CN211856637U - 一种迎角、侧滑角传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种迎角、侧滑角传感器，包括：风标，包括风标轴和风标翼面；风标安装座，所述风标安装在风标安装座上；底座，内部安装有轴承；磁铁安装轴，穿过底座内部的轴承，上部与风标安装座连接，底部安装有磁铁；角度获取装置，设置在所述底座内，与所述磁铁配合使用。本实用新型的迎角、侧滑角传感器具有结构简单，便于制造安装和小型化，且摩擦力小，角度测量精度高等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，主要用于小型无人机在空中对大气的数据采集，具体涉及一种迎角、侧滑角传感器机构。
背景技术
迎角又称“攻角”，是指飞行器速度方向线在飞行器对称平面内的投影与机翼弦线之间的夹角。飞行时，作用在机翼上的空气动力与迎角有关。在一定迎角范围内，增大迎角，升力系数和阻力系数都增大。为了获得支持飞行器重力的升力，飞行器高速飞行时以小的正迎角飞行，飞行器低速飞行时以较大迎角飞行。侧滑角是指飞行器飞行速度矢量V与其纵向对称平面之间的夹角。速度矢量V在对称平面右方，则所对应的侧滑角为正，反之为负。
迎角和侧滑角是确定飞行器飞行姿态的重要参数，通常使用传感器进行测量。迎角、侧滑角传感器通常是与空速管配合使用，主要是将传感器成90°方向安装于空速管，测量飞行器在飞行时的迎角和侧滑角。目前此类传感器主要有压差归零式传感器和风标式传感器两大类。但是由于压差归零式传感器整体结构复杂，安装精度要求高，测量角度解算繁琐等缺点，风标式传感器逐渐取代压差归零式传感器。
传统的风标式传感器的风标翼面大多采用后掠翼面或三角型翼面，虽然加工简单，但是对空中低速气流感应不敏感，造成传感器灵敏度差等缺点。传统风标式传感器中的角度感应装置采用接触式电位器，这种装置存在相互间的摩擦和间隙，对角度测量的精度影响非常大。
因此，有必要设计一种新的迎角、侧滑角传感器机构。
实用新型内容
本实用新型为了克服以上的技术问题，提供一种结构简单、便于制造安装和小型化，且摩擦力小，角度测量精度高的迎角、侧滑角传感器。
根据本实用新型的一个方面，提供一种迎角、侧滑角传感器，包括：
风标，包括风标轴和风标翼面；
风标安装座，所述风标安装在风标安装座上；
底座，内部安装有轴承；
磁铁安装轴，穿过底座内部的轴承，上部与风标安装座连接，底部安装有磁铁；
角度获取装置，设置在所述底座内，与所述磁铁配合使用。
进一步地，所述风标轴中间部分具有平面，用于与风标安装座通过紧定螺钉紧定配合。
进一步地，所述风标轴与风标翼面通过安装孔过盈配合连接。
进一步地，所述风标轴包括粗轴部分和细轴部分，且粗轴部分和细轴部分的长度比使得风标的重心在风标安装座的轴线上。
进一步地，所述磁铁安装轴的上部与所述轴承过渡配合，中部固定有定位轴承，下部设有安装磁铁的安装座孔。
进一步地，所述底座内部设有安装空间孔，两侧设有沉头螺钉孔，上部设有轴承安装凸台，下部设有角度获取装置安装凸台。
进一步地，所述角度获取装置为霍尔元件。
进一步地，所述风标安装座与磁铁安装轴过盈配合，底端设有轴肩用于固定轴承。
进一步地，所述风标安装座上部设有非全圆形通孔，底部有和磁铁安装轴过盈配合的安装孔，内部有与锁紧螺钉配合的螺纹孔。
进一步地，所述风标翼面采用的是NACA0012型流线型翼面。
本实用新型的迎角、侧滑角传感器具有结构简单，便于制造安装和小型化，且摩擦力小，角度测量精度高等优点。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1是本实用新型实施例的迎角、侧滑角传感器的整体结构示意图。
图2是本实用新型实施例的迎角、侧滑角传感器的剖面图。
图3是磁铁安装轴的结构示意图。
图4是从底部展示的角度获取装置的安装位置图。
图5是风标翼面的截面图。
附图标记：
1、风标翼面，2、风标轴，3、风标安装座，4、轴承，5、底座，6、轴承，7、沉头螺钉安装孔，8、角度获取装置，9、磁铁，10、磁铁安装轴，11、紧定螺钉，12、角度获取装置安装凸台，101、磁铁安装轴上部，102、磁铁安装轴轴肩，103、磁铁安装轴下部。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本实用新型公开了一种迎角、侧滑角传感器，包括：风标，包括风标轴和风标翼面；风标安装座，所述风标安装在风标安装座上；底座，内部安装有轴承；磁铁安装轴，穿过底座内部的轴承，上部与风标安装座连接，底部安装有磁铁；角度获取装置，设置在所述底座内，与所述磁铁配合使用。
具体地，风标翼面内有安装孔，风标轴与风标翼面过盈配合，风标和风标安装座通过紧定螺钉锁紧，随外部气流的变化从而带动风标和风标安装座一起转动；轴承安装于底座内部，中间穿过磁铁安装轴；角度获取装置装设于底座底部。
所述风标安装座上部有一非全圆形通孔，底部有和磁铁安装轴过盈配合的安装孔，内部有与锁紧螺钉配合的螺纹孔。
所述风标轴包括粗轴部分和细轴部分，且粗轴部分和细轴部分的长度比适合，保证风标的重心在风标安装座的轴线上，在细轴部分铣有一平面，便于与风标安装座通过紧定螺钉紧定配合，风标轴与风标翼面通过安装孔过盈配合。
风标安装座，与磁铁安装轴过盈配合，底端有轴肩用于固定轴承。所述磁铁安装轴可以包括上、中、下三个部分，上部主要与轴承过渡配合，中部凸肩固定定位轴承，下部设有安装磁铁的安装座孔。轴承固定于底座内部，用于固定支撑磁铁安装轴。
