CN208506140U - 一种自适应表面磁场测量平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型针对现有的磁场测量设备无法自动跟踪非标准平面的表面磁场的局限性，设计了一种自适应表面磁场测量平台，该测量平台由上位机，三轴可控位移滑台，两轴可控姿态调整装置，三个呈等腰直角三角形分布的超声波测距传感器以及表面磁场测量探头组成。上位机利用三个呈等腰直角三角形分布的超声波测距传感器检测该测量探头与待测表面相对位置，从而控制三轴可控位移滑台和两轴可控姿态调整装置，将磁场测量探头精确定位到电气设备指定的表面高度，并在测量过程中始终保持测量平面平行或者相切于电气设备表面，实现电气设备表面磁场的测量，并绘制表面磁场分布图像，直观反映电气设备表面磁场分布。
Description
技术领域
本实用新型属于磁场测量领域，特别是涉及到实现电气设备表面磁场测量的一种自适应表面磁场测量平台。
背景技术
评估电气设备表面磁场强弱时，需要直观反映电气设备表面磁场分布的测量数据，因此实现电气设备表面磁场的测量是非常重要的。但是现有的磁场测量产品只能针对待测电气设备某一具体坐标进行测量，持续性差，没有自适应功能，尤其是对于表面呈曲面的电气设备，很难定位其表面高度，那么电气设备表面磁场的精确测量就无从谈起。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出一种自适应表面磁场测量平台，针对现有的磁场测量设备无法自动跟踪非标准平面的表面磁场的局限性，可以将磁场测量探头精确定位到电气设备指定的表面高度，实现电气设备表面磁场的测量。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种自适应表面磁场测量平台，包括上位机(1)、三轴可控位移滑台(2)、两轴可控姿态调整机构(3)、表面磁场测量探头(5)，所述两轴可控姿态调整机构(3)安装在所述三轴可控位移滑台(2)上，所述表面磁场测量探头(5)夹持在所述两轴可控姿态调整机构(3)上，所述表面磁场测量探头(5)设有超声波测距传感器(4)；
所述表面磁场测量探头(5)、超声波测距传感器(4)信号连接上位机(1)，所述上位机(1)连接并控制所述三轴可控位移滑台(2)、两轴可控姿态调整机构(3)、表面磁场测量探头(5)。
进一步的，所述三轴可控位移滑台(2)包括X、Y、Z三个可滑动的轴，每个轴都受上位机(1)控制；在Z轴上设有机械臂，机械臂设有旋转件，旋转件上设有前螺孔和侧螺孔，用于安装两轴可控位置调整机构(3)；所述侧螺孔位置可通过旋转件进行调节；
当两轴可控位置调整机构(3)安装在前螺孔时，主要用于捕捉和定位与待测表面竖直方向相切或者平行的平面；当两轴可控位置调整机构(3)安装在侧螺孔时，通过手动旋转机械臂上的旋转件改变侧螺孔位置来捕捉和定位与待测表面水平方向相切或者平行的平面。
进一步的，所述两轴可控位置调整机构(3)包括横向转轴和纵向转轴，所述横向转轴和纵向转轴可旋转角度都为360度，所述纵向转轴通过连接臂连接所述横向转轴，所述横向转轴上安装固定夹具，用于夹持表面磁场测量探头(5)。
进一步的，所述表面磁场测量探头(5)为方形，每个边缘装有一个由步进电机驱动的可自由转动的方形扁平线圈，所述上位机(1)控制步进电机驱动线圈旋转，找到磁感线垂直穿过线圈时线圈的角度，然后测量此处的磁场大小，反馈给上位机(1)。
进一步的，所述超声波测距传感器(4)分布在表面磁场测量探头(5)的中央，呈等腰直角三角形分布，用于测量表面磁场测量探头(5)和待测平面之间的距离并反馈给上位机(1)，上位机(1)再通过控制三轴可控位移滑台(2)和两轴可控位置调整装置(3)捕捉与待测平面平行或者相切的平面。
相对于现有技术，本实用新型所述的一种自适应表面磁场测量平台具有以下优势：
通过本实用新型可以将磁场测量探头精确定位到电气设备指定的表面高度，尤其是针对表面呈曲面的电气设备，有自适应功能，可实现电气设备表面磁场的精确定位及其测量，从而绘制表面磁场分布图像，直观反映电气设备表面磁场分布。克服了现有产品只能针对某一具体坐标进行测量的弊端，对于评估电气设备表面磁场强弱有着重要意义，具有广阔的市场应用场景。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构图；
图2是三轴可控位移滑台(2)的结构图；
图3是两轴可控姿态调整机构(3)的结构图；
图4是三轴可控位移滑台(2)与两轴可控姿态调整机构(3)的对接结构图；
图5是表面磁场测量探头(5)的结构图；
图6是表面磁场测量探头(5)上的线圈结构图。
其中：
(1):上位机；(2):三轴可控位移滑台；(3):两轴可控姿态调整机构；
(4):三个呈直角三角分布的超声波测距传感器；
(5):表面磁场测量探头；
6、X轴； 7、Y轴； 8、Z轴；
9、机械臂； 10、旋转件； 11、横向转轴；
12、纵向转轴； 13、螺丝； 14、前螺孔；
