[实用新型]一种波浪浮标的波向检定装置

说明书

技术领域

本发明涉及海洋波浪浮标计量检定技术领域，具体地说是一种波浪浮标的波向检定装置，用于对多种类波浪浮标或重力加速度传感器的波向进行计量检定，脱离海洋环境，静态模拟海洋波浪正弦运动规律的装置。

背景技术

波浪是海洋水文观测的六大要素之一，也是海水的重要运动形式之一。重力加速度式波浪浮标则是目前使用最广泛的测波浮标之一，随着海洋技术的不断发展，各国对波浪浮标的准确度要求越来越高。现有已研制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量，为了满足波向参数的检定试验能力，波浪浮标的波向检定装置的研发迫在眉睫。

在美国海洋大气局资料浮标中心（NOAA、NDBC）建有垂直升降式正弦模拟校准装置，但其结构复杂，易磨碎部件多，电机负载不均，维护费用较高。

波向检定装置原理的依据是：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加速度。测出此加速度，经二次积分后即可得到海浪的垂直位移，重力加速度式波浪浮标就是基于这一原理。因此，要检测重力加速度式波浪浮标的技术参数，就必须模拟波浪运动。而现有公认的波浪浮标检定装置多采用桁架结构（根据桁架结构不同，分为悬臂梁式、双臂式、单环式和双环式），匀速旋转运动来模拟波浪正弦运动，但此类装置存在水平加速度干扰。

发明内容

       本发明针对现有技术的不足，提供一种用于对多种类波浪浮标或重力加速度传感器的波向进行计量检定的波浪浮标的波向检定装置。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案是实现的：

一种波浪浮标的波向检定装置，包括波向检定机构、驱动装置、控制器装置及终端控制装置，波向检定机构与驱动装置通过绳索连接，绳索上间隔设置张紧轮组，波向检定机构与控制器装置的输入端连通，驱动装置和终端控制装置分别连接于控制器装置的输出端，所述波向检定机构包括三维搭载平台、平摇机构，其中，平摇机构包括主轴、第一齿轮、第二齿轮、曲柄滑块机构、摆杆；第一齿轮与第二齿轮同轴安装于主轴的一端，曲柄滑块机构安装于主轴的另一端，曲柄滑块机构驱动摆杆带动三维搭载平台摆动。

本申请所述波向检定机构还包括：调平机构、底座、主体框架、配重机构导轨、配重机构、轮组、平衡机构导轨、平衡机构，其中，底座设置在调平机构上，主体框架设置在底座上，主体框架上对称设置第一齿条、第二齿条，第一齿轮与第一齿条啮合，第二齿轮与第二齿条啮合；配重机构导轨和平衡机构导轨分别对称固定在主体框架的两侧；平衡机构通过绳索绕过轮组与三维搭载平台连接，平衡框架能在平衡机构导轨上自由滑动，带动三维搭载平台上下运动；配重机构通过绳索绕过轮组与三维搭载平台连接，配重机构能在配重机构导轨上自由滑动。

本申请所述主轴上安装两个超越离合器，分别与第一齿轮、第二齿轮配合安装，两个超越离合器的安装方向相同。

本申请所述控制器装置包括变频器、PLC、绝对值编码器、限位开关，其中，PLC信号输出端与变频器信号输入端连接，变频器状态信号输出端与PLC连接，绝对值编码器输出信号接入PLC输入端，绝对值编码器的输出信号接入变频器的输入端子，限位开关的输出端接入变频器的输入端子。

本申请所述驱动装置包括编码器、线性滑块滑轨、滚珠丝杆、减速电机、齿轮组和驱动装置支座，其中，减速电机输出动力，经过齿轮组带动滚珠丝杆转动，转变为滚珠丝杆上的丝杆螺母在线性滑块滑轨上的直线滑动，并牵引绳索带动三维搭载平台做上下运动，编码器安装于滚珠丝杆上。

本申请所述终端控制装置包括PC机硬件及测控软件。

本申请通过调节曲柄滑块机构实现三维搭载平台的摆动，三维搭载平台最大摆动角度为±25°。

本发明采用以上技术方案具有如下优点：

本发明所述的一种波浪浮标的波向检定装置，可以精确的模拟波浪正弦特性运动，避免了水平加速干扰，更准确的测量检定波浪浮标的波向参数；波浪浮标在一次装夹完成后，不必装卸即可完成浮标的方位转至下一个检测点。

本发明填补了国内对于波浪浮标、重力加速度式传感器的波向参数的检定试验方法及设备装置的空白。相对于美国NOAA建有的垂直升降式正弦模拟校准装置，具有以下优点：本发明通过巧妙的设计，创造性采用两个单向超越离合器装置实现了三维搭载平台在升降往复运动时实现左右摆动，使得垂直升降正弦运动更接近真实波浪运动规律，且结构设计简单，大大提高了可维护性和可靠性。