风传感器的自动化检验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种风传感器的自动化检验装置。该装置的主体部分包括风传感器安装座、定位销、风洞定位块、支撑臂、横板、主体紧固块、横板固定套、旋转轴、平键、平面推力轴承、旋转轴外套、减速箱连接套、轴承预紧主圈、轴承预紧副圈、减速箱、深沟轴承、蜗轮、减速箱底板、蜗杆、蜗杆封盖、蜗杆预紧圈、联轴器、步进电机安装座和步进电机；控制部分包括装置控制器、液晶屏、按键、步进电机驱动器和风传感器。与现有技术相比，本装置实现了风传感器风速风向检验自动化，取代了之前操作人员人工操作的方式，减轻了检验阶段人为因素对于数据准确度的影响，极大地提高了风向风速检验的精度。

【技术实现步骤摘要】
风传感器的自动化检验装置
本技术涉及对气象风向风速的检验设备，特别是涉及一种风传感器的自动化检验装置。
技术介绍
根据国家气象局要求，每年各个省局要进行风速风向仪的计量检定工作。现阶段我国气象行业风向风速传感器为机械式风速风向传感器，其检验装置为老式人工操作设备，其缺点是检验精度低，自动化程度不高，操作复杂，功能单一，人为干扰影响检验结果，已经不能满足现代气象行业检验要求。随着科技的不断发展，超声波风速风向仪结构紧凑、精度高、无机械传动件、可长时间运转等优势，将作为我国新一代风速风向传感器使用。随着超声波风速风向仪在气象部门的逐渐推广，其检验设备与老式人工操作设备有着本质的不同。故急需研制一种风传感器自动化检验装置。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的问题和缺陷，本技术提出了一种风传感器的自动化检验 >J-U ρ?α装直。 本技术采取的技术方案是:一种风传感器的自动化检验装置，其特征在于:该装置由主体部分和控制部分两大部分构成，主体部分包括风传感器固定部件、风洞固定部件、主体部件和传动减速部件，其中风传感器固定部件包括风传感器安装座和定位销；风洞固定部件包括风洞定位块、支撑臂、横板、主体紧固块和横板固定套；主体部件包括旋转轴、平键、平面推力轴承、旋转轴外套、减速箱连接套、轴承预紧主圈和轴承预紧副圈；传动减速部件包括减速箱、深沟轴承、蜗轮、减速箱底板、蜗杆、蜗杆封盖、蜗杆预紧圈、联轴器、步进电机安装座和步进电机；其中定位销安装在风传感器安装座上部，风传感器安装座通过螺纹安装在旋转轴上，旋转轴依次从下向上套入平面推力轴承和旋转轴外套且通过横板和减速箱连接套的中心孔进入减速箱，减速箱连接套通过螺纹与旋转轴外套固定，并用顶丝旋入旋转轴外套侧面小螺纹孔，防止装置松脱；用两个沉头螺栓分别穿过两个横板固定套将横板通过减速箱连接套与减速箱螺纹连接；涡轮位于两个深沟轴承中间，依次由下向上套入旋转轴，利用平键将蜗轮固定在旋转轴上，用于传递扭矩；减速箱底板通过螺栓固定在减速箱底部；轴承预紧主圈和轴承预紧副圈旋入旋转轴底部螺纹固定；减速箱侧面孔放入蜗杆，用蜗杆封盖通过螺栓固定；在蜗杆螺纹部位安装两个蜗杆预紧圈，用于调节蜗杆旋转松紧；步进电机安装座通过螺栓固定在减速箱侧面，用于固定步进电机，步进电机通过联轴器与蜗杆连接，用于传动；两个主体紧固块通过螺栓穿过横板与两个支撑臂底部连接紧固；两个风洞定位块通过风洞安装孔用螺栓与支撑臂顶部连接紧固。 本技术所述的控制部分包括装置控制器、液晶屏、按键、步进电机驱动器、风传感器，所述的装置控制器包括主控制芯片、晶振电路、仿真电路、隔离电路、电源电路以及串口通讯电路，其中:晶振电路、仿真电路和电源电路分别与主控制芯片连接，主控制芯片通过液晶屏接口与液晶屏连接；主控制芯片通过按键控制接口与按键连接，主控制芯片与隔离电路连接后通过步进电机接口与步进电机驱动器连接，步进电机驱动器与步进电机连接；主控制芯片通过串口通讯电路中的三个串口分别与风传感器、风洞及打印机/ PC机连接。 