一种风速仪的制作方法

本发明属于风速仪技术领域，尤其涉及一种风速仪。

背景技术：

对于气象监测站的测量仪器中的风速仪来说，风速仪是我国计量法规定的强制性检定计量器具。风速仪是测量空气流速的仪器，其中气象台站最常用的为风杯风速仪，它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分，抛物锥空杯的都顺向一个方向；整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，抛物锥空杯绕轴以正比于风速的转速旋转。对于正常级别或者大级别的风来说，风速仪能够正常地测量风速，且风速仪也不会被风吹坏；但是，当遇到狂风或者特别大级别的风时，风速仪上的抛物锥空杯将被风极速旋转，且狂风或者特别大级别的风持续地吹风速仪，很容易将抛物锥空杯及附属支架机构所吹坏，从而影响整个风速仪的使用。为了防止狂风或者特别大级别的风吹坏风速仪上的抛物锥空杯，所以就需要设计一种可保护抛物锥空杯的风速仪。

本发明设计一种风速仪解决如上问题。

技术实现要素：

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种风速仪，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”、“上”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种风速仪，其特征在于：它包括离合机构、输出轴、底座、筒壳、弧形摆板、板簧、重锥体、驱动套筒、抛物锥空杯、固定杆、环盘、导向环、缓冲弹簧、支撑环、联轴器、l型固定板、测量模块，其中筒壳的下端安装有底座；测量模块安装在底座的中间位置；测量模块上具有信号轴；支撑环通过两个对称分布的l型固定板安装在底座上；测量模块位于两个l型固定板之间；输出轴通过轴承安装在支撑环中，且输出轴的两端均穿出支撑环；输出轴的一端通过联轴器与信号轴相连接；缓冲弹簧安装在底座上；l型固定板和测量模块位于缓冲弹簧中。

驱动套筒的一端安装有重锥体，另一端安装有离合机构；离合机构与上述输出轴相配合；环盘内圆面安装在离合机构上，环盘的外圆面安装有导向环；导向环与上述筒壳的内圆面相配合；驱动套筒的外圆面上沿周向方向均匀地安装有三个固定杆；三个固定杆靠近重锥体；每一个固定杆远离驱动套筒的一端安装有抛物锥空杯。

沿周向方向均匀分布的三个弧形摆板均通过铰接的方式安装在筒壳远离底座的一端内圆面上；每一个弧形摆板的下表面中间位置安装有板簧，且板簧远离弧形摆板的一端安装在筒壳的内圆面上。

三个抛物锥空杯分别与三个弧形摆板相配合。

上述离合机构包括执行机构、离心轮、机构槽、第一通气孔、矩型槽、轴孔，其中离心轮中间位置具有轴孔；轴孔的内圆面上沿周向方向均匀地开有三个机构槽；每一个机构槽的两侧对称地开有两个矩型槽；每一个机构槽的底槽面到离心轮外圆面之间开有一个第一通气孔；三个执行机构分别安装在三个机构槽中；执行机构与上述输出轴相配合；执行机构与第一通气孔相配合。

上述执行机构包括离心活塞块、第二通气孔、矩型导筒、离心摩擦块、密封壳、方型活塞、顶杆、第一弹簧、限位块、方孔、导块、导槽、第二弹簧大倾角斜面、小倾角斜面，其中密封壳内部由大矩型腔和小矩型腔构成；大矩型腔两侧的壁面上对称地开有两个方孔；大矩型腔远离小矩型腔的壁面上开有第二通气孔；第二通气孔与上述相应机构槽处的第一通气孔相通；方型活塞通过滑动配合的方式安装在小矩型腔中，且方型活塞穿出小矩型腔的一端安装有离心摩擦块；顶杆的一端安装在方型活塞远离离心摩擦块的一端上，另一端位于大矩型腔中；两个矩型导筒分别安装在两个方孔中；每一个矩型导筒中具有滑动槽；每一个滑动槽的两侧对称地开有两个导槽；两个限位块通过滑动配合的方式分别安装在两个矩型导筒的滑动槽中；两个第二弹簧的一端分别安装在两个限位块上，另一端分别安装在两个矩型导筒的滑动槽底槽面上；两个第二弹簧分别位于两个矩型导筒的滑动槽中；每一个限位块连接有第二弹簧的一端两侧面上对称地安装有两个导块；每一个限位块上的两个导块通过滑动配合的方式分别安装在相应矩型导筒的两个导槽中；每一个限位块远离第二弹簧的一端具有大倾角斜面和小倾角斜面；离心活塞块通过滑动配合的方式安装在大矩型腔中；第一弹簧的一端安装在离心活塞块上，另一端安装在大矩型腔与小矩型腔相连接处的大矩型腔壁面上；顶杆位于第一弹簧中；顶杆远离方型活塞的一端与离心活塞块相配合；离心活塞块与限位块上的大倾角斜面和小倾角斜面相配合；离心摩擦块远离方型活塞的一端为弧面；离心活塞块与方型活塞之间的密封壳内部空间中充有高压气体。

