CN111913223A - 航空物探用磁传感器全向调节装置及其调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种航空物探用磁传感器全向调节装置及其调节方法，其装置包括有：底座；水平转动调节机构，通过圆弧形滑道和穿接在圆弧形滑道中的紧固件实现水平转动调节机构相对于底座的水平转动和定位；连接臂，用于支撑连接纵向转动调节机构；以及纵向转动调节机构，包括安装磁传感器用的套管、设置在套管上并与所述连接臂转动连接的销轴以及定位所述销轴的紧定机构。本发明通过计算作业区域的磁倾角，进而计算出磁传感器避免进入工作死区的角度，通过调节纵向转动调节机构和水平转动调节机构将磁传感器在水平面上所需的合适角度后，将其固定在底座上，然后通过底座将磁传感器固定在飞机上，以保证磁传感器在作业时始终处于正常工作状态。

Description

航空物探用磁传感器全向调节装置及其调节方法

技术领域

本发明涉及磁传感器调节技术领域，具体地说是一种航空物探用磁传感器全向调节装置及其调节方法。

背景技术

航空磁测是将高精度磁力仪（含高精度磁传感器、数据采集器和磁补偿器）安装到飞机上开展航空磁法测量的技术，目前高精度磁传感器一般为光泵磁传感器。通常光泵磁传感器通过安装支架安装到飞机上，传统光泵磁传感器与安装支架为固定连接。这种连接方法存在两个问题：一是光泵磁传感器与飞机的这种固定连接模式无法进行角度调节，然而光泵磁传感器因自身原因存在工作死区，如图3所示，即外部磁场与光泵磁传感器轴线夹角在0~10度和85~90度时，光泵磁传感器由于没有信号输出而无法正常工作，所以容易因角度无法调节而造成光泵磁传感器无法正常工作；二是磁传感器在安装时存在不能完全契合安装支架的情况，需要硬性安装，容易对磁传感器和安装支架造成一定程度上的损坏。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种航空物探用磁传感器全向调节装置，以解决现有技术中磁传感器安装装置无法进行方向调节的问题。

本发明的目的之二就是提供一种航空物探用磁传感器全向调节方法，以解决现有技术中对磁传感器作业过程中容易进入工作死区的问题。

本发明的目的之一是这样实现的：一种航空物探用磁传感器全向调节装置，其特征是，包括有：

底座，用于安装水平转动调节机构和将全向调节装置安装到飞机的尾椎上；

水平转动调节机构，通过圆弧形滑道和穿接在圆弧形滑道中的紧固件实现水平转动调节机构相对于底座的水平转动和定位；

连接臂，直立设置在所述水平转动调节机构上，用于支撑连接纵向转动调节机构；以及

纵向转动调节机构，包括安装磁传感器用的套管、设置在套管上并与所述连接臂转动连接的销轴以及定位所述销轴的紧定机构。

进一步地，本发明可以按如下技术方案实现：

所述紧定机构是在所述连接臂上开有供销轴穿过的穿接孔和与所述穿接孔连通的条形缺口，在所述连接臂的侧壁垂直于所述条形缺口方向上穿接有紧固螺钉，所述紧固螺钉在拧紧时穿过并压紧条形缺口以紧固销轴。

在所述套管的侧壁上以圆心为对称点固定有两个对称设置的销轴，所述连接臂有两个，所述连接臂的一端通过销轴与所述纵向转动调节机构相连接，另一端固定在所述水平转动调节机构上。

在所述套管的侧壁上穿接有卡固螺钉，在磁传感器套接入套管后，旋拧所述卡固螺钉到磁传感器的凹槽内形成卡接。

所述水平转动调节机构包括有旋转板，在所述旋转板上开有圆弧形滑道，所述紧固件为固定在所述底座上的水平固定螺钉和与所述水平固定螺钉配合的螺母，所述水平固定螺钉穿入所述圆弧形滑道后，通过螺母拧紧固定，将旋转板固定在底座上。

所述旋转板为圆环旋转板，所述圆弧形滑道与所述圆环旋转板同圆心，所述圆弧形滑道有四个并以圆心为对称点呈对称设置，在所述底座的相对位置处固定有四个水平固定螺钉，四个所述水平固定螺钉分别穿过所述四个圆弧形滑道后，通过四个螺母分别拧紧固定，所述连接臂有两个，所述连接臂的一端固定在所述圆环旋转板上，另一端与所述纵向转动调节机构相连接。

