一种基于圆柱坐标系的流场测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于圆柱坐标系的流场测量装置,属于流体机械实验测试技术领域。用于测量气流参数的探针通过探针夹具固定在可锁死丝杠直线导轨的滑块上，丝杠直线导轨沿大齿轮径向固定安装，大齿轮固定在圆弧导轨的滑块上，且与圆弧导轨同轴心；圆弧导轨安装在导轨底座上，导轨底座与其它支撑结构固定，手摇蜗轮蜗杆减速器固定在支架上,小齿轮安装在手摇蜗轮蜗杆减速器输出轴上，小齿轮与大齿轮啮合并带动大齿轮转动。通过圆弧导轨与直线导轨的配合，实现探针径向和周向的移动。通过一根探针可完成整个流场的测量，有效地减少测量所需探针数量，降低了测量成本，减少对气流的干扰。测量装置具有结构简单，使用操作方便的特点。

Flow field measuring device based on cylindrical coordinate system

The invention discloses a flow field measuring device based on a cylindrical coordinate system, which belongs to the technical field of fluid machinery experimental test. Probe for measuring airflow parameter is fixed on the sliding block locking screw linear guide through the probe clamp, screw linear guide along the radial direction of the gear is fixed, the big gear is fixed on the slide rail on the arc, and the arc guide rail with the axis; the arc guide rail is arranged on the guide rail base and rail base and other fixed support structure. A worm reducer is fixed on the bracket, the small gear installed in hand worm reducer output shaft, a small gear and a big gear meshing with drive gear to rotate. The radial and circumferential movement of the probe can be achieved by matching the arc guide rail with the linear guide rail. A probe can be used to measure the whole flow field, effectively reduce the number of probes required, reduce the cost of measurement, and reduce the interference to the airflow. The measuring device has the advantages of simple structure and convenient operation and use.

【技术实现步骤摘要】
一种基于圆柱坐标系的流场测量装置
本专利技术涉及流体机械实验测试领域，具体地说，涉及一种基于圆柱坐标系的流场测量装置。
技术介绍
