CN211601915U - 一种角度测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于风标校准装置技术领域，具体涉及一种角度测量仪。其技术方案为：一种角度测量仪，包括用于夹紧风标主杆的夹紧机构，夹紧机构的另一端滑动连接有垂直滑块，垂直滑块的另一端滑动连接有水平滑块，水平滑块的另一端滑动连接有分度盘。本实用新型提供了一种可对不同尺寸型号的风标进行角度传感器校准或检测的角度测量仪。

Description

一种角度测量仪

技术领域

本实用新型属于风标校准装置技术领域，具体涉及一种角度测量仪。

背景技术

机头多功能大气数据传感器广泛运用于固定翼飞行器。机头多功能大气数据传感器通常采用直杆式构型，可集成总静压采集、攻角侧滑角采集、总静温采集等功能。为保证采集数据的有效性，在其交付使用之前需要对其各个功能模块进行标定；此外，为保证大气数据传感器的可靠性，在使用过程中也需要对其各个功能模块进行定期检测。其中角度传感器的标定和检测就需要使用与之适配的角度测量仪。

角度测量仪通常具有高精度的分度盘，分度盘的各个角度检测点处均设有限位结构，通过将角度传感器的风标依次固定在分度盘上的各检测点，可以对风标上的角度传感器进行标定或评估其输出精度。

过去，国内对角度传感器风标的标定和检测多数时候沿袭60年代从苏联学习的方法，利用水平台夹持风标主杆，使其在滚转和俯仰方向固定在水平状态，使得风标转角的相对基准面由主杆对称面转换成水平面，然后再通过夹持风标使其偏转到标尺对应角度，从标尺读出风标相对主杆对称面的偏转角度。使用此角度可对风标角度传感器进行标定或作为基准角度检测风标角度传感器输出误差。

虽然大多数机头多功能大气数据传感器构型相似，但由于型号尺寸各不相同，通常情况下，需要设计专用的角度测量仪，不同型号的大气数据传感器需要配备不同的测试设备，无法交叉使用，不具备通用性。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种可对不同尺寸型号的风标进行角度传感器校准或检测的角度测量仪。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种角度测量仪，包括用于夹紧风标主杆的夹紧机构，夹紧机构的另一端滑动连接有垂直滑块，垂直滑块的另一端滑动连接有水平滑块，水平滑块的另一端滑动连接有分度盘。

优选地，所述夹紧机构上设置有纵移滑槽，垂直滑块上设置有纵移导向块，纵移导向块套设于纵移滑槽内；所述水平滑块靠近垂直滑块的一端固定有横移导向块，垂直滑块靠近横移导向块的一端设置有横移滑槽，横移导向块套设于横移滑槽内。

优选地，所述水平滑块靠近分度盘的一侧设置有斜槽，分度盘靠近水平滑块的一端设置有斜向导向块，斜向导向块套设于斜槽内。

优选地，所述水平滑块上设置有矩形槽，风标转轴与矩形槽的两个垂直面贴紧；所述斜槽与矩形槽的内壁的夹角为45°，斜槽与矩形槽的两个垂直面的相交线共面。

优选地，所述水平滑块上连接有用于测量风标转轴外径的计量螺母，分度盘的一侧设置有用于与计量螺母读数进行比对的比对刻度，分度盘上设置比对刻度的面与计量螺母平行。

优选地，所述分度盘设置有用于将分度盘与水平滑块锁紧的定位旋钮。

优选地，本实用新型还包括用于将风标支杆进行定位的限位块，分度盘的边缘设置有若干用于卡合限位块的卡槽。

优选地，所述限位块包括限位块主体，限位块主体上设置有卡合片，卡合片卡合于卡槽内，限位块主体上设置有用于阻止限位块掉落的挡边，限位块主体上设有用于放入风标支杆一端的V型槽。

优选地，所述夹紧机构上设置有用于放置限位块的插槽。

优选地，所述夹紧机构包括定位框架，定位框架与垂直滑块滑动连接，定位框架远离垂直滑块的一端设置有若干开孔，开孔内连接有弹簧；所述夹紧机构还包括夹板，夹板上设置有若干圆柱，圆柱套设于开孔内，圆柱与弹簧连接。

