CN221039099U - 一种风速雨量测量一体化装置 - Google Patents

Abstract

一种风速雨量测量一体化装置，包含支架，支架上固定有万向球轴承和遮雨板，万向球轴承另一端刚性连接固定着主翼，主翼上固定有垂翼、扰流块和第一太阳能板，遮雨板上方固定有雨量板和第二太阳能板，下方固定有第二单片机和第二蓄电模块，万向球轴承包含螺杆和滚珠，支架与螺杆固定为一体，主翼刚性固定在滚珠上，扰流块固定在主翼的迎风侧，垂翼固定在主翼的尾端，两者十字垂直交叉固定为一体，第一太阳能板固定在主翼的顶部，扰流块内部为空心结构，安装有三轴磁场传感器、无线传输模块、第一单片机和第一蓄电模块；本装置实现了对风速和雨量的测量，结构简单，成本低廉，适用任意风场和一般雨量环境，解决了传统仪器结构复杂和成本高昂的问题。

Description

一种风速雨量测量一体化装置

技术领域

本实用新型涉及气象监测技术领域，尤其涉及一种风速雨量测量一体化装置。

背景技术

气象探测是气象工作的重要环节，气象站台的分布密度直接影响了气象预测的准确度。风速和雨量是气象探测中的基本元素。仪器成本和结构复杂程度决定了风速和雨量测量仪器向普适化方向发展的潜力，低成本易制造的仪器有利于提高产量而增大站台密度。因此，研究如何降低风速和雨量测量仪器的生产难度是很重要的，本实用新型从研究仪器的新型结构和新测量方法入手解决该问题。

现有的雨量测量设备以翻斗式雨量计为主，但是翻斗式雨量计有活动部件，不方便加工，价格较贵，由于翻斗式雨量计每一次计数都依赖于翻斗装满雨后倾倒，若降雨微小，降雨进行一段时间后翻斗才第一次装满倾覆，导致对降雨开始时间记录严重滞后，因此对于毛雨等微弱降雨数据信息收集不够敏感。目前无动件的雨量计主要有光学雨量计和压电雨量计，但是测量精度粗略，价格也较贵，性能不能满足专业气象监测需求，由于加工难度大，也不便于普通气象爱好者自己制作。以上种种因素限制了气象工作向各个方向的发展。

本实用新型旨在追求成本低廉、结构简单易制作、测量精度合格的雨量风速监测技术，丰富气象监测种类，降低气象站台建设难度和成本，在不失科学严谨性的同时推进气象工作业余化，让人人都能参与气象研究。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种风速雨量测量一体化装置，实现对任意风场的风速风向和一般雨量环境雨量的测量，解决传统仪器结构复杂和成本高昂的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种风速雨量测量一体化装置，包含支架，支架上固定有万向球轴承和遮雨板，万向球轴承另一端刚性连接固定着主翼，主翼上固定有垂翼、扰流块和第一太阳能板，遮雨板上方固定有雨量板和第二太阳能板，下方固定有第二单片机和第二蓄电模块。

优选的方案中，所述万向球轴承为带螺杆万向滚珠球轴承，包含螺杆和滚珠，支架与螺杆固定为一体，主翼刚性固定在滚珠上。

优选的方案中，所述扰流块固定在主翼的迎风侧，垂翼固定在主翼的尾端，两者十字垂直交叉固定为一体，第一太阳能板固定在主翼的顶部。

优选的方案中，所述垂翼与主翼十字垂直交叉形成一条轴线，主翼相对于该轴线对称，垂翼相对于该轴线为非对称布置，迎风侧小，背风侧大，滚珠与主翼的刚性固定点落在此轴线上。

优选的方案中，所述扰流块内部为空心结构，内部安装有三轴磁场传感器、无线传输模块、第一单片机和第一蓄电模块。

优选的方案中，所述第一蓄电模块与第一太阳能板，第二蓄电模块与第二太阳能板分别连通储存电能，第一蓄电模块与三轴磁场传感器、无线传输模块、第一单片机，第二蓄电模块与第二单片机电源线分别连通供电，第一单片机与三轴磁场传感器，第二单片机与雨量板分别信号线连通。

