CN115200535A - 一种两轴驱动的角度传感器校验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两轴驱动的角度传感器校验装置及方法，包括底板和左右支撑板；第一电机通过第一电机安装基座安装于左侧支撑板，第一旋转平台连接在第一电机和右侧支撑板之间，第一旋转平台跟随第一电机转动；第一旋转平台上设有第二电机，第二旋转平台通过旋转轴安装于第二电机上，并跟随第二电机转动；第二旋转平台一侧固定标准角度传感器，另一侧对称位置固定待测角度传感器；上位机同时接收待测角度传感器的检测信号和标准角度传感器的检测信号，进行比对从而判断待测角度传感器的检测结果是否符合要求。本发明两轴驱动的角度传感器校验装置，可以实现三轴角度传感器的校验，同样也适用一个维度或者两个维度的角度传感器。

Description

一种两轴驱动的角度传感器校验装置及方法

技术领域

本发明涉及传感器校验技术领域，尤其涉及一种两轴驱动的角度传感器校验装置及方法。

背景技术

角度传感器广泛应用于电力***中，例如，电力支撑设备监测，杆塔水平角度测量，输电线路导线弧垂测量，绝缘子风偏角测量等。

远程输电离不开电力支撑设备的牵引，例如常见的电塔，结构多为钢结构组成，但是由于野外的环境复杂性，大风或者泥石流等各种情况，可能会导致支撑设备结构变形，而对于钢结构来说，连接的节点是最容易变形的地方，变形就会伴随着其结构之间夹角的变化，若不能及时掌握其情况，导致情况恶化，会影响正常的输电，造成重大的经济损失。

高压输电线路杆塔的水平角度是反映杆塔运行状态的一个重要指标。由于覆冰、导线舞动等影响，高压输电线路杆塔的倒塌事故时有发生。杆塔的水平角度测量对监测杆塔的健康状态有重要的指示作用，因此，电力部门要求定期监测杆塔的水平角度，常规的高压输电线路杆塔水平角度的监测采用电类的角度传感器。

输电线路导线弧垂是输电线路设计和运行的主要指标，而高压线在运行和施工架线中都会碰到观测导线弧垂的问题。输电线路导线弧垂测量对于控制线路的安全运行起到了很重要的作用，尤其是新架线路经过一段时间后，导线会产生不同程度的下垂，为了安全，进行输电线路导线弧垂监测是很有必要的，这样才能为高压线的安全运行提供可靠的数据。

高压导线的绝缘子风偏角度是反映线路运行状态的一个重要指标，绝缘子的角度对监测导线舞动有重要的指示作用，因此，要求定期监测绝缘子的角度，采用电类的角度传感器。

因此，角度传感器监测的准确性至关重要，将影响电力***的稳定运行，亟需准确的角度传感器校验装置。

现有的角度传感器校验装置仅有检测一个维度角度传感器的校验装置，面对一个维度或者两个维度或者三个维度的角度传感器缺乏有效的校验装置。因此，本发明提出一种两轴驱动的角度传感器校验装置，可以实现三轴角度传感器的校验，同样也适用一个维度或者两个维度的角度传感器，用途广泛。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种两轴驱动的角度传感器校验装置及方法。

为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种两轴驱动的角度传感器校验装置，包括底板，以及立于底板上方的左侧支撑板和右侧支撑板；