所述底座包括有可安装入飞机尾椎圆筒内的圆环底板，在所述底板外边缘设置有向下延伸的突沿，在所述突沿上通过固定片螺钉固定有固定片，在固定片中间设置有供安装螺钉穿接的安装孔，在所述底座放置到飞机尾椎圆筒内后，通过安装螺钉穿过飞机尾椎圆筒和固定片上的圆孔将所述底座固定安装在飞机尾椎上。

所述固定片和所述安装螺钉有三个，以圆环底板的圆心为对称点呈对称设置；在所述突沿上设置有多个减轻重量的缺口，在所述底座的圆板上设置有多个用于穿线并减轻圆板重量的孔洞。

本发明的目的之二是这样实现的：一种航空物探用磁传感器全向调节方法，包括以下步骤：

a、根据作业区域坐标计算该区域磁倾角；

b、根据需要作业区域的磁倾角来计算磁传感器所需要调整的纵向角度和横向角度；

c、制备权利要求1所述的航空物探用磁传感器全向调节装置，然后将磁传感器安装在纵向转动调节机构上，根据所需要调整的纵向角度操作磁传感器垂直于水平面旋转，旋转到需要的纵向角度后，将纵向转动调节机构固定安装在连接臂上；

d、根据所需要调整的横向角度，操作水平转动调节机构在水平面旋转，旋转到需要的横向角度后，将水平转动调节机构固定安装在底座上；

e、将底座固定安装到飞机尾椎上。

进一步地，本发明可以按如下技术方案实现：

所述步骤c中，纵向转动调节机构，包括安装磁传感器用的套管、设置在套管上并与所述连接臂转动连接的销轴以及定位所述销轴的紧定机构；所述紧定机构是在所述连接臂上开有供销轴穿过的穿接孔和与所述穿接孔连通的条形缺口，在所述连接臂的侧壁垂直于所述条形缺口方向上穿接有紧固螺钉，所述紧固螺钉在拧紧时穿过并压紧条形缺口以紧固销轴；

具体的方法是：将磁传感器套接在套管内，然后旋拧所述卡固螺钉到磁传感器的凹槽内形成卡接；然后根据所需要调整的纵向角度，将套管连同磁传感器垂直于水平面旋转，旋转到需要的纵向角度后，拧紧两个紧固螺钉使其压紧条形缺口以紧固销轴，从而将磁传感器按所需纵向角度固定到连接臂上；

所述步骤d中，所述水平转动调节机构包括有旋转板，在所述旋转板上开有圆弧形滑道；所述紧固件为固定在所述底座上的水平固定螺钉和与所述水平固定螺钉配合的螺母，所述水平固定螺钉穿入所述圆弧形滑道后，通过螺母拧紧固定，将旋转板固定在底座上；

具体的方法是：根据所需要调整的横向角度，将底座上的四个水平固定螺钉沿圆环旋转板上的圆弧形滑道在水平面上旋转，旋转到需要的横向角度后，通过四个螺母分别拧紧固定，从而将磁传感器通过水平转动调节机构按所需横向角度固定到底座上；

所述步骤e中，述底座为可安装入飞机尾椎圆筒内的圆板形结构，在所述圆板外边缘设置有向下延伸的三个突沿，在所述突沿上通过固定片螺钉固定有固定片，在固定片中间设置有供安装螺钉穿接的安装孔；

具体的方法是：将底座放置到飞机尾椎圆筒内后，通过旋转安装螺钉使其穿过飞机尾椎圆筒和固定片上的安装孔，将所述底座固定安装在飞机尾椎上。

本发明的纵向转动调节机构可以带动磁传感器在360度范围内旋转，在磁传感器旋转到所需的纵向角度后，将其固定在连接臂上，通过水平转动调节机构来调整磁传感器在水平面上所需的横向角度后，将其固定在底座上，然后通过底座将磁传感器固定在飞机上。

