[发明专利]一种用于水下轮式小车的速度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种速度测量装置，特别涉及一种用于水下轮式小车的速度测量装置，属于测量技术领域。

背景技术

随着人类对于海洋资源的探索，海洋实力的发展越来越得到各国的重视。水下轮式小车由于具有操控性好，水下通过性强等多种优点而被广泛应用于水下探矿、水下作业及水下试验等多个方面。在各种水下作业中，经常需要测量水下轮式小车的运动速度。

目前较为常用的水下轮式小车速度测量工具为惯性导航系统(INS)，多普勒测速声纳(DVS)等。惯性导航系统(INS)利用惯性传感器测量被测运动体的加速度值，积分得出其速度值，对于速度的变化有较好的响应；但其算法较为复杂，成本较高，且受初态误差影响较大。多普勒测速声纳(DVS)通过比较发出声波与接收反射声波的频率计算出水下运动体的运动速度；但其基于漫反射试验环境，对于环境要求较高。显然，现有技术用于水下轮式小车的速度测量工具均存在较大的局限性。

现有技术中也有采用“五轮仪”测量汽车速度。五轮仪分为接触式和非接触式。接触式五轮仪为在汽车的尾部或侧面安装一个小巧的轮子接触路面，用它可以准确地测定汽车行驶的距离并计算出车速，以纸带方式记录或用数字显示。非接触式五轮仪装置由第五轮仪、传感器、二次仪表及安装机架等部分组成，采用非接触式光电成像原理，即用CCD和一种光电传感器通过对地面快速拍照并接收地面图像的变化，来达到速度测量的目的。

但是如果将上述用于汽车测速的五轮仪直接应用于水下轮式小车的测速，则存在明显的缺陷与不足：接触式五轮仪的测速轮由于水下摩擦力较小而容易打滑，磁感应装置的密封性、防腐蚀性较差，不能适应水体环境等；非接触式五轮仪装置的测速方法复杂、操作不便，光信号在水中传播的折射、延时等引起的测量误差较大，因而也不适用于水体环境。

实用新型专利：“一种水下运动体初始段0-70米有线测速器”，公告日：1999.12.29，公告号：CN2356320Y，公开了一种测量水下运动体(如鱼雷、导弹等)发射初始速度的水下测速装置，测速轮固定在支架上，与待测速物体通过测速线连接，测量时，测速装置通过固定于被测物体尾部的测速线带动测速轮转动，通过测量测速轮的转速得到被测物体的运动速度，属间接测量的方法。显然，上述测速装置受制于测速线的长度，只能在有限的范围内对被测物体速度进行测量，适用面窄，尤其不适用水下作业面大、作业距离长的轮式小车的测速。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术的水下轮式小车测速装置存在的不适用水体环境、测量范围窄、测量方法复杂、测量精度低等缺陷与不足，提供一种用于水下轮式小车的测速装置，采用由测速轮、测速盘、传感器、支架等组成的独立测速装置，与小车为可拆卸连接，测速轮设置双重防打滑措施，测速盘采用抗腐蚀性强的特殊材质，脉冲传感器选用具有良好的密封耐压性的水下脉冲传感器，使整个测速装置完全适用水体环境，能够精确、方便地测量轮式小车的速度，测量精度和可靠性高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于水下轮式小车的速度测量装置，所述速度测量装置包括固定支架、测速轮、测速码盘、脉冲传感器和速度处理器，所述固定支架包括支撑杆、轮轴、传感器固定杆和顶板，所述支撑杆的一端固定连接轮轴和传感器固定杆，另一端固定连接顶板，所述传感器固定杆与轮轴相垂直并且中心固定在支撑杆上对应轮轴的位置，所述传感器固定杆的长度大于测速轮的直径，所述顶板固定连接在水下轮式小车上，所述测速轮和测速码盘同轴安装在轮轴上并可绕轮轴转动，所述测速轮支撑于地面上，所述脉冲传感器固定安装在传感器固定杆的端部，所述脉冲传感器通过信号线与速度处理器相连，所述支撑杆上沿轴向还装有预紧弹簧，所述预紧弹簧的一端固定，另一端压在测速轮的外缘。

一种用于水下轮式小车的速度测量装置，所述测速码盘由纯铁制成。

一种用于水下轮式小车的速度测量装置，所述测速轮为不锈钢材质，表面硫化防滑橡胶。

一种用于水下轮式小车的速度测量装置，所述脉冲传感器包括第一脉冲传感器和第二脉冲传感器，所述第一脉冲传感器和第二脉冲传感器对称安装在传感器固定杆的两端，并分别通过信号线与速度处理器相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、测速轮设置双重防打滑措施。由于水下摩擦力较小，测速轮打滑几率相比陆地显著增大，会直接对速度测量精度造成影响，因此本发明的测速装置采用在测速轮上硫化防滑橡胶，并且通过预紧弹簧对测速轮所施加的径向预紧压力，双重设置增加测速轮的摩擦力，能够严格防止测速轮打滑跳动。