第一电机通过第一电机安装基座安装于左侧支撑板的侧面，第一旋转平台通过左右连接架连接在第一电机和右侧支撑板之间，第一旋转平台跟随第一电机的旋转而转动；

第一旋转平台上设有第二电机，第二电机通过第二电机安装基座安装于第一旋转平台上，第二旋转平台通过第二旋转轴安装于第二电机上，第二旋转平台跟随第二电机的旋转而转动；

第二旋转平台上均匀设置有螺栓孔，用于固定角度传感器；第二旋转平台一侧固定标准角度传感器，另一侧对称位置固定待测角度传感器；

上位机同时接收待测角度传感器的检测信号和标准角度传感器的检测信号，进行比对从而判断待测角度传感器的检测结果是否符合要求。

进一步地，第一电机安装基座的一侧引出电源线和电机控制线，用于给第一电机供电，以及通过外部的上位机和伺服电机控制器对第一电机旋转进行控制。

进一步地，第一旋转平台左侧连接架固定于第一电机，右侧连接架通过第一旋转轴固定于右侧支撑板。

进一步地，第二电机安装基座的一侧引出电源线和电机控制线，用于给第二电机供电，以及通过外部的上位机和伺服电机控制器对第二电机旋转进行控制；

该侧为靠近第一旋转平台左侧连接架的一侧，对应的左侧连接架中间位置设置通孔，第一电机中间设有通孔，在对应的左侧支撑板的中间位置设置通孔，第二电机的电源线和电机控制线经上述三个通孔引出。

进一步地，角度传感器外接的电源线和信号线通过第二旋转平台中间位置设置的通孔进行接线，经下方的第二旋转轴的通孔和第二电机的通孔，以及在第一旋转平台的对应位置设置的通孔，从而待测角度传感器外接的电源线和信号线从第一旋转平台的底部穿出，用于给待测角度传感器供电，以及读取角度传感器检测信号给上位机。

进一步地，底板下设有多个橡胶垫。

进一步地，左右支撑板的外侧设置铭牌。

一种两轴驱动的角度传感器校验方法，包括步骤：

（1）第二电机不工作，第二旋转平台保持不转动，上位机通过伺服电机控制器控制第一电机从而控制第一旋转平台转动，得到第一轴角度，可为z轴方向的旋转角度值；

（2）第一电机不工作，第一旋转平台处于水平方向不转动，第一轴角度为0，视为z轴方向的角度值为0；上位机控制第二电机从而控制第二旋转平台转动，得到第二轴角度，视为得到xy轴平面方向的旋转角度值；

（3）将第一旋转平台转动至某个角度a偏转，第一轴角度为a，视为z轴方向的角度值为a；上位机控制第二电机从而控制第二旋转平台转动，得到第二轴角度，视为得到xy轴平面方向的旋转角度值；

（4）上位机控制第一电机和第二电机同时旋转，同时检测z轴方向的旋转角度值和xy轴平面方向的旋转角度值。

进一步地，第一轴与第二轴成正交布置，第一轴角度可±90度偏转。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明提出一种两轴驱动的角度传感器校验装置，可以实现三轴角度传感器的校验，同样也适用一个维度或者两个维度的角度传感器，用途广泛。

附图说明

图1是角度传感器校验装置立体图；

图2是角度传感器校验装置前视图；

图3是第二旋转轴示意图；

图4是第二旋转轴俯视图；

其中，底板1，左侧支撑板2，右侧支撑板3，橡胶垫4，第一电机5，第一旋转平台6，第一旋转轴7，第二电机8，第二旋转平台9，第二旋转轴10；

第一电机安装基座5-1，第二电机安装基座8-1；左侧连接架6-1，右侧连接架6-2。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。

如图1所示，本发明所述的两轴驱动的角度传感器校验装置，包括底板1，以及立于底板上方两侧的支撑板，分为左侧支撑板2和右侧支撑板3；底板和左右支撑板均为钢制材料，且具有一定的厚度，使得装置具有很好的稳定性，在电机转动时不出现偏移。底板下还设有多个橡胶垫4，校验装置通过橡胶垫放置于桌面或地面，起到缓冲作用，橡胶垫通过螺栓固定于底板下方。

左右支撑板通过螺栓固定于底板左右两侧，底板具有一定的长度，满足左右支撑板中间放置第一电机5和第一旋转平台6的需求，左右支撑板的外侧还可以设置铭牌，用于刻参数信息。

第一电机5通过第一电机安装基座5-1通过螺栓安装于左侧支撑板2的侧面，通过基座四个角的螺栓安装固定。如图3所示，从第一电机安装基座的一侧引出电源线和电机控制线，用于给第一电机供电，以及通过外部的上位机和伺服电机控制器对第一电机旋转进行控制。