本发明的纵向转动调节机构通过卡固螺钉将磁传感器卡固在套管内，通过紧固螺钉压紧条形缺口以紧固销轴，将磁传感器在调整到所需的纵向角度后进行固定。本发明通过圆弧形滑道和穿接在圆弧形滑道中的紧固件实现水平转动调节机构相对于底座的水平转动和定位，即圆弧形滑道和底座上固定的水平固定螺钉进行配合，实现磁传感器在水平面上的旋转调节，并通过螺母拧紧螺钉，将磁传感器在调整到所需的横向角度后进行固定。本发明的底座通过设置在突沿上的固定片和安装螺钉，将其固定在飞机上，在底座的圆环底板上设置有多个孔洞，以减轻底座的重量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明底座的结构示意图。

图3是北半球磁传感器工作死区示意图

图中：1、套管，2、连接臂，3、圆环旋转板，4、底座，5、卡固螺钉，6、销轴，7、紧固螺钉，8、圆弧形滑道，9、螺母，10、安装螺钉，11、水平固定螺钉，12、条形缺口，13、固定片，14、固定片螺钉，15、孔洞。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明的航空物探用磁传感器全向调节装置包括有纵向转动调节机构、水平转动调节机构、连接臂2和底座4。

其中，纵向转动调节机构包括有安装磁传感器的套管1，置在套管上并与连接臂2转动连接的销轴6以及定位销轴6的紧定机构。具体地说，是在套管1的侧壁上以圆心为对称点固定有两个对称设置的销轴6，紧定机构是在连接臂2上开有供销轴6穿过的穿接孔和与该穿接孔连通的条形缺口12，在连接臂2的侧壁垂直于条形缺口12方向上穿接有紧固螺钉7，紧固螺钉7在拧紧时穿过并压紧条形缺口12以卡紧销轴6。对于销轴6的紧定，也可以由其他紧定机构实现。连接臂2有两个，两个连接臂2的上端通过销轴6与纵向转动调节机构相连接，下端固定在水平转动调节机构的圆环旋转板3上，具体地说，在连接臂2下端设有连接螺钉，通过连接螺钉将其直立设置在圆环旋转板3上。

本发明根据具体需要，可以仅设置一个连接臂2和一个销轴6，即能实现对纵向转动调节机构的纵向调节、以及对水平转动调节机构和纵向转动调节机构的固定连接。本发明的实施例设置两个连接臂2和销轴6，使得连接臂2在纵向转动调节机构和水平转动调节机构上均存在有两个连接点，使得本发明的全向调节装置更加稳定。

在套管1的侧壁上穿接有卡固螺钉5，为了达到更好的固定效果，可在套管1壁上设置两个卡固螺钉5，这两个卡固螺钉5以套管1圆心为对称点呈对称设置。在磁传感器套接入套管1后，旋拧卡固螺钉5到磁传感器的凹槽内形成卡接。还可根据具体需要设置其他卡固磁传感器的装置。纵向转动调节机构通过销轴6的旋转，来控制安装在套管1里的磁传感器在垂直于水平面旋转调节，通过拧紧紧固螺钉7卡紧销轴6，实现纵向角度的固定。

水平转动调节机构包括有圆环旋转板3，在圆环旋转板3上开有圆弧形滑道8，该圆弧形滑道8与圆环旋转板3同圆心。连接臂2固定在圆环旋转板3上。本发明的实施例设置有四个圆弧形滑道8，四个圆弧形滑道8以圆心为对称点呈对称设置，紧固件为固定在底座4的相对位置处的四个水平固定螺钉11和与水平固定螺钉配合的四个螺母9，四个水平固定螺钉11分别穿过四个圆弧形滑道8，转动圆环旋转板3到所需的角度后，通过四个螺母9分别拧紧固定，将圆环旋转板3固定在底座4上。本发明可以设置一条圆弧形滑道8和一个水平固定螺钉11，或者两条圆弧形滑道8和两个水平固定螺钉11，也能完成使圆环旋转板3在水平面上转动的目的，使得磁传感器能够在横向角度上调节。但四个圆弧形滑道8和四个水平固定螺钉11的设置使得水平转动调节机构与底座4的固定更加牢固，从而提高了本发明的全向调节装置的稳定性。