优选的方案中，所述支架包含连接杆，连接杆连接上部横杆和下部横杆，遮雨板固定在上部横杆的顶面，上部横杆尾端底部固定有第一竖杆，第一竖杆尾端与万向球轴承的螺杆连接固定为一体，下部横杆尾端底面固定有第二竖杆。

优选的方案中，所述雨量板包含若干导体条、导体块和垫高结构，导体条和导体块分片分开设置在雨量板的两片区域，相互隔开不交融，导体块和垫高结构交错布置在雨量板的同一区域内，相邻导体条间距不等，沿一个方向递增，每个导体块和每条导体条均与第二单片机连通。

本实用新型所提供的一种风速雨量测量一体化装置，具有如下有益效果：

1、本实用新型采用万象球轴承，实现了水平方向运动和竖直方向运动共用一个轴承，使结构更加精简，安装调整更加方便；

2、本实用新型在扰流块和主翼的配合下，实现了主翼角度的偏转，使其对任意风速区间内风速都能灵敏响应，从而高精度测量风速；

3、本实用新型采用垂翼控制主翼，使主翼始终正面迎风实现对任意风向的测量；

4、本实用新型采用三轴磁场传感器，实现了同时对风速和风向的测量；

5、本实用新型支架结构的设置，不影响主翼在各方向上的灵活运动和灵敏反应，从而进一步保证了测量数据的精准；

6、本实用新型通过单片机和无线传输模块，实现对数据的处理，并上传到云端，方便查看和储存；

7、本实用新型采用万向球轴承，使装置的安装不必严格水平，降低了对安装环境和精度的要求，方便安装和固定；

8、本实用新型采用无活动部件的雨量测量装置，不存在磨损现象，可灵敏感知毛雨等微弱降雨和雾，进一步保证了雨量测量的灵敏度和精准度；

9、本实用新型自带独立蓄电池，独立作业，同时设计了太阳能板及时补电，保证了装置室外长时间作业，不受空间、地点和供电的限制；

10、本实用新型将三轴磁场传感器、无线传输模块和单片机内置设置，使电气元器件进一步得到保护，提升了整体装置的整机寿命和性能。

附图说明

下面结合附图和实施实例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型整体结构的正视图；

图3为本实用新型扰流块的内部结构示意图；

图4为本实用新型支架的结构示意图；

图5为本实用新型雨量板的结构示意图；

图6为本实用新型的风速测量流程图；

图中：万向球轴承1，主翼2，垂翼3，扰流块4，三轴磁场传感器5，无线传输模块6，第一单片机7，支架8，雨量板9，第一太阳能板10，第二太阳能板11，遮雨板12，第一蓄电模块13，第二单片机14，第二蓄电模块15，螺杆101，滚珠102， 连接杆801，上部横杆802，下部横杆803，第一竖杆804，第二竖杆805，导体条901，导体块902，垫高结构903。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型中的技术方案作进一步说明：

实施例1

请参阅附图1~6，一种风速雨量测量一体化装置，包含支架8，支架8上固定有万向球轴承1和遮雨板12，万向球轴承1另一端刚性连接固定着主翼2，主翼2上固定有垂翼3、扰流块4和第一太阳能板10，遮雨板12上方固定有雨量板9和第二太阳能板11，下方固定有第二单片机14和第二蓄电模块15。

在本实施例中，所述万向球轴承1为带螺杆万向滚珠球轴承，包含螺杆101和滚珠102，支架8与螺杆101固定为一体，主翼2刚性固定在滚珠102上；

所述扰流块4固定在主翼2的迎风侧，垂翼3固定在主翼2的尾端，两者十字垂直交叉固定为一体，第一太阳能板10固定在主翼2的顶部；

所述垂翼3与主翼2十字垂直交叉形成一条轴线，主翼2相对于该轴线对称，垂翼3相对于该轴线为非对称布置，迎风侧小，背风侧大，滚珠102与主翼2的刚性固定点落在此轴线上；

