本申请公开了一种波浪浮标的波向检定装置，包括波向检定机构、驱动装置、控制器装置及终端控制装置，其中，平摇机构包括主轴、第一齿轮、第二齿轮、曲柄滑块机构、摆杆；第一齿轮与第二齿轮同轴安装于主轴上，平摇机构通过曲柄滑块机构驱动摆杆，带动三维搭载平台的摆动。本实用新型专利技术填补了国内对于波浪浮标、重力加速度式传感器的波向参数的检定试验方法及设备装置的空白。相对于美国NOAA建有的垂直升降式正弦模拟校准装置，具有以下优点：本实用新型专利技术通过巧妙的设计，创造性采用两个单向超越离合器装置实现了三维搭载平台在升降往复运动时实现左右摆动，使得垂直升降正弦运动更接近真实波浪运动规律，且结构设计简单，大大提高了可维护性和可靠性。
【技术实现步骤摘要】
—种波浪浮标的波向检定装置
本专利技术涉及海洋波浪浮标计量检定
，具体地说是一种波浪浮标的波向检定装置，用于对多种类波浪浮标或重力加速度传感器的波向进行计量检定，脱离海洋环境，静态模拟海洋波浪正弦运动规律的装置。
技术介绍
波浪是海洋水文观测的六大要素之一，也是海水的重要运动形式之一。重力加速度式波浪浮标则是目前使用最广泛的测波浮标之一，随着海洋技术的不断发展，各国对波浪浮标的准确度要求越来越高。现有已研制的检定校准装置大多只可验证浮标是否工作，以及波高、波周期两项参数的校准。而波向是与波高、波周期同等重要的观测量，为了满足波向参数的检定试验能力，波浪浮标的波向检定装置的研发迫在眉睫。 在美国海洋大气局资料浮标中心(NOAA、NDBC)建有垂直升降式正弦模拟校准装置，但其结构复杂，易磨碎部件多，电机负载不均，维护费用较高。 波向检定装置原理的依据是:根据波浪理论，海浪是由多个单一正弦波合成的复杂波形，其表面的水质点在其平衡位置附近作周期性振动，在不同时刻有不同的垂直加速度。测出此加速度，经二次积分后即可得到海浪的垂直位移，重力加速度式波浪浮标就是基于这一原理。因此，要检测重力加速度式波浪浮标的技术参数，就必须模拟波浪运动。而现有公认的波浪浮标检定装置多采用桁架结构(根据桁架结构不同，分为悬臂梁式、双臂式、单环式和双环式)，匀速旋转运动来模拟波浪正弦运动，但此类装置存在水平加速度干扰。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种用于对多种类波浪浮标或重力加速度传感器的波向进行计量检定的波浪浮标的波向检定装置。 为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案是实现的: 一种波浪浮标的波向检定装置，包括波向检定机构、驱动装置、控制器装置及终端控制装置，波向检定机构与驱动装置通过绳索连接，绳索上间隔设置张紧轮组，波向检定机构与控制器装置的输入端连通，驱动装置和终端控制装置分别连接于控制器装置的输出端，所述波向检定机构包括三维搭载平台、平摇机构，其中，平摇机构包括主轴、第一齿轮、第二齿轮、曲柄滑块机构、摆杆；第一齿轮与第二齿轮同轴安装于主轴的一端，曲柄滑块机构安装于主轴的另一端，曲柄滑块机构驱动摆杆带动三维搭载平台摆动。 本申请所述波向检定机构还包括:调平机构、底座、主体框架、配重机构导轨、配重机构、轮组、平衡机构导轨、平衡机构，其中，底座设置在调平机构上，主体框架设置在底座上，主体框架上对称设置第一齿条、第二齿条，第一齿轮与第一齿条啮合，第二齿轮与第二齿条啮合；配重机构导轨和平衡机构导轨分别对称固定在主体框架的两侧；平衡机构通过绳索绕过轮组与三维搭载平台连接，平衡框架能在平衡机构导轨上自由滑动，带动三维搭载平台上下运动；配重机构通过绳索绕过轮组与三维搭载平台连接，配重机构能在配重机构导轨上自由滑动。 