上述每一个执行机构中离心摩擦块的弧面与输出轴远离联轴器的一端外圆面相配合；三个执行机构中的密封壳分别固定安装在三个机构槽中，每一个密封壳上的两个矩型导筒分别安装在相应机构槽的两个矩型槽中。

环盘的内圆面安装在离心轮的外圆面上。

当每一个执行机构中的离心摩擦块的弧面与输出轴的外圆面相摩擦接触时，对于每一个执行机构：顶杆远离方型活塞的一端与离心活塞块相接触，第一弹簧处于拉伸状态，离心活塞块远离第一弹簧的侧面分别与两个限位块的大倾角斜面相接触且离心活塞块对两个限位块的压力为零。

上述第二弹簧始终处于压缩状态。

作为本技术的进一步改进，三个抛物锥空杯的凹面都顺向一个方向。

相对于传统的风速仪技术，本发明中的离合机构能在离心轮未超过设定的临界值时，保证离心摩擦块与输出轴之间的摩擦力基本维持不变，使得离心摩擦块能与输出轴通过摩擦力来将整个离合机构维持的位置长时间不变。另外，在离合机构离合动作后，使得离心摩擦块与输出轴完全脱离，有效地避免了离心摩擦块与输出轴之间滑动摩擦损害，延长了离心摩擦块的使用寿命。本发明的风速仪在遇到狂风或者特别大级别风后，抛物锥空杯能自动缩进筒壳中，避免了风速仪上的抛物锥空杯被狂风或者特别大级别的风所吹坏，且同时也避免了驱动套筒和离心机构在超高速旋转时造成的机械损害，达到了保护风速仪的效果。本发明结构简单，具有较好使用效果。

附图说明

图1是风速仪整体示意图。

图2是风速仪整体剖面示意图。

图3是筒壳内部所安装结构示意图。

图4是回程出油口示意图。

图5是离合机构安装示意图。

图6是导向环与筒壳相配合的剖面示意图。

图7是缓冲弹簧安装剖面示意图。

图8是弧形摆板安装剖面示意图。

图9是板簧安装示意图。

图10是弧形摆板与抛物锥空杯相配合的俯视示意图。

图11是离合机构剖面示意图。

图12是图11的局部放大示意图。

图13是离心轮剖面示意图。

图14是执行机构与输出轴相配合示意图。

图15是执行机构剖面正视示意图。

图16是密封壳内部剖面（一）示意图。

图17是密封壳内部剖面（二）示意图。

图18是限位块与离心活塞块相配合的剖面示意图。

图19是导块安装示意图。

图20是矩型导筒剖面示意图。

图中标号名称：1、离合机构；2、输出轴；8、执行机构；9、离心轮；10、机构槽；12、第一通气孔；13、矩型槽；14、轴孔；15、离心活塞块；16、第二通气孔；17、矩型导筒；18、离心摩擦块；19、密封壳；20、大矩型腔；21、小矩型腔；22、方型活塞；23、顶杆；24、第一弹簧；25、限位块；26、方孔；27、导块；28、导槽；29、第二弹簧；30、滑动槽；31、大倾角斜面；32、小倾角斜面；35、底座；36、筒壳；37、弧形摆板；38、板簧；39、重锥体；40、驱动套筒；41、抛物锥空杯；42、固定杆；43、环盘；44、导向环；45、缓冲弹簧；46、支撑环；47、联轴器；48、l型固定板；49、测量模块；50、信号轴。