本技术产生的有益效果是:实现了风传感器风速风向检验自动化，取代了之前操作人员人工操作的方式，减轻了检验阶段人为因素对于数据准确度的影响，极大地提高了风向风速检验的精度。与现有技术相比，本装置即可以满足超声波风速风向仪检验要求，还能满足机械式风速风向传感器的检验要求。 本装置采用的风传感器风向角度精度为0.1°，采用180:1的精密蜗轮、蜗杆，具有体积小、重量轻、其传动比大、精度高、运行平稳无冲击等特点，能够满足旋转精度高于被验风传感器风向精度的检验要求。该装置在运转时要求速度低，驱动原件承载质量轻，步进电机作为执行部件，其控制性能优良，步距值不受外界电磁影响，中低输出扭矩大，性价比高，通过驱动器，足可以满足该检验装置日常使用。 【附图说明】 图1是本装置主体部分结构立体图； 图2是图1的剖面图； 图3是图1的分解图； 图4是本装置控制部分连接原理框图； 图5是图4中装置控制器连接原理框图； 图6是图4中步进电机驱动器电路的原理图； 图7是图5中主控制芯片的原理图； 图8是图5中晶振电路的原理图； 图9是图5中仿真电路的原理图； 图10是图5中电源电路的原理图； 图11是图5中隔离电路的原理图； 图12是图5中串口通讯电路的原理图； 图13是图5中液晶屏接口电路的原理图； 图14是图5中按键接口电路的原理图； 图15是图5中步进电机接口电路的原理图； 图16是本装置的主控程序流程图； 图17是图16中步进电机脉冲驱动子程序流程图。 【具体实施方式】 以下结合附图对本技术作进一步说明: 如图1、图2和图3所示，该装置由主体部分和控制部分两大部分构成，主体部分包括风传感器固定部件、风洞固定部件、主体部件和传动减速部件，其中风传感器固定部件包括风传感器安装座I和定位销2 ;风洞固定部件包括风洞定位块7、支撑臂8、横板9、主体紧固块10和横板固定套11 ;主体部件包括旋转轴3、平键4、平面推力轴承5、旋转轴外套6、减速箱连接套12、轴承预紧主圈23和轴承预紧副圈24 ;传动减速部件包括减速箱13、深沟轴承20、蜗轮21、减速箱底板22、蜗杆14、蜗杆封盖15、蜗杆预紧圈16、联轴器17、步进电机安装座18和步进电机19 ;其中定位销2安装在风传感器安装座I上部，风传感器安装座I通过螺纹安装在旋转轴3上，旋转轴3依次从下向上套入平面推力轴承5和旋转轴外套6且通过横板9和减速箱连接套12的中心孔进入减速箱13，减速箱连接套12通过螺纹与旋转轴外套6固定，并用顶丝旋入旋转轴外套6侧面小螺纹孔，防止装置松脱；用两个沉头螺栓分别穿过两个横板固定套11将横板9通过减速箱连接套12与减速箱13螺纹连接；涡轮21位于两个深沟轴承20中间，依次由下向上套入旋转轴3，利用平键4将蜗轮21固定在旋转轴3上，用于传递扭矩；减速箱底板22通过螺栓固定在减速箱13底部；轴承预紧主圈23和轴承预紧副圈24旋入旋转轴3底部螺纹固定；减速箱13侧面孔放入蜗杆14，用蜗杆封盖15通过螺栓固定；在蜗杆14螺纹部位安装两个蜗杆预紧圈16，用于调节蜗杆14旋转松紧；步进电机安装座18通过螺栓固定在减速箱13侧面，用于固定步进电机19，步进电机19通过联轴器17与蜗杆14连接，用于传动；两个主体紧固块10通过螺栓穿过横板9与两个支撑臂8底部连接紧固；两个风洞定位块7通过风洞安装孔用螺栓与支撑臂8顶部连接紧固。 本技术的装置主体部分为中空旋转轴主体下沉式结构，由于风传感器数据线位于底部，中空设计的旋转轴便于风传感器的接线。装置主体通过风洞固定装置安装后均位于风洞测量位置外部，从而减少不了不必要的检验干扰。旋转轴采用两个深沟轴承、一个平面推力轴承的运动机构，通过步进电机、联轴器、蜗杆、蜗轮传输动力给旋转轴，从而带动风传感器安装座使风传感器旋转。为保持装置长期的稳定性，蜗轮蜗杆部件间隙、轴向跳动均设有可调装置。