CN213515989U - 可水平位置自校准的三轴振动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可水平位置自校准的三轴振动检测装置，涉及振动检测技术领域，其能够快速实现三轴振动检测时加速传感器水平位置自校准，从而有效提高测试准确性。本实用新型所述的可水平位置自校准的三轴振动检测装置，包括：底板，底板设置有共面分布的倾角传感器和三轴加速度传感器，且倾角传感器的X轴和Y轴组成的平面与三轴加速度传感器的X轴和Y轴组成的平面平行；底板贯穿设置有至少三个均匀分布的磁吸支座，且每个磁吸支座通过齿轮传动连接有步进微调机构，步进微调机构和倾角传感器连接有外部控制模块，且倾角传感器能够用于通过角度数据对三轴加速度传感器的位置状态进行测量。

Description

可水平位置自校准的三轴振动检测装置

技术领域

本实用新型涉及振动检测技术领域，尤其涉及一种可水平位置自校准的三轴振动检测装置。

背景技术

三轴加速度传感器可直接获取运动物体呈正交分布的X、Y和Z三个方向加速度数据，由于其体积小巧、价格相对较低、数据精度高等优势，已广泛应用于物体振动模态检测、运动速度、位移测量、设备故障检测等多个场合。

现有技术中，三轴加速度传感器安装于被测物体的方式一般有螺纹拧入、双面胶粘贴、磁吸座吸附等。然而，螺纹拧入的方式一般需要被测物表面预加工螺纹孔，由于很多设备表面不方便攻螺纹孔，该方法测试不便，且螺纹轴线方向若不是铅锤状态则很难重新调节三轴加速度传感器的水平状态；双面胶粘贴方法由于双面胶本身存在阻尼作用，对加速度数据准确性有干扰，且测试表面双面胶不易清除，清理不完善将给下次测试带来更大误差，该方法粘贴时是通过目测方式使三轴加速度传感器近似水平状态；磁吸座吸附方式操作便捷，安装时磁吸座一面通过螺纹方式与三轴加速度传感器连接，另一面直接吸附于被测物体表面，但对于表面为曲面的物体表面，通过目测的方式很难使三轴加速度传感器的X轴和Y轴处于水平位置，从而导致测试误差大大提高。

本申请发明人发现，现有技术中通过目视和手动调节三轴加速度传感器的方法往往效率低下、且操作不便，也即现有的电梯三轴加速度检测技术很难保证三轴加速度传感器的X轴和Y轴处于水平状态，这将导致三个轴的加速度数据相互串扰，降低了各个数据轴的测试精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可水平位置自校准的三轴振动检测装置，其能够快速实现三轴振动检测时加速传感器水平位置自校准，从而有效提高测试准确性。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种可水平位置自校准的三轴振动检测装置，包括：底板，所述底板设置有共面分布的倾角传感器和三轴加速度传感器，且所述倾角传感器的X轴和Y轴组成的平面与所述三轴加速度传感器的X轴和Y轴组成的平面平行；

所述底板贯穿设置有至少三个均匀分布的磁吸支座，且每个所述磁吸支座通过齿轮传动连接有步进微调机构，所述步进微调机构和所述倾角传感器连接有外部控制模块，且所述倾角传感器能够用于通过角度数据对所述三轴加速度传感器的位置状态进行测量；

校准时，通过所述外部控制模块获取所述倾角传感器的X轴和Y轴倾角数据，并通过所述外部控制模块控制所述步进微调机构，以调节所述磁吸支座在所述底板内的旋入深度，直至所述倾角传感器检测到X方向和Y方向的倾角为零，此时所述三轴加速度传感器处于水平状态。

实际应用时，所述磁吸支座包括：固定座，所述固定座远离所述底板的一端固定有磁铁，所述固定座临近所述底板的一端安装有螺杆，所述螺杆穿射过所述底板的螺纹通孔，且自由端套设有从动齿轮。

