一种新型四自由度探针位移机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型四自由度探针位移机构；其特征在于：通过X轴、Y轴、Z轴三个自由度方向的位移控制实现对探针套筒的空间定位，通过绕Z轴旋转的自由度实现对探针套筒的360度旋转，进而实现安装在探针套筒上的探针在风洞试验段内任意位置的安装，简洁方便。另外通过将探针安装在可更换探针套筒内的方式，从结构上增加了探针杆的最大可承受弯矩，大大降低了在风洞吹风试验中测量探针的振动幅度，提高了长悬臂梁式探针在试验过程中的安全性和测量精度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种新型四自由度探针位移机构。
技术介绍
现阶段风洞探针普遍直接安装在二维或三维位移机构上，探针在安装好后可以自由移动的空间不足，频繁更换探针安装角度会增加操作人员的工作量。且由于探针杆在试验过程中所受弯矩很大，单一的夹固会使探针产生过大的振幅和振动频率，容易损坏探针，不利于风洞数据的采集，影响试验精度。
技术实现思路
本技术提出了一种新型四自由度探针位移机构：通过X轴、Y轴、Z轴三个自由度方向的位移控制实现对探针套筒的空间定位，通过绕Z轴旋转的自由度实现对探针套筒的360度旋转，进而实现安装在探针套筒上的探针在风洞试验段内任意位置的安装，简洁方便。另外通过将探针安装在可更换探针套筒内的方式，从结构上增加了探针杆的横截面积，增加了探针杆的最大可承受弯矩，大大降低了在风洞吹风试验中测量探针的振动幅度，对减少在试验过程中风洞吹风产生的颤振具有很大的帮助,提高了长悬臂梁式探针在试验过程中的安全性和测量精度。本技术采用的技术方案如下：一种新型四自由度探针位移机构主要包括：电机结构、位移导轨、位移平台、联接块、三爪卡盘、探针套筒和底座；其特征在于：电机结构由X轴向作动电机、Y轴向作动电机、Z轴向作动电机、绕Z轴旋转作动电机组成；位移导轨由X轴向位移导轨、Y轴向位移导轨、Z轴向位移导轨、绕Z轴旋转导轨组成；位移平台由X轴向位移平台、Y轴向位移平台、Z轴向位移平台、绕Z轴旋转平台组成；X轴向作动电机安装在X轴向位移导轨上，Y轴向作动电机安装在Y轴向位移导轨上、Z轴向作动电机安装在Z轴向位移导轨上、绕Z轴旋转作动电机安装在绕Z轴旋转导轨上；X轴向位移导轨和Y轴向位移导轨垂直设置，Z轴向位移导轨分别和X轴向位移导轨、Y轴向位移导轨、绕Z轴旋转导轨垂直设置；X轴向位移导轨与X轴向位移平台相连、Y轴向位移导轨与Y轴向位移平台相连、Z轴向位移导轨与Z轴向位移平台相连、绕Z轴旋转导轨与绕Z轴旋转平台相连；联结块将X轴向位移平台和Y轴向位移导轨连接在一起，并对Y轴向位移平台和探针套筒起支撑作用；三爪卡盘安装在绕Z轴旋转平台上，探针套筒安装在三爪卡盘上并由三爪卡盘固定卡紧，探针套筒穿过绕Z轴旋转平台和联结块；整套位移机构安装在底座上，底座安装在风洞试验台试验段的侧壁上。本技术通过X轴、Y轴、Z轴三个自由度方向的位移控制实现对探针套筒的空间定位，通过绕Z轴旋转的自由度实现对探针套筒的360度旋转，进而实现安装在探针套筒上的探针在风洞试验段内任意位置的安装。使位移机构的探针安装简洁方便，将探针的安装角度提高到任意值，极大的提高了探针的可测量范围。本技术所述探针套筒可以提高长悬臂梁式探针在试验过程中的安全性和测量精度；通过将探针安装在探针套筒内，通过三爪卡盘的旋紧将探针套筒和探针杆紧固在一起实现探针杆和探针套筒的过盈配合，从结构上增加了探针杆的最大可承受弯矩，大大降低了在风洞吹风试验中测量探针的振动幅度，提高了长悬臂梁式探针在试验过程中的安全性和测量精度。本技术的优点是：采用一种新型四自由度探针位移机构能够实现探针在风洞试验段任意位置的安装，方便快捷，能够在不损坏风洞壁面的情况下便捷的移动探针位置，减少了拆装试验设备的时间。另一方面，通过将探针安装在套筒内的方式，从结构上增加了探针杆的最大可承受弯矩，大大降低了在风洞吹风试验中测量探针的振动幅度和频率，提高了长悬臂梁结构式探针在试验过程中的安全性的测量精度。附图说明图1是本技术结构示意图一。图2是本技术结构示意图二。图3是本技术结构示意图三。图4是本技术结构的主视图。图5是本技术结构的左视图。图6是本技术结构的俯视图。