本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型的夹紧机构能夹住风标主杆，垂直滑块相对于夹紧机构滑动后可贴紧于风标转轴，水平滑块相对于垂直滑块滑动后可使分度盘靠近风标支杆。风标转轴的直径不同时，调节垂直滑块后，风标转轴的中心与分度盘的中心不重合，通过将分度盘相对于水平滑块移动，可使分度盘的中心与风标转轴的中心重合。通过限位块将风标支杆固定在分度盘上各个确定角度并对比角度传感器输出的角度，可对风标角度传感器进行校准。风标使用一段时间后，可通过将风标支杆转动到确定角度，并将该角度与角度传感器的读数进行比对，实现风标角度传感器的快速检测。综上，本实用新型能根据风标的尺寸情况，调节垂直滑块、水平滑块、分度盘，使得本实用新型可对不同尺寸型号的风标角度传感器进行校准或检测。

2.当夹紧机构将风标主杆夹紧后，通过移动垂直滑块，垂直滑块上的纵移导向块在纵移滑槽内滑动，直至垂直滑块的侧边与风标转轴贴紧。此时，风标转轴贴紧于水平滑块的矩形槽，通过计量螺母对风标转轴的外径进行测量，再通过移动分度盘来使分度盘中心与风标转轴中轴线共线，保证测量有效。移动水平滑块时，横移导向块在横移滑槽内移动，则可使分度盘靠近风标支杆，方便通过限位块将风标支杆在确定角度进行定位。横向导向块、横移导向块和分度盘均能沿准确的方向直线移动，则调节后，本实用新型不需要调平。

3.移动分度盘时，斜向导向块在斜槽内滑动，则分度盘能平稳移动。分度盘移动准确的距离后，分度盘的中心能与风标转轴的中轴线共线，方便对风标支杆的角度进行准确标定。

4.将风标主杆置于夹紧机构的确定位置，保证风标转轴与矩形槽的一个平行于垂直滑块靠近风标转轴的面的侧边贴紧。移动垂直滑块，使矩形槽的垂直于垂直滑块靠近风标主轴的面的侧边贴紧风标转轴。此时，风标转轴中心与斜槽共面，则移动分度盘，即可使分度盘中心与风标转轴中轴线共线，满足对风标进行标定的条件。

5.通过将计量螺母与风标转轴贴紧，可从计量螺母上读出风标转轴的直径。假设分度盘在初始位置时，分度盘的中心与矩形槽的两个垂直面的交线重合，则将分度盘的中心调节到与风标转轴中轴线共线的过程中，分度盘移动的距离与风标转轴的直径成正比。由于分度盘上设置比对刻度的面与计量螺母平行，则比对刻度显示为分度盘移动距离的投影距离，计量螺母移动的距离为该投影距离的两倍。将比对刻度放大至两倍，则调节分度盘时，只需要根据计量螺母的读数，调节分度盘的位置，使比对刻度值为计量螺母读数相等即可，方便准确调节分度盘位置，保证分度盘的中心与风标转轴的中轴线共线。

6.将分度盘移动到位后，使用定位旋钮将分度盘与水平滑块锁紧，保证测量时分度盘位置不产生变化。

7.将风标支杆转动到分度盘确定测量角度位置附近，则可将限位块的V型槽与风标支杆的一段卡合，并将限位块引导风标支杆卡合在分度盘确定测量角度处的卡槽内，风标支杆则转动到确定的角度。此时，通过观察角度传感器的读数可对风标角度传感器的误差进行测定；通过将角度传感器的读数设置为限位块所在位置的角度，可对风标角度传感器进行校准，保证角度传感器输出的准确性。

8.限位块主体上的卡合片能准确卡合到卡槽内，且挡边能避免限位块掉落或偏移，保证了V型槽位置的准确。当风标支杆的一端放置于V型槽后，风标支杆的角度与卡槽中心位置的角度相同，可减小测量仪器引入的系统误差。

9.夹紧机构上设置有用于放置限位块的插槽，则不使用限位块时，限位块不会掉落或丢失。

10.将风标主杆放置于定位框架和夹板之间，在弹簧的作用下，定位框架和夹板将风标主杆夹紧，方便后续对垂直滑块、水平滑块和分度盘进行调节。并且，在夹紧风标主杆时，将风标主杆与水平滑块的确定位置对齐，方便根据风标转轴的直径准确调节分度盘的位置。

本实用新型的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更加详细的描述。

本实用新型的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本实用新型的实践而获知。本实用新型的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型和风标的装配结构示意图；