具体实施方式

如图1、2、7所示，它包括离合机构1、输出轴2、底座35、筒壳36、弧形摆板37、板簧38、重锥体39、驱动套筒40、抛物锥空杯41、固定杆42、环盘43、导向环44、缓冲弹簧45、支撑环46、联轴器47、l型固定板48、测量模块49，如图1、2所示，其中筒壳36的下端安装有底座35；如图2、3所示，测量模块49安装在底座35的中间位置；如图7所示，测量模块49上具有信号轴50；如图3、7所示，支撑环46通过两个对称分布的l型固定板48安装在底座35上；测量模块49位于两个l型固定板48之间；输出轴2通过轴承安装在支撑环46中，且输出轴2的两端均穿出支撑环46；输出轴2的一端通过联轴器47与信号轴50相连接；缓冲弹簧45安装在底座35上；l型固定板48和测量模块49位于缓冲弹簧45中。

如图4、5所示，驱动套筒40的一端安装有重锥体39，另一端安装有离合机构1；离合机构1与上述输出轴2相配合；如图2、3所示，环盘43内圆面安装在离合机构1上，环盘43的外圆面安装有导向环44；导向环44与上述筒壳36的内圆面相配合；如图4、5所示，驱动套筒40的外圆面上沿周向方向均匀地安装有三个固定杆42；三个固定杆42靠近重锥体39；每一个固定杆42远离驱动套筒40的一端安装有抛物锥空杯41。

如图8、9、10所示，沿周向方向均匀分布的三个弧形摆板37均通过铰接的方式安装在筒壳36远离底座35的一端内圆面上；如图8、9所示，每一个弧形摆板37的下表面中间位置安装有板簧38，且板簧38远离弧形摆板37的一端安装在筒壳36的内圆面上。

如图1、10所示，三个抛物锥空杯41分别与三个弧形摆板37相配合。

如图11、12、14所示，上述离合机构1包括执行机构8、离心轮9、机构槽10、第一通气孔12、矩型槽13、轴孔14，如图13所示，其中离心轮9中间位置具有轴孔14；轴孔14的内圆面上沿周向方向均匀地开有三个机构槽10；每一个机构槽10的两侧对称地开有两个矩型槽13；每一个机构槽10的底槽面到离心轮9外圆面之间开有一个第一通气孔12；如图11所示，三个执行机构8分别安装在三个机构槽10中；执行机构8与上述输出轴2相配合；执行机构8与第一通气孔12相配合。

如图14、15、18所示，上述执行机构8包括离心活塞块15、第二通气孔16、矩型导筒17、离心摩擦块18、密封壳19、方型活塞22、顶杆23、第一弹簧24、限位块25、方孔26、导块27、导槽28、第二弹簧29大倾角斜面31、小倾角斜面32，如图16、17所示，其中密封壳19内部由大矩型腔20和小矩型腔21构成；如图16所示，大矩型腔20两侧的壁面上对称地开有两个方孔26；大矩型腔20远离小矩型腔21的壁面上开有第二通气孔16；如图12所示，第二通气孔16与上述相应机构槽10处的第一通气孔12相通；如图15、16所示，方型活塞22通过滑动配合的方式安装在小矩型腔21中，且方型活塞22穿出小矩型腔21的一端安装有离心摩擦块18；顶杆23的一端安装在方型活塞22远离离心摩擦块18的一端上，另一端位于大矩型腔20中；如图15、17所示，两个矩型导筒17分别安装在两个方孔26中；如图20所示，每一个矩型导筒17中具有滑动槽30；每一个滑动槽30的两侧对称地开有两个导槽28；如图18、19所示，两个限位块25通过滑动配合的方式分别安装在两个矩型导筒17的滑动槽30中；两个第二弹簧29的一端分别安装在两个限位块25上，另一端分别安装在两个矩型导筒17的滑动槽30底槽面上；两个第二弹簧29分别位于两个矩型导筒17的滑动槽30中；每一个限位块25连接有第二弹簧29的一端两侧面上对称地安装有两个导块27；每一个限位块25上的两个导块27通过滑动配合的方式分别安装在相应矩型导筒17的两个导槽28中；如图19所示，每一个限位块25远离第二弹簧29的一端具有大倾角斜面31和小倾角斜面32；如图15、17所示，离心活塞块15通过滑动配合的方式安装在大矩型腔20中；第一弹簧24的一端安装在离心活塞块15上，另一端安装在大矩型腔20与小矩型腔21相连接处的大矩型腔20壁面上；顶杆23位于第一弹簧24中；如图15所示，顶杆23远离方型活塞22的一端与离心活塞块15相配合；离心活塞块15与限位块25上的大倾角斜面31和小倾角斜面32相配合；如图16所示，离心摩擦块18远离方型活塞22的一端为弧面；离心活塞块15与方型活塞22之间的密封壳19内部空间中充有高压气体。