如图2所示，第一旋转平台6通过左右连接架连接在第一电机5和右侧支撑板3之间，第一旋转平台6左侧连接架6-1固定于第一电机5，右侧连接架6-2通过第一旋转轴7固定于右侧支撑板3，使得第一旋转平台6可以跟随第一电机的旋转而转动，得到第一轴角度，可±90度偏转，可视为z轴方向的旋转角度值。

第一旋转平台6上设有第二电机8，第二电机8通过第二电机安装基座8-1通过螺栓安装固定于第一旋转平台的中间位置，第二旋转平台9通过第二旋转轴10安装于第二电机上方，跟随第二电机转动，得到第二轴角度，可视为得到xy轴平面方向的旋转角度值。

同样的，从第二电机安装基座8-1的一侧引出电源线和电机控制线，该侧为靠近第一旋转平台6左侧连接架的一侧，对应的左侧连接架中间位置设置通孔，第一电机中间是有通孔的，在对应的左侧支撑板2的中间位置也设置通孔，如图3所示。因此，第二电机的电源线和电机控制线经上述三个通孔引出，用于给第二电机供电，以及通过外部的上位机和伺服电机控制器对第二电机旋转进行控制。

第二旋转平台9上均匀设置有螺栓孔，可用于固定角度传感器；第二旋转平台一侧固定有标准角度传感器，平台上另一侧对称位置用于固定待测角度传感器，因此，校验时，待测角度传感器与标准角度传感器旋转的角度是相同。

角度传感器可以是有自有电源的，以及通过无线传输检测信号给上位机的，此时角度传感器则不需要另外的接线。角度传感器也可以是外接电源线和信号线的。标准角度传感器可以采用这种类型。

如图3和4所示，如果待测角度传感器需要外接电源线和信号线，则可以通过第二旋转平台9中间位置设置通孔进行接线，经下方的第二旋转轴10的通孔和第二电机8的通孔，以及在第一旋转平台6的对应位置也设置通孔，从而待测角度传感器外接的电源线和信号线可以从第一旋转平台6的底部穿出，用于给待测角度传感器供电，以及读取角度传感器检测信号给上位机。

上位机同时接收待测角度传感器的检测信号和标准角度传感器的检测信号，进行比对，从而判断待测角度传感器的检测结果是否符合要求。

本发明所还提供一种两轴驱动的角度传感器校验方法，采用上述装置，具体步骤：

（1）第二电机不工作，第二旋转平台保持不转动，上位机通过伺服电机控制器控制第一电机从而控制第一旋转平台6转动，得到第一轴角度，可±90度偏转，可视为z轴方向的旋转角度值。

（2）第一电机不工作，第一旋转平台处于水平方向不转动，第一轴角度为0，可视为z轴方向的角度值为0；上位机控制第二电机从而控制第二旋转平台9转动，得到第二轴角度，可视为得到xy轴平面方向的旋转角度值。

（3）将第一旋转平台转动至某个角度a偏转，然后固定，第一轴角度为a，可视为z轴方向的角度值为a，可±90度偏转；上位机控制第二电机从而控制第二旋转平台9转动，得到第二轴角度，可视为得到xy轴平面方向的旋转角度值。

（4）上位机控制第一电机和第二电机同时旋转，同时检测z轴方向的旋转角度值和xy轴平面方向的旋转角度值；第二旋转平台可以360度双向连续旋转，第一轴与第二轴成正交布置，从而实现两轴驱动实现xyz三个方向的角度传感器校准。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明提出一种两轴驱动的角度传感器校验装置，可以实现三轴角度传感器的校验，同样也适用一个维度或者两个维度的角度传感器，用途广泛。

本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种两轴驱动的角度传感器校验装置，其特征在于，包括底板（1），以及立于底板上方的左侧支撑板（2）和右侧支撑板（3）；