所述扰流块4内部为空心结构，内部安装有三轴磁场传感器5、无线传输模块6、第一单片机7和第一蓄电模块13；

所述第一蓄电模块13与第一太阳能板10，第二蓄电模块15与第二太阳能板11分别连通储存电能，第一蓄电模块13与三轴磁场传感器5、无线传输模块6、第一单片机7，第二蓄电模块15与第二单片机14电源线分别连通供电，第一单片机7与三轴磁场传感器5，第二单片机14与雨量板9分别信号线连通；

所述支架8包含连接杆801，连接杆801连接上部横杆802和下部横杆803，遮雨板12固定在上部横杆802的顶面，上部横杆802尾端底部固定有第一竖杆804，第一竖杆804尾端与万向球轴承1的螺杆101连接固定为一体，下部横杆803尾端底面固定有第二竖杆805；

所述雨量板9包含若干导体条901、导体块902和垫高结构903，导体条901和导体块902分片分开设置在雨量板9的两片区域，相互隔开不交融，导体块902和垫高结构903交错布置在雨量板9的同一区域内，相邻导体条901间距不等，沿一个方向递增，每个导体块902和每条导体条901均与第二单片机14连通。

具体使用时，1）采用上述任意一项所述的一种风速雨量测量一体化装置进行风速测量的方法，具体包含以下步骤：

step1.1：将安装调试好的一种风速雨量测量一体化装置安装固定在室外开阔处，使雨量板水平；

step1.2：第一单片机7接收三轴磁场传感器5的数据，判断主翼2是否稳定静止，先在一段时间内连续记录三个轴向的磁场分量大小，计算这段时间内记录的磁场大小数据的缩放方差，若缩放方差小于设定阈值，则第一单片机7认为主翼2稳定；

step1.3：若主翼2稳定静止，第一单片机7记录此时三轴磁场传感器5的Z轴数据，以无风时三轴磁场传感器5的Z轴在水平面为例，作为无风时的Z轴数据参考；

step1.4：垂翼3迫使主翼2始终呈迎风姿态，风的压力使主翼2与竖直向下方向呈现夹角；

step1.5：第一单片机7采集三轴磁场传感器5的Z轴地磁场分量大小，以无风时Z轴在水平面的传感器布置方位为例；

step1.6：第一单片机7利用Z轴地磁场分量大小换算出夹角大小和风速大小，第一单片机7将测量到的Z轴数据和无风时Z轴处于水平面时的数据带入公式中即可算出风速大小，第一单片机将记录一段时间内的风速数据；

step1.7：第一单片机7得到三轴磁场传感器5的三轴数据后，利用特定算法即可确定主翼2方位并换算成风向，该特定算法就是该三轴磁场传感器的指南针算法，该算法为现成的开源代码，第一单片机7将记录一段时间内的风向数据，风向数据以0°~360°的形式表示，定义正北为0°；

step1.8：第一单片机7将一段时间内输出的风速和风向数据拟合数据曲线后计算出实际值与拟合值的残差范数，残差范数指实际值与拟合值的偏差平方和，计算残差范数的方式与matlab软件中的计算方式相同；

step1.9：第一单片机7计算一段时间内的平均风速、平均风向和风速和风向的残差范数并输出。

2）采用上述任意一项所述的一种风速雨量测量一体化装置进行雨量测量的方法，具体包含以下步骤：

step2.1：将安装调试好的一种风速雨量测量一体化装置安装固定在室外开阔处，使雨量板9水平；

step2.2：第二单片机14检测雨量板9导体块902之间的独立性，检测是否有导体块902之间存在导通，无导通则称独立，首先第二单片机14通过引脚将所有导体块902通高电平，然后第二单片机14逐一对导体块902进行电压测量，单个导体块902被测量时不施加高电平，其余导体块902均施加高电平，若被检测的单个导体块902出现高电平，则认为该导体块902不独立；