如图2所示，底座4用于安装水平转动调节机构和将全向调节装置安装到飞机的尾椎上。底座4包括有可安装入飞机尾椎圆筒内的圆环底板，在底板外边缘设置有向下延伸的突沿，在突沿上通过固定片螺钉14固定有固定片13，在固定片13中间设置有供安装螺钉10穿接的安装孔，在底座4放置到飞机尾椎圆筒内后，通过安装螺钉10穿过飞机尾椎圆筒和固定片13上的安装孔将底座4固定安装在飞机尾椎上。其中，固定片13和安装螺钉10有三个，以圆环底板的圆心为对称点呈对称设置，圆环底板与圆环旋转板3同圆心，在突沿上设置有多个减轻重量的缺口，在底座4的圆板上设置有多个用于穿线并减轻圆板重量的孔洞15。

实施例2

本发明的航空物探用磁传感器全向调节方法，包括有以下步骤：

a、根据作业区域坐标计算该区域磁倾角。

b、根据需要作业区域的磁倾角来计算磁传感器所需要调整的纵向角度和横向角度。

由于地球上每个位置的磁力线角度是可知的，并且在几百公里的范围内变化不大。在这个范围内地磁倾角变化不太大而且已知，首先计算出作业区域内磁传感器所需的调整角度，避免作业时进入死区。

c、制备实施例1所述的航空物探用磁传感器全向调节装置，然后将磁传感器安装在纵向转动调节机构的套管1内上，然后旋拧卡固螺钉5到磁传感器的凹槽内形成卡接。根据所需要调整的纵向角度，将套管1连同磁传感器垂直于水平面旋转，旋转到需要的纵向角度后，拧紧两个紧固螺钉7使其压紧条形缺口12以紧固销轴6，从而将磁传感器按所需纵向角度固定到连接臂2上。

d、根据所需要调整的横向角度，将底座4上的四个水平固定螺钉11沿圆环旋转板3上的圆弧形滑道8在水平面上旋转，旋转到需要的横向角度后，通过四个螺母9分别拧紧固定，从而将磁传感器通过水平转动调节机构按所需横向角度固定到底座4上。

e、将底座4放置到飞机尾椎圆筒内后，通过旋转安装螺钉10使其穿过飞机尾椎圆筒和固定片13上的圆孔，将底座4固定安装在飞机尾椎上。

Claims (10)

1.一种航空物探用磁传感器全向调节装置，其特征是，包括有：

底座，用于安装水平转动调节机构和将全向调节装置安装到飞机的尾椎上；

水平转动调节机构，通过圆弧形滑道和穿接在圆弧形滑道中的紧固件实现水平转动调节机构相对于底座的水平转动和定位；

连接臂，直立设置在所述水平转动调节机构上，用于支撑连接纵向转动调节机构；以及

纵向转动调节机构，包括安装磁传感器用的套管、设置在套管上并与所述连接臂转动连接的销轴以及定位所述销轴的紧定机构。

2.根据权利要求1所述的航空物探用磁传感器全向调节装置，其特征是，所述紧定机构是在所述连接臂上开有供销轴穿过的穿接孔和与所述穿接孔连通的条形缺口，在所述连接臂的侧壁垂直于所述条形缺口方向上穿接有紧固螺钉，所述紧固螺钉在拧紧时穿过并压紧条形缺口以紧固销轴。

3.根据权利要求2所述的航空物探用磁传感器全向调节装置，其特征是，在所述套管的侧壁上以圆心为对称点固定有两个对称设置的销轴，所述连接臂有两个，所述连接臂的一端通过销轴与所述纵向转动调节机构相连接，另一端固定在所述水平转动调节机构上。

4.根据权利要求2或3所述的航空物探用磁传感器全向调节装置，其特征是，在所述套管的侧壁上穿接有卡固螺钉，在磁传感器套接入套管后，旋拧所述卡固螺钉到磁传感器的凹槽内形成卡接。

5.根据权利要求1所述的航空物探用磁传感器全向调节装置，其特征是，所述水平转动调节机构包括有旋转板，在所述旋转板上开有圆弧形滑道；所述紧固件为固定在所述底座上的水平固定螺钉和与所述水平固定螺钉配合的螺母，所述水平固定螺钉穿入所述圆弧形滑道后，通过螺母拧紧固定，将旋转板固定在底座上。

