波浪浮标的波向检定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种波浪浮标的波向检定装置，主要用于对三轴加速度传感器及相关原理的波浪浮标的波向进行计量检定。本实用新型专利技术主要包括计算机监控装置、测量控制装置和波向模拟装置，所述计算机监控装置的输出端与测量控制装置的输入端相连接，所述测量控制装置的输出端与波向模拟装置相连接，本实用新型专利技术的波向模拟装置可精确模拟波浪正弦运动特性，准确测量检定波浪浮标的波向参数。本实用新型专利技术结构简单，可靠性好，操作方便，易于维护。

【技术实现步骤摘要】
波浪浮标的波向检定装置
本技术涉及海洋波浪浮标计量检定的
，具体地是一种波浪浮标的波向检定装置。
技术介绍
随着海洋技术的不断发展，世界各国对波浪浮标的准确度要求越来越高，也推动着波浪浮标的测量原理也在不断的优化改进，原重力加速度-波倾一体式传感器的波浪测量原理已慢慢被三轴加速度传感器所取代。在三十一试验基地烟台海洋水文试验场建有的垂直升降式正弦模拟校准装置虽结构简单、设计巧妙，但其仅能对重力加速度-波倾一体式传感器及相关原理的波浪浮标的波向进行准确检定，而无法对三轴加速度传感器及相关原理的波浪浮标的波向进行静态模拟及检定。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和水平加速度。测出此加速度，经二次积分后可得到海浪的垂直位移、振动周期和方位角，也就是波浪的波高、波周期和波向三个技术参数，因此，要检测三轴加速度式波浪浮标的波向参数，就必须静态模拟波浪运动。然而，现有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参数，为了满足波向参数的检定试验能力，波浪浮标波向的静态模拟及检定装置研发迫在眉睫。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提供一种可用于对三轴加速度传感器及相关原理的波浪浮标的波向进行计量检定的波浪浮标的波向检定装置，本技术通过波向模拟装置精确模拟波浪正弦运动特性，可准确测量检定波浪浮标的波向参数。为了解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的。一种波浪浮标的波向检定装置，包括计算机监控装置、测量控制装置、波向模拟装置，所述计算机监控装置的输出端与测量控制装置的输入端相连接，所述测量控制装置的输出端与波向模拟装置相连接，所述波向模拟装置包括减速电机、旋转桁架，所述减速电机的电机轴上设置主动带轮，所述主动带轮通过皮带、传动惰轮与从动带轮相连接，所述从动带轮固定在旋转轴的一端，所述旋转轴安装在一对轴承座中，所述旋转桁架固定在旋转轴上，旋转桁架的一端设置搭载平台，另一端设置配重块，所述搭载平台通过沿轴线对称设置的一对旋转销轴与旋转桁架相连接，所述旋转轴的另一端设置固定带轮，所述固定带轮通过同步带与固定在搭载平台一端旋转销轴上的同步带轮相连接。所述搭载平台包括：八边形夹具、圆环形回转支撑、标尺，所述八边形夹具设置在圆环形回转支撑内侧并与圆环形回转支撑活动连接，所述标尺设置在圆环形回转支撑的环形面上，所述圆环形回转支撑上设置销轴螺栓。所述计算机监控装置包括PC机、信号接收装置、测控软件，所述信号接收装置通过线缆与PC机的RS232串口相连接。所述测量控制装置包括电机变频器、PLC、角度编码器，所述PLC通过线缆与PC机的输出端相连接，所述电机变频器的输出端通过线缆与减速电机相连接，所述角度编码器设置在旋转轴的轴端。所述同步带轮与固定带轮的齿数相同。所述设置在主动带轮与从动带轮之间用于传动的皮带、传动惰轮可根据动力传递路径及距离情况设置为N组（N≥1）。所述波向模拟装置中除减速电机、主动带轮外的其余零部件的材料均为非导磁性材料。本技术工作时，首先通过八边形夹具、销轴螺栓将待检波浪浮标固定在搭载平台上，记录标尺数据，将标尺数据作为波向真值存储在PC机中，随后，PC机通过测控软件向测量控制装置发出控制指令，测量控制装置的PLC控制电机变频器运转，减速电机启动，设置在减速电机的电机轴上的主动带轮转动，主动带轮通过皮带、传动惰轮带动从动带轮转动，从动带轮带动与其固定连接的旋转轴转动，设置在旋转轴轴端的角度编码器、PLC、电机变频器形成对减速电机的闭环控制，使旋转轴保持匀速转动，固定在旋转轴上的旋转桁架也随之匀速转动，设置在旋转桁架一端的搭载平台围绕着旋转轴开始匀速转动，设置在旋转桁架另一端的配重块，可根据待检波浪浮标的重量规格对配重块的重量进行增减，以保持旋转桁架两端的平衡；设置在旋转轴另一端的固定带轮通过同步带带动同步带轮旋转，由于同步带轮固定在搭载平台一端的旋转销轴上，同步带轮和固定带轮的齿数相同，从而使得搭载平台在随旋转桁架匀速转动的同时，整个搭载平台保持水平状态，此时波向模拟装置静态模拟海浪正弦特性运动，固定在搭载平台上的待检测波浪浮标随旋转桁架做旋转运动的同时保持水平状态。波向模拟装置运转平稳后，计算机监控装置开始进行波向测量，信号接收装置将接收到的待检波浪浮标的一组波向测量值传输至PC机，测控软件将一组波向测量值取平均值后与波向真值进行对比分析和误差计算。