在流体机械领域，实验技术一直是评估流体机械性能的重要手段。为了充分评估流体机械的性能，需要对流过流体机械的气流流场中的多个点进行测量，获得气流的总压、气流速度方向等参数。在专利技术专利201410727214.9中公开了一种流场气流测试方式，该专利采用在测试空间内设置多个测试点，检测每个测试点处的气流沿多个测试方向的一维速度的方法，获得了流场中多个点的气流信息。这种流场气流测试方法的不足是在测试过程中需要布置大量的探针，测试成本高，而且探针太多对气流的干扰也比较大。在专利201521043853.X中公开了一种流场气流测试方法，该流场气流测试方法只采用一个探针，在驱动机构的带动下可实现沿直线移动，测量流场多个点的气流参数。该方法的缺点是:流体机械中更为常用的坐标系是圆柱坐标系，但是该方法的驱动机构无法沿圆柱坐标系移动，尤其是无法实现沿径向、周向的移动。
技术实现思路
为了避免现有技术存在的不足，本专利技术提出一种基于圆柱坐标系的流场测量装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:包括丝杠直线导轨、探针夹具、三孔探针、大齿轮、小齿轮、手摇蜗轮蜗杆减速器、圆弧导轨、导轨底座，所述丝杠直线导轨位于大齿轮上部并与大齿轮通过螺栓固连，丝杠直线导轨沿大齿轮径向安装；所述大齿轮为圆环形，外侧圆周有齿，大齿轮固定在圆弧导轨的滑块上，且与圆弧导轨同轴心，圆弧导轨安装在圆环形导轨底座上，手摇蜗轮蜗杆减速器固定在支架上位于大齿轮侧边,所述小齿轮安装在手摇蜗轮蜗杆减速器输出轴上，小齿轮与大齿轮啮合；所述探针夹具为L形平板，一端加工有螺孔，探针夹具与丝杠直线导轨上的滑块通过螺丝连接，另一端连接有夹头用于装夹三孔探针；大齿轮在小齿轮的驱动下转动，带动丝杠直线导轨和三孔探针，使三孔探针实现周向移动。所述圆弧导轨由两条圆弧轨道拼接成圆环轨道，轨道上均布四个滑块，每个滑块上有四个螺孔。所述探针采用三孔探针或五孔探针、或总压探针。所述大齿轮为环形齿轮或扇环形齿轮。有益效果本专利技术提出的一种基于圆柱坐标系的流场测量装置,用于测量气流参数的探针通过探针夹具固定在可锁死直线导轨的滑块上，可锁死直线导轨沿大齿轮径向固定安装，大齿轮固定在圆弧导轨的滑块上，且与圆弧导轨同轴心，圆弧导轨固定在导轨底座上，底座和其它支撑结构固定，手摇蜗轮蜗杆减速器安装在支架上位于大齿轮侧边,小齿轮安装在手摇蜗轮蜗杆减速器输出轴上，小齿轮与大齿轮啮合，带动大齿轮转动。通过圆弧导轨与直线导轨的配合，实现探针沿径向和周向的移动。通过一根探针完成整个流场的测量，有效地减少测量所需探针数量，降低了测量成本，减少对气流的干扰。本专利技术基于圆柱坐标系的流场测量装置,具有结构简单,使用操作方便的特点。附图说明下面结合附图和和实施方式对本专利技术一种基于圆柱坐标系的流场测量装置作进一步详细说明。图1为本专利技术基于圆柱坐标系的流场测量装置示意图。图2为本专利技术基于圆柱坐标系的流场测量装置左视图。图3为图1A-A向剖视图。图中:1.丝杠直线导轨2.探针夹具3.三孔探针4.大齿轮5.小齿轮6.手摇蜗轮蜗杆减速器7.圆弧导轨8.导轨底座具体实施方式本实施实例是一种基于圆柱坐标系的流场测量装置。参阅图1、图2和图3，本实施实例基于圆柱坐标系的流场测量装置，由丝杠直线导轨1、探针夹具2、三孔探针3、大齿轮4、小齿轮5、手摇蜗轮蜗杆减速器6、圆弧导轨7、导轨底座8组成；其中，丝杠直线导轨1位于大齿轮4上部并与大齿轮4通过螺栓固定连接，丝杠直线导轨1沿大齿轮4径向安装，三孔探针3通过探针夹具2固定在丝杠直线导轨1的滑块上。大齿轮4为圆环形，外侧圆周有齿，大齿轮4固定在圆弧导轨7的滑块上，且与圆弧导轨7同轴心，圆弧导轨7固定安装在圆环形导轨底座8上，手摇蜗轮蜗杆减速器6固定在支架上位于大齿轮4侧边，小齿轮5安装在手摇蜗轮蜗杆减速器6输出轴上，小齿轮5与大齿轮4啮合并带动大齿轮转动。探针夹具2为L形平板，一端加工有螺孔，探针夹具2与丝杠直线导轨1上的滑块通过螺丝连接，另一端连接有夹头用于装夹三孔探针3。大齿轮4在小齿轮5的驱动下产生转动，带动丝杠直线导轨1进而带动三孔探针3，使三孔探针3实现周向移动。工作原理:三孔探针3通过探针夹具2固定在丝杠直线导轨1的滑块上，通过转动丝杠直线导轨1的摇把，使三孔探针3沿着丝杠直线导轨1移动，丝杠直线导轨1底部有螺母，通过螺丝固定在大齿轮4上，固定的时候需要保证丝杠方向沿着径向，则三孔探针3的移动方向即沿着径向，实现三孔探针3的径向移动。