step2.3：对于不独立的导体块902的数据不作为测量输入，若不独立的导体块902过多，则不进行下一步工作且第二单片机14输出异常；

step2.4：第二单片机14检测导体条901之间的独立性，若存在不独立的导体条901则不进行下一步工作且输出错误，首先第二单片机14对所有导体条901施加高电平，然后逐一测量每个导体条901的电压，被测量的导体条901不施加高电平，其余导体条901均施加高电平，若被测量的导体条901出现高电平，则认为其不独立；

step2.5：第二单片机14检测相邻导体块902之间的导通情况，记录被导通的相邻导体块902的序号，通过序号所在的位置得知雨滴所在的位置并记录，首先第二单片机14对偶数序号的导体块902施加高电平，对奇数序号的导体块902进行电压测量，测量到奇数序号出现高电平时即可判断被导通的位置，即雨滴的位置；

step2.6：第二单片机14通过同一时刻雨滴所处在的位置换算出雨滴之间的平均间距；

step2.7：第二单片机14通过一段时间内被雨水导通的导体条901位置换算出雨滴平均有效直径，与上述step2.5类似，对导体条901进行依次编号，对偶数号导体条901施加高电平，对奇数号导体901条测量电压，测量到高电平的奇数号导体条901所在位置，即可反映出雨滴的有效直径；

step2.8：第二单片机14记录一段时间内相邻导体块902被导通的次数作为降雨滴数，此步骤可以选取部分或全部相邻导体块902进行测量；

step2.9：第二单片机14通过雨滴之间的平均间距、雨滴的平均有效直径和一段时间内的降雨滴数换算出这段时间的降雨量；

step2.10：第二单片机14输出这段时间内的降雨量。

实施例2

在另一种优选实施例中，在上述实施例1的基础上，参阅附图1~6，所述万向球轴承1、三轴磁场传感器5、无线传输模块6和单片机7类别繁多，现选用型号为博成轴承KSM22-FL万向球轴承1，型号为QMC5883L的三轴磁场传感器5、型号为NRF24L01的无线传输模块6和型号为ARDUINO MEGA2560 R3的单片机7，蓄电模块13采用型号18650的锂电池和充放电保护板组合模块。

采用实施例1中所述的一种风速雨量测量一体化装置进行风速测量时，测雨部分的设置如下：

所述主翼2尺寸设计参考关系式：

式中v为风速，m为主翼2质量，g为重力加速度，θ为主翼2在竖直方向的偏转角（定义竖直向下方向为0度），ρ为空气密度，S为主翼2面积。该式建立在无粘滞气流假设、均质主翼2、只考虑主翼2质量和不考虑扰流块4的作用情况下，对本实用新型的尺寸设计有一定参考意义，实际使用的偏转角度与风速的关系曲线需要实验测量。

单片机内数据优化和质控等算法可按需自编，衡量三轴磁场传感器5的Z轴数据是否稳定的方法，采用以下关系式：

式中n为数据点个数；为某个数据；/>为数据平均值；/>在本文中定义为临界残差，表示允许的数据偏离均值的极大；/>在本文中定义为缩放指数，可根据实际需要取合适的值；/>在本文中定义为缩放方差，用于模糊或放大小于临界残差的数据偏差，放大或模糊大于临界残差的数据偏差，可以作为衡量数据是否稳定的参数，而且适用场合比常用的方差广泛（可以看出方差就是当/>=1，/>=2时的缩放方差）。根据实际需要确定认为Z轴数据稳定的/>值，当实测的/>值小于设定的最大/>值时，认为Z轴数据稳定，可进入下一个环节。

