CN113984328A - 一种用于控制piv***测量流场的三自由度调节平台 - Google Patents
一种用于控制piv***测量流场的三自由度调节平台 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113984328A CN113984328A CN202111637656.0A CN202111637656A CN113984328A CN 113984328 A CN113984328 A CN 113984328A CN 202111637656 A CN202111637656 A CN 202111637656A CN 113984328 A CN113984328 A CN 113984328A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- platform
- camera
- sliding table
- laser
- flow field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 12
- 238000000917 particle-image velocimetry Methods 0.000 description 31
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 8
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 7
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000000827 velocimetry Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
- G01M9/06—Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing
- G01M9/065—Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing dealing with flow
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台，所述三自由度调节平台包括：底部安装平台、可移动支撑框架、相机移动装置、激光头移动平台和固体激光器放置平台。底部安装平台固定于风洞测试段下方的地面，并通过滑台与可移动支撑框架相连，控制支撑框架在风洞来流方向上移动。相机移动装置与可移动支撑框架连接，相机可由电机驱动在垂直于风洞来流的平面上进行位置调节，拍摄平面可通过球形平台进行调节。激光头移动平台通过连杆与相机移动装置相连，保持相机在移动过程中始终对焦于激光发射平面。安装在可移动支撑框架侧面的放置平台用于放置固体激光器。本发明结构简单，操作方便，可控制PIV***对风洞测试段的全流场进行测量。
Description
技术领域
本发明涉及针对风洞实验技术的控制和调节领域，尤其是涉及用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台。
背景技术
风力发电作为一种清洁高效的新能源，近年来得到大规模开发和利用。研究风力发电机的流场特征对提高风电场的发电效率具有显著意义，而风洞实验则是获得风轮运动时周边流场特征的重要方法。粒子图像测速（Particle Image Velocimetry, PIV）技术作为目前流场测量中最为成熟的二维全场测速技术，能够在不对流场造成任何干扰的情况下完成流场内大量空间点瞬态速度信息的记录，因而其应用范围不断扩大。PIV的工作原理主要是通过激光照射待测平面内的示踪粒子并利用CCD等照相设备拍摄该平面内示踪粒子的运动图像，最后通过互相关技术计算前后两帧或多帧照片内示踪粒子的位移，从而获取二维流场的速度矢量分布。
为了保证相机能全面地记录下激光平面每一个位置处的流动情况，相机和激光发射装置通常需要分别布置在风洞的不同位置处。此外，考虑到相机拍摄平面面积的局限，若要完整地拍摄风洞中流场某一待测平面的流动情况，通常需要多次改变相机的拍摄位置；而若要拍摄风洞中流场不同高度的切面的流动情况，则需要在测量过程中实时地改变激光头和相机位置，以记录下不同激光平面的流场数据。而每一次改变拍摄平面，都需要人工调整激光头和相机的位置，并重新对相机进行调焦使其对焦于激光平面，整个过程非常繁琐，不利于测量的顺利完成。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台，所述用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台可拍摄风洞测试段的全流场信息，在移动过程中，实现了保持相机始终对焦于激光发射平面，避免重复多次对焦。此外，本发明中的球形平台可用于调节激光头和相机的三维姿态，从而调节测量中的激光发射平面和拍摄平面。
