向傳感器224分別向左右兩側(cè)測量右f軌后側(cè)內(nèi)壁的距離。右懸浮模塊y向傳感器與左懸浮模塊y向傳感器相對懸浮架質(zhì)心對稱設(shè)置。左懸浮模塊30的左懸浮模塊y向傳感器與右懸浮模塊40的右懸浮模塊y向傳感器的布置完全相同。

因?yàn)橛覒腋∧Ky向傳感器與左懸浮模塊y向傳感器相對懸浮架質(zhì)心對稱設(shè)置。第一右懸浮模塊y向傳感器221和第二右懸浮模塊y向傳感器222橫向距離的中點(diǎn)距第二右懸浮模塊y向傳感器222的測量點(diǎn)的橫向距離，第一右懸浮模塊y向傳感器221和第二右懸浮模塊y向傳感器222橫向距離的中點(diǎn)距第二右懸浮模塊y向傳感器222的測量點(diǎn)的橫向距離，第三右懸浮模塊y向傳感器223和第四右懸浮模塊y向傳感器224橫向距離的中點(diǎn)距第三右懸浮模塊y向傳感器223的測量點(diǎn)的橫向距離和第三右懸浮模塊y向傳感器223和第四右懸浮模塊y向傳感器224橫向距離的中點(diǎn)距第四右懸浮模塊y向傳感器224的測量點(diǎn)的橫向距離均為。第一右懸浮模塊y向傳感器221和第二右懸浮模塊y向傳感器222橫向距離的中點(diǎn)距右懸浮模塊40質(zhì)心的橫向距離，第三右懸浮模塊y向傳感器223和第四右懸浮模塊y向傳感器224橫向距離的中點(diǎn)距右懸浮模塊40質(zhì)心的橫向距離均為，第一右懸浮模塊y向傳感器221的測量點(diǎn)、第二右懸浮模塊y向傳感器222的測量點(diǎn)、第三右懸浮模塊y向傳感器223的測量點(diǎn)、第四右懸浮模塊y向傳感器224的測量點(diǎn)距右懸浮模塊40質(zhì)心的縱向距離為。第一右懸浮模塊y向傳感器221的測量點(diǎn)、第二右懸浮模塊y向傳感器222的測量點(diǎn)、第三右懸浮模塊y向傳感器223的測量點(diǎn)、第四右懸浮模塊y向傳感器224的測量點(diǎn)距右懸浮模塊40質(zhì)心的垂向距離為。

右f軌內(nèi)壁右側(cè)面傾斜率為，右f軌內(nèi)壁左側(cè)面傾斜率為。

所有右懸浮模塊z向傳感器和右懸浮模塊y向傳感器在安裝時(shí)垂向、橫向、縱向初始測量值分別為、、，可通過調(diào)節(jié)統(tǒng)一置零。

步驟s21：在左右懸浮模塊分別設(shè)置牽引直線電機(jī)傳感器，具體為：所述牽引直線電機(jī)左右兩側(cè)分別設(shè)置兩個(gè)空心盒體分別為第一盒體、第二盒體、第三盒體和第四盒體，空心盒體相對于牽引直線電機(jī)質(zhì)心縱向和橫向均對稱設(shè)置；牽引直線電機(jī)傳感器為四組分別為第一牽引直線電機(jī)傳感器組、第二牽引直線電機(jī)傳感器組、第三牽引直線電機(jī)傳感器組和第四牽引直線電機(jī)傳感器組，四組牽引直線電機(jī)傳感器組對應(yīng)四個(gè)空心盒體，每組均包括三個(gè)牽引直線電機(jī)傳感器，牽引直線電機(jī)傳感器深入空心盒體中；牽引直線電機(jī)傳感器組通過桿件固定在左右懸浮模塊上，四個(gè)牽引直線電機(jī)傳感器組相對牽引直線電機(jī)質(zhì)心縱向和橫向均對稱設(shè)置。