主翼2在竖直面上的偏转角的测量方法，以无风时三轴磁场传感器Z轴处于水平面上的安装情况为例：

式中为偏转角（以竖直向下方向为0度），/>为Z轴磁感应强度测量值，/>为Z轴在水平面上时（无风时）的磁感应强度。

调用该传感器相应的的指南针库函数，将地磁在三轴上的磁感应强度分量换算为与某方向的夹角（一般选正北为0度），即可表示风向。

由于湍流的作用，主翼2翼面会抖动，因此需要对三轴磁场传感器5测得的数据进行优化处理，处理后可以得到不同时间分辨率和不同置信程度的数据，通过第一单片机7很容易实现，在认为风速大小都是平滑线性变化的基础上，具体数据优化处理方法如下：

（1）按不同的时间区间对数据进行分组；

（2）对所有组的数据进行高次线性拟合并求数据与拟合曲线之间的残差范数；

（3）以每组数据的平均值作为输出量，以每组的残差范数表征测量值的可信度，认为残差范数越小，测量稳定程度越好，测量值越可信。

实施例3

在另一种优选实施例中，在上述实施例1、2的基础上，参阅附图1~5，采用所述的一种风速雨量测量一体化装置进行雨量测量时，测雨部分的设置如下：

所述遮雨板12要求完全遮住下方的测风不分，避免雨水影响风速的测量，根据小范围内雨滴分布的统计特征，可以求得降雨量的间接测量公式：

式中为测量区域内雨滴的平均体积，n为测量时间内测量区域中任意一点被雨淋到的次数（雨滴数），d为相邻雨滴的平均间距，h为测量时间内的降雨量。

进一步的，所述雨量板9包含测距板和测宽板两部分，测距板是指雨滴平均间距的测量部分，测宽板是指雨滴平均有效直径的测量部分。

所述雨滴的平均体积与雨滴平均有效直径的关系需要根据不同的有效直径构造不同的模型。当雨滴有效半径R＜0.15mm时，雨滴呈球型下落；当雨滴有效半径在0.15~2.8mm区间时，雨滴呈近似椭球模型下落，当雨滴有效半径R＞2.8mm时，雨滴模型过渡为汉堡（半球）模型。对于球模型，体积与有效半径关系为：；对于汉堡模型，关系为；对于椭球模型，关系为：

其中有效直径和有效半径是指雨滴在水平方向上的直径和半径，半径，其中D为雨滴有效直径。

所述雨滴平均间距测量部分由规则的导体块902组成，相邻导体块902之间有垫高结构903隔离，避免雨水长时间附着在相邻导体块902之间使之导通。通过第二单片机14识别某时刻雨滴在雨滴平均间距测量区域上的位置分布，从而计算出相邻雨滴平均间距，其中雨滴通过导通相邻导体块902来反映雨滴的位置信息，相邻导体块902之间的位置在设计雨量板9的尺寸时已知，并录入程序。

所述雨滴平均有效直径测量部分由间距逐渐变大的导体条901组成，通过判断雨滴恰好能通过导体条901之间间隙的位置确定雨滴半径，导体条901之间间距设计雨量板9时事先已知，并录入程序。

进一步的，所述导体块902之间的非导体部分，例如采用PCB底板、垫高结构903需要覆盖疏水涂层，避免导体块902之间被雨滴附着而一直导通，注：PCB（printed circuitboard）即印制线路板，简称印制板。

所述第二单片机14发现存在部分导体块902之间或导体条901之间长时间导通时会判断此处故障，例如被鸟粪附着，并放弃此处参与测量，直至检测到故障解除。

所述相邻导体块902除了参与测量雨滴之间平均间距外，还用于测量一段时间内雨滴的滴数，并且所有或部分相邻导体块902测得的滴数取平均值。

进一步的，所述雨量板9两个测量部分面积大小要适当选取，不能过小，避免在测量时间中该面积内的雨滴直径和分布位置不具有统计意义，也不能过大，以至于该面积内降雨强度分布不均匀。

