一种光纤光栅全方位增敏倾角传感器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109764830A(43)申请公布日2019.05.17(21)申请号201910140025.4G01C9/02(2006.01)(22)申请日2019.02.26(71)申请人南京东智安全科技有限公司地址210000江苏省南京市雨花台区宁双路19号云密城G栋7层申请人南京智慧基础设施技术研究院有限公司(72)发明人张浩钟志鑫胡军海杨少红刘凯(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人张弛(51)Int.Cl.G01B11/26(2006.01)G01C9/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种光纤光栅全方位增敏倾角传感器(57)摘要本发明公开了一种光纤光栅全方位增敏倾角传感器，包括长轴、随长轴转动而摆动的转动架、短轴、横轴、第一偏心凸轮、两个第二偏心凸轮、套设在第二偏心凸轮圆周外缘上的框架、横向推杆、固定于短轴上的摆杆；横向推杆的两端连接有第一弹性绳且第一弹性绳的另一端固定在转动架的端面上；第一弹性绳上设有应变光栅；框架上固定有第二弹性绳，该所述第二弹性绳上同样设有应变光栅；通过两个偏心轮转动引起弹性绳的伸长，弹性绳上贴有应变光栅感知偏心轮的偏心角度，从而能够实现对摆杆的倾角监测。本发明能够实现对倾角360度全方位实时监测，具有测量范围广、灵敏度高、结构简单、成本低、抗恶劣天气强等优点，可广泛应用于各种复杂的环境中。CN109764830ACN109764830A权利要求书1/1页1.一种光纤光栅全方位增敏倾角传感器，其特征在于：包括底盘(6)、固定在底盘(6)上的壳体、安装在壳体内的长轴(22)、安装在长轴(22)上并随长轴转动而摆动的转动架(3)、穿过转动架(3)的短轴(1)、位于短轴(1)下方的横轴(21)、安装在横轴(21)上的两个第一偏心凸轮(9)、分别安装在壳体内侧面并相对设置的两个齿轮轴(12)、分别安装在两个齿轮轴(12)上的两个第二偏心凸轮(10)、套设在第二偏心凸轮(10)圆周外缘上的框架(14)、中心包围第一偏心凸轮(9)的横向推杆(11)、一端铰接于短轴(1)上并向下延伸的摆杆(2)；所述短轴(1)与横轴(21)通过齿轮啮合连接；横轴的转动通过齿轮啮合带动短轴转动；所述长轴的两端分别通过滚动轴承安装在壳体相对的内侧壁上，且长轴(22)位于短轴(1)与齿轮轴(12)上方，长轴(22)与齿轮轴(12)平行且设置与齿轮轴(12)啮合而带动齿轮轴(12)转动的第一齿轮(25)；长轴(22)与短轴(1)垂直设置；所述转动架(3)具有两个侧面及两个端面，所述短轴(1)贯穿两个侧面，第一偏心凸轮(9)及横向推杆(11)安装在侧面外侧表面，所述横向推杆(11)的两端连接有第一弹性绳(111)且第一弹性绳(111)的另一端固定在转动架(3)的端面上；所述第一弹性绳(111)上设有应变光栅；所述框架(14)上固定有第二弹性绳(112)，且第二弹性绳(112)的另一端向上延伸并固定在外壳顶端内侧；该所述第二弹性绳(112)上同样设有应变光栅。2.根据权利要求1所述的光纤光栅全方位增敏倾角传感器，其特征在于：摆杆(2)转动带动短轴(1)转动在带动横轴转动将使与第一偏心轮(9)紧贴的横向推杆(11)产生位移，所述的横向推杆(11)的位移将使连接于横向推杆(11)的第一弹性绳(111)产生长度变化，第一弹性绳上面的应变光栅将感知弹性绳的形变而得到推杆的位移，推杆产生的位移得到摆杆(2)在YOZ平面转过的角度。3.根据权利要求1或2所述的光纤光栅全方位增敏倾角传感器，其特征在于：摆杆(2)带动固定在长轴(7)左右两端的第二偏心凸轮(10)转动，通过两个第二偏心凸轮(10)转动引起框架(14)上下移动，第二弹性绳(112)上的应变光栅感知第二偏心凸轮(10)的偏心角度，从而得到摆杆(2)在XOZ平面转过的角度。4.根据权利要求3所述的光纤光栅全方位增敏倾角传感器，其特征在于：所述壳体包括左壳体(7)与右壳体(8)，底盘(6)、左壳体(7)与右壳体(8)由螺钉固定合在一起。5.根据权利要求4所述的光纤光栅全方位增敏倾角传感器，其特征在于：所述摆杆(2)下方设有配重，底盘内设有固定件(15)，当该光纤光栅全方位增敏倾角传感器不使用时，固定件并与摆杆(2)底部的配重固定在一起。6.根据权利要求1所述的光纤光栅全方位增敏倾角传感器，其特征在于：所述第一偏心凸轮的两侧分别设置有定位件(113)，该定位件固定在转动架(3)上，且横向推杆(11)的两端分别穿过对应侧的定位件(113)。7.根据权利要求1所述的光纤光栅全方位增敏倾角传感器，其特征在于：所述第二弹性绳(112)与框架(14)连接的一端以将框架