一种自动旋转式测量排架的制作方法

1.本发明属于风压和温度测量领域，尤其涉及一种自动旋转式测量排架。


背景技术：

2.在低速风洞或其它模拟风速、温度的实验设备中，气流压力和温度是表征设备流场和温度场的重要参数指标。目前各类风洞设备中所用的测量风压的设备主要是固定式排架，根据测量需求和安装便捷性考虑，主要包括“一字”排架和“十字”排架，且目前所用“一字”排架和“十字”排架均为固定式排架。固定式排架仅能测量一个截面上固定的一排或两排数据，存在极大的限制性，对需要测量来流风压或温度及其均匀度，或需要同时测量多个不同方位风压或温度的，固定式排架无法满足需求。
3.针对这一情况，有学者对此进行了研究改进，给出了扫掠式测量排架的解决方案。这一方案解决了固定式“十字”排架仅能测量两条线上少量数据的问题，但其旋转齿轮尺寸较大，会对流场或温度场产生较大的干扰，同时，“十字”排架的旋转定位采用齿轮结构，定位精度较差。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种自动旋转式测量排架，一方面解决了固定式排架仅能测量一个截面一条或两条线上少量实验数据的问题；另一方面，对流场或温度场扰动小，能够提高数据测量的准确性。本发明还具备结构精巧的优点。
5.本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
6.本发明公开的一种自动旋转式测量排架，主要由十字排架组件、旋转定位机构、伺服电机和支撑机构四个部分组成。所述测量排架通过所述支撑机构安装、固定在被测空间内；所述旋转定位机构通过螺栓连接安装在所述支撑机构上；所述十字排架组件通过转接板与所述旋转定位机构连接。所述测量排架通过所述伺服电机输出动力，使所述旋转定位机构能够进行任意角度旋转和定位，同时带动所述十字排架组件，使其能够在360
°
旋转范围内完成预定角度的旋转并定位，以达到测量整个来流截面压力或温度数据的目的。
7.作为优选，所述的十字排架组件，通过螺钉和所述旋转定位机构连接，并且设置两个定位销，确保所述十字排架组件旋转的定位精度。并且所述十字排架组件和所述旋转定位机构均安装在所述支撑机构上，所述旋转定位机构和所述支撑机构之间通过螺栓连接。
8.作为优选，所述支撑机构，采用翼形导流结构，迎风面为尖劈形、背风面为圆弧形，使该翼形机构在满足支撑强度的同时，尽可能减小支撑机构对流场或温度场的扰动。
9.作为优选，所述旋转定位机构转盘中空，且滚子轴承支撑承受径向、轴向、倾覆力矩；所述伺服电机带抱闸功能，能够实现所述旋转定位机构的旋转定位功能。
10.作为优选，所述测量臂迎风面采用尖劈结构，起导流作用，且四个相同的测量臂呈“十字”形安装于所述空心支撑杆上。
11.作为优选，所述空心支撑杆内部中空，且在所述测量臂对应位置开孔，所述引压管
或测温元件可穿过开孔进入所述空心支撑杆内部，避免所述引压管或测温元件处于风场或温度场中，对风场或温度场造成影响，同时避免风场或温度场对所述引压管或测温元件的测量精度和寿命造成不良影响。
12.作为优选，所述十字排架组件主要由测量臂、测量管、引压管或测温元件、转接件和空心支撑杆组成。测量臂由四个相同的测量臂呈“十字”形安装于所述空心支撑杆上；测量管按照固定间距均匀布置，同时，测量管即能够作为测量迎风面总压的测压管，也能够作为温度测量探头的保护套管。引压管或测温元件能够穿过开孔进入所述空心支撑杆内部，避免所述引压管或测温元件处于风场或温度场中，对风场或温度场造成影响，同时避免风场或温度场对所述引压管或测温元件的测量精度和寿命造成不良影响。
13.作为优选，所述伺服电机驱动旋转定位机构，使与旋转定位机构连接的十字排架组件随之转动，由于旋转定位机构定位精度较高，十字排架组件能够完成360
°
范围内高精度旋转定位，实现测量整个截面风压或温度数据的目的。
14.有益效果：