如图14所示，上述每一个执行机构8中离心摩擦块18的弧面与输出轴2远离联轴器47的一端外圆面相配合；如图11、14、15所示，三个执行机构8中的密封壳19分别固定安装在三个机构槽10中，如图12所示，每一个密封壳19上的两个矩型导筒17分别安装在相应机构槽10的两个矩型槽13中。

如图3、6所示，环盘43的内圆面安装在离心轮9的外圆面上。

如图14所示，当每一个执行机构8中的离心摩擦块18的弧面与输出轴2的外圆面相摩擦接触时，对于每一个执行机构8：如图15所示，顶杆23远离方型活塞22的一端与离心活塞块15相接触，第一弹簧24处于拉伸状态，离心活塞块15远离第一弹簧24的侧面分别与两个限位块25的大倾角斜面31相接触且离心活塞块15对两个限位块25的压力为零。

上述第二弹簧29始终处于压缩状态。

如图4所示，三个抛物锥空杯41的凹面都顺向一个方向。

上述重锥体39为铁材料构成。这样就能保证离合机构1、环盘43、导向环44、驱动套筒40、固定杆42、重椎体和抛物锥空杯41能在重力作用下顺利快速下坠。

如图15所示，当顶杆23的一端与离心活塞块15相接触时，离心摩擦块18与小矩型腔21出口端之间存在间距。这样就能保证，在离心活塞块15越过限位块25后，离心块在离心力下使得方型活塞22向顶杆23的方向移动一定的距离。

如图19所示，上述限位块25的大倾角斜面31与限位块25下表面所构成的钝角在135°~140°之间。这样设计使得离心活塞块15难以越过限位块25，离心活塞块15的离心力需要达到一定程度时才能完全通过挤压限位块25的大倾角斜面31，从而将限位块25挤压进入到相应的矩型导筒17中，进而离心活塞块15能越过限位块25。

如图19所示，上述限位块25的小倾角斜面32与限位块25上表面所构成的钝角在115°~120°之间。这样设计使得离心活塞块15在移动复位时，离心活塞块15能很容易通过挤压限位块25的小倾角斜面32，从而将限位块25挤压进入到相应的矩型导筒17中，进而离心活塞块15能很容易越过限位块25。

上述第一弹簧24为拉伸弹簧。

如图2所示，上述缓冲弹簧45为压缩弹簧；当环盘43向底座35的方向移动的过程中，环盘43未与缓冲弹簧45接触时，缓冲弹簧45处于自然状态。

如图12所示，当每一个执行机构8中的离心摩擦块18的弧面与输出轴2的外圆面相摩擦接触时，驱动套筒40上的三个抛物锥空杯41位于弧形摆板37的上侧。

对于缓冲弹簧45的设计，在离合机构1、环盘43、导向环44、驱动套筒40、固定杆42、重椎体和抛物锥空杯41在重力作用下向底座35方向下坠过程中，缓冲弹簧45能起到很好地缓冲作用，防止离合机构1、环盘43、导向环44、驱动套筒40、固定杆42、重椎体和抛物锥空杯41摔坏。导向环44与上述筒壳36的内圆面相配合的设计在于，在导向环44向底座35方向下坠过程中，导向环44与筒壳36的内圆面属于滑动配合关系，能保证离合机构1和环盘43能够竖直且稳定地向下坠落。另外，导向环44与筒壳36内圆面存在细微的间隙，这样是为了：在较大的风吹抛物锥空杯41和驱动套筒40时，导向环44与筒壳36内圆面能产生接触配合，达到一定缓冲驱动套筒40带动离合机构1和环盘43的晃动，同时也能起到一定的侧向支撑作用。