图2是本实用新型的主视图；

图3是本实用新型的爆炸图；

图4是风标的结构示意图；

图5是垂直滑块和水平滑块的结构示意图；

图6是分度盘的结构示意图；

图7是限位块的结构示意图；

图8是夹紧机构的爆炸图；

图9是夹紧机构的爆炸图的后视图；

图10是计量螺母读数与比对刻度关系原理图。

图中：1-风标；2-夹紧机构；3-垂直滑块；4-水平滑块；5-分度盘；6-计量螺母；7-限位块；11-风标主杆；12-风标转轴；13-风标支杆；21-定位框架；22-弹簧；23-夹板；24-圆柱；31-纵移导向块；32-横移滑槽；41-横移导向块；42-斜槽；43-矩形槽；51-斜向导向块；52-比对刻度；53-定位旋钮；54-卡槽；71-限位块主体；72-卡合片；73-挡边；74-V型槽；211-纵移滑槽；212-插槽。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1～图4所示，本实施例的角度测量仪，包括用于夹紧风标主杆11的夹紧机构2，夹紧机构2的另一端滑动连接有垂直滑块3，垂直滑块3的另一端滑动连接有水平滑块4，水平滑块4的另一端滑动连接有分度盘5，分度盘5的角度范围为-80°～70°。

风标1包括风标主杆11，风标主杆11上固定有风标转轴12，风标转轴12的另一端转动连接有风标支杆13。风标转轴可绕其与风标支杆连接处的轴转动，使用时，风标支杆上的片状风标会随气流摆动并对准来流方向，同时角度传感器将采集到的角度信号传递给后端解算模块，从而监测飞行器当前的飞行姿态。通过将风标1安装到本实用新型上，并将风标支杆13转动到分度盘5的确定角度，并根据此角度来校准角度传感器或判断风标1误差情况。

本实用新型的夹紧机构2能夹住风标主杆11，垂直滑块3相对于夹紧机构2滑动后可贴紧于风标转轴12，水平滑块4相对于垂直滑块3滑动后可使分度盘5靠近风标支杆13。风标转轴12的直径不同时，调节垂直滑块3后，风标1转轴的中心与分度盘5的中心不重合，通过将分度盘5相对于水平滑块4移动，可使分度盘5的中心与风标转轴12的中心重合。通过限位块7将风标支杆13固定在分度盘5上各个确定角度并对比角度传感器输出的角度，可对风标角度传感器进行校准。风标1使用一段时间后，可通过将风标支杆13转动到确定角度，并将该角度与角度传感器的读数进行比对，实现风标1角度传感器的快速检测。综上，本实用新型能根据风标1的尺寸情况，调节垂直滑块3、水平滑块4、分度盘5，使得本实用新型可对不同尺寸型号的风标1角度传感器进行校准或检测。

具体地，如图3和图5所示，所述夹紧机构2上设置有纵移滑槽211，垂直滑块3上设置有纵移导向块31，纵移导向块31套设于纵移滑槽211内；所述水平滑块4靠近垂直滑块3的一端固定有横移导向块41，垂直滑块3靠近横移导向块41的一端设置有横移滑槽32，横移导向块套设于横移滑槽32内。

当夹紧机构2将风标主杆11夹紧后，通过移动垂直滑块3，垂直滑块3上的纵移导向块31在纵移滑槽211内滑动，直至垂直滑块3的侧边与风标转轴12贴紧。此时，风标转轴12贴紧于水平滑块4的矩形槽，通过计量螺母6对风标转轴12的外径进行测量，再通过移动分度盘5来使分度盘5中心与风标转轴12中轴线共线，保证测量有效。移动水平滑块4时，横移导向块41在横移滑槽32内移动，则可使分度盘5靠近风标支杆13，方便通过限位块将风标支杆13在确定角度进行定位。横向导向块、横移导向块41和分度盘5均能沿准确的方向直线移动，则调节后，本实用新型不需要调平。

具体地，如图5和图6所示，所述水平滑块4靠近分度盘5的一侧设置有斜槽42，分度盘5靠近水平滑块4的一端设置有斜向导向块51，斜向导向块51套设于斜槽42内。移动分度盘5时，斜向导向块51在斜槽42内滑动，则分度盘5能平稳移动。分度盘5移动准确的距离后，分度盘5的中心能与风标转轴12的中轴线共线，方便对风标支杆13的角度进行准确标定。