根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台，所述用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台包括：底部安装平台，固定安装于风洞测试段底部的地面上，所述底部安装平台包括导轨，所述导轨的延伸方向与风洞的延伸方向相同；可移动支撑框架，安装于所述导轨上并能够沿第一方向滑动；相机移动装置，包括第一驱动单元及相机移动平台，所述相机移动平台通过所述第一驱动单元安装于所述可移动支撑框架上，所述第一驱动单元用于驱动所述相机移动平台沿第二方向滑动；所述相机移动平台包括相机及第二驱动单元，所述第二驱动单元用于驱动所述相机沿第三方向滑动；固体激光器放置平台，固定于所述可移动支撑框架上，所述固体激光器放置平台上放置有固体激光器；激光头移动平台，包括连杆及连接于所述固体激光器上的激光头，所述激光头还通过所述连杆安装于所述相机移动平台上并能够随所述相机移动平台沿第二方向滑动，所述激光头用于发射激光并形成激光发射平面；其中，所述相机用于拍摄所述激光发射平面，第一方向、第二方向及第三方向相互垂直。
通过底部安装平台上两条第一方向导轨实现可移动支撑框架在第一方向的滑动，进而实现相机在第一方向上的移动，又通过安装在可移动支撑框架上的第一驱动单元实现相机在第二方向上的移动，最后第二驱动单元实现相机在第三方向上的移动，相机在第二方向上朝向靠近风洞测试端的一侧，激光头朝向第三方向且靠近风洞测试段的一侧发射激光并形成激光平面，相机利用控制PIV***测量流场的三自由度调节平台在第一方向、第二方向、第三方向上的移动，可拍摄风洞测试段的全流场信息，且在移动过程中，连杆可保持相机始终对焦于激光发射平面，激光头和相机的三维姿态均可通过球形平台进行调整，从而调节测量中的激光发射平面和拍摄平面，整个测试过程中，相机与激光平面在第二方向上的相对距离并未发生改变，因此无需重复调焦，大大降低了繁琐性。
另外，根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台，还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述第一驱动单元包括第一滑台、第一滚珠丝杆及第一电机，所述相机移动平台固定于所述第一滑台，所述第一滑台安装于所述可移动支撑框架上，所述第一滚珠丝杆穿过所述第一滑台并安装于所述可移动支撑框架上，所述第一电机安装于所述第一滚珠丝杆的端部以驱动所述第一滚珠丝杆转动，从而带动所述第一滑台沿第二方向在所述可移动支撑框架上滑动。
在本发明的一些实施例中，所述连杆安装于所述第一滑台上。
在本发明的一些实施例中，所述相机移动平台包括固定于所述第一滑台的安装架，所述第二驱动单元包括第二滑台、第二滚珠丝杆及第二电机，所述相机固定于所述第二滑台上，所述第二滑台滑动安装于所述安装架上，所述第二滚珠丝杆穿过所述第二滑台并安装于所述安装架上，所述第二电机安装于所述第二滚珠丝杆的端部用以驱动所述第二滚珠丝杆转动，从而带动所述第二滑台沿第三方向在所述安装架上滑动。
在本发明的一些实施例中，所述相机移动平台还包括第一L型连接件及第一球形云台，所述第一L型连接件固定于所述第二滑台上，所述第一球形云台固定于所述第一L型连接件上，所述相机固定于所述第一球形云台并可通过所述第一球形云台调整三维姿态。
在本发明的一些实施例中，所述激光头移动平台还包括第二L型连接件及第二球形云台，所述第二L型连接件固定于所述连杆远离所述第一滑台的一端，所述第二球形云台固定于所述第二L型连接件上，所述激光头固定于所述第二球形云台并可通过所述第二球形云台调整三维姿态。
在本发明的一些实施例中，所述第一滚珠丝杆及所述第二滚珠丝杆的两端安装有挡板和红外限位器。
在本发明的一些实施例中，所述可移动支撑框架还包括位于其底部的底部滑台，所述可移动支撑框架通过所述底部滑台安装于所述导轨上。
在本发明的一些实施例中，所述可移动支撑框架还包括沿第二方向设置的支撑杆及沿第三方向设置的连接杆，所述支撑杆连接所述底部滑台及所述连接杆，所述第一滑台及所述固体激光器放置平台安装于所述支撑杆上，所述安装架与所述连接杆平行设置。
在本发明的一些实施例中，所述固体激光器放置平台包括第一支脚、第二支脚及平板，所述第一支脚连接所述支撑杆并沿第三方向延伸，所述第二支脚连接所述第一支脚及所述支撑杆并与所述第一支脚及所述支撑杆之间形成锐角夹角，所述平板位于所述第一支脚上，所述固体激光器位于所述平板上。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台的相机移动装置及激光头移动平台的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台的第一驱动单元的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台的固体激光器放置平台与可移动支撑框架局部结构连接的示意图。
附图标记：
三自由度调节平台100、
