CN114484176A - 一种多自由度传感器安装支架 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多自由度传感器安装支架，包括底座、底部连杆、中间连杆、尾部连杆和传感器装夹套，所述底部连杆下端通过第一球铰安装在底座上，底部连杆上端通过第一关节连接中间连杆的一端，中间连杆的另一端通过第二关节连接尾部连杆的一端，尾部连杆通过第二球铰与传感器装夹套相连，所述第一关节和第二关节的关节轴平行，所述第一关节和第一球铰通过第一锁紧机构联动锁紧，所述第二关节和第二球铰通过第二锁紧机构联动锁紧。本发明利用底部的磁吸底座，可以对整个装置方便快捷的进行安装或者拆卸。多自由度可以适应不同工况，不同的安装条件，适应性广。

Description

一种多自由度传感器安装支架
技术领域
本发明属于风电领域，涉及一种风电领域传感器安装技术，具体涉及一种多自由度传感器安装支架。
背景技术
风力发电机轴转动速度的测量，在微小风力下，发电机的轴会发生转动，ZLS-Px转角传感器可对其实时非接触监控，反馈数据，确保稳定。转速传感器与被测面的安装间隙为8毫米，各部件均要安装牢固，以确保测量得到的数据准确，但是现有的磁吸底座仅能对传感器在三维空间的位置做大致的调整，不能精确控制测速传感器与被测面的距离达到要求，且由于其不是针对测速传感器单独设计，装夹调整都很困难。
发明内容
为解决上述背景技术中的问题。本发明提供了一种多自由度传感器安装支架，具有结构简单合理，拆装简单，装夹方便，适用范围广，局限性小的特点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种多自由度传感器安装支架，其特征在于：包括底座、底部连杆、中间连杆、尾部连杆和传感器装夹套，所述底部连杆下端通过第一球铰安装在底座上，底部连杆上端通过第一关节连接中间连杆的一端，中间连杆的另一端通过第二关节连接尾部连杆的一端，尾部连杆通过第二球铰与传感器装夹套相连，所述第一关节和第二关节的关节轴平行，所述第一关节和第一球铰通过第一锁紧机构联动锁紧，所述第二关节和第二球铰通过第二锁紧机构联动锁紧。
进一步地，所述第一球铰的球头固定在底座上，球壳固定在底部连杆下端，所述底部连杆内设有贯穿至球壳内的第一通孔，所述第一关节包括分别设于底部连杆和中间连杆上的轴孔和设于两个轴孔内的关节轴，所述第一锁紧机构包括能自由滑动设于第一通孔内的第一内芯杆和和能锁紧第一关节的夹紧机构，并且该夹紧机构上设有挤压第一内芯杆移动的挤压斜面。
进一步地，所述夹紧机构与所述关节轴一体化设计，所述关节轴包括分别设于两个轴孔内的两个销轴以及将两个销轴相连形成转轴并能调节松紧度的螺杆组件，其中，所述第一通孔贯穿至底部连杆端部的轴孔内，所述底部连杆的轴孔内的销轴下侧和第一内芯杆采用斜面接触，使得通过螺杆组件相对挤压底部连杆和中间连杆时，第一内芯杆具有沿着通孔向下运动趋势，以锁紧第一球铰。
进一步地，所述关节轴还包括设于两个轴孔之间的垫片，所述螺杆组件包括螺杆和螺帽，所述销轴中部还设有供螺杆穿过的内孔，所述螺杆依次穿过销轴、垫片、销轴后将连接螺帽两个销轴相对固定在一起，拧松螺帽时，底部连杆和中间连杆之间通过销轴和轴孔能够相对转动，拧紧螺帽时，底部连杆和中间连杆之间相对锁死，并且通过斜面挤压，使得第一内芯杆锁紧第一球铰。
进一步地，所述底部连杆端部的第一销轴和第一内芯杆采用45度斜面接触。
进一步地，所述第二关节、第二球铰、第二锁紧机构分别与第一关节、第一球铰、第一锁紧机构的结构完全一样，安装区别在于：第二球铰的球壳安装在尾部连杆端部，第二球铰的球头安装在传感器装夹套上，尾部连杆内设有贯穿至球壳和其上轴孔的第二通孔，该第二通孔内设有第二内芯杆，中间连杆一侧所述第二关节的销轴与第二内芯杆采用斜面接触。