15、侧螺孔。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1所示，本实用新型的一种自适应表面磁场测量平台，包含有：上位机(1)，三轴可控位移滑台(2)，两轴可控姿态调整机构(3)，三个呈等腰直角三角形分布的超声波测距传感器(4)以及表面磁场测量探头(5)组成，所述两轴可控姿态调整机构(3)安装在所述三轴可控位移滑台(2)上，所述表面磁场测量探头(5)夹持在所述两轴可控姿态调整机构(3)上，所述超声波测距传感器(4)设置在表面磁场测量探头(5)上；
所述表面磁场测量探头(5)、超声波测距传感器(4)信号连接上位机(1)，所述上位机(1)连接并控制所述三轴可控位移滑台(2)、两轴可控姿态调整机构(3)、表面磁场测量探头(5)。
如图2所示所述的三轴可控位移滑台(2)由三个滑动的轴组成，分为X轴6、Y轴7、Z轴8，每个轴都受上位机(1)控制，三个轴可以联动，用于定位表面磁场测量探头(5)到待测表面的距离。在Z轴8上装有一个机械臂9，在该机械臂9上设有旋转件10，旋转件10上设有前螺孔14和侧螺孔15，可安装两轴可控位置调整机构(3)。
如图3所示，所述的两轴可控位置调整机构(3)由上下和左右角度可以自由旋转的两个轴组成，即横向转轴11和纵向转轴12，可旋转角度都为360度。两轴可控位置调整机构(3)可通过长螺栓固定在三轴可控位移滑台(2)的Z轴8的机械臂9上，两轴可控位置调整机构(3)可自由调整测距传感器与待测表面的位置和距离。
如图4所示，Z轴机械臂有两个螺孔，分别为前螺孔和侧螺孔，且侧螺孔位置可通过机械臂上的旋转部件进行改变。当两轴可控位置调整机构(3)通过螺丝13安装在前螺孔14时，主要用于捕捉和定位与待测表面竖直方向相切或者平行的平面。当两轴可控位置调整机构(3)安装在侧螺孔15时，可以通过手动旋转机械臂9上的旋转件10改变侧螺孔位置来捕捉和定位与待测表面水平方向相切或者平行的平面。
如图5所示，所述的超声波测距传感器(4)分布在表面磁场测量探头(5)的中央，呈等腰直角三角形分布。其主要功能是测量表面磁场测量探头(5)和待测平面之间的距离并反馈给上位机(1)。
如图5所示，表面磁场测量探头(5)每个边缘装有一个由步进电机驱动的可自由转动的方形扁平线圈，上位机(1)可以控制步进电机驱动线圈旋转，找到磁感线垂直穿过线圈时线圈的角度，然后测量此处的磁场大小反馈给上位机。根据电磁感应原理，此处即为磁场强度最大值的点。线圈装设步进电机的目的是为了可以快速找到磁感线垂直穿过线圈时线圈的角度；设计为方形扁平是为了捕捉与待测电气设备指定高度表面平行或者相切的平面，可尽可能减小测量误差。线圈由线径为0.25mm的铜线双层绕制而成，线圈的长度为30mm，宽度为5mm，厚度为5mm。步进电机是受上位机(1)控制的，每个线圈都可自由按照一定的角速度进行旋转，角速度是可以由上位机(1)设定的，控制线圈旋转一周后，找到每个线圈所在位置磁场强度的最大值，即为我们要测量的磁场值。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种自适应表面磁场测量平台，其特征在于，包括上位机(1)、三轴可控位移滑台(2)、两轴可控姿态调整机构(3)、表面磁场测量探头(5)，所述两轴可控姿态调整机构(3)安装在所述三轴可控位移滑台(2)上，所述表面磁场测量探头(5)夹持在所述两轴可控姿态调整机构(3)上，所述表面磁场测量探头(5)设有超声波测距传感器(4)；
所述表面磁场测量探头(5)、超声波测距传感器(4)信号连接上位机(1)，所述上位机(1)连接并控制所述三轴可控位移滑台(2)、两轴可控姿态调整机构(3)、表面磁场测量探头(5)。
2.根据权利要求1所述的一种自适应表面磁场测量平台，其特征在于，所述三轴可控位移滑台(2)包括X、Y、Z三个可滑动的轴，每个轴都受上位机(1)控制；在Z轴上设有机械臂，机械臂设有旋转件，旋转件上设有前螺孔和侧螺孔，用于安装两轴可控姿态调整机构(3)；所述侧螺孔位置可通过旋转件进行调节；
当两轴可控姿态调整机构(3)安装在前螺孔时，主要用于捕捉和定位与待测表面竖直方向相切或者平行的平面；当两轴可控姿态调整机构(3)安装在侧螺孔时，通过手动旋转机械臂上的旋转件改变侧螺孔位置来捕捉和定位与待测表面水平方向相切或者平行的平面。
3.根据权利要求1所述的一种自适应表面磁场测量平台，其特征在于，所述两轴可控姿态调整机构(3)包括横向转轴和纵向转轴，所述横向转轴和纵向转轴可旋转角度都为360度，所述纵向转轴通过连接臂连接所述横向转轴，所述横向转轴上安装固定夹具，用于夹持表面磁场测量探头(5)。
4.根据权利要求1所述的一种自适应表面磁场测量平台，其特征在于，所述表面磁场测量探头(5)为方形，每个边缘装有一个由步进电机驱动的可自由转动的方形扁平线圈，所述上位机（1）控制步进电机驱动线圈旋转，找到磁感线垂直穿过线圈时线圈的角度，然后测量此处的磁场大小，反馈给上位机（1）。
5.根据权利要求1所述的一种自适应表面磁场测量平台，其特征在于，所述超声波测距传感器(4)分布在表面磁场测量探头(5)的中央，呈等腰直角三角形分布，用于测量表面磁场测量探头(5)和待测平面之间的距离并反馈给上位机(1)。
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