风传感器安装座根据被检验的风传感器安装尺寸要求进行设计，风传感器指北侧(即风向零点)设置安装有定位销，被测的风传感器在连接好数据线后与风传感器安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风传感器的自动化检验装置，其特征在于：该装置由主体部分和控制部分两大部分构成，主体部分包括风传感器固定部件、风洞固定部件、主体部件和传动减速部件，其中风传感器固定部件包括风传感器安装座(1)和定位销(2)；风洞固定部件包括风洞定位块(7)、支撑臂(8）、横板(9)、主体紧固块（10）和横板固定套（11）；主体部件包括旋转轴(3)、平键（4）、平面推力轴承(5)、旋转轴外套(6)、减速箱连接套（12）、轴承预紧主圈（23）和轴承预紧副圈（24）；传动减速部件包括减速箱（13）、深沟轴承（20）、蜗轮(21)、减速箱底板（22）、蜗杆(14)、蜗杆封盖（15）、蜗杆预紧圈（16）、联轴器（17）、步进电机安装座（18）和步进电机（19）；其中定位销（2）安装在风传感器安装座(1)上部，风传感器安装座(1)通过螺纹安装在旋转轴（3）上，旋转轴（3）依次从下向上套入平面推力轴承（5）和旋转轴外套(6)且通过横板（9）和减速箱连接套（12）的中心孔进入减速箱（13），减速箱连接套（12）通过螺纹与旋转轴外套(6)固定，并用顶丝旋入旋转轴外套(6)侧面小螺纹孔，防止装置松脱；用两个沉头螺栓分别穿过两个横板固定套（11）将横板（9）通过减速箱连接套（12）与减速箱（13）螺纹连接；涡轮（21）位于两个深沟轴承（20）中间，依次由下向上套入旋转轴（3），利用平键（4）将蜗轮（21）固定在旋转轴（3）上，用于传递扭矩；减速箱底板（22）通过螺栓固定在减速箱（13）底部；轴承预紧主圈（23）和轴承预紧副圈（24）旋入旋转轴（3）底部螺纹固定；减速箱（13）侧面孔放入蜗杆（14），用蜗杆封盖（15）通过螺栓固定；在蜗杆（14）螺纹部位安装两个蜗杆预紧圈（16），用于调节蜗杆（14）旋转松紧；步进电机安装座（18）通过螺栓固定在减速箱（13）侧面，用于固定步进电机（19），步进电机（19）通过联轴器（17）与蜗杆（14）连接，用于传动；两个主体紧固块(10)通过螺栓穿过横板（9）与两个支撑臂（8）底部连接紧固；两个风洞定位块(7)通过风洞安装孔用螺栓与支撑臂（8）顶部连接紧固。...

【技术特征摘要】
1.一种风传感器的自动化检验装置，其特征在于:该装置由主体部分和控制部分两大部分构成，主体部分包括风传感器固定部件、风洞固定部件、主体部件和传动减速部件，其中风传感器固定部件包括风传感器安装座(I)和定位销(2);风洞固定部件包括风洞定位块(7)、支撑臂(8)、横板(9)、主体紧固块(10)和横板固定套(11);主体部件包括旋转轴(3)、平键(4)、平面推力轴承(5)、旋转轴外套￠)、减速箱连接套(12)、轴承预紧主圈(23)和轴承预紧副圈(24);传动减速部件包括减速箱(13)、深沟轴承(20)、蜗轮(21)、减速箱底板(22)、蜗杆(14)、蜗杆封盖(15)、蜗杆预紧圈(16)、联轴器(17)、步进电机安装座(18)和步进电机(19);其中定位销(2)安装在风传感器安装座(I)上部，风传感器安装座(I)通过螺纹安装在旋转轴(3)上，旋转轴(3)依次从下向上套入平面推力轴承(5)和旋转轴外套(6)且通过横板(9)和减速箱连接套(I2)的中心孔进入减速箱(I3)，减速箱连接套(I2)通过螺纹与旋转轴外套(6)固定，并用顶丝旋入旋转轴外套(6)侧面小螺纹孔，防止装置松脱；用两个沉头螺栓分别穿过两个横板固定套(11)将横板(9)通过减速箱连接套(12)与减速箱(13)螺纹连接；涡轮(21)位于两个深沟轴承(20)中间，依次由下向上套入旋转轴(3)，利用平键(4)将蜗轮(21)固定在旋转轴(3)上，用于传递扭矩；减速箱底板(22)通过螺栓固定在减速箱(13)底部；轴承预紧主圈(23)和轴承预紧副圈(24)旋入旋转轴(3)底部螺纹固定；减速箱(13)侧面孔放入蜗杆(14)，用蜗杆封盖(15)通过螺栓固定；在蜗杆(14)螺纹部位安装两个蜗杆预紧圈(16)，用于调节蜗杆(14)旋转松紧；步进电机安装座(18)通过螺栓固定在减速箱(13)侧面，用于固定步进电机(19)，步进电机(19)通过联轴器(17)与蜗杆(14)连接，用于传动；两个主体紧固块(10)通过螺栓穿过横板(9)与两个支撑臂(8)底部连接紧固；两个风洞定位块(7)通过风洞安装孔用螺栓与支撑臂(8)顶部连接紧固。