风洞测试段101、
底部安装平台1、导轨11、
可移动支撑框架2、
连接杆21、支撑杆22、底部滑台23、
相机移动装置3、
第一驱动单元31、第一电机311、挡板312、第一滚珠丝杆313、第一滑台314、红外限位器315、
相机移动平台32、第二驱动单元320、安装架321、相机322、第二滚珠丝杆323、第二滑台324、第一球形云台325、第一L型连接件326、第二电机327、
固体激光器放置平台4、
第一支脚41、第二支脚42、平板43、固体激光器44、
激光头移动平台5、
第二L型连接件51、第二球形云台52、激光头53、连杆54、
导光臂6。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台100。
根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台100，包括：底部安装平台1，可移动支撑框架2、相机322移动装置3、固体激光器44放置平台4及激光头53移动平台5。
具体而言，底部安装平台1固定安装于风洞测试段底部的地面上，底部安装平台1包括导轨11，导轨11的延伸方向与风洞的延伸方向相同；可移动支撑框架2安装于导轨11上并能够沿第一方向滑动；相机322移动装置3，包括第一驱动单元31及相机322移动平台32，相机322移动平台32通过第一驱动单元31安装于可移动支撑框架2上，第一驱动单元31用于驱动相机322移动平台32沿第二方向滑动；相机322移动平台32包括相机322及第二驱动单元320，第二驱动单元320用于驱动相机322沿第三方向滑动；固体激光器44放置平台4，固定于可移动支撑框架2上，固体激光器44放置平台4上放置有固体激光器44；激光头53移动平台5，包括连杆54及连接于固体激光器44上的激光头53，激光头53还通过连杆54安装于相机322移动平台32上并能够随相机322移动平台32沿第二方向滑动，激光头53用于发射激光并形成激光发射平面；其中，相机322用于拍摄激光发射平面，第一方向、第二方向及第三方向相互垂直。
这里，第一方向可以为X方向，第二方向可以为Z方向，第三方向可以为Y方向，用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台100的组成框架可以为例如铝型材。
底部安装平台1固定安装于风洞测试段底部的地面上，底部安装平台1可由四条铝型材构成，分别为两条X方向（第一方向）铝型材，两条Y方向（第三方向）铝型材。其中，底部安装平台1的两条Y方向铝型材可通过膨胀螺丝固定在风洞测试段底部的地面上，以达到固定底部安装平台1的目的，底部安装平台1X方向的两条铝型材上表面安装有导轨11，两条导轨11平行设置，且两端安装有挡板312，以达到限位的目的，两条X方向铝型材与两条Y方向铝型材彼此垂直相连，底部安装平台1的X方向铝型材通过加强件与Y方向铝型材连接，且可组成“口”字型结构使底部安装平台1趋于平稳，这里，加强件可以为角件、三脚架、斜向杆。可移动支撑框架2的底部与底部安装平台1的导轨11滑动相连，且底部安装平台1的导轨11朝X方向延伸，因此，底部安装平台1的导轨11为可移动支撑框架2在X方向上的滑动提供了可运动的方向；相机322移动装置3，包括第一驱动单元31及相机322移动平台32，第一驱动单元31安装在可移动框架的Z方向上，第一驱动单元31可在Z方向上产生驱动力，相机322移动平台32通过螺栓与第一驱动单元31相连，由此可知，相机322移动平台32可通过第一驱动单元31间接安装于可移动支撑框架2上，随着第一驱动单元31产生的驱动力，可实现相机322移动平台32在Z方向上的运动。相机322移动平台32，包括相机322及第二驱动单元320，这里，相机322移动平台32与可移动支撑框架2Y方向的铝型材结构平行，第二驱动单元320安装在相机322移动平台32的Y方向上，第二驱动单元320产生可在Y方向上产生驱动力。相机322安装在第二驱动单元320上，这里可知，随着第二驱动单元320的驱动力，可实现相机322在第二驱动单元320上可沿Y方向运动，由上已知，第一驱动单元31产生的驱动力，可实现相机322移动平台32在Z方向上的运动，进而可得，第一驱动单元31产生的驱动力，可实现相机322在Z方向上的运动，第二驱动单元320产生的驱动力，可实现相机322在Y方向上的运动。固体激光器44放置平台4固定于可移动支撑框架2上且设于靠近风洞测试端101的那一侧，固体激光器44放置平台4同样通过上述加强件固定在可移动支撑框架2，固体激光器44设于相机322移动框架的下方，固体激光器44放置平台4上放置有固体激光器44；激光头53移动平台5，包括连杆54及连接于固体激光器44上的激光头53，连杆54在Z方向上将激光头53移动平台5与相机322移动平台32连接，且激光头53移动平台5整体设于Z方向上，上述已知，相机322移动平台32会随着第一驱动单元31的驱动力在Z方向上运动，进一步地，在第一驱动单元31驱动力的作用下，相机322移动平台32会带动连杆54在Z方向上运动，更进一步地，相机322移动平台32会带动激光头53移动平台5在Z方向上运动，另，激光头53移动平台5上的激光头53一端与连杆54相连，一端与固体激光器44间接相连，在固体激光器44与激光头53之间还存在具有伸缩结构的导光臂6，且导光臂6在Z方向上与激光头53相连，激光头53朝向Y方向且靠近风洞测试段的一侧发射激光并形成激光平面。