本申请所述主轴上安装两个超越离合器，分别与第一齿轮、第二齿轮配合安装，两个超越离合器的安装方向相同。 本申请所述控制器装置包括变频器、PLC、绝对值编码器、限位开关，其中，PLC信号输出端与变频器信号输入端连接，变频器状态信号输出端与PLC连接，绝对值编码器输出信号接入PLC输入端，绝对值编码器的输出信号接入变频器的输入端子，限位开关的输出端接入变频器的输入端子。 本申请所述驱动装置包括编码器、线性滑块滑轨、滚珠丝杆、减速电机、齿轮组和驱动装置支座，其中，减速电机输出动力，经过齿轮组带动滚珠丝杆转动，转变为滚珠丝杆上的丝杆螺母在线性滑块滑轨上的直线滑动，并牵引绳索带动三维搭载平台做上下运动，编码器安装于滚珠丝杆上。 本申请所述终端控制装置包括PC机硬件及测控软件。 本申请通过调节曲柄滑块机构实现三维搭载平台的摆动，三维搭载平台最大摆动角度为±25°。 本专利技术采用以上技术方案具有如下优点: 本专利技术所述的一种波浪浮标的波向检定装置，可以精确的模拟波浪正弦特性运动，避免了水平加速干扰，更准确的测量检定波浪浮标的波向参数；波浪浮标在一次装夹完成后，不必装卸即可完成浮标的方位转至下一个检测点。 本专利技术填补了国内对于波浪浮标、重力加速度式传感器的波向参数的检定试验方法及设备装置的空白。相对于美国NOAA建有的垂直升降式正弦模拟校准装置，具有以下优点:本专利技术通过巧妙的设计，创造性采用两个单向超越离合器装置实现了三维搭载平台在升降往复运动时实现左右摆动，使得垂直升降正弦运动更接近真实波浪运动规律，且结构设计简单，大大提高了可维护性和可靠性。 本专利技术采用了新颖的拽引垂直升降测控系统方案，提出了一种高效灵活的重力加速式传感器浮标的波向检定新方法和新体制。 【附图说明】 图1为波浪浮标的波向检定装置构成示意图； 图2为检定机构与驱动装置的结构示意图； 图3为正弦特性波形示意图； 图4为正弦特性上升摆动原理图； 图5为正弦特性下降摆动原理图； 图6为图4的A向视图； 图中:1 一二维搭载平台、2—平摇机构、10—波向检定机构、11 一驱动装置、12—控制器装置、13—终端控制装置、101—调平机构、102—底座、103—主体框架、104 —配重机构导轨、105—配重机构、106—绳索、107—轮组、108—平衡机构导轨、109—平衡机构、110—张紧轮组、111 一编码器、112—线性滑块滑轨、113—滚珠丝杆、114 一减速电机、115—齿轮组、116—驱动装置支座、117—第一齿条、118—主轴、119一第二齿条、120一第一齿轮、121—第二齿轮、122—超越尚合器、123一曲柄滑块机构、124—摆杆。 【具体实施方式】 测量波向是利用波高倾斜传感器配合位于其上方的方位传感器进行波向参数的测量。当浮标随波面发生倾斜时，垂摆绕其摆心保持“铅直状态”，垂摆位角不同，摆轴做顺时针或逆时针转动。通过测量摆轴的转角大小和方向就可以得到浮标随波面纵倾和横倾两组参数，利用这两组参数便可以计算出浮标倾斜的方位角，这个方位角也反映了波面倾斜的方向。然而通过测量摆轴旋转角度和方向计算出来的这个波面倾斜方向，是相对于波倾传感器自身测量基线的方向。这个相对方向经由方位传感器测得的浮标方位对传感器基线做校正，最后得到波面倾斜的地磁方向。 如图1所示，本专利技术所述的一种波浪浮标的波向检定装置包括波向检定机构10、驱动装置11、控制器装置12、终端控制装置13，波向检定机构10与驱动装置11通过绳索106连接，绳索106上间隔设置张紧轮组110，波向检定机构10与控制器装置12的输入端连接，驱动装置11和终端控制装置13分别连接在控制器装置12的输出端。 