2.根据权利要求1所述的风传感器的自动化检验装置，其特征在于:所述的控制部分包括装置控制器、液晶屏、按键、步进电机驱动器、风传感器，所述的装置控制器包括主控制芯片、晶振电路、仿真电路、隔离电路、电源电路以及串口通讯电路，其中:晶振电路、仿真电路和电源电路分别与主控制芯片连接，主控制芯片通过液晶屏接口与液晶屏连接；主控制芯片通过按键控制接口与按键连接，主控制芯片与隔离电路连接后通过步进电机接口与步进电机驱动器连接，步进电机驱动器与步进电机连接；主控制芯片通过串口通讯电路中的三个串口分别与风传感器、风洞及打印机/ PC机连接。3.根据权利要求2所述的风传感器的自动化检验装置，其特征在于:步进电机驱动器电路采用两个集成芯片，分别为L297集成芯片U2和L298N集成芯片U3，L297集成芯片U2的3脚和4脚通过连接电容C150后接地，同时与电阻R80的一端连接后接+5V电源，L297集成芯片U2的6脚与电阻R80的另一端连接，同时通过连接电阻R90后接地，L297集成芯片U2的5脚连接电阻R70的一端及电容C140的一端，电阻R70的另一端接到接插件K6的I脚，电容C140的另一端与接插件K6的2脚连接后接地，接插件K6的3脚接+5V电源，L297集成芯片U2的7脚接+5V电源，L297集成芯片U2的10脚、11脚分别与L298N集成芯片U3的8脚、7脚连接，并分别通过连接电阻R50、电阻R40后同时接地，L297集成芯片U2的17脚、16脚、15脚、14脚、13脚、12脚分别与L298N集成芯片U3的I脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚连接，L297集成芯片U2的18脚与电阻RlOO的一端、电容C170的一端及L298N集成芯片U3的15脚连接后接+5V电源，电容C170的另一端接地，电阻RlOO的另一端连接L297集成芯片U2的19脚及电容C160的一端，电容C160的另一端与L297集成芯片U2的20脚连接后接地，L298N集成芯片U3的14脚接地，L298N集成芯片U3的13脚连接电容C180的一端、电容C190的一端、二极管Dl的负极、二极管D2的负极、二极管D3的负极及二极管D4的负极后接+5V电源，电容C180的另一端和电容C190的另一端连接后接地，二极管Dl的正极、二极管D2的正极、二极管D3的正极、二极管D4的正极分别连接二极管D5的负极、二极管D6的负极、二极管D7的负极、二极管D8的负极，二极管D5的正极、二极管D6的正极、二极管D7的正极及二极管D8的正极连接后同时接地。4.根据权利要求3所述的风传感器的自动化检验装置，其特征在于:主控芯片采用具有ARM处理器的STM32F103RCT6芯片，STM32F103RCT6芯片的13脚连接电容C8后，又与STM32F103RCT6芯片的12脚连接，连接后接地，STM32F103RCT6芯片的19脚连接电容C14后，又与STM32F103RCT6芯片的18脚连接，连接后接地，STM32F103RCT6芯片的28脚连接电阻R16后接地，STM32F103RCT6芯片的32脚通过电阻R8连接到STM32F103RCT6芯片的7脚，同时又通过电容C6与STM32F103RCT6芯片的31脚连接，连接后接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铜，刘素清，王龙，董猛，
申请(专利权)人：中环天仪天津气象仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12