进一步地，所述底座为磁吸底座。
进一步地，所传感器装夹套为柱形套，其内设有轴向的通孔，所述通孔内设有通过螺纹配合安装的空心螺柱，所述空心螺柱内设有用于安装传感器的螺孔，通过空心螺柱与通孔的螺纹配合调整传感器在柱形套轴向的位置。
进一步地，所述空心螺柱和柱形套前端之间设有提高传感器安装稳定性的复位弹簧。
本发明有益效果如下：
本发明通过提出一种多自由度传感器安装支架，通过尾部的传感器装夹结构可以实现对测速传感器方便地装夹，然后通过调节三根连杆的位置对传感器与被测轴面之间的距离进行粗调，最后利用尾部的传感器装夹套配合空心螺柱实现对测速传感器测量头到被测轴面间的距离进行精调。整个装置结构简单，装夹方便，对传感器的位置控制简单准确。同时，利用紧定螺钉的松紧，可以实现多种型号传感器的装夹。利用底部的磁吸底座，可以对整个装置方便快捷的进行安装或者拆卸。多自由度可以适应不同工况，不同的安装条件，适应性广。
附图说明
图1为本发明实施例中多自由度传感器安装支架的正视图；
图2为图1中A-A剖视图；
图3为图2中局部放大示意图B；
图4为本发明实施例中第一关节示意图；
图5为本发明实施例中第二关节示意图；
图6为本发明实施例中尾部连杆示意图；
图7为本发明实施例中传感器装夹套示意图。
1-磁吸底座，2-底部连杆，3-中间连杆，4-尾部连杆，5-空心螺柱，6-传感器装夹套，7-复位弹簧，8-第一关节，9-第一球铰，10-第一通孔，11-第一销轴，12-第一内芯杆，13-挤压斜面，14-第二关节，15-第二球铰，16-第二通孔，17-第二销轴，18-第二内芯杆，19-垫片，20-螺杆，21-螺帽，22-球壳，23-球头，24-第一轴孔，25-第二轴孔，26-传感器，27-柱形套。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
为了能够在安装风电测速传感器的过程中，方便快捷的调整传感器26与被测轴的距离，我们设计了一种多自由度风电测速传感器安装支架。可以实现在多种工况下，对多种型号的测速传感器26进行安装。下面以型号为Fi8-G18-CP6L-Q12的测量头为例，结合附图对本多自由度风电测速传感器安装支架的使用方法做进一步说明。
如图1至图7所示，本发明提供一种多自由度传感器安装支架，包括底座、底部连杆2、中间连杆3、尾部连杆4和传感器装夹套6，所述底部连杆2下端通过第一球铰9安装在底座上，底部连杆2上端通过第一关节8连接中间连杆3的一端，中间连杆3的另一端通过第二关节14连接尾部连杆4的一端，尾部连杆4通过第二球铰15与传感器装夹套6相连，所述第一关节8和第二关节14的关节轴平行，所述第一关节8和第一球铰9通过第一锁紧机构联动锁紧，所述第二关节14和第二球铰15通过第二锁紧机构联动锁紧。
作为一种优选实施例，所述磁吸底座1可通过开关控制磁吸性，打开磁吸开关，磁吸底座1可以吸在金属表面，关闭磁吸开关，磁吸底座1与金属表面分离，可以取下调整安装位置。
所述第一关节8和第二关节14结构完全一样，第一球铰9和第二球铰15结构也完全一样，均包括球壳22和球头23；第一锁紧机构和第二锁紧机构也一样，只是锁紧对象不一样，下面以第一关节8为例，详细说明。
如图1至图3所示，所述第一球铰9的球头23固定在磁吸底座1上，球壳22固定在底部连杆2下端，所述底部连杆2内设有贯穿至球壳22内的第一通孔10，所述第一通孔10内设有能自由滑动的第一内芯杆12，所述第一关节8包括分别设于底部连杆2和中间连杆3上的轴孔和设于两个轴孔内的关节轴，其中，底部连杆2上端的轴孔为第一轴孔24，中间连杆3相应的一端轴孔为第二轴孔25；所述第一锁紧机构包括能自由滑动设于第一通孔10内的第一内芯杆12和锁紧第一关节8的夹紧机构，并且该夹紧机构上设有挤压第一内芯杆12移动的挤压斜面13。