对于测量模块49上的信号轴50，当输出轴2经联轴器47带动信号轴50旋转时，信号轴50将旋转信号输入到测量模块49中，进而测量膜块能产生对风测量的实时数据。

本发明中抛物锥空杯41、固定杆42、驱动套筒40、离心轮9、环盘43和导向环44的设计在于：当风吹抛物锥空杯41后，抛物锥空杯41经固定杆42带动驱动套筒40旋转，驱动套筒40带动离心轮9旋转，离心轮9经环盘43带动导向环44旋转。

三个抛物锥空杯41分别与三个弧形摆板37相配合的设计在于：第一，当三个抛物锥空杯41位于弧形摆板37的上侧，且抛物锥空杯41未下坠时，抛物锥空杯41不会与相应的弧形摆板37产生碰撞配合，此时弧形摆板37处于水平状态。第二，当抛物锥空杯41下坠时，抛物锥空杯41会碰撞到相应的弧形摆板37，弧形摆板37被碰撞摆动，板簧38被压缩。第三，当抛物锥空杯41越过相应的弧形摆板37后，在板簧38的复位作用下，弧形摆板37摆动复位到原始位置。

本发明中的方型活塞22和离心活塞块15在滑动的过程中，需要满足方型活塞22和离心活塞块15之间的高压气体不会泄露。

导块27的设计在于，在保证第二弹簧29处于压缩状态的时候，限位块25不会从矩型导筒17中脱离；另外，导块27还能使得限位块25在矩型导筒17中稳定的滑动。

第二通气孔16与上述相应机构槽10处的第一通气孔12相通，那么在外界大气能经第一通气孔12和第二通气孔16与大矩型腔20相通，使得离心活塞块15在大矩型腔20中滑动时，离心活塞块15到开有第二通气孔16的密封壳19壁面之间始终处于常压状态。