其中，所述固定座远离所述底板的一端具有安装槽，用于装配所述磁铁；所述固定座临近所述底板的一端具有安装孔，用于装配所述螺杆，且所述螺杆位于所述安装孔内的区域段的轴向截面采用T字形结构，所述T字形结构能够在所述安装孔内自由转动。

具体地，所述螺杆的中段区域具有外螺纹，且所述外螺纹与所述底板的所述螺纹通孔匹配，以实现螺旋副配合。

进一步地，所述步进微调机构包括：固定安装于所述底板的步进电机，所述步进电机的输出轴与转轴同轴连接，且所述转轴的自由端套设有主动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合。

实际应用时，所述底板具有第一螺纹通孔、第二螺纹通孔和第三螺纹通孔，且所述第一螺纹通孔、所述第二螺纹通孔和所述第三螺纹通孔呈三角形均匀分布。

其中，所述底板采用具有圆角结构的正方形板，且所述三轴加速度传感器位于所述底板的中心位置，所述倾角传感器临近所述三轴加速度传感器设置。

相对于现有技术，本实用新型所述的可水平位置自校准的三轴振动检测装置具有以下优势：

本实用新型提供的可水平位置自校准的三轴振动检测装置中，由于底板设置有共面分布的倾角传感器和三轴加速度传感器，且倾角传感器的X轴和Y轴组成的平面与三轴加速度传感器的X轴和Y轴组成的平面平行；底板贯穿设置有至少三个均匀分布的磁吸支座，且每个磁吸支座通过齿轮传动连接有步进微调机构，步进微调机构和倾角传感器连接有外部控制模块，且倾角传感器能够用于通过角度数据对三轴加速度传感器的位置状态进行测量；因此校准时，通过外部控制模块获取倾角传感器的X轴和Y轴倾角数据，并通过外部控制模块控制步进微调机构，以调节磁吸支座在底板内的旋入深度，直至倾角传感器检测到X方向和Y方向的倾角为零，此时三轴加速度传感器处于水平状态。也即本实用新型提供的可水平位置自校准的三轴振动检测装置，能够通过倾角传感器对三轴加速度传感器安装位置进行监测，将三轴加速度传感器倾斜角度信息反馈给外部控制模块，实现三轴加速度传感器水平状态的数字化准确获取，从而快速实现三轴振动检测时加速传感器水平位置自校准，进而有效提高测试准确性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的可水平位置自校准的三轴振动检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的可水平位置自校准的三轴振动检测装置的使用状态示意图；

图3为本实用新型实施例提供的可水平位置自校准的三轴振动检测装置中底板的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的可水平位置自校准的三轴振动检测装置的控制原理图。

附图标记：

1-底板；101-第一螺纹通孔；102-第二螺纹通孔；103-第三螺纹通孔；2-倾角传感器；3-三轴加速度传感器；4-磁吸支座；41-磁铁；42-固定座；43-螺杆；44-从动齿轮；5-步进微调机构；51-步进电机；52-转轴；53-主动齿轮；6-待检物体。

具体实施方式

为了便于理解，下面结合说明书附图，对本实用新型实施例提供的可水平位置自校准的三轴振动检测装置进行详细描述。

本实用新型实施例提供一种可水平位置自校准的三轴振动检测装置，如图1和图2所示，包括：底板1，底板设置有共面分布的倾角传感器2和三轴加速度传感器3，且倾角传感器2的X轴和Y轴组成的平面与三轴加速度传感器3的X轴和Y轴组成的平面平行；

底板1贯穿设置有至少三个均匀分布的磁吸支座4，且每个磁吸支座4通过齿轮传动连接有步进微调机构5，步进微调机构5和倾角传感器2连接有外部控制模块（图中未示出），且倾角传感器2能够用于通过角度数据对三轴加速度传感器3的位置状态进行测量；

校准时，通过外部控制模块获取倾角传感器2的X轴和Y轴倾角数据，并通过外部控制模块控制步进微调机构5，以调节磁吸支座4在底板1内的旋入深度，直至倾角传感器2检测到X方向和Y方向的倾角为零，此时三轴加速度传感器3处于水平状态。

