[实用新型]一种连杆驱动三维磁场测量探头

说明书

技术领域

本实用新型属于仪器仪表技术领域，涉及一种连杆驱动三维磁场测量探头，应用于磁场测量设备中，通过控制霍尔传感器在磁场空间中的位置姿态，测量磁感应强度矢量在三个坐标轴上的分量。

背景技术

磁场测量是现代科技发展的重要基础，在航空航天、电子信息、清洁能源等高新技术领域发挥着不可替代的作用。然而，磁场测量不同于电压、电流等物理量的测量，其基本参数磁感应强度是矢量，而且呈现空间分布状态。要掌握磁场的详细信息，必须对磁感应强度矢量在三维空间坐标轴上的分量进行测量。然而，目前常用的场强计、特斯拉计等磁场测量设备仅能对固定方向的磁场进行测量，不具备对三维空间磁场的测量能力。有少量文献提出利用立体线圈和多个霍尔传感器组成的磁场探头设计。这两种结构不尽结构庞大，而且存在位置精度低等缺点，不能满足精细磁场测量的场合。为了满足高端设备的发展的趋势，开发体积小、精度高的三维磁场测量设备具有重要的社会和经济意义。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有磁场测量设备无法进行高精度三维磁场测量的问题，提出一种连杆驱动三维磁场测量探头。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种连杆驱动三维磁场测量探头，其特征在于：主要包括传感器头、连杆系统、驱动系统三部 分，传感器头包括霍尔传感器、传感器座、转轴；连杆系统包括末端推杆、前滑杆头、滑杆、后滑杆头；驱动系统包括驱动杆、曲轴、驱动轮；此外，还包括支架、橡胶架、转盘、螺钉、基础座。

所述霍尔传感器贴于所述传感器座内凹槽面上，所述传感器座两侧壁上分别开有转轴孔和推杆孔，转轴孔中心与所述霍尔传感器测量表面平齐。

所述驱动杆安装在所述后滑杆头一侧，且一端与所述后滑杆头通过连接孔铰接，其另一端与所述曲轴内轴连接；所述曲轴内轴与外轴同轴线，外轴与所述驱动轮上偏心孔连接。

所述支架前端两侧壁端部开轴孔与所述传感器座转轴孔通过所述转轴铰接，轴孔后面开橡胶架孔与所述橡胶架定位台连接；所述支架后部与所述驱动杆相同一侧的侧壁上开驱动轮孔，与所述驱动轮中心轴连接；所述支架末端两侧底板开定位孔，通过所述螺钉固定在所述转盘上；所述支架中轴孔与所述滑杆配合，使其能在中轴孔中滑动。

所述橡胶架为L型，安装后底面超出所述支架前侧臂一部分；所述橡胶架底面末端有三角形复位台，在被所述末端推杆压下后变形，产生反向力。

所述基础架侧面中心轴与所述转盘中心孔连接，使所述转盘能带动支架转动。

所述末端推杆与所述驱动杆的工作长度相等，以使连杆系统形成平行四边形运动机构。

所述传感器座转轴孔与推杆孔之间的距离与所述驱动轮上偏心孔至所述驱动轮中心的距离相等，以使两者转动角度相同。

本实用新型所述的一种连杆驱动三维磁场测量探头采用霍尔传感器测量空间磁感应强度，并能够实双轴转动，测量三个坐标轴上的分量。初始位置时， 所述支架上表面与所述基础座底面平行，所述传感器座转轴孔与推杆孔连线垂直于所述支架上表面，从而所述霍尔传感器测量表面与所述基础座底面平行，测量与所述基础座底面垂直方向磁感应强度分量。

顺时针转动所述驱动轮，通过所述曲轴和所述驱动杆带动连杆系统，使所述传感器座同时顺时针转动。根据平行四边形机构原理，所述传感器座的转动角度与所述驱动轮的转动角度相同。当驱动轮转过90度时，所述曲轴底面恰好与所述支架上表面接触，使所述驱动轮停止转动，避免转动过度。此时，所述传感器座与所述霍尔传感器也旋转了90度，可进行与基础座轴线相同方向的磁感应强度分量测量。此时，所述传感器座与所述末端推杆、所述滑杆在同一直线上，连杆机构处于死点位置；所述橡胶架在所述末端推杆挤压下产生变形，提供反向力，使连杆系统越过死点，在所述驱动轮逆时针转动时顺利复位。

初始位置时，连杆系统不运动，而将所述转盘转动90度，测量另外一个坐标轴上的磁感应强度分量。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：

(1)本实用新型采用一个霍尔传感器进行磁感应强度三个坐标分量的测量，大大减小了探头所占空间，可对狭小空间进行测量，拓宽了探头应用范围。

(2)本实用新型采用符合平行四边形原理的连杆机构驱动传感器转动，通过驱动轮和转盘进行角度控制，可对传感器转动角度进行精确定位，提高了测量的灵活性和精度。

(3)本实用新型的驱动方式简单，便于与电动系统连接，实现自动化测量。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：