更进一步，所述水平滑块4上设置有矩形槽43，风标转轴12与矩形槽43的两个垂直面贴紧；所述斜槽42与矩形槽43的内壁的夹角为45°，斜槽42与矩形槽43的两个垂直面的相交线共面。将风标主杆11置于夹紧机构2的确定位置，保证风标转轴12与矩形槽43的一个平行于垂直滑块3靠近风标1转轴的面的侧边贴紧风标转轴12。移动垂直滑块3，使矩形槽43的垂直于垂直滑块3靠近风标1主轴的面的侧边贴紧。此时，风标转轴12中心与斜槽42共面，则移动分度盘5，即可使分度盘5中心与风标转轴12的中轴线共线，满足对风标1进行标定的条件。

更进一步，所述水平滑块4上连接有用于测量风标转轴12外径的计量螺母6，分度盘5的一侧设置有用于与计量螺母6读数进行比对的比对刻度52，分度盘5上设置比对刻度52的面与计量螺母6平行。

通过将计量螺母6与风标转轴12贴紧，可从计量螺母6上读出风标转轴12的直径。假设分度盘5在初始位置时，分度盘5的中心与矩形槽43的两个垂直面的交线重合，则将分度盘5的中心调节到与风标转轴12中轴线共线的过程中，分度盘5移动的距离与风标转轴12的直径成正比。由于分度盘5上设置比对刻度52的面与计量螺母6平行，则比对刻度52显示为分度盘5移动距离的投影距离，计量螺母6移动的距离为该投影距离的两倍。将比对刻度52放大至两倍，则调节分度盘5时，只需要根据计量螺母6的读数，调节分度盘5的位置，使比对刻度52值为计量螺母6读数相等即可，方便准确调节分度盘5位置，保证分度盘5的中心与风标转轴12的中轴线共线。

更进一步，所述分度盘5设置有用于将分度盘5与水平滑块4锁紧的定位旋钮53。将分度盘5移动到位后，使用定位旋钮53将分度盘5与水平滑块4锁紧，保证测量时分度盘5位置不产生变化。

更进一步，如图1所示，本实用新型还包括用于将风标支杆13进行定位的限位块7，分度盘5的边缘设置有若干用于卡合限位块7的卡槽54。

将风标支杆13转动到分度盘5确定测量角度位置附近，则可将限位块7的V型槽74与风标支杆13的一段卡合，并将限位块7引导风标支杆13卡合在分度盘5确定测量角度处的卡槽54内，风标支杆13则转动到确定的角度。此时，通过观察角度传感器的读数可对风标1角度传感器的误差进行测定；通过将角度传感器的读数设置为限位块7所在位置的角度，可对风标角度传感器进行校准，保证角度传感器输出的准确性。

具体地，如图7所示，所述限位块7包括限位块主体71，限位块主体71上设置有卡合片72，卡合片72卡合于卡槽54内，限位块主体71上设置有用于阻止限位块7掉落的挡边73，限位块主体71上设有用于放入风标支杆13一端的V型槽74。限位块主体71上的卡合片72能准确卡合到卡槽54内，且挡边73能避免限位块7掉落或偏移，保证了V型槽74位置的准确。当风标支杆13的一端放置于V型槽74后，风标支杆13的角度与卡槽54中心位置的角度相同，可减小测量仪器引入的系统误差。

更进一步，如图9所示，所述夹紧机构2上设置有用于放置限位块7的插槽212。夹紧机构2上设置有用于放置限位块7的插槽212，则不使用限位块7时，限位块7不会掉落或丢失。

夹紧机构2的结构如图8和图9所示，所述夹紧机构2包括定位框架21，定位框架21与垂直滑块3滑动连接，定位框架21远离垂直滑块3的一端设置有若干开孔，开孔内连接有弹簧22；所述夹紧机构2还包括夹板23，夹板23上设置有若干圆柱24，圆柱24套设于开孔内，圆柱24与弹簧22连接。将风标主杆11放置于定位框架21和夹板23之间，在弹簧22的作用下，定位框架21和夹板23将风标主杆11夹紧，方便后续对垂直滑块3、水平滑块4和分度盘5进行调节。并且，在夹紧风标主杆11时，将风标主杆11与水平滑块4的确定位置对齐，方便根据风标转轴12的直径准确调节分度盘5的位置。