待检波浪浮标首个位置的波向检测完成后，PC机通过测控软件向测量控制装置发出控制指令，PLC控制波向模拟装置停止运动，松开销轴螺栓，将八边形夹具在圆环形回转支撑内转动一定的角度，固定在八边形夹具内的待检波浪浮标也随之转动了一定的角度，拧紧销轴螺栓，将待检波浪浮标固定在搭载平台上，读取标尺读数，将标尺数据作为下一个波向真值存储在PC机中，随后PC机通过测控软件向测量控制装置发出控制指令，PLC控制波向模拟装置开始运转，计算机监控装置开始下一个波向参数的测量。重复上述步骤，直至完成所需全部波向参数的测量，即可完成待检测波浪浮标的波向检定工作。本技术具有如下优点：1.本技术的波浪浮标的波向检定装置，可以精确模拟波浪正弦运动特性，准确测量检定波浪浮标的波向参数，可用于三轴加速度传感器及相关原理的波浪浮标的波向进行计量检定。2.本技术使用时，待检波浪浮标在一次装夹完成后，不必拆卸，只需旋转一定的角度固定后，即可完成待检波浪浮标相应检测位置的检测工作。3.本技术的波向模拟装置中除减速电机、主动带轮外的其余零部件的材料均为非导磁性材料，可有效避免对待检波浪浮标方位传感器的干扰。本技术结构简单，可靠性好，操作方便，易于维护。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术搭载平台的结构示意图。图中：1.计算机监控装置；2.测量控制装置；3.波向模拟装置；4.PC机；5.信号接收装置；6.PLC；7.电机变频器；11.减速电机；12.主动带轮；13.皮带；14.传动惰轮；15.搭载平台；16.待检波浪浮标；17.同步带轮；18.同步带；19.固定带轮；20.编码器；21.旋转轴；22.配重块；23.旋转桁架；24.轴承座；25.从动带轮；101.八边形夹具；102.圆环形回转支撑；103.标尺；104.销轴螺栓；105.旋转销轴。具体实施方式三轴加速度传感器及相关原理的波浪浮标的波向测量是利用三轴加速度传感器配合方位传感器进行波向参数的测量。当波浪浮标随海浪发生运动时，通过测量加速度传感器的方位角，是相对浮标自身测量基线的方向，经方位传感器测得的浮标方位对基线进行地磁校正，得到真实波向的测量值。下面根据说明书附图和具体实施例对本技术的技术方案做进一步地详细说明。如图1、图2所示，本技术的波浪浮标的波向检定装置包括计算机监控装置1、测量控制装置2、波向模拟装置3，所述计算机监控装置1的输出端与测量控制装置2的输入端相连接，所述测量控制装置2的输出端与波向模拟装置3相连接，所述波向模拟装置3包括减速电机11、旋转桁架23，所述减速电机11的电机轴上设置主动带轮12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.波浪浮标的波向检定装置，包括计算机监控装置（1）、测量控制装置（2）、波向模拟装置（3），其特征在于：所述计算机监控装置（1）的输出端与测量控制装置（2）的输入端相连接，所述测量控制装置（2）的输出端与波向模拟装置（3）相连接，所述波向模拟装置（3）包括减速电机（11）、旋转桁架（23），所述减速电机（11）的电机轴上设置主动带轮（12），所述主动带轮（12）通过皮带（13）、传动惰轮（14）与从动带轮（25）相连接，所述从动带轮（25）固定在旋转轴（21）的一端，所述旋转轴（21）安装在一对轴承座（24）中，所述旋转桁架（23）固定在旋转轴（21）上，旋转桁架（23）的一端设置搭载平台（15），另一端设置配重块（22），所述搭载平台（15）通过沿轴线对称设置的一对旋转销轴（105）与旋转桁架（23）相连接，所述旋转轴（21）的另一端设置固定带轮（19），所述固定带轮（19）通过同步带（18）与固定在搭载平台（15）一端旋转销轴（105）上的同步带轮（17）相连接。

【技术特征摘要】
1.波浪浮标的波向检定装置，包括计算机监控装置（1）、测量控制装置（2）、波向模拟装置（3），其特征在于：所述计算机监控装置（1）的输出端与测量控制装置（2）的输入端相连接，所述测量控制装置（2）的输出端与波向模拟装置（3）相连接，所述波向模拟装置（3）包括减速电机（11）、旋转桁架（23），所述减速电机（11）的电机轴上设置主动带轮（12），所述主动带轮（12）通过皮带（13）、传动惰轮（14）与从动带轮（25）相连接，所述从动带轮（25）固定在旋转轴（21）的一端，所述旋转轴（21）安装在一对轴承座（24）中，所述旋转桁架（23）固定在旋转轴（21）上，旋转桁架（23）的一端设置搭载平台（15），另一端设置配重块（22），所述搭载平台（15）通过沿轴线对称设置的一对旋转销轴（105）与旋转桁架（23）相连接，所述旋转轴（21）的另一端设置固定带轮（19），所述固定带轮（19）通过同步带（18）与固定在搭载平台（15）一端旋转销轴（105）上的同步带轮（17）相连接。2.根据权利要求1所述的波浪浮标的波向检定装置，其特征在于：所述搭载平台（15）包括：八边形夹具（101）、圆环形回转支撑（102）、标尺（103），所述八边形夹具（101）设置在圆环形回转支撑（102）内侧并与圆环形回转支...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱飞，徐坤，陈超，程杰，赵士伟，周涛，吴云，鹿旭，
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，中国人民解放军六三八六三部队，中国船舶重工集团南京鹏力科技集团有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32