所述牽引直線電機(jī)左右兩側(cè)分別設(shè)置兩個(gè)空心盒體，第一空心盒體511和第三空心盒體513位于左懸浮模塊30和牽引直線電機(jī)50中間，第二空心盒體512和第四空心盒體514位于右懸浮模塊40和牽引直線電機(jī)50中間，四個(gè)空心盒體511、512、513、514相對牽引直線電機(jī)50質(zhì)心縱向和橫向均對稱設(shè)置。四個(gè)空心盒體511、512、513、514可通過橫梁固定在牽引直線電機(jī)上。

牽引直線電機(jī)傳感器為四組。每個(gè)空心盒體均有一側(cè)面開口，用于放入牽引直線電機(jī)傳感器組。第一牽引直線電機(jī)傳感器組521設(shè)置在第一空心盒體511中，第二牽引直線電機(jī)傳感器組522設(shè)置在第二空心盒體512中，第三牽引直線電機(jī)傳感器組523設(shè)置在第三空心盒體513中，第四牽引直線電機(jī)傳感器524組設(shè)置在第四空心盒體514中。第一牽引直線電機(jī)傳感器組521和第三牽引直線電機(jī)傳感器組523通過桿件固定在左懸浮模塊30上，第二牽引直線電機(jī)傳感器組522和第四牽引直線電機(jī)傳感器組524通過桿件固定在右懸浮模塊40上。每組牽引直線電機(jī)傳感器均包括三個(gè)傳感器，傳感器深入空心盒體內(nèi)部，用于測量三個(gè)方位的側(cè)壁的距離，分別為前側(cè)、右側(cè)和下側(cè)。四個(gè)牽引直線電機(jī)傳感器組521、522、523、524相對牽引直線電機(jī)50質(zhì)心縱向和橫向均對稱設(shè)置。

其中，第一牽引直線電機(jī)傳感器組521的測量點(diǎn)到左懸浮模塊30質(zhì)心的橫向、縱向和垂向距離分別為、、，第一空心盒體511質(zhì)心到牽引直線電機(jī)質(zhì)心橫向、縱向、垂向距離分別為、、。

由于，四個(gè)空心盒體511、512、513、514相對牽引直線電機(jī)50質(zhì)心縱向和橫向均對稱設(shè)置。四個(gè)牽引直線電機(jī)傳感器組521、522、523、524相對牽引直線電機(jī)50質(zhì)心縱向和橫向均對稱設(shè)置。第三牽引直線電機(jī)傳感器組523的測量點(diǎn)到左懸浮模塊30質(zhì)心的橫向、縱向和垂向距離分別為、、。、第二牽引直線電機(jī)傳感器組522的測量點(diǎn)和第四牽引直線電機(jī)傳感器組524的測量點(diǎn)到右懸浮模塊40質(zhì)心的橫向、縱向和垂向距離分別為、、。第二空心盒體512、第三空心盒體513、第四空心盒體514質(zhì)心到牽引直線電機(jī)質(zhì)心橫向、縱向、垂向距離分別為、、。

所有牽引直線電機(jī)傳感器在安裝時(shí)垂向、橫向、縱向初始測量值分別為、，可通過調(diào)節(jié)統(tǒng)一置零。

因?yàn)楦┭鼋菍腋∧K的前、后端垂向位移影響較大，在左右懸浮模塊的前后端各設(shè)置兩個(gè)z向傳感器可以提高測量精度。采用左右懸浮模塊各采用四個(gè)z向傳感器，一是可以減小測量誤差，降低解算的位姿結(jié)果對傳感器誤差的敏感度，二是當(dāng)一個(gè)傳感器出現(xiàn)問題可以根據(jù)四個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)計(jì)算出錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，進(jìn)而直接確定故障傳感器。