在图中，电机结构1、位移导轨2、位移平台3、联接块4、三爪卡盘5、探针套筒6，底座7，X轴向作动电机11、Y轴向作动电机12、Z轴向作动电机13、绕Z轴旋转作动电机14、X轴向位移导轨21、Y轴向位移导轨22、Z轴向位移导轨23、绕Z轴旋转导轨24、X轴向位移平台31、Y轴向位移平台32、Z轴向位移平台33、绕Z轴旋转平台34。具体实施方式如图1-6所示，本技术是这样来工作和实施的，采用一种新型四自由度探针位移机构（此位移机构安装在风洞试验台试验段的侧壁8上），该新型四自由度探针位移机构运行时，X轴向作动电机11带动X轴向位移导轨21沿X轴方向移动，X轴向位移导轨21带动X轴向位移平台31沿X轴方向移动；Y轴向作动电机12带动Y轴向位移导轨22沿Y轴方向移动，Y轴向位移导轨22带动Y轴向位移平台32沿Y轴方向移动；Z轴向作动电机13带动Z轴向位移导轨23沿Z轴方向移动，Z轴向位移导轨23带动Z轴向位移平台33沿Z轴方向移动；绕Z轴旋转作动电机14带动绕Z轴旋转导轨24绕Z轴进行360度转动，绕Z轴旋转导轨24带动绕Z轴旋转平台34绕Z轴进行360度转动，绕Z轴旋转平台34带动三爪卡盘5绕Z轴进行360度转动，三爪卡盘5带动探针套筒6绕Z轴进行360度转动。通过X轴、Y轴、Z轴三个位移方向的移动实现探针套筒6在空间点的移动定位，通过绕Z轴旋转平台34带动三爪卡盘5绕Z轴进行360度转动，三爪卡盘5带动探针套筒6绕Z轴进行360度转动实现探针套筒在空间的360度旋转定位。风洞测量探针安装在探针套筒6内并由三爪卡盘5卡紧，以此实现位移机构对风洞测量探针的四个自由度的控制。利用四自由度位移机构控制探针套筒6实现对探针的四个自由度的可控约束，其特征在于：利用四自由度位移机构带动探针套筒6和探针实现探针在风洞试验段内的可控距离和角度移动。利用探针套筒6套住测量探针杆，减少探针在风洞吹风中的振动幅度和频率，增大探针的可承受弯矩。其特征在于：测量探针的探针杆外端套在探针套筒6内，两者直接接触，在原有的探针杆尺寸下增加了探针套筒6，进而增加了探针杆的相对横截面积，对应增大探针的可承受弯矩。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型四自由度探针位移机构主要包括：电机结构、位移导轨、位移平台、联接块、三爪卡盘、探针套筒和底座；其特征在于：电机结构由X轴向作动电机、Y轴向作动电机、Z轴向作动电机、绕Z轴旋转作动电机组成；位移导轨由X轴向位移导轨、Y轴向位移导轨、Z轴向位移导轨、绕Z轴旋转导轨组成；位移平台由X轴向位移平台、Y轴向位移平台、Z轴向位移平台、绕Z轴旋转平台组成；X轴向作动电机安装在X轴向位移导轨上，Y轴向作动电机安装在Y轴向位移导轨上、Z轴向作动电机安装在Z轴向位移导轨上、绕Z轴旋转作动电机安装在绕Z轴旋转导轨上；X轴向位移导轨和Y轴向位移导轨垂直设置，Z轴向位移导轨分别和X轴向位移导轨、Y轴向位移导轨、绕Z轴旋转导轨垂直设置；X轴向位移导轨与X轴向位移平台相连、Y轴向位移导轨与Y轴向位移平台相连、Z轴向位移导轨与Z轴向位移平台相连、绕Z轴旋转导轨与绕Z轴旋转平台相连；联结块将X轴向位移平台和Y轴向位移导轨连接在一起，并对Y轴向位移平台和探针套筒起支撑作用；三爪卡盘安装在绕Z轴旋转平台上，探针套筒安装在三爪卡盘上并由三爪卡盘固定卡紧，探针套筒穿过绕Z轴旋转平台和联结块；整套位移机构安装在底座上，底座安装在风洞试验台试验段的侧壁上。...

【技术特征摘要】
1.一种新型四自由度探针位移机构主要包括：电机结构、位移导轨、位移平台、联接块、三爪卡盘、探针套筒和底座；其特征在于：电机结构由X轴向作动电机、Y轴向作动电机、Z轴向作动电机、绕Z轴旋转作动电机组成；位移导轨由X轴向位移导轨、Y轴向位移导轨、Z轴向位移导轨、绕Z轴旋转导轨组成；位移平台由X轴向位移平台、Y轴向位移平台、Z轴向位移平台、绕Z轴旋转平台组成；X轴向作动电机安装在X轴向位移导轨上，Y轴向作动电机安装在Y轴向位移导轨上、Z轴向作动电机安装在Z轴向位移导轨上、绕Z轴旋转作动电机安装在绕Z轴旋转导轨上；X轴向...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘岩，陈宇，张莉，蒋化夷，李瑞成，
申请(专利权)人：刘岩，
类型：新型
国别省市：河北;13