[發明專利]一種基于微力并聯機構的六維加速度傳感器

有效

• 申請號: 201811429079.4
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109630101B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 丁華鋒;趙春濤;吳川
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 郝明琴

本發明提供一種基于微力并聯機構的六維加速度傳感器，包括傳感平臺，傳感平臺包括質量塊、底座和六連桿，每一連桿上端與質量塊鉸接，下端鉸接一鉸接座，每一鉸接座下端連接一傳感器組件，傳感器組件包括壓板和兩壓力傳感器，兩壓力傳感器上下相對設置于底座內，兩壓力傳感器之間形成夾縫，壓板中部可轉動的設置于底座上，鉸接座固定于壓板一端，壓板另一端設置于夾縫內，質量塊受力時所有連桿運動均帶動各自連接的壓板轉動，從而使每一壓板一端擠壓其上方或下方的壓力傳感器，壓力傳感器檢測連桿受力。本發明的有益效果：連桿通過杠桿原理將受力放大，壓力傳感器檢測連桿，準確計算出質量塊的六維加速度，從而準確反映地層的實際情況。

技術領域

本發明涉及海上鉆探設備技術領域，尤其涉及一種基于微力并聯機構的六維加速度傳感器。

背景技術

在鉆機鉆進時為了能更好的探測地層的情況，需要六加速度傳感器對鉆頭的運動情況進行準確的反映，而鉆頭的運動在一定程度上可以反應地層的情況，對鉆探工作起到較積極的作用，提高探知地下溶洞等復雜的地下環境的效率。目前的多維加速度傳感器中，主要存在加工工藝性差、結構復雜、維度小、結構剛性低、對耐熱性差、精度低等問題，無法實現對鉆頭運動的精確描述。

發明內容

有鑒于此，本發明的實施例提供了一種基于微力并聯機構的六維加速度傳感器。

本發明的實施例提供一種基于微力并聯機構的六維加速度傳感器，包括傳感平臺，所述傳感平臺包括質量塊、底座和六連桿，所述連桿為剛性連桿，每一所述連桿上端與所述質量塊鉸接，下端鉸接一鉸接座，每一所述鉸接座下端連接一傳感器組件，所述傳感器組件包括壓板和兩壓力傳感器，兩所述壓力傳感器上下相對設置于所述底座內，兩所述壓力傳感器之間形成夾縫，所述壓板中部可轉動的設置于所述底座上，所述鉸接座固定于壓板一端，所述壓板另一端設置于所述夾縫內，所述質量塊受力時所有連桿運動均帶動各自連接的所述壓板轉動，從而使每一所述壓板一端擠壓其上方或下方的所述壓力傳感器，所述壓力傳感器檢測所述連桿受力。

進一步地，六所述連桿兩個一組分為三連桿組，每一所述連桿組的兩所述連桿排列成V形，三所述連桿組下端列成正三角形，且任意相鄰兩連桿組的相鄰兩所述連桿排列成倒置的V形。

進一步地，所述底座包括相對設置的上固定座和下固定座，六所述壓力傳感器設置于所述上固定座下表面，另外六所述壓力傳感器設置于所述下固定座上表面，且這些壓力傳感器一一上下相對設置形成六所述夾縫，所述上固定座和所述下固定座之間設有平臺板，所述平臺板上設有六個收容槽，每一所述收容槽設置于一所述夾縫的外側，每一所述壓板收容于一所述收容槽內，且每一所述壓板中部設有轉軸，所述轉軸兩端固定于所述收容槽兩側，每一所述壓板一端固定所述鉸接座，另一端設置于一所述夾縫內。

進一步地，所述壓板包括水平板和側板，所述水平板一端固定連接所述鉸接座，中部設有所述轉軸，另一端垂直連接所述側板，所述側板設置于所述夾縫內。

進一步地，所述平臺板包括上部的上平板和下部的下平板，所述收容槽貫穿所述上平板和所述下平板。

進一步地，所述上固定座和所述下固定座均內設六個固定孔，每一所述固定孔內設置一所述壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述固定孔過盈配合從而固定。

進一步地，所述連桿上端設有球頭軸承，下端設有虎克鉸上鉸鏈座，所述鉸接座為虎克鉸下鉸鏈座，每一所述連桿上端的所述球頭軸承與所述質量塊鉸接，下端的所述虎克鉸上鉸鏈座與所述虎克鉸下鉸鏈座鉸接。

進一步地，每一所述連桿下端的所述虎克鉸上鉸鏈座通過虎克鉸十字軸與所述虎克鉸下鉸鏈座鉸接。

進一步地，所述球頭軸承下端螺紋連接所述連桿上端，所述球頭軸承上端內側通過螺栓連接所述質量塊。

進一步地，所述壓力傳感器為壓電式傳感器。