每一个执行机构8中离心摩擦块18的弧面与输出轴2远离联轴器47的一端外圆面相配合，顶杆23远离方型活塞22的一端与离心活塞块15相配合，离心活塞块15与限位块25上的大倾角斜面31和小倾角斜面32相配合的设计在于：第一，当离心轮9未旋转时，每一个执行机构8中的离心摩擦块18的弧面与输出轴2的外圆面相摩擦接触，离心摩擦块18与输出轴2之间存在较大压力；此时对于每一个执行机构8：顶杆23远离方型活塞22的一端与离心活塞块15相接触，第一弹簧24处于拉伸状态，离心活塞块15远离第一弹簧24的侧面分别与两个限位块25的大倾角斜面31相接触且离心活塞块15对两个限位块25的压力为零。第二，当离心轮9从零转速开始逐渐增大时，离心活塞块15和离心摩擦块18均具有沿离心轮9径向方向向离心轮9外移动的趋势，此时离心摩擦块18和方型活塞22产生的离心力f1经顶杆23传递给离心活塞块15，再加上离心活塞块15本身具有的离心力f2，使得离心活塞块15具有沿离心轮9径向方向向离心轮9外的离心力f1和离心力f2；这样离心活塞块15对两个限位块25的压力不再为零；不过，由于限位块25大倾角斜面31的作用，离心活塞块15难以挤压限位块25进入到相应矩型导筒17中，所以离心活塞块15所处的位置基本不变，从而使得方型活塞22和离心活塞块15之间的高压气体的压强基本不变；那么把此状态下的执行机构8当做一个整体来对待，这时候离心摩擦块18与输出轴2之间的压力基本不变。第三，当离心轮9的旋转速度超过某一临界值后，此时离心活塞块15具有沿离心轮9径向方向向离心轮9外的离心力f1和离心力f2，可以使得离心活塞块15通过挤压限位块25的大倾角斜面31将限位块25挤入到矩型导筒17中，进而离心活塞块15越过限位块25；当离心活塞块15越过限位块25后，离心活塞块15在自身离心力f2下沿离心轮9径向方向向离心轮9外继续移动，第一弹簧24继续被拉伸；随着离心活塞块15的离心力f2越大，第一弹簧24被拉伸的也越大；当离心活塞块15越过限位块25后，顶杆23的一端不再与离心活塞块15所接触配合，离心摩擦块18和方型活塞22在离心力f1下沿离心轮9径向方向向离心轮9外继续移动，直到离心摩擦块18与密封壳19相碰触后而无法继续移动，此时离心摩擦块18已经脱离与输出轴2外圆面的相摩擦配合。第四，当离心轮9的旋转速度逐渐降低，且降低到低于临界值时，离心活塞块15依然具有较大的离心力，且离心活塞块15还没有受到限位块25的限位，所以离心活塞块15所处的位置不会使得离心活塞块15与限位块25的小倾角斜面32相接触；此时离心摩擦块18依然保持着脱离与输出轴2外圆面相摩擦配合的关系。第五，当离心轮9的旋转速度降低到接近零时，离心活塞块15与限位块25的小倾角斜面32刚好相接触，且此时离心活塞块15还无法通过挤压限位块25的小倾角斜面32使限位块25进入到矩型导筒17中。第六，当离心轮9停止旋转后，离心活塞块15不再存在离心力f2，方型活塞22和离心摩擦块18不再存在离心力f1，那么在第一弹簧24的复位作用下，离心活塞块15通过挤压限位块25的小倾角斜面32使限位块25进入到矩型导筒17中，离心活塞块15很容易便越过限位块25，直到离心活塞块15复位到与限位块25大倾角斜面31相接触的位置，顶杆23的一端与离心活塞块15产生接触配合，此时离心活塞块15被限位块25所限位；方型活塞22和离心摩擦块18移动复位，离心摩擦块18与输出轴2的外圆面重新产生摩擦配合。

对于限位块25，在离心活塞块15越过限位块25后，在第二弹簧29的复位作用下，限位块25远离第二弹簧29的一端重新伸出矩型导筒17，导块27跟随限位块25移动。

对于离心活塞块15与方型活塞22之间的高压气体的变化：第一，当离心摩擦块18与输出轴2相摩擦配合，且顶杆23的一端与离心活塞块15相接触的时，离心活塞块15和方型活塞22之间的高压气体气压为p1。第二，当离心轮9的旋转速度从零逐渐增大过程中，且离心活塞块15并没有越过限位块25的大倾角斜面31时，离心活塞块15和方型活塞22之间的高压气体空间基本没有变化，那么离心活塞块15和方型活塞22之间的高压气体气压基本维持在p1。第三，当离心轮9的旋转速度超过某临界值后，离心活塞块15越过限位块25，那么离心活塞块15和方型活塞22之间的高压气体空间变大，此阶段离心活塞块15和方型活塞22之间的高压气体气压为p2，p1大于p2。第四，当离心轮9的旋转速度逐渐降低后，离心活塞块15逐渐向限位块25的方向移动；由于离心活塞块15位于大矩型腔20中，而方型活塞22位于小矩型腔21中，那么在离心活塞块15向限位块25的方向移动过程中，离心活塞块15容易将高压气体从大矩型腔20往小矩型腔21中压缩；也就是在离心活塞块15向限位块25的方向移动过程中，离心活塞块15与方型活塞22之间的高压气体容易被压缩，进而使得离心活塞块15移动复位时更容易些。第五，当离心轮9停止旋转后，离心活塞块15移动复位到原始位置，离心活塞块15和方型活塞22之间的高压气体气压气压再恢复到p1状态。当三个抛物锥空杯41位于弧形摆板37的上侧，且抛物锥空杯41未下坠时，抛物锥空杯41不会与相应的弧形摆板37产生碰撞配合，此时弧形摆板37处于水平状态。