如图3所示，本实施例中，所述夹紧机构与所述关节轴一体化设计，所述关节轴包括分别设于两个轴孔内的两个销轴以及将两个销轴相连形成转轴并能调节松紧度的螺杆组件，对于第一关节8的关节轴，底部连杆2端部的为第一销轴11，对应的，中间连杆3端部的为第二销轴17；其中，第一通孔10贯穿至所述底部连杆2端部的第一轴孔24内，所述第一轴孔24内的第一销轴11下侧和第一内芯杆12顶部采用斜面接触，使得通过螺杆组件相对挤压底部连杆2和中间连杆3时，第一内芯杆12具有沿着通孔向下运动趋势，第一内芯杆12向下运动时紧紧抵靠在第一球铰9的球头23上，以实现对第一球铰9的锁紧。
作为一种优选实施例，如图4所示，为第一关节8示意图，所述关节轴还包括设于两个轴孔之间的垫片19，所述螺杆组件包括螺杆20和螺帽21，所述销轴中部还设有供螺杆20穿过的内孔，所述螺杆20依次穿过第二销轴17、垫片19、第一销轴11后连接螺帽21，从而将两个销轴相对固定在一起，螺杆20的端部设有直径大于第二轴孔25的限位头，以便能将力作用在中间连杆3上；螺帽21可以直接将力作用在第一销轴11上，第一销轴11上的挤压斜面，使得在锁紧时，能将力转移到第一内芯杆12和底部连杆2上，同时实现底部连杆2与中部连杆3的锁紧以及第一内芯杆12对第一球铰9的锁紧。拧松螺帽21时，底部连杆2和中间连杆3之间通过销轴和轴孔能够相对转动，拧紧螺帽21时，底部连杆2和中间连杆3之间相对锁死，并且通过斜面挤压，使得第一内芯杆12锁紧第一球铰9。
作为一种优选实施例，如图3所示，所述第一销轴11和第一内芯杆12采用45度斜面接触，这样第一销轴11沿着底部连杆2径向运动能够通过斜面接触转换为第一内芯杆12沿着底部连杆2轴向运动，从而使得第一内芯杆12顶紧在第一球铰9的球头23上，锁定第一球铰9。
本发明上述实施例中，所述第二关节14、第二球铰15、第二锁紧机构分别与第一关节8、第一球铰9、第一锁紧机构的结构完全一样，如图5所示，安装区别在于：第二球铰15的球壳22安装在尾部连杆4端部，第二球铰15的球头23安装在传感器装夹套6上，尾部连杆4内设有贯穿至球壳22和其上轴孔的第二通孔16，该第二通孔16内设有第二内芯杆18，中间连杆3一侧所述第二关节14的销轴与第二内芯杆18采用斜面接触，第二关节14和第二球铰15的锁紧原理和结构详见上述第一关节8和第一球铰9，在此不再赘述。
需要说明的是，本发明关节轴不限于上述结构，任何能够夹紧关节并且能携带挤压斜面13的都能够取得内芯杆运动，以实现同时对关节和球铰锁死。
作为一种具体实施例，如图7所示，所述传感器装夹套6为柱形套27，其内设有轴向的通孔，所述通孔内设有通过螺纹配合安装的空心螺柱5，所述空心螺柱5内设有用于安装传感器26的螺孔，通过空心螺柱5与通孔的螺纹配合调整传感器26在柱形套27轴向的位置。
作为一种优选实施例，所述空心螺柱5和柱形套27前端之间设有提高传感器26安装稳定性的复位弹簧7，通过复位弹簧7能够使得空心螺柱5与柱形套27的螺纹配合处于张紧状态，防止螺纹配合松弛，无论正转还是翻转，都能大幅度提高传感器26在柱形套27轴向调整的准确度。
使用时，首先将磁吸底座吸附在风力发电机的基座上，然后松开第一关节8和第二关节14(拧松螺杆组件)，调整传感器装夹套6至大致位置，将空心螺柱5拧紧在柱形套27的通孔内，将传感器26安装在空心螺柱5内，然后微调第一关节8、第一球铰9、第二关节14和第二球铰15，调整拧松相应的螺杆组件，即可调整相应的关节和球铰，将底部连杆2、中间连杆3、尾部连杆4及传感器装夹套6的位置和姿态调整好并锁死后，拧动空心螺柱5，调整传感器26与带侧轴之间距离，达到设定距离，最后连接数据线，完成传感器26安装。