优选的方案中，所述万向球轴承1为带螺杆万向滚珠球轴承，包含螺杆101和滚珠102，支架8与螺杆101固定为一体，主翼2刚性固定在滚珠102上；以上设置，保证了主翼2在无风时总能严格竖直，同时也减少了轴承的复杂性，简单设计，同时实现了主翼2在水平方向和竖直方向上的自由运动，同时也减少了三轴磁场传感器5的Z轴在无风时初始值的误差。

优选的方案中，所述扰流块4固定在主翼2的迎风侧，垂翼3固定在主翼2的尾端，两者十字垂直交叉固定为一体，第一太阳能板10固定在主翼2的顶部；在本实用新型提供的风速与夹角的关系式中可看出，当主翼2在竖直方向上的偏角较大时，偏角变化对于风速变化趋于不敏感，扰流块4的设置正好可以避免出现大偏角时偏角变化对风速不敏感的情况，以上设置，进一步保证了主翼2偏角变化始终对于风速变化敏感，提高了风速测量的准确性。

优选的方案中，所述垂翼3与主翼2十字垂直交叉形成一条轴线，主翼2相对于该轴线对称，垂翼3相对于该轴线为非对称布置，迎风侧小，背风侧大，滚珠102与主翼2的刚性固定点落在此轴线上；以上设置，垂翼3的非对称布置保证了主翼2在水平方向的正常转向，保证主翼2始终以正确的姿势迎风。

优选的方案中，所述扰流块4内部为空心结构，内部安装有三轴磁场传感器5、无线传输模块6、第一单片机7和第一蓄电模块13；扰流块4的空心结构使装置结构更加简洁，装置更加轻量化，对风向风速变化更加灵敏，同时内部用来放置三轴磁场传感器5、无线传输模块6、第一单片机7和第一蓄电模块13，尤其是风速较大时的情况，进一步保障了装置的安全，也避免了外部接入电源线多层缠绕后妨碍主翼2的运动，从而影响测量的灵敏性和准确性。

优选的方案中，所述第一蓄电模块13与第一太阳能板10，第二蓄电模块15与第二太阳能板11分别连通储存电能，第一蓄电模块13与三轴磁场传感器5、无线传输模块6、第一单片机7，第二蓄电模块15与第二单片机14电源线分别连通供电，第一单片机7与三轴磁场传感器5，第二单片机14与雨量板9分别信号线连通；两套装置分别设置独立的供电设施和控制设施，进一步保证了风速测量部分的独立性，避免了外界向扰流块4内部的电子器件接入电源线而妨碍主翼2的运动；同时三轴磁场传感器5的设置，实现了风向、风速的同步监测，进一步提升了装置的灵敏性和精确性。

优选的方案中，所述支架8包含连接杆801，连接杆801连接上部横杆802和下部横杆803，遮雨板12固定在上部横杆802的顶面，上部横杆802尾端底部固定有第一竖杆804，第一竖杆804尾端与万向球轴承1的螺杆101连接固定为一体，下部横杆803尾端底面固定有第二竖杆805；以上设置，支架8的结构设置，进一步保证了主翼2的自由运动，提高了其测量的精准度。

优选的方案中，所述雨量板9包含若干导体条901、导体块902和垫高结构903，导体条901和导体块902分片分开设置在雨量板9的两片区域，相互隔开不交融，导体块902和垫高结构903交错布置在雨量板9的同一区域内，相邻导体条901间距不等，沿一个方向递增，每个导体块902和每条导体条901均与第二单片机14连通；导体条901与导体块902区域的分隔设计使装置美观实用，导体块902与垫高结构903的交错布局可以保证雨水不会长期附着在相邻导体块902之间，导体块902和导体条901的结构设计，使制作工艺更加简单，可以采用PCB印制线路板直接打印，大大降低了生产难度和成本。