本发明的风速仪安装在气象监测站的屋顶上。

具体实施方式：当抛物锥空杯41未受到风吹时，驱动套筒40和离心轮9不会旋转，进而输出轴2也不会旋转；此状态下，每一个执行机构8中的离心摩擦块18的弧面与输出轴2的外圆面相摩擦接触，离心摩擦块18与输出轴2之间存在压力，对于每一个执行机构8：顶杆23远离方型活塞22的一端与离心活塞块15相接触，第一弹簧24处于拉伸状态，离心活塞块15远离第一弹簧24的侧面分别与两个限位块25的大倾角斜面31相接触且离心活塞块15对两个限位块25的压力为零。当离心摩擦块18与输出轴2相摩擦配合，且顶杆23的一端与离心活塞块15相接触的时，离心活塞块15和方型活塞22之间的高压气体气压为p1。离心摩擦块18与输出轴2的摩擦力足以将整个离合机构1及其附属机构支撑起来。

设定离心轮9使执行机构8离合动作的临界旋转速度为500r/min。

当抛物锥空杯41受到正常级别风或者比较大级别风吹时，抛物锥空杯41经固定杆42带动驱动套筒40旋转，驱动套筒40带动离心轮9旋转，离心轮9经环盘43带动导向环44旋转。离心轮9带动执行机构8旋转，执行机构8中的离心摩擦块18通过摩擦力带动输出轴2旋转。当离心轮9从零转速开始逐渐增大时，离心活塞块15和离心摩擦块18均具有沿离心轮9径向方向向离心轮9外移动的趋势，此时离心摩擦块18和方型活塞22产生的离心力f1经顶杆23传递给离心活塞块15，再加上离心活塞块15本身具有的离心力f2，使得离心活塞块15具有沿离心轮9径向方向向离心轮9外的离心力f1和离心力f2；这样离心活塞块15对两个限位块25的压力不再为零；不过，由于限位块25大倾角斜面31的作用，离心活塞块15难以挤压限位块25进入到相应矩型导筒17中，所以离心活塞块15所处的位置基本不变，从而使得方型活塞22和离心活塞块15之间的高压气体的压强p1基本不变；那么把此状态下的执行机构8当做一个整体来对待，这时候离心摩擦块18与输出轴2之间的压力基本不变。这样的设计优势：在离心轮9的旋转速度未超过500r/min时，离心活塞块15未越过限位块25的大倾角斜面31，方型活塞22和离心活塞块15之间的高压气体的压强p1基本不变，离心摩擦块18与输出轴2之间的压力基本不变，从而使得离心摩擦块18与输出轴2之间的摩擦力基本维持不变，保证了离心摩擦块18能与输出轴2通过摩擦力来将整个离合机构1维持的位置不变。

当抛物锥空杯41受到狂风或者特别大级别风吹时，抛物锥空杯41经固定杆42带动驱动套筒40旋转，驱动套筒40带动离心轮9旋转的速度将超过500r/min。当离心轮9的旋转速度超过500r/min后，此时离心活塞块15具有沿离心轮9径向方向向离心轮9外的离心力f1和离心力f2，可以使得离心活塞块15通过挤压限位块25的大倾角斜面31将限位块25挤入到矩型导筒17中，进而离心活塞块15越过限位块25；当离心活塞块15越过限位块25后，离心活塞块15在自身离心力f2下沿离心轮9径向方向向离心轮9外继续移动，第一弹簧24继续被拉伸；随着离心活塞块15的离心力f2越大，第一弹簧24被拉伸的也越大；当离心活塞块15越过限位块25后，顶杆23的一端不再与离心活塞块15所接触配合，离心摩擦块18和方型活塞22在离心力f1下沿离心轮9径向方向向离心轮9外继续移动，直到离心摩擦块18与密封壳19相碰触后而无法继续移动，此时离心摩擦块18已经脱离与输出轴2外圆面的相摩擦配合。对于离心轮9的旋转速度超过500r/min后的设计来说，离心摩擦块18脱离与输出轴2的摩擦配合后，在离合机构1、环盘43、导向环44、驱动套筒40、固定杆42、重椎体和抛物锥空杯41的重力作用下顺利快速下坠。在驱动套筒40下坠的过程中，输出轴2远离联轴器47的一端相对地在驱动套筒40中移动。当抛物锥空杯41下坠时，抛物锥空杯41会碰撞到相应的弧形摆板37，弧形摆板37被碰撞摆动，板簧38被压缩。当抛物锥空杯41越过相应的弧形摆板37后，在板簧38的复位作用下，弧形摆板37摆动复位到原始位置；此时抛物锥空杯41位于筒壳36中且位于弧形摆板37之下，这样筒壳36外面的狂风或者特别大级别的风将不会吹动抛物锥空杯41旋转，从而避免了风速仪上的抛物锥空杯41被狂风或者特别大级别的风所吹坏，且同时也避免了驱动套筒40和离心机构在超高速旋转时造成的机械损害，达到了保护风速仪的效果。在离合机构1、环盘43、导向环44、驱动套筒40、固定杆42、重椎体和抛物锥空杯41在重力作用下向底座35方向下坠过程中，缓冲弹簧45能起到很好地缓冲作用，防止离合机构1、环盘43、导向环44、驱动套筒40、固定杆42、重椎体和抛物锥空杯41摔坏。