工作原理：

将夹板23拉开一定距离后将风标主杆11卡合到定位框架21与夹板23之间，在弹簧22的作用下，风标主杆11被夹紧。放置风标主杆11时，要将风标转轴12与矩形槽43的一侧边贴紧。调节垂直滑块3，使垂直滑块3与风标转轴12贴紧，此时风标转轴12分别与矩形槽43的两个垂直边贴紧。调节水平滑块4可使风标支杆13靠近分度盘5。由于斜槽42与矩形槽43的内壁的夹角为45°，斜槽42与矩形槽43的两个垂直面的相交线共面，则风标转轴12中心与斜槽42共面，移动分度盘5即可使分度盘5中心移动到风标转轴12的中心处，保证对风标1进行标定的条件。如图10所示，假设分度盘5在初始位置时，分度盘5的中心与矩形槽43的两个垂直面的交线重合，则将分度盘5的中心调节到与风标转轴12共线的过程中，分度盘5移动的距离与风标转轴12的直径成正比。由于分度盘5上设置比对刻度52的面与计量螺母6平行，则比对刻度52显示为分度盘5移动距离的投影距离l，计量螺母6移动的距离d为该投影距离l的两倍。将比对刻度52放大至两倍，则调节分度盘5时，只需要根据计量螺母6的读数，调节分度盘5的位置，使比对刻度52值为计量螺母6读数相等即可，方便准确调节分度盘5位置，保证分度盘5的中心与风标转轴12的中心重合。

锁紧定位旋钮53，将风标支杆13的一端放置到限位块7的V型槽74内，将限位块7卡合到分度盘5确定角度位置的卡槽54内，则可根据该角度对角度传感器进行校准或判断误差。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种角度测量仪，其特征在于：包括用于夹紧风标主杆(11)的夹紧机构(2)，夹紧机构(2)的另一端滑动连接有垂直滑块(3)，垂直滑块(3)的另一端滑动连接有水平滑块(4)，水平滑块(4)的另一端滑动连接有分度盘(5)。

2.根据权利要求1所述的一种角度测量仪，其特征在于：所述夹紧机构(2)上设置有纵移滑槽(211)，垂直滑块(3)上设置有纵移导向块(31)，纵移导向块(31)套设于纵移滑槽(211)内；所述水平滑块(4)靠近垂直滑块(3)的一端固定有横移导向块(41)，垂直滑块(3)靠近横移导向块(41)的一端设置有横移滑槽(32)，横移导向块套设于横移滑槽(32)内。

3.根据权利要求1所述的一种角度测量仪，其特征在于：所述水平滑块(4)靠近分度盘(5)的一侧设置有斜槽(42)，分度盘(5)靠近水平滑块(4)的一端设置有斜向导向块(51)，斜向导向块(51)套设于斜槽(42)内。

4.根据权利要求3所述的一种角度测量仪，其特征在于：所述水平滑块(4)上设置有矩形槽(43)，风标转轴(12)与矩形槽(43)的两个垂直面贴紧；所述斜槽(42)与矩形槽(43)的内壁的夹角为45°，斜槽(42)与矩形槽(43)的两个垂直面的相交线共面。

5.根据权利要求3所述的一种角度测量仪，其特征在于：所述水平滑块(4)上连接有用于测量风标转轴(12)外径的计量螺母(6)，分度盘(5)的一侧设置有用于与计量螺母(6)读数进行比对的比对刻度(52)，分度盘(5)上设置比对刻度(52)的面与计量螺母(6)平行。

6.根据权利要求1所述的一种角度测量仪，其特征在于：所述分度盘(5)设置有用于将分度盘(5)与水平滑块(4)锁紧的定位旋钮(53)。

7.根据权利要求1所述的一种角度测量仪，其特征在于：还包括用于将风标支杆(13)进行定位的限位块(7)，分度盘(5)的边缘设置有若干用于卡合限位块(7)的卡槽(54)。

8.根据权利要求7所述的一种角度测量仪，其特征在于：所述限位块(7)包括限位块主体(71)，限位块主体(71)上设置有卡合片(72)，卡合片(72)卡合于卡槽(54)内，限位块主体(71)上设置有用于阻止限位块(7)掉落的挡边(73)，限位块主体(71)上设有用于放入风标支杆(13)一端的V型槽(74)。

9.根据权利要求7所述的一种角度测量仪，其特征在于：所述夹紧机构(2)上设置有用于放置限位块(7)的插槽(212)。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种角度测量仪，其特征在于：所述夹紧机构(2)包括定位框架(21)，定位框架(21)与垂直滑块(3)滑动连接，定位框架(21)远离垂直滑块(3)的一端设置有若干开孔，开孔内连接有弹簧(22)；所述夹紧机构(2)还包括夹板(23)，夹板(23)上设置有若干圆柱(24)，圆柱(24)套设于开孔内，圆柱(24)与弹簧(22)连接。

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