15.1、本发明公开的一种自动旋转式测量排架，采用自动旋转式测量排架，通过伺服电机输出动力，驱动侧装式高精度旋转定位机构，由旋转定位机构带动“十字”排架组件，完成测量排架的旋转和定位，使该测量排架可以测量整个来流截面的风压和温度数据，解决固定式测量排架只能测量同一来流截面两条固定直线上有限几个风压或温度数据的问题。本发明能够提高测量来流风压或温度的均匀度，且能够同时测量多个不同方位风压或温度。
16.2、本发明公开的一种自动旋转式测量排架，结构精巧，迎风面积较小，并且所述十字排架组件和所述支撑机构均采用翼形导流结构，尽可能的减小测量排架对流场或温度场的扰动，提高测量数据的准确性。
17.3、本发明公开的一种自动旋转式测量排架，十字排架组件中的支撑杆采用空心结构，一方面能够减轻十字排架的整体重量；另一方面，引压管或测温元件可布置在支撑杆内部，在增加测压管和测温元件寿命的基础上，还能够提高测量数据的稳定性。
18.4、本发明公开的一种自动旋转式测量排架，引压管或测温元件能够穿过开孔进入所述空心支撑杆内部，避免所述引压管或测温元件处于风场或温度场中，对风场或温度场造成影响，同时避免风场或温度场对所述引压管或测温元件的测量精度和寿命造成不良影响。
附图说明
19.图1为自动旋转式测量排架的结构示意图；
20.图2为十字排架组件结构示意图；
21.图3为支撑机构机构机构示意图；
22.其中，1—十字排架组件、2—旋转定位机构、3—伺服电机、4—支撑机构、5—测量臂、6—测量管、7—引压管或测温元件、8—转接件、9—空心支撑杆、10—支撑机构安装板、11—支撑机构支撑立柱、12—支撑机构安装座。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
24.如图1所示，本实施例公开的一种自动旋转式测量排架，主要包括十字排架组件1、旋转定位机构2、伺服电机3和支撑机构4。测量排架通过支撑机构安装座12安装固定在测量空间内，旋转定位机构2与支撑机构安装板10通过螺栓连接。十字排架组件1通过转接件8与旋转定位机构连接，十字排架组件1和旋转定位机构2均安装在支撑机构4上，通过支撑机构4安装在测量空间内部。支撑机构支撑立柱11和测量臂5均为翼形导流结构，尽量减小测量排架对被测风压或温度的扰动。
25.十字排架组件1主要由测量臂5、测量管6、引压管或测温元件7、转接件8和空心支撑杆9几部分组成。测量臂5由4个相同的测量臂呈“十字”形安装于所述空心支撑杆上；测量管6按照固定间距均匀布置，同时，测量管6即可作为测量迎风面总压的测压管，也可作为温度测量探头的保护套管；引压管或测温元件7可穿过开孔进入所述空心支撑杆9内部，避免所述引压管或测温元件7处于风场或温度场中，对风场或温度场造成影响，同时避免风场或温度场对所述引压管或测温元件7的测量精度和寿命造成不良影响。
26.所述旋转定位机构2转盘中空，且滚子轴承支撑承受径向、轴向、倾覆力矩；所述伺服电机带抱闸功能，能够实现所述旋转定位机构的旋转定位功能。
27.伺服电机3与旋转定位机构2连接，并为整个测量机构旋转输出动力，且伺服电机3带抱闸功能，旋转定位机构2达到设定旋转角度后，伺服电机3抱闸，实现旋转定位机构的定位功能。伺服电机3驱动旋转定位机构2，使与旋转定位机构2连接的十字排架组件1随之转动，由于旋转定位机构2定位精度较高，十字排架组件1可完成360
°
范围内高精度旋转定位，实现测量整个截面风压或温度数据的目的。
28.由旋转定位机构2带动“十字”排架组件，完成测量排架的旋转和定位，使该测量排架能够测量整个来流截面的风压和温度数据，解决固定式测量排架只能测量同一来流截面两条固定直线上有限几个风压或温度数据的问题。本发明能够提高测量来流风压或温度的均匀度，且能够同时测量多个不同方位风压或温度。
29.以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。