6.根据权利要求5所述的航空物探用磁传感器全向调节装置，其特征是，所述旋转板为圆环旋转板，所述圆弧形滑道与所述圆环旋转板同圆心，所述圆弧形滑道有四个并以圆心为对称点呈对称设置，在所述底座的相对位置处固定有四个水平固定螺钉，四个所述水平固定螺钉分别穿过所述四个圆弧形滑道后，通过四个螺母分别拧紧固定，所述连接臂有两个，所述连接臂的一端固定在所述圆环旋转板上，另一端与所述纵向转动调节机构相连接。

7.根据权利要求1所述的航空物探用磁传感器全向调节装置，其特征是，所述底座包括有可安装入飞机尾椎圆筒内的圆环底板，在所述底板外边缘设置有向下延伸的突沿，在所述突沿上通过固定片螺钉固定有固定片，在固定片中间设置有供安装螺钉穿接的安装孔，在所述底座放置到飞机尾椎圆筒内后，通过安装螺钉穿过飞机尾椎圆筒和固定片上的圆孔将所述底座固定安装在飞机尾椎上。

8.根据权利要求7所述的航空物探用磁传感器全向调节装置，其特征是，所述固定片和所述安装螺钉有三个，以圆环底板的圆心为对称点呈对称设置；在所述突沿上设置有多个减轻重量的缺口，在所述底座的圆板上设置有多个用于穿线并减轻圆板重量的孔洞。

9.一种航空物探用磁传感器全向调节方法，其特征是，包括以下步骤：

a、根据作业区域坐标计算该区域磁倾角；

b、根据需要作业区域的磁倾角来计算磁传感器所需要调整的纵向角度和横向角度；

c、制备权利要求1所述的航空物探用磁传感器全向调节装置，然后将磁传感器安装在纵向转动调节机构上，根据所需要调整的纵向角度操作磁传感器垂直于水平面旋转，旋转到需要的纵向角度后，将纵向转动调节机构固定安装在连接臂上；

d、根据所需要调整的横向角度，操作水平转动调节机构在水平面旋转，旋转到需要的横向角度后，将水平转动调节机构固定安装在底座上；

e、将底座固定安装到飞机尾椎上。

10.根据权利要求9所述的航空物探用磁传感器全向调节方法，其特征是，

所述步骤c中，纵向转动调节机构，包括安装磁传感器用的套管、设置在套管上并与所述连接臂转动连接的销轴以及定位所述销轴的紧定机构；所述紧定机构是在所述连接臂上开有供销轴穿过的穿接孔和与所述穿接孔连通的条形缺口，在所述连接臂的侧壁垂直于所述条形缺口方向上穿接有紧固螺钉，所述紧固螺钉在拧紧时穿过并压紧条形缺口以紧固销轴；

具体的方法是：将磁传感器套接在套管内，然后旋拧所述卡固螺钉到磁传感器的凹槽内形成卡接；然后根据所需要调整的纵向角度，将套管连同磁传感器垂直于水平面旋转，旋转到需要的纵向角度后，拧紧两个紧固螺钉使其压紧条形缺口以紧固销轴，从而将磁传感器按所需纵向角度固定到连接臂上；

所述步骤d中，所述水平转动调节机构包括有旋转板，在所述旋转板上开有圆弧形滑道；所述紧固件为固定在所述底座上的水平固定螺钉和与所述水平固定螺钉配合的螺母，所述水平固定螺钉穿入所述圆弧形滑道后，通过螺母拧紧固定，将旋转板固定在底座上；

具体的方法是：根据所需要调整的横向角度，将底座上的四个水平固定螺钉沿圆环旋转板上的圆弧形滑道在水平面上旋转，旋转到需要的横向角度后，通过四个螺母分别拧紧固定，从而将磁传感器通过水平转动调节机构按所需横向角度固定到底座上；

所述步骤e中，述底座为可安装入飞机尾椎圆筒内的圆板形结构，在所述圆板外边缘设置有向下延伸的三个突沿，在所述突沿上通过固定片螺钉固定有固定片，在固定片中间设置有供安装螺钉穿接的安装孔；

具体的方法是：将底座放置到飞机尾椎圆筒内后，通过旋转安装螺钉使其穿过飞机尾椎圆筒和固定片上的安装孔，将所述底座固定安装在飞机尾椎上。

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