一种高精度水下测速装置的制作方法

1.本实用新型属于测量技术领域，具体涉及一种高精度水下测速装置，用于测量水下轨道小车运动速度。


背景技术：

2.海洋资源的探索与开发日益重要，水下设备的发展被逐渐重视。水下轨道小车因可控性强、作业面广，被应用于多种水下探测、试验，水下轨道小车的高精度速度测量在水下作业中不可或缺。
3.目前常用的水下轨道小车速度测量工具有水下多普勒速度仪(dvl)、惯性导航系统(ins)等。水下多普勒速度仪(dvl)是一种测量相对于水底速度的声纳设备，基于声波的漫反射，通过对比发出与接收反射声波的频率计算出水下轨道小车的运动速度，对使用环境要求较高。惯性导航系统(ins)以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，从而得到在水下轨道小车在坐标系中的速度，但其算法复杂，成本高昂。由此可见，目前常用水下轨道小车速度测量工具存在一定的局限性。
4.此外，也有使用一种防水编码器测量轨道小车运动速度，该编码器包括密封盖板、光电编码器、密封圆筒和防水过线器，在密封圆筒的一端连接有密封盖板，在密封圆筒的另一端有防水过线器，光电编码器安装在密封圆筒内，水下水下轨道小车轮轴与光电编码器的转动轴连接，光电编码器的输出线通过防水过线器输出。光电编码器光栅盘与水下轨道小车轮同轴，小车轮旋转时，光栅盘同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前小车运动速度。但防水编码器长期在水下工作，会出现轴向水密问题。