需要说明的是，本发明上述传感器装夹套6是为轴测速传感器26而开发，实际上不限于上述结构，可以根据不用类型传感器26开发不同结构和形状的夹套。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种多自由度传感器安装支架，其特征在于：包括底座、底部连杆、中间连杆、尾部连杆和传感器装夹套，所述底部连杆下端通过第一球铰安装在底座上，底部连杆上端通过第一关节连接中间连杆的一端，中间连杆的另一端通过第二关节连接尾部连杆的一端，尾部连杆通过第二球铰与传感器装夹套相连，所述第一关节和第二关节的关节轴平行，所述第一关节和第一球铰通过第一锁紧机构联动锁紧，所述第二关节和第二球铰通过第二锁紧机构联动锁紧。
2.根据权利要求1所述的多自由度传感器安装支架，其特征在于：所述第一球铰的球头固定在底座上，球壳固定在底部连杆下端，所述底部连杆内设有贯穿至球壳内的第一通孔，所述第一关节包括分别设于底部连杆和中间连杆上的轴孔和设于两个轴孔内的关节轴，所述第一锁紧机构包括能自由滑动设于第一通孔内的第一内芯杆和能锁紧第一关节的夹紧机构，并且该夹紧机构上设有挤压第一内芯杆移动的挤压斜面。
3.根据权利要求2所述的多自由度传感器安装支架，其特征在于：所述夹紧机构与所述关节轴一体化设计，所述关节轴包括分别设于两个轴孔内的两个销轴以及将两个销轴相连形成转轴并能调节松紧度的螺杆组件，其中，所述第一通孔贯穿至底部连杆端部的轴孔内，所述底部连杆的轴孔内的销轴下侧和第一内芯杆采用斜面接触，使得通过螺杆组件相对挤压底部连杆和中间连杆时，第一内芯杆具有沿着通孔向下运动趋势，以锁紧第一球铰。
4.根据权利要求3所述的多自由度传感器安装支架，其特征在于：所述关节轴还包括设于两个轴孔之间的垫片，所述螺杆组件包括螺杆和螺帽，所述销轴中部还设有供螺杆穿过的内孔，所述螺杆依次穿过销轴、垫片、销轴后将连接螺帽两个销轴相对固定在一起，拧松螺帽时，底部连杆和中间连杆之间通过销轴和轴孔能够相对转动，拧紧螺帽时，底部连杆和中间连杆之间相对锁死，并且通过斜面挤压，使得第一内芯杆锁紧第一球铰。
5.根据权利要求4所述的多自由度传感器安装支架，其特征在于：所述底部连杆端部的第一销轴和第一内芯杆采用45度斜面接触。
6.根据权利要求5所述的多自由度传感器安装支架，其特征在于：所述第二关节、第二球铰、第二锁紧机构分别与第一关节、第一球铰、第一锁紧机构的结构完全一样，安装区别在于：第二球铰的球壳安装在尾部连杆端部，第二球铰的球头安装在传感器装夹套上，尾部连杆内设有贯穿至球壳和其上轴孔的第二通孔，该第二通孔内设有第二内芯杆，中间连杆一侧所述第二关节的销轴与第二内芯杆采用斜面接触。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的多自由度传感器安装支架，其特征在于：所述底座为磁吸底座。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的多自由度传感器安装支架，其特征在于：所传感器装夹套为柱形套，其内设有轴向的通孔，所述通孔内设有通过螺纹配合安装的空心螺柱，所述空心螺柱内设有用于安装传感器的螺孔，通过空心螺柱与通孔的螺纹配合调整传感器在柱形套轴向的位置。
9.根据权利要求8所述的多自由度传感器安装支架，其特征在于：所述空心螺柱和柱形套前端之间设有提高传感器安装稳定性的复位弹簧。
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