第一电机（5）通过第一电机安装基座（5-1）安装于左侧支撑板（2）的侧面，第一旋转平台（6）通过左右连接架连接在第一电机（5）和右侧支撑板（3）之间，第一旋转平台（6）跟随第一电机的旋转而转动；

第一旋转平台（6）上设有第二电机（8），第二电机（8）通过第二电机安装基座（8-1）安装于第一旋转平台上，第二旋转平台（9）通过第二旋转轴（10）安装于第二电机上，第二旋转平台跟随第二电机的旋转而转动；

第二旋转平台（9）上均匀设置有螺栓孔，用于固定角度传感器；第二旋转平台一侧固定标准角度传感器，另一侧对称位置固定待测角度传感器；

上位机同时接收待测角度传感器的检测信号和标准角度传感器的检测信号，进行比对从而判断待测角度传感器的检测结果是否符合要求。

2.根据权利要求1所述的两轴驱动的角度传感器校验装置，其特征在于，第一电机安装基座（5-1）的一侧引出电源线和电机控制线，用于给第一电机（5）供电，以及通过外部的上位机和伺服电机控制器对第一电机（5）旋转进行控制。

3.根据权利要求1所述的两轴驱动的角度传感器校验装置，其特征在于，第一旋转平台（6）左侧连接架（6-1）固定于第一电机（5），右侧连接架（6-2）通过第一旋转轴（7）固定于右侧支撑板（3）。

4.根据权利要求1所述的两轴驱动的角度传感器校验装置，其特征在于，第二电机安装基座（8-1）的一侧引出电源线和电机控制线，用于给第二电机（8）供电，以及通过外部的上位机和伺服电机控制器对第二电机（8）旋转进行控制；

该侧为靠近第一旋转平台（6）左侧连接架的一侧，对应的左侧连接架中间位置设置通孔，第一电机中间设有通孔，在对应的左侧支撑板（2）的中间位置设置通孔，第二电机的电源线和电机控制线经上述三个通孔引出。

5.根据权利要求1所述的两轴驱动的角度传感器校验装置，其特征在于，角度传感器外接的电源线和信号线通过第二旋转平台（9）中间位置设置的通孔进行接线，经下方的第二旋转轴（10）的通孔和第二电机（8）的通孔，以及在第一旋转平台（6）的对应位置设置的通孔，从而待测角度传感器外接的电源线和信号线从第一旋转平台（6）的底部穿出，用于给待测角度传感器供电，以及读取角度传感器检测信号给上位机。

6.根据权利要求1所述的两轴驱动的角度传感器校验装置，其特征在于，底板（1）下设有多个橡胶垫（4）。

7.根据权利要求1所述的两轴驱动的角度传感器校验装置，其特征在于，左右支撑板的外侧设置铭牌。

8.一种两轴驱动的角度传感器校验方法，基于权利要求1-7任一所述的两轴驱动的角度传感器校验装置，其特征在于，包括步骤：

（1）第二电机不工作，第二旋转平台保持不转动，上位机通过伺服电机控制器控制第一电机从而控制第一旋转平台转动，得到第一轴角度，可为z轴方向的旋转角度值；

（2）第一电机不工作，第一旋转平台处于水平方向不转动，第一轴角度为0，视为z轴方向的角度值为0；上位机控制第二电机从而控制第二旋转平台转动，得到第二轴角度，视为得到xy轴平面方向的旋转角度值；

（3）将第一旋转平台转动至某个角度a偏转，第一轴角度为a，视为z轴方向的角度值为a；上位机控制第二电机从而控制第二旋转平台转动，得到第二轴角度，视为得到xy轴平面方向的旋转角度值；

（4）上位机控制第一电机和第二电机同时旋转，同时检测z轴方向的旋转角度值和xy轴平面方向的旋转角度值。

9.根据权利要求8所述的两轴驱动的角度传感器校验方法，其特征在于，第一轴与第二轴成正交布置，第一轴角度可±90度偏转。

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