技术实现要素：

5.在现有水下轨道小车速度测量工具基础上，本文提出了一种高精度水下测速装置，该测速装置与现有水下轨道小车速度测量工具相比，克服使用环境限制、测速方法复杂、测速精度不高等缺陷。该测速装置完全适用水体环境，使用方便、测速精度高、可靠性高，能够高精度测量出水下轨道小车运行速度。
6.本实用新型的一种高精度水下测速装置由安装板、压紧弹簧、测速滚轮、测速码盘、传感器支架、测速传感器、速度处理器等组成，用于高精度测量水下轨道小车运动速度。
7.优选地，所述安装板不受水下轨道小车外形影响，可与不同外形水下轨道小车适配安装，拆装方便；
8.优选地，所述压紧弹簧可调节测速滚轮与小车轨道压力，使测速装置适应不同粗糙度的轨道；
9.优选地，所述测速滚轮转动时带动同轴测速码盘转动，测速滚轮带硫化橡胶层，用于增加测速滚轮与小车轨道摩擦力，防止测速滚轮转动过程中与轨道产生相对滑动；
10.优选地，所述测速码盘选用410不锈钢材料，耐腐蚀，可长期在水下环境使用；
11.优选地，所述传感器支架可安装四个测速传感器，四个测速传感器脉冲时序不同，第一测速传感器中心轴线正对测速码盘一个齿台的左侧边线时，第二测速传感器中心轴线正对测速码盘另一个齿台的左侧四分之一处，第三测速传感器中心轴线正对测速码盘第三个齿台的左侧四分之二处，第四测速传感器中心轴线正对测速码盘第四个齿台的左侧四分之三处，提高测速精度；
12.优选地，所述测速传感器检测测速码盘脉冲，测速传感器整体水密耐压，可在水下长期稳定工作；
13.优选地，所述速度处理器可高速采集速度传感器脉冲信号，并快速计算出水下轨道小车运动速度；
14.总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得以下有益效果：
15.本实用新型中一种高精度水下测速装置，是一套独立测速装置，不受水下轨道小车外形限制，可与不同水下轨道小车适配安装，压紧弹簧与测速滚轮硫化橡胶层配合使用，可使测速装置适用于不同轨道，防止测速滚轮打滑，四个测速传感器检测测速码盘脉冲，速度测量精度高，不受使用环境影响，测速装置整理防腐耐水压，可在水下长期稳定工作。
附图说明
16.图1是本实用新型用于高精度水下测速装置的结构示意图；
17.图2是本实用新型用于高精度水下测速装置的安装示意图；
18.在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中： (1)-安装板(2)-压紧弹簧(3)-测速滚轮(4)-测速码盘
19.(5)-传感器支架(6)-测速传感器一(7)-测速传感器二
20.(8)-测速传感器三(9)-测速传感器四(10)-速度处理器 (11)-支撑杆(12)-轮轴(13)-小车
具体实施方式
21.为了使实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
22.如图1所示，本实用新型提供的高精度水下测速装置由安装板(1)、压紧弹簧(2)、测速滚轮(3)、测速码盘(4)、传感器支架(5)、测速传感器一(6)、测速传感器二(7)、测速传感器三(8)、测速传感器四(9)、速度处理器(10)、支撑杆(11)和轮轴(12)组成。安装板(1) 与水下轨道小车固定连接，测速滚轮(3)坐落在小车轨道上方，支撑杆(11) 连接安装板(1)、压紧弹簧(2)、传感器支架(5)与轮轴(12)，传感器支架(5)、测速滚轮(3)与测速码盘(4)同轮轴(12)安装，传感器支架(5)直径大于测速码盘(4)直径，传感器支架(5)上的测速传感器 (6、7、8、9)安装孔正对测速码盘齿，传感器支架(4)固定安装，与支撑杆(11)相对静止，测速滚轮(3)与测速码盘(4)绕轮轴同步转动，压紧弹簧(2)一端固定在传感器支架(5)
上，另一端与轮轴(12) 垂向安装，测速传感器(6、7、8、9)圆心轴线均指向测速码盘(4) 圆心，第一测速传感器(6)中心轴线正对测速码盘(4)一个齿台的左侧边线时，第二测速传感器(7)中心轴线正对测速码盘(4)另一个齿台的左侧四分之一处，第三测速传感器(8)中心轴线正对测速码盘(4)第三个齿台的左侧四分之二处，第四测速传感器(9)中心轴线正对测速码盘(4) 第四个齿台的左侧四分之三处。
23.如图2所示，将本实用新型的高精度水下测速装置固定安装在水下轨道小车(13)底部。水下轨道小车(13)运动时，测速滚轮(3)依靠与小车轨道之间的摩擦力转动，测速滚轮(3)带动同轮轴测速码盘(4)转动，测速码盘齿依次触发测速传感器(6、7、8、9)，速度处理器(10) 采集测速传感器(6、7、8、9)脉冲，并解算出测速码盘(4)转动速度，即得到出测速滚轮(3)速度与水下轨道小车(13)速度。
24.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的一种实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种高精度水下测速装置，其特征在于：安装板(1)连接测速装置与水下轨道小车；支撑杆(11)上安装有压紧弹簧(2)，所述压紧弹簧(2)可调节测速滚轮(3)与轨道之间压力，防止测速滚轮(3)打滑；测速码盘(4)与测速滚轮(3)同轴安装在轮轴(12)上，测速滚轮(3)带动测速码盘(4)转动；传感器支架(5)与轮轴(12)垂直且中心固定在支撑杆(11)上对应轮轴(12)的位置；测速传感器(6、7、8、9)固定安装在传感器支架(5)上，所述测速传感器(6、7、8、9)通过信号线与速度处理器(10)连接。2.根据权利要求1所述的一种高精度水下测速装置，其特征在于：所述测速码盘(4)由410不锈钢制成。3.根据权利要求1所述的一种高精度水下测速装置，其特征在于：所述测速滚轮(3)的表面硫化防滑橡胶。4.根据权利要求1所述的一种高精度水下测速装置，其特征在于：所述测速传感器(6、7、8、9)包括第一测速传感器(6)、第二测速传感器(7)、第三测速传感器(8)、第四测速传感器(9)，第一测速传感器(6)中心轴线正对测速码盘(4)一个齿台的左侧边线时，第二测速传感器(7)中心轴线正对测速码盘(4)另一个齿台的左侧四分之一处，第三测速传感器(8)中心轴线正对测速码盘(4)第三个齿台的左侧四分之二处，第四测速传感器(9)中心轴线正对测速码盘(4)第四个齿台的左侧四分之三处，测速传感器(6、7、8、9)分别通过信号线与速度处理器(10)相连。

技术总结
本实用新型公开了一种高精度水下测速装置，用于水下轨道小车运动速度高精度测量。速度测量装置包括1个安装板、1个测速滚轮、1个测速码盘、1个压紧弹簧、1个传感器支架、4个测速感器、1套速度处理器等相关附件。测速装置与轨道小车通过安装板连接固定，测速滚轮压紧轨道，小车沿轨道运动时，测速滚轮带动测速码盘转动，测速码盘转动连续触发测速传感器，测速传感器脉冲信号由速度处理器采集，并解算出小车运动速度。速度测量装置整体抗腐蚀、耐水压、测量精度高，可在水下长期稳定工作。可在水下长期稳定工作。可在水下长期稳定工作。


技术研发人员：董全元 靳曼曼 李军伟 袁国强
受保护的技术使用者：武汉华海创智科技有限公司
技术研发日：2022.07.15
技术公布日：2023/1/5