如图2所示，本专利技术所述的驱动装置11包括编码器111、线性滑块滑轨112、滚珠丝杆113、减速电机114、齿轮组115和驱动装置支座116，其中，减速电机114输出动力，经过齿轮组115带动滚珠丝杆113转动，转变为丝杆螺母在线性滑块滑轨112上的直线滑动，通过拖拽绳索106带动三维搭载平台I做上下运动，编码器111安装于滚珠丝杆113上。驱动装置11坐落在驱动装置支座116上。 控制器装置12包括变频器、PLC、绝对值编码器、限位开关；终端控制装置13则包括PC机硬件及测控软件，终端控制装置13与P本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种波浪浮标的波向检定装置，其特征在于，包括波向检定机构(10)、驱动装置(11)、控制器装置(12)及终端控制装置(13)，波向检定机构(10)与驱动装置(11)通过绳索(106)连接，绳索(106)上间隔设置张紧轮组(110)，波向检定机构(10)与控制器装置(12)的输入端连通，驱动装置(11)和终端控制装置(13)分别连接于控制器装置(12)的输出端，所述波向检定机构(10)包括三维搭载平台(1)、平摇机构(2)，其中，平摇机构(2)包括主轴(118)、第一齿轮(120)、第二齿轮(121)、曲柄滑块机构(123)、摆杆(124)；第一齿轮(120)与第二齿轮(121)同轴安装于主轴(118)的一端，曲柄滑块机构(123)安装于主轴(118)的另一端；曲柄滑块机构(123)驱动摆杆(124)带动三维搭载平台(1)摆动。
【技术特征摘要】
1.一种波浪浮标的波向检定装置，其特征在于，包括波向检定机构(10)、驱动装置(11)、控制器装置(12)及终端控制装置(13)，波向检定机构(10)与驱动装置(11)通过绳索(106)连接，绳索(106)上间隔设置张紧轮组(110)，波向检定机构(10)与控制器装置(12)的输入端连通，驱动装置(11)和终端控制装置(13)分别连接于控制器装置(12)的输出端，所述波向检定机构(10)包括三维搭载平台(I)、平摇机构(2)，其中，平摇机构(2)包括主轴(118)、第一齿轮(120)、第二齿轮(121)、曲柄滑块机构(123)、摆杆(124);第一齿轮(120)与第二齿轮(121)同轴安装于主轴(118)的一端，曲柄滑块机构(123)安装于主轴(118)的另一端；曲柄滑块机构(123)驱动摆杆(124)带动三维搭载平台(I)摆动。2.根据权利要求1所述的一种波浪浮标的波向检定装置，其特征在于，波向检定机构(10)还包括:调平机构(101)、底座(102)、主体框架(103)、配重机构导轨(104)、配重机构(105)、轮组(107)、平衡机构导轨(108)、平衡机构(109)，其中，底座(102)设置在调平机构(101)上，主体框架(103)设置在底座(102)上，主体框架(103)上对称设置第一齿条(117)、第二齿条(119)，第一齿轮(120)与第一齿条(117)啮合，第二齿轮(121)与第二齿条(119)啮合；配重机构导轨(104)和平衡机构导轨(108)分别对称固定在主体框架(103)的两侧；平衡机构(109)通过绳索(106)绕过轮组(107)与三维搭载平台(I)连接，平衡机构(109)能在平衡机构导轨(108)上自由...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱飞，徐喜东，谢向前，施春荣，薛宜童，
申请(专利权)人：中船重工鹏力南京大气海洋信息系统有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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