对于三个弧形摆板37的作用：在抛物锥空杯41位于弧形摆板37之下后，筒壳36外的风或多或少会进入筒壳36中；弧形摆板37的径向宽度需要满足将抛物锥空杯41遮盖住，这样当筒壳36外的风或多或少从三个弧形摆板37的内圆面构成的圆孔中进入筒壳36后，从三个弧形摆板37的内圆面构成的圆孔中进入的风将不容易吹动被弧形摆板37遮盖住的抛物锥空杯41，最大限度减小了位于弧形摆板37之下的抛物锥空杯41旋转，最大限度减小了测量模块49识别筒壳36内假风速的信号，尽可能的避免了测量模块49假信号的输出。

当心轮的旋转速度为零后，离心活塞块15不再存在离心力f2，方型活塞22和离心摩擦块18不再存在离心力f1，那么在第一弹簧24的复位作用下，离心活塞块15通过挤压限位块25的小倾角斜面32使限位块25进入到矩型导筒17中，离心活塞块15很容易便越过限位块25，直到离心活塞块15复位到与限位块25大倾角斜面31相接触的位置，顶杆23的一端与离心活塞块15产生接触配合，此时离心活塞块15被限位块25所限位；方型活塞22和离心摩擦块18移动复位，离心摩擦块18与输出轴2的外圆面重新产生摩擦配合。当离心轮9停止旋转后，离心活塞块15移动复位到原始位置，离心活塞块15和方型活塞22之间的高压气体气压气压再恢复到p1状态。

当狂风或者特别大级别风停止风吹，抛物锥空杯41需要在外界比较大的拉力下将驱动套筒40和抛物锥空杯41拉出到抛物锥空杯41位于弧形摆板37上侧的位置。

对于第一弹簧24来说，在顶杆23远离方型活塞22的一端与离心活塞块15相接触，第一弹簧24处于拉伸状态，这样在离心活塞块15未越过限位块25的大倾角斜面31时，第一弹簧24已经被拉伸储能，从而保证在离心轮9的旋转速度为零时，第一弹簧24能拉动离心活塞块15移动移动复位到原始状态。

综上所述，本发明的主要有益效果是：本发明中的离合机构能在离心轮未超过设定的临界值时，保证离心摩擦块与输出轴之间的摩擦力基本维持不变，使得离心摩擦块能与输出轴通过摩擦力来将整个离合机构维持的位置长时间不变。另外，在离合机构离合动作后，使得离心摩擦块与输出轴完全脱离，有效地避免了离心摩擦块与输出轴之间滑动摩擦损害，延长了离心摩擦块的使用寿命。本发明的风速仪在遇到狂风或者特别大级别风后，抛物锥空杯能自动缩进筒壳中，避免了风速仪上的抛物锥空杯被狂风或者特别大级别的风所吹坏，且同时也避免了驱动套筒和离心机构在超高速旋转时造成的机械损害，达到了保护风速仪的效果。本发明结构简单，具有较好使用效果。