[发明专利]一种双模复合动态倾角传感器

权利要求书

1.一种双模复合动态倾角传感器，其特征在于，包括:

一壳体，所述壳体内设有三个摆锤，三个所述摆锤分别沿预先设置的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向进行摆动；

三个角度检测芯片，分别对应于三个所述摆锤设置于所述壳体内，用于分别测量对应的所述摆锤与X轴方向的夹角、对应的所述摆锤与Y轴方向的夹角以及对应的所述摆锤与Z轴方向的夹角；

一个三轴加速度检测芯片，所述三轴加速度检测芯片对应于所述X轴、所述Y轴和所述Z轴设置于所述壳体内，用于分别测量所述X轴、所述Y轴和所述Z轴竖直向上的加速度；

一处理芯片，分别连接各所述角度检测芯片和各所述加速度检测芯片，用于根据各所述加速度和对应的各所述夹角处理得到当前所在位置于X-Z平面、X-Y平面和Y-Z平面上的实际倾角。

2.根据权利要求1所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，所述壳体内设有一主腔体和两个副腔体，所述主腔体位于所述壳体的中间位置，其中一所述副腔体位于所述主腔体长度方向上的一侧，另一所述副腔体位于所述主腔体宽度方向上的一侧，所述主腔体内设有沿Z轴方向摆动的所述摆锤，其中一所述副腔体内设有沿X轴方向摆动的所述摆锤，另一所述副腔体内设有沿Y轴方向摆动的所述摆锤。

3.根据权利要求2所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，所述壳体底部设置有一底盖，所述底盖上设有三个摆锤支架，分别位于所述主腔体和各所述副腔体内，所述主腔体内的所述摆锤支架与所述壳体的横截面平行，各所述副腔体内的所述摆锤支架与所述主腔体内的所述摆锤支架相垂直，各所述摆锤固定于对应的所述摆锤支架的背离所述底盖的一端进行摆动。

4.根据权利要求3所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，所述底盖的顶部与所述壳体的底部分别对应设有一密封凸台和一密封槽，通过一密封条分别与对应的所述密封凸台和所述密封槽压合对所述壳体进行密封。

5.根据权利要求3所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，各所述摆锤分别通过一轴承结构固定安装于对应的所述摆锤支架上。

6.根据权利要求1所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，各所述摆锤分别包括一锤摆和一锤柄，各所述锤柄的朝向所述角度检测芯片的一侧分别安装有一磁钢以配合所述角度检测芯片测量对应的所述夹角。

7.根据权利要求1所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，三个所述加速度监测芯片和用于测量所述摆锤与Z轴方向的所述夹角的所述角度检测芯片设于一主电路板上，用于测量所述摆锤与X轴方向的所述夹角的所述角度检测芯片以及用于测量所述摆锤与Y轴方向的所述夹角的所述角度检测芯片分别设于一副电路板上。

8.根据权利要求7所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，所述主电路板上还包括：

一电源转换芯片，分别连接所述处理芯片和外部的供电电源，用于接收所述供电电源输入的供电电压并将所述供电电压转换为适配电压为所述处理芯片供电；

一通信芯片，分别连接所述电源转换芯片和所述处理芯片，用于接收所述处理芯片输出的包含所述动态倾角的数字信号并将所述数字信号转换为485通信信号输出至外部的上位机。

9.根据权利要求7所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，所述主电路板的顶部和底部分别设有一减震垫，各所述减震垫通过多个减震螺钉固定安装于所述主电路板上。

10.根据权利要求1所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，通过以下计算公式计算得到当前所在位置于X-Z平面或X-Y平面或Y-Z平面上的实际倾角：

其中，

θ₁表示被测物的所述实际倾角；

g表示预先测量得到的一重力加速度；

Ax表示所述加速度芯片测得的所述X轴竖直向上的所述加速度；

θ表示所述磁敏芯片测得的所述摆锤与所述Z轴之间的所述夹角。