相对于现有技术，本实用新型实施例所述的可水平位置自校准的三轴振动检测装置具有以下优势：

本实用新型实施例提供的可水平位置自校准的三轴振动检测装置中，由于底板1设置有共面分布的倾角传感器2和三轴加速度传感器3，且倾角传感器2的X轴和Y轴组成的平面与三轴加速度传感器3的X轴和Y轴组成的平面平行；底板1贯穿设置有至少三个均匀分布的磁吸支座4，且每个磁吸支座4通过齿轮传动连接有步进微调机构5，步进微调机构5和倾角传感器2连接有外部控制模块（图中未示出），且倾角传感器2能够用于通过角度数据对三轴加速度传感器3的位置状态进行测量；因此校准时，通过外部控制模块获取倾角传感器2的X轴和Y轴倾角数据，并通过外部控制模块控制步进微调机构5，以调节磁吸支座4在底板1内的旋入深度，直至倾角传感器2检测到X方向和Y方向的倾角为零，此时三轴加速度传感器3处于水平状态。也即本实用新型实施例提供的可水平位置自校准的三轴振动检测装置，能够通过倾角传感器2对三轴加速度传感器3安装位置进行监测，将三轴加速度传感器3倾斜角度信息反馈给外部控制模块，实现三轴加速度传感器3水平状态的数字化准确获取，从而快速实现三轴振动检测时加速传感器水平位置自校准，进而有效提高测试准确性。

实际应用时，如图2所示，上述磁吸支座4可以包括：固定座42，固定座42远离底板1的一端可以固定有磁铁41，固定座42临近底板1的一端可以安装有螺杆43，螺杆43可以穿射过底板1的螺纹通孔，且自由端可以套设有从动齿轮44。

其中，如图2所示，上述固定座42远离底板1的一端可以具有安装槽，从而通过该安装槽能够用于装配磁铁41；上述固定座42临近底板1的一端可以具有安装孔，从而通过该安装孔能够用于装配螺杆43；并且，螺杆43位于安装孔内的区域段的轴向截面可以采用T字形结构，该T字形结构能够在安装孔内自由转动，从而螺杆43能够在固定座42的安装孔内自由旋转。

具体地，如图2所示，上述螺杆43的中段区域可以具有外螺纹，且该外螺纹与底板1的螺纹通孔匹配，以实现螺旋副配合，从而螺杆43转动时能够调节底板1沿螺杆43的轴线方向上下移动。

进一步地，如图2所示，上述步进微调机构5可以包括：固定安装于底板1的步进电机51，该步进电机51的输出轴可以与转轴52同轴连接，且转轴52的自由端可以套设有主动齿轮53，该主动齿轮53可以与从动齿轮44啮合，从而主动齿轮53转动时能够带动从动齿轮44旋转，进而使螺杆43在固定座42中旋转，实现底板1相对于磁吸支座4的上升和下降。

本实用新型实施例提供的可水平位置自校准的三轴振动检测装置，通过步进电机51，并使用齿轮传动（主动齿轮53和从动齿轮44）及螺旋副（螺杆43和螺纹通孔），能够对装置的底板1水平位置进行微调、且调节精度高，能够实现振动测试前的水平位置快速自校准。

实际应用时，如图1结合图3所示，上述底板1可以具有第一螺纹通孔101、第二螺纹通孔102和第三螺纹通孔103，且第一螺纹通孔101、第二螺纹通孔102和第三螺纹通孔103可以优选为呈三角形均匀分布。