优选的方案中，一种风速雨量测量一体化装置，包含支架8，支架8上固定有万向球轴承1和遮雨板12，万向球轴承1另一端刚性连接固定着主翼2，主翼2上固定有垂翼3、扰流块4和第一太阳能板10，遮雨板12上方固定有雨量板9和第二太阳能板11，下方固定有第二单片机14和第二蓄电模块15；遮雨板12的设置，进一步保障了下方风速测量部分的安全，风速测量时在不受降雨的影响，也不会被雨淋湿而影响测量的灵敏性和准确性；以上设计，实现了对任意风场的风速和一般雨量环境雨量的测量，解决传统仪器结构复杂和成本高昂的问题。

综上所述，本实用新型的有益效果和优势进一步得到论证，降雨量、风速风向的测量方便，数据准确，方便记录，利于后续分析，测量过程更加直观，装置结构简单，制作成本低，稳定性高，推广价值高，为气象工作、科学研究和气象爱好者提供了一个更好的选择，实用性强，具有良好的社会效益和科学试验价值。

Claims (8)

1.一种风速雨量测量一体化装置，包含支架（8），其特征在于：支架（8）上固定有万向球轴承（1）和遮雨板（12），万向球轴承（1）另一端刚性连接固定着主翼（2），主翼（2）上固定有垂翼（3）、扰流块（4）和第一太阳能板（10），遮雨板（12）上方固定有雨量板（9）和第二太阳能板（11），下方固定有第二单片机（14）和第二蓄电模块（15）。

2.根据权利要求1所述的一种风速雨量测量一体化装置，其特征在于：所述万向球轴承（1）为带螺杆万向滚珠球轴承，包含螺杆（101）和滚珠（102），支架（8）与螺杆（101）固定为一体，主翼（2）刚性固定在滚珠（102）上。

3.根据权利要求2所述的一种风速雨量测量一体化装置，其特征在于：所述扰流块（4）固定在主翼（2）的迎风侧，垂翼（3）固定在主翼（2）的尾端，两者十字垂直交叉固定为一体，第一太阳能板（10）固定在主翼（2）的顶部。

4.根据权利要求3所述的一种风速雨量测量一体化装置，其特征在于：所述垂翼（3）与主翼（2）十字垂直交叉形成一条轴线，主翼（2）相对于该轴线对称，垂翼（3）相对于该轴线为非对称布置，迎风侧小，背风侧大，滚珠（102）与主翼（2）的刚性固定点落在此轴线上。

5.根据权利要求3所述的一种风速雨量测量一体化装置，其特征在于：所述扰流块（4）内部为空心结构，内部安装有三轴磁场传感器（5）、无线传输模块（6）、第一单片机（7）和第一蓄电模块（13）。

6.根据权利要求5所述的一种风速雨量测量一体化装置，其特征在于：所述第一蓄电模块（13）与第一太阳能板（10），第二蓄电模块（15）与第二太阳能板（11）分别连通储存电能，第一蓄电模块（13）与三轴磁场传感器（5）、无线传输模块（6）、第一单片机（7），第二蓄电模块（15）与第二单片机（14）电源线分别连通供电，第一单片机（7）与三轴磁场传感器（5），第二单片机（14）与雨量板（9）分别信号线连通。

7.根据权利要求6所述的一种风速雨量测量一体化装置，其特征在于：所述支架（8）包含连接杆（801），连接杆（801）连接上部横杆（802）和下部横杆（803），遮雨板（12）固定在上部横杆（802）的顶面，上部横杆（802）尾端底部固定有第一竖杆（804），第一竖杆（804）尾端与万向球轴承（1）的螺杆（101）连接固定为一体，下部横杆（803）尾端底面固定有第二竖杆（805）。

8.根据权利要求6所述的一种风速雨量测量一体化装置，其特征在于：所述雨量板（9）包含若干导体条（901）、导体块（902）和垫高结构（903），导体条（901）和导体块（902）分片分开设置在雨量板（9）的两片区域，相互隔开不交融，导体块（902）和垫高结构（903）交错布置在雨量板（9）的同一区域内，相邻导体条（901）间距不等，沿一个方向递增，每个导体块（902）和每条导体条（901）均与第二单片机（14）连通。