CN217541949U - 一种用于强电磁干扰环境的姿态传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于强电磁干扰环境的姿态传感器，包括底板，底板顶面的中部固定连接有支座，支座顶面铰接有固定外壳的中部，底板顶面安装有若干调平组件，调平组件与固定外壳的底端螺纹连接；固定外壳内安装有检测机构，检测机构通过光纤连接有接收器，固定外壳的顶端分别安装有水平指示组件和方位指示组件；检测机构包括设置在固定外壳内的质量块，质量块上沿X轴、Y轴、Z轴分别安装有测量组件，测量组件与固定外壳内壁固定连接，三组测量组件分别与固定外壳的内壁的六个面对应设置。本实用新型围覆盖了空间中的各个方位的摆动情况，然后分解到空间中三个两两垂直的方向上，结构型式简易且便于计算分析。

Description

一种用于强电磁干扰环境的姿态传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，特别是涉及一种用于强电磁干扰环境的姿态传感器。

背景技术

应变传感器，即用来测量结构物因各种作用引起的相对变形并转换成输出信号的检测装置。应变传感器种类很多，主要有机械式、电测式和光测式三大类。最为常用的是电测式中的电阻应变片和振弦式应变计以及光测式中的光纤光栅应变计三种。

机械测量精度低、体积大、易受温度等环境因素影响，且难实现自动测量，目前基本淘汰。

电阻应变片是通过测量应变片电阻值的微小变化来测定对象的相对应变，得到的结果是相对值，不能用于长期监测，且容易受到电磁干扰。

振弦式应变计是通过弦的震动频率变化感知结构应变的，可实现绝对测量但由于测量原理的限制，一般只用于静态测量，且其长期稳定性不好，在长期监测中存在“漂移”问题，信号传输也是靠电线，同电阻应变片一样也容易受到电磁干扰。

光纤光栅应变传感器是采用布拉格FBG光纤光栅作为敏感原件,配合光纤光栅解调仪(FBG分析仪),和被测物体固定后进行应变测量、检测和监测的一种传感器。测量及信号传输均是利用光信号，具有抗电磁干扰、精度高、耐候性好、传输距离长的特点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于强电磁干扰环境的姿态传感器，以解决现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种用于强电磁干扰环境的姿态传感器，包括底板，所述底板顶面的中部固定连接有支座，所述支座顶面铰接有固定外壳的中部，所述固定外壳为中空的正方体结构，所述底板顶面安装有若干调平组件，所述调平组件与所述固定外壳的底端螺纹连接；所述固定外壳内安装有检测机构，所述检测机构通过光纤连接有接收器，所述固定外壳的顶端分别安装有水平指示组件和方位指示组件；

所述检测机构包括设置在所述固定外壳内的质量块，所述质量块为密度分布均匀的球型结构，所述质量块上沿X轴、Y轴、Z轴分别安装有测量组件，所述测量组件与所述固定外壳内壁固定连接，三组所述测量组件分别与所述固定外壳的内壁的六个面对应设置。

优选的，所述测量组件包括设置在同一坐标轴上的第一连接杆和第二连接杆，同一坐标轴的所述第一连接杆和第二连接杆同轴设置，三个所述第一连接杆和三个所述第二连接杆轴线的交点与所述质量块的中心点重合，所述第一连接杆和所述第二连接杆与所述固定外壳内壁之间分别固定连接有弹簧，所述弹簧分别套设在所述第一连接杆和第二连接杆上，位于同一轴线上的所述第一连接杆和第二连接杆上分别安装有光栅传感器和阻尼器，所述光栅传感器通过所述光纤与所述接收器连接。

优选的，所述调平组件包括调平螺栓，所述调平螺栓的底端与所述底板的顶面转动连接，所述调平螺栓的顶端与所述固定外壳的底端螺纹连接。

优选的，所述调平螺栓的数量为三个。

优选的，所述水平指示组件包括固定连接在所述固定外壳顶端的水准仪。

优选的，所述方位指示组件包括固定连接在所述固定外壳外壁顶端的指北针。

本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型使用时，依据方位指示组件通过底板对装置进行固定，固定之后依据水平指示组件通过调平组件对固定外壳进行调平，当结构物因为外界原因出现形变时，质量块发生偏移，检测组件检测质量块在三个维度上的偏移量，并将检测结果传输至接收器。本实用新型周围覆盖了空间中的各个方位的摆动情况，然后分解到空间中三个两两垂直的方向上，结构型式简易且便于计算分析，同时本实用新型能够应用于强电磁干扰、严寒等各种恶劣环境中。

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，下面描述中的附图仅仅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为本实用新型的轴测图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本实用新型的俯视图。

其中，1、底板；2、支座；3、固定外壳；4、质量块；5、第一连接杆；6、第二连接杆；7、弹簧；8、光栅传感器；9、阻尼器；10、调平螺栓；11、水准仪；12、指北针；13、光纤。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1-3，本实用新型提供一种用于强电磁干扰环境的姿态传感器，包括底板1，底板1顶面的中部固定连接有支座2，支座2顶面铰接有固定外壳3的中部，固定外壳3为中空的正方体结构，底板1顶面安装有若干调平组件，调平组件与固定外壳3的底端螺纹连接；固定外壳3内安装有检测机构，检测机构通过光纤13连接有接收器，固定外壳3的顶端分别安装有水平指示组件和方位指示组件；