其中，如图1和图3所示，上述底板1可以采用具有圆角结构的正方形板，且三轴加速度传感器3可以位于底板1的中心位置，倾角传感器2临近三轴加速度传感器3设置。

如图4结合图1和图2所示，在进行三轴振动状况检测时，将检测装置的三个磁吸支座4吸附于待检物体6表面，目测使三轴加速度传感器3近似于水平位置，随后进行水平位置的自校准。具体地，校准时可通过外部控制模块获取倾角传感器2的X轴和Y轴倾角数据，并通过外部控制模块控制三个步进电机51正转或反转，以调节三个磁吸支座4的螺杆43在底板1的内置螺纹通孔中的旋入深度，直至倾角传感器2检测到的X方向和Y方向倾角为零，此时三轴加速度传感器3处于水平状态。

也即通过获取倾角传感器2的X轴和Y轴数据可知三轴加速度传感器3的位置状态；水平自校准过程中，外部控制模块逐步调节三个步进微调机构5中步进电机51转动，最终使倾角传感器2的X向和Y向倾角为零，则三轴加速度传感器3处于水平状态。

此处需要补充说明的是，如图2中，曲线剪头表示主动齿轮53和从动齿轮44的旋转方向，直线剪头代表螺杆43旋入底板1的方向。

综上所述，本实用新型实施例提供的可水平位置自校准的三轴振动检测装置，通过机械传动和电气控制原理，能够实现振动测试前、三轴加速度传感器水平位置的快速自校准，实现三轴加速度传感器测试准确性，避免XYZ三个数据轴之间的数据串扰，具有较好的实用价值。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种可水平位置自校准的三轴振动检测装置，其特征在于，包括：底板，所述底板设置有共面分布的倾角传感器和三轴加速度传感器，且所述倾角传感器的X轴和Y轴组成的平面与所述三轴加速度传感器的X轴和Y轴组成的平面平行；

所述底板贯穿设置有至少三个均匀分布的磁吸支座，且每个所述磁吸支座通过齿轮传动连接有步进微调机构，所述步进微调机构和所述倾角传感器连接有外部控制模块，且所述倾角传感器能够用于通过角度数据对所述三轴加速度传感器的位置状态进行测量；

校准时，通过所述外部控制模块获取所述倾角传感器的X轴和Y轴倾角数据，并通过所述外部控制模块控制所述步进微调机构，以调节所述磁吸支座在所述底板内的旋入深度，直至所述倾角传感器检测到X方向和Y方向的倾角为零，此时所述三轴加速度传感器处于水平状态。

2.根据权利要求1所述的可水平位置自校准的三轴振动检测装置，其特征在于，所述磁吸支座包括：固定座，所述固定座远离所述底板的一端固定有磁铁，所述固定座临近所述底板的一端安装有螺杆，所述螺杆穿射过所述底板的螺纹通孔，且自由端套设有从动齿轮。

3.根据权利要求2所述的可水平位置自校准的三轴振动检测装置，其特征在于，所述固定座远离所述底板的一端具有安装槽，用于装配所述磁铁；

所述固定座临近所述底板的一端具有安装孔，用于装配所述螺杆，且所述螺杆位于所述安装孔内的区域段的轴向截面采用T字形结构，所述T字形结构能够在所述安装孔内自由转动。

4.根据权利要求2或3所述的可水平位置自校准的三轴振动检测装置，其特征在于，所述螺杆的中段区域具有外螺纹，且所述外螺纹与所述底板的所述螺纹通孔匹配，以实现螺旋副配合。

5.根据权利要求2所述的可水平位置自校准的三轴振动检测装置，其特征在于，所述步进微调机构包括：固定安装于所述底板的步进电机，所述步进电机的输出轴与转轴同轴连接，且所述转轴的自由端套设有主动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合。

6.根据权利要求1所述的可水平位置自校准的三轴振动检测装置，其特征在于，所述底板具有第一螺纹通孔、第二螺纹通孔和第三螺纹通孔，且所述第一螺纹通孔、所述第二螺纹通孔和所述第三螺纹通孔呈三角形均匀分布。

7.根据权利要求1或6所述的可水平位置自校准的三轴振动检测装置，其特征在于，所述底板采用具有圆角结构的正方形板，且所述三轴加速度传感器位于所述底板的中心位置，所述倾角传感器临近所述三轴加速度传感器设置。

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