由于f軌內(nèi)壁側(cè)面并非完全豎直，而是存在少量傾角。垂向位移會(huì)使得y向傳感器產(chǎn)生垂向移動(dòng)，由于內(nèi)壁傾斜率的存在，會(huì)影響到y(tǒng)向位移的測量。左右懸浮模塊前側(cè)對稱布置y向傳感器，垂向位移會(huì)使得兩對稱傳感器測量值同樣增加或減少，兩測量值相減可以抵消掉模塊垂向位移的影響；左右懸浮模塊前側(cè)和后側(cè)對稱布置傳感器，俯仰角會(huì)使得前后對稱傳感器測量值產(chǎn)生相反的影響，通過相加可以抵消掉俯仰角的影響。且采用左右懸浮模塊各采用四個(gè)y向傳感器，一是可以減小測量誤差，降低解算的位姿結(jié)果對傳感器誤差的敏感度，二是當(dāng)一個(gè)傳感器出現(xiàn)問題可以根據(jù)四個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)計(jì)算出錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，進(jìn)而直接確定故障傳感器。

采用左右懸浮模塊各采用四個(gè)牽引直線電機(jī)傳感器組，一是可以減小測量誤差，降低解算的位姿結(jié)果對傳感器誤差的敏感度，二是當(dāng)一個(gè)傳感器出現(xiàn)問題可以根據(jù)四個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)計(jì)算出錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，進(jìn)而直接確定故障傳感器。

通過設(shè)置在空心盒體中設(shè)置傳感器組間接測量中置牽引直線電機(jī)位姿，解決了牽引直線電機(jī)的位姿不便測量的問題。

在進(jìn)一步的方案中，所述通過左懸浮模塊z向傳感器和左懸浮模塊y向傳感器采集數(shù)據(jù)得到左懸浮模塊30位姿，具體為：

（1）

（2）

通過（1）（2）式可解得：

（3）

（4）

（5）

（6）

（7）

其中，、、、分別為第一左懸浮模塊z向傳感器111、第二左懸浮模塊z向傳感器112、第一左懸浮模塊y向傳感器121和第二左懸浮模塊y向傳感器122測量值，、、、分別為第三左懸浮模塊z向傳感器113、第四左懸浮模塊z向傳感器114、第三左懸浮模塊y向傳感器123和第四左懸浮模塊y向傳感器124測量值、、、、分別為左懸浮模塊30的垂向位移、橫向位移、側(cè)滾角、俯仰角、偏航角。

所述通過右懸浮模塊z向傳感器和右懸浮模塊y向傳感器采集數(shù)據(jù)得到右懸浮模塊40位姿，具體為：

（8）

（9）

通過（8）、（9）式求解得：

（10）

（11）

（12）

（13）

（14）

其中，、、、分別為第一右懸浮模塊z向傳感器211、第二右懸浮模塊z向傳感器212、第一右懸浮模塊y向傳感器221和第二右懸浮模塊y向傳感器221測量值，、、、分別為第三右懸浮模塊z向傳感器213、第四右懸浮模塊z向傳感器214、第三右懸浮模塊y向傳感器223和第四右懸浮模塊y向傳感器224測量值，、、、、分別為右懸浮模塊40的垂向位移、橫向位移、側(cè)滾角、俯仰角、偏航角。

所述通過牽引直線電機(jī)傳感器采集數(shù)據(jù)得到牽引直線電機(jī)50的位姿，具體為：

（15）

（16）

（17）

通過（15）、（16）、（17）式求解得：

（18）

（19）

（20）

（21）

（22）

（23）

（24）

其中，、、為第一牽引直線電機(jī)傳感器組521的測量值，、、為第二牽引直線電機(jī)傳感器組522的測量值，、、為第三牽引直線電機(jī)傳感器組523的測量值，、、為第四牽引直線電機(jī)傳感器組524的測量值，、、、、、分別為直線電機(jī)50的垂向位移、橫向位移、縱向位移、側(cè)滾角、俯仰角、偏航角，、分別左、右懸浮模塊30、40相對于直線電機(jī)50的縱向位移。

以上對本發(fā)明所提供的一種磁懸浮列車懸浮架位姿測量方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。