[发明专利]定时定向传感器搭载平台及其测量方法

权利要求书

1.一种定时定向传感器搭载平台，其特征是：该搭载平台包括控制主机部分(1)和机械部分(21)；

所述控制主机部分(1)包括单片机(7)、时钟芯片模块(2)、步进电机驱动器(6)、角度传感器(4)、ADC模数转换模块(3)、SD卡存储模块(5)、电源(22)，控制主机部分(1)所有组成部分均集成于一块电路板上；

所述机械部分(21)包括转盘(8)、转盘底座(9)、步进电机(10)、步进电机齿轮(11)、主轴(20)、主轴齿轮(12)、传感器(19)、传感器数据线(17)、角度传感器(15)、角度传感器数据线(14)、步进电机导线(13)、角接触轴承组件(16)、传感器搭载平台(18)；所述角接触轴承组件(16)内侧固接在主轴(20)上，外侧与转盘底座(9)通过螺钉连接，所述中间角接触轴承组件(16)内侧呈圆环状，内环直径大于主轴(20)直径；主轴(20)上安装有齿轮与角度传感器(15)，在转盘底座(9)内设有步进电机(10)，步进电机(10)的齿轮与主轴(20)上的齿轮啮合，所述传感器(19)安装在传感器搭载平台(18)上，通过传感器数据线(17)连接至控制主机部分(1)的单片机(7)上，角度传感器(15)通过角度传感器数据线(14)与控制主机部分(1)的单片机(7)连接；电源(22)为控制主机部分(1)供电，同时电源(22)为单片机(7)供5V直流电，根据步进电机(10)的功率为步进电机驱动器(6)提供电压为5～36V的供电，所述步进电机驱动器(6)具有正反转信号和PWM波的输出功能，正反转的信号由单片机(7)控制步进电机驱动器(6)输出，PWM信号由步进电机驱动器(6)设定输出。

2.根据权利要求1所述的定时定向传感器搭载平台，其特征是：所述传感器搭载平台(18)固定在转盘(8)上，传感器(19)随转盘(8)转动，测量三维空间内所有方向通过空气、水介质传输过来的物理量。

3.根据权利要求1或2所述的定时定向传感器搭载平台，其特征是：所述传感器(19)是测量对方向、角度敏感的物理量的传感器，所述物理量包括太阳辐射量、光通量、声波、风速或者是空间内连续图像。

4.根据权利要求1或2所述的定时定向传感器搭载平台，其特征是：所述传感器(19)根据需要按照不同的倾角角度来设置，能够测量空间内任意方向任意倾角的数据，所述倾角角度范围是0～90度。

5.根据权利要求1所述的定时定向传感器搭载平台的测量方法，其特征是：该方法步骤以下步骤：

步骤1，根据单片机(7)的程序设定起始转动时间、转动角度以及转动到设定角度所需要的时间；在第0分钟时，单片机(7)读取到时钟芯片模块(2)的时钟信号，在10秒时间内由角度①逆时针转动到角度②，平台稳定；

步骤2，在第1分钟时单片机(7)读取到时钟芯片模块(2)的时钟信号，在10秒时间内由角度②转动到角度③，角度为45度，平台稳定，测量数据，存储时间、角度、传感器数据；重复以上步骤至平台转至角度⑧，测量数据；

步骤3，步进电机驱动器(6)接收单片机(7)控制信号，然后步进电机驱动器(6)输出正反转和PWM信号，控制步进电机(10)正反转和速度；

步骤4，平台的转动角度超前于预期角度的误差范围之外，误差超前1度，步进电机(10)驱动转盘(8)启动矫正，转盘(8)先由现有角度顺时针转至一定角度，这一角度滞后于预期角度3～5度，然后转盘(8)再逆时针转至预期角度，矫正的角度达允许的误差范围，停止矫正，允许的误差角度范围为±1度，这种矫正方式避免由于齿轮间隙而产生的回程误差问题；

平台的转动角度滞后于预期角度的误差范围之外，步进电机(10)驱动转盘(8)启动矫正，转盘(8)由现有角度继续逆时针转至预期角度，误差范围为±1度；

步骤5，平台能够自行在程序中匹配时间和角度，当平台完成360度所有方向或一个周期的测量后，转盘(8)会复位至初始位置；复位时，平台由角度⑧顺时针转至角度⑨，角度⑨的位置在角度①的顺时针方向3～5度处，平台由角度⑨逆时针转至角度①完成一个周期的测量，以消除齿轮间隙而产生的回程造成的误差；

传感器搭载平台(18)的朝向应该与角度①的朝向一致，方便的得到匹配的测量数据，存储时间、角度、传感器数据，所有的传感器(19)的信息和角度传感器(15)的信息分别通过传感器数据线(17)和角度传感器数据线(14)存储至SD卡存储模块(5)中，测量数据是单片机(7)读取时钟芯片模块(2)的当前时间，存储至SD卡存储模块(5)中。