所述底座内部设有安装空间孔，两侧装设有沉头螺钉孔，上部设有轴承安装凸台，下部设有角度获取装置安装凸台。底座通过沉头螺钉安装到空速管，与空速管配合使用。
角度获取装置可以是霍尔元件，配合上方的磁铁转动，获得风标转动姿态等参数。风标翼面采用的是NACA0012型流线型翼面。
为便于理解本实用新型实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本实用新型，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本实用新型。
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。如图1-5所示，本实施例的迎角、侧滑角传感器，包括：风标，包括风标轴2和风标翼面1；风标安装座3，所述风标安装在风标安装座3上；底座5，内部安装有轴承4和6；磁铁安装轴10，穿过底座5内部的轴承4和6，上部与风标安装座3连接，底部安装有磁铁9；角度获取装置8设置在所述底座5内，与所述磁铁9配合使用。
风标是由风标轴2和风标翼面1通过过盈配合安装在风标安装座3中，如图4所示，风标轴2中间部分铣出一平面配合风标安装座3中的螺纹孔，用紧定螺钉11将风标和风标安装座3固定在一起，风标需要根据重心位置进行调整风标轴的粗轴部分和细轴部分的长度比，保证风标的重心在风标安装座3的轴线上。
如图2所示，结合图3，磁铁安装轴10包括磁铁安装轴上部101、磁铁安装轴轴肩102和磁铁安装轴下部103。磁铁安装轴上部101穿过支撑轴承4、6，上端与风标安装座3通过过盈配合，风标安装座3和磁铁安装轴10均有轴肩，用于定位轴承4、6，防止其轴向窜动。在磁铁安装轴下部103安装磁铁9，配合角度获取装置8使用，这样风标随着气流转动，带动磁铁安装轴10在轴承4和6内部转动，从而解算出相对角度。轴承4和6优选采用微型特轻级别的深沟球轴承，且磁铁安装轴10与轴承4和6之间的配合优先选用间隙小的过渡配合，避免因装配时变形产生的附加摩擦力矩，更好的提高整体的感应灵敏度。
如图4所示，角度获取装置8安装于安装座5内置的底部，安装座5底部有角度获取装置安装凸台12，便于固定安装角度获取装置8，安装时尽量保障磁铁9和角度获取装置8平行且距离设定在最佳有效范围内。角度获取装置8为霍尔元件。
如图5所示，风标翼面采用的是NACA0012型流线型翼面。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (8)
1.一种迎角、侧滑角传感器，其特征在于，包括：
风标，包括风标轴和风标翼面；
风标安装座，所述风标安装在风标安装座上；
底座，内部安装有轴承；
磁铁安装轴，穿过底座内部的轴承，上部与风标安装座连接，底部安装有磁铁；
角度获取装置，设置在所述底座内，与所述磁铁配合使用；
所述风标轴包括粗轴部分和细轴部分，且粗轴部分和细轴部分的长度比使得风标的重心在风标安装座的轴线上；
所述底座内部设有安装空间孔，两侧设有沉头螺钉孔，上部设有轴承安装凸台，下部设有角度获取装置安装凸台。
2.根据权利要求1所述的迎角、侧滑角传感器，其特征在于，所述风标轴中间部分具有平面，用于与风标安装座通过紧定螺钉紧定配合。
3.根据权利要求1所述的迎角、侧滑角传感器，其特征在于，所述风标轴与风标翼面通过安装孔过盈配合连接。
4.根据权利要求1所述的迎角、侧滑角传感器，其特征在于，所述磁铁安装轴的上部与所述轴承过渡配合，中部固定有定位轴承，下部设有安装磁铁的安装座孔。
5.根据权利要求1所述的迎角、侧滑角传感器，其特征在于，所述角度获取装置为霍尔元件。
6.根据权利要求1所述的迎角、侧滑角传感器，其特征在于，所述风标安装座与磁铁安装轴过盈配合，底端设有轴肩用于固定轴承。
7.根据权利要求6所述的迎角、侧滑角传感器，其特征在于，所述风标安装座上部设有非全圆形通孔，底部有和磁铁安装轴过盈配合的安装孔，内部有与锁紧螺钉配合的螺纹孔。
8.根据权利要求1所述的迎角、侧滑角传感器，其特征在于，所述风标翼面采用的是NACA0012型流线型翼面。
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113419078A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-21 | 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所 | 一种用于测量气动数据的风标式传感器 |
| RU210880U1 (ru) * | 2022-02-02 | 2022-05-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Датчик измерения аэродинамического угла |
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| CN113419078B (zh) * | 2021-06-17 | 2024-05-14 | 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所 | 一种用于测量气动数据的风标式传感器 |
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