本实例所选择的圆弧导轨7上有四个滑块，滑块上有螺孔，导轨自身上有沉孔，先将大齿轮4通过螺丝固定在圆弧导轨7的滑块上，然后再将螺丝穿过圆弧导轨7的沉孔，将其固定在导轨底座8上，导轨底座8和其它支撑结构固定，限定其位置，实现约束大齿轮4的自由度，使其只剩下转动自由度；大齿轮4在小齿轮5的驱动下产生转动，带动手摇丝杠直线导轨1进而带动三孔探针3，使三孔探针3实现了周向移动。小齿轮5安装在手摇蜗轮蜗杆减速器6上，与大齿轮4啮合，在转动手摇蜗轮蜗杆减速器6的摇把时，大齿轮4转动，同时由于蜗轮蜗杆减速器自身具有自锁功能，在操作人员不转动的时候能保证大齿轮4的位置固定。丝杠直线导轨1由丝杠直线导轨、自制的锁紧装置和摇把组成，丝杠直线导轨由丝杠、底座和滑块组成，转动丝杠，滑块在底座上产生直线运动。锁紧装置内部有一根轴，轴的一端通过联轴器连接丝杠，另一端连接摇把，锁紧装置上通过设置锁死螺丝，旋紧锁死螺丝后螺丝顶住轴，从而使丝杠无法转动，则丝杠直线导轨的滑块不会移动。探针夹具2由夹具支板和夹头组成，夹具支板为一L形平板，一端通过开孔用螺丝与手摇丝杠直线导轨1上的滑块连接，另一端与夹头连接，夹头用于夹紧三孔探针3；本实例采用的夹头上的探针开孔平行于夹具支板平面，夹头夹紧探针后探针杆平行于夹具支板平面，调整探针头朝向可以使之对准径向的气流。本实施例中探针采用三孔探针，或采用五孔探针或总压探针。大齿轮4为圆环形，外侧圆周有齿，垂直面向下方向间隔90度开四组沉孔，每组四个孔，分别与圆弧导轨7的四个滑块连接；垂直面向上对称开有两组沉孔，每组四个孔，其中一组用于与丝杠直线导轨1连接，另一组备用，可再增加一套丝杠直线导轨1。小齿轮5单边轮毂凸起，凸起部分有紧定螺栓固定孔和键槽。手摇蜗轮蜗杆减速器6由涡轮蜗杆减速器和摇把组成，摇把安装在蜗轮蜗杆减速器输入轴，蜗轮蜗杆减速器输出轴上安装小齿轮5。蜗轮蜗杆减速器底部有螺纹孔，需要通过其它固定结构安装在可以使小齿轮5与大齿轮4啮合的位置。圆弧导轨7由两条圆弧轨道拼接而成一个360度的轨道，轨道上有均布的贯通沉孔可用于通过螺丝固定，轨道上设置有四个滑块，每个滑块上加工有四个螺孔。导轨底座8为一圆环形，导轨底座8外侧有三个固定位，用于和其它支架连接，固定在被测对象合适的位置。导轨底座8上有均匀分布的螺孔，通过螺丝与圆弧导轨7固定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于圆柱坐标系的流场测量装置，其特征在于:包括丝杠直线导轨、探针夹具、三孔探针、大齿轮、小齿轮、手摇蜗轮蜗杆减速器、圆弧导轨、导轨底座，所述丝杠直线导轨位于大齿轮上部并与大齿轮通过螺栓固连，丝杠直线导轨沿大齿轮径向安装；所述大齿轮为圆环形，外侧圆周有齿，大齿轮固定在圆弧导轨的滑块上，且与圆弧导轨同轴心，圆弧导轨安装在圆环形导轨底座上，手摇蜗轮蜗杆减速器固定在支架上位于大齿轮侧边,所述小齿轮安装在手摇蜗轮蜗杆减速器输出轴上，小齿轮与大齿轮啮合；所述探针夹具为L形平板，一端加工有螺孔，探针夹具与丝杠直线导轨上的滑块通过螺丝连接，另一端连接有夹头用于装夹三孔探针；大齿轮在小齿轮的驱动下转动，带动丝杠直线导轨和三孔探针，使三孔探针实现周向移动。

【技术特征摘要】
1.一种基于圆柱坐标系的流场测量装置，其特征在于:包括丝杠直线导轨、探针夹具、三孔探针、大齿轮、小齿轮、手摇蜗轮蜗杆减速器、圆弧导轨、导轨底座，所述丝杠直线导轨位于大齿轮上部并与大齿轮通过螺栓固连，丝杠直线导轨沿大齿轮径向安装；所述大齿轮为圆环形，外侧圆周有齿，大齿轮固定在圆弧导轨的滑块上，且与圆弧导轨同轴心，圆弧导轨安装在圆环形导轨底座上，手摇蜗轮蜗杆减速器固定在支架上位于大齿轮侧边,所述小齿轮安装在手摇蜗轮蜗杆减速器输出轴上，小齿轮与大齿轮啮合；所述探针夹具为L形平板，一端加工有螺孔，探针夹具与丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：王掩刚，邵琪杰，尉德利，刘汉儒，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61