检测机构包括设置在固定外壳3内的质量块4，质量块4为密度分布均匀的球型结构，质量块4上沿X轴、Y轴、Z轴分别安装有测量组件，测量组件与固定外壳3内壁固定连接，三组测量组件分别与固定外壳3的内壁的六个面对应设置。

使用时，依据方位指示组件通过底板1对装置进行固定，固定之后依据水平指示组件通过调平组件对固定外壳3进行调平，当结构物因为外界原因出现形变时，质量块4发生偏移，检测组件检测质量块4在三个维度上的偏移量，并将检测结果传输至接收器。本实用新型围覆盖了空间中的各个方位的摆动情况，然后分解到空间中三个两两垂直的方向上，结构型式简易且便于计算分析

进一步优化方案，测量组件包括设置在同一坐标轴上的第一连接杆5和第二连接杆6，同一坐标轴的第一连接杆5和第二连接杆6同轴设置，三个第一连接杆5和三个第二连接杆6轴线的交点与质量块4的中心点重合，第一连接杆5和第二连接杆6与固定外壳3内壁之间分别固定连接有弹簧7，弹簧7分别套设在第一连接杆5和第二连接杆6上，位于同一轴线上的第一连接杆5和第二连接杆6上分别安装有光栅传感器8和阻尼器9，光栅传感器8通过光纤13与接收器连接。阻尼器9用于降低震动对装置的影响，光栅传感器8用于检测弹簧7所受的压力，通过三个方向上弹簧7所受的压力从而计算风速。

进一步优化方案，调平组件包括调平螺栓10，调平螺栓10的底端与底板1的顶面转动连接，调平螺栓10的顶端与固定外壳3的底端螺纹连接。

进一步优化方案，调平螺栓10的数量为三个或三个以上。

进一步优化方案，水平指示组件包括固定连接在固定外壳3顶端的水准仪11。

进一步优化方案，方位指示组件包括固定连接在固定外壳3外壁顶端的指北针12。

具体实施方式：依据指北针12通过底板1对装置进行固定，固定之后依据水准仪11通过调平螺栓10对固定外壳3进行调平，当结构物因为外界原因出现形变时，质量块4发生偏移，原本处于稳定状态的弹簧7在质量块4的作用下发生形变，位于三个维度上的光栅传感器8检测形变的位移量，并将位移量通过光纤13输出至接收器，通过接收器计算位置数据。本传感器采用的是光纤光栅技术，检测精度值高于普通传感器。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于强电磁干扰环境的姿态传感器，其特征在于，包括底板(1)，所述底板(1)顶面的中部固定连接有支座(2)，所述支座(2)顶面铰接有固定外壳(3)的中部，所述固定外壳(3)为中空的正方体结构，所述底板(1)顶面安装有若干调平组件，所述调平组件与所述固定外壳(3)的底端螺纹连接；所述固定外壳(3)内安装有检测机构，所述检测机构通过光纤(13)连接有接收器，所述固定外壳(3)的顶端分别安装有水平指示组件和方位指示组件；

所述检测机构包括设置在所述固定外壳(3)内的质量块(4)，所述质量块(4)为密度分布均匀的球型结构，所述质量块(4)上沿X轴、Y轴、Z轴分别安装有测量组件，所述测量组件与所述固定外壳(3)内壁固定连接，三组所述测量组件分别与所述固定外壳(3)的内壁的六个面对应设置。

2.根据权利要求1所述的一种用于强电磁干扰环境的姿态传感器，其特征在于：所述测量组件包括设置在同一坐标轴上的第一连接杆(5)和第二连接杆(6)，同一坐标轴的所述第一连接杆(5)和第二连接杆(6)同轴设置，三个所述第一连接杆(5)和三个所述第二连接杆(6)轴线的交点与所述质量块(4)的中心点重合，所述第一连接杆(5)和所述第二连接杆(6)与所述固定外壳(3)内壁之间分别固定连接有弹簧(7)，所述弹簧(7)分别套设在所述第一连接杆(5)和第二连接杆(6)上，位于同一轴线上的所述第一连接杆(5)和第二连接杆(6)上分别安装有光栅传感器(8)和阻尼器(9)，所述光栅传感器(8)通过所述光纤(13)与所述接收器连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于强电磁干扰环境的姿态传感器，其特征在于：所述调平组件包括调平螺栓(10)，所述调平螺栓(10)的底端与所述底板(1)的顶面转动连接，所述调平螺栓(10)的顶端与所述固定外壳(3)的底端螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于强电磁干扰环境的姿态传感器，其特征在于：所述调平螺栓(10)的数量为三个。

5.根据权利要求1所述的一种用于强电磁干扰环境的姿态传感器，其特征在于：所述水平指示组件包括固定连接在所述固定外壳(3)顶端的水准仪(11)。

6.根据权利要求1所述的一种用于强电磁干扰环境的姿态传感器，其特征在于：所述方位指示组件包括固定连接在所述固定外壳(3)外壁顶端的指北针(12)。

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