可得，激光头53在Z方向上通过连杆54与相机322移动平台32间接相连，进一步可得，在第二单元在Z方向上产生的驱动力，激光头53会随之在Z方向上运动，进而可实现激光平面在Z方向上产生位移。其中，相机322用于拍摄激光发射平面，第一方向、第二方向及第三方向相互垂直。相机322在Z方向上朝向靠近风洞测试端101的一侧，激光头53朝向Y方向且靠近风洞测试段的一侧发射激光并形成激光平面，可得，在第一驱动单元31第二驱动单元320的作用下，实现相机322在第一方向、第二方向、第三方向对激光平面的拍摄，第一方向、第二方向及第三方向相互垂直，第一方向与第二方向垂直，实现了相机322移动平台32在Z方向上的直线运动，第一方向与第三方向垂直，实现了相机322移动平台32在Y方向上的直线运动，第二方向与第三方向垂直，实现了相机322对激光平面的水平拍摄。激光头53和相机322的三维姿态分别可通过第一球形云台325和第二球形云台52进行调整，从而调节测量中的激光平面和拍摄平面。
根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台100，通过底部安装平台1上两条第一方向导轨11实现可移动支撑框架2在第一方向的滑动，进而实现相机322在第一方向上的移动，又通过安装在可移动支撑框架2上的第一驱动单元31实现相机322在第二方向上的移动，最后第二驱动单元320实现相机322在第三方向上的移动，相机322在第二方向上朝向靠近风洞测试端101的一侧，激光头53朝向第三方向且靠近风洞测试段的一侧发射激光并形成激光平面，相机322利用控制PIV***测量流场的三自由度调节平台100在第一方向、第二方向、第三方向上的移动，可拍摄风洞测试段的全流场信息，且在移动过程中，连杆54可保持相机322始终对焦于激光发射平面，整个测试过程中，相机322与激光平面在第二方向上的相对距离并未发生改变，因此无需重复调焦，大大降低了繁琐性。
根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台100，第一驱动单元31包括第一滑台314、第一滚珠丝杆313及第一电机311，相机322移动平台32固定于第一滑台314，第一滑台314安装于可移动支撑框架2上，第一滚珠丝杆313穿过第一滑台314并安装于可移动支撑框架2上，第一电机311安装于第一滚珠丝杆313的端部以驱动第一滚珠丝杆313转动，从而带动第一滑台314沿第二方向在可移动支撑框架2上滑动。
在一些具体实施例中，第一驱动单元31可包括第一滑台314、第一滚珠丝杆313及第一电机311，第一滑台314与可移动支撑框架2Z方向的铝型材在Z方向上滑动连接，因此，第一滑台314安装于可移动支撑框架2上，相机322移动平台32通过螺栓与第一滑台314固定连接，可得，第一滑台314可带动相机322移动平台32在Z方向上运动，第一滚珠丝杆313在Z方向上穿过第一滑台314，第一滚珠丝杆313安装于可移动支撑框架2上，第一电机311安装于第一滚珠丝杆313的端部，实现对整根第一滚珠丝杆313的驱动，第一驱动单元31的整个驱动过程，通过第一电机311驱动第一滚珠丝杆313转动，进而第一滚珠丝杆313转动实现第一滑台314在Z方向上的位移运动。
根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台100，连杆54安装于第一滑台314上。
如图2所示，连杆54在Z方向上，通过螺栓与第一滑台314固定连接，连杆54会随着第一滑台314在Z方向上的运动而运动，同时，与连杆54相连的激光头53会随连杆54在Z方向上的运动而发生位移变化。
根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台100，相机322移动平台32，包括固定于第一滑台314的安装架321，第二驱动单元320包括第二滑台324、第二滚珠丝杆323及第二电机327，相机322固定于第二滑台324上，第二滑台324滑动安装于安装架321上，第二滚珠丝杆323穿过第二滑台324并安装于安装架321上，第二电机327安装于第二滚珠丝杆323的端部用以驱动第二滚珠丝杆323转动，从而带动第二滑台324沿第三方向在安装架321上滑动。
具体地，相机322移动平台32包括固定于第一滑台314上的安装架321，安装架321与可移动支撑框架2Y方向的铝型材平行，保证了相机322移动平台32在Y方向上沿水平方向运动，安装架321通过螺栓与第一滑台314固定连接，进而第一滑台314使得安装架321实现Z方向的运动，安装架321上设有第二驱动单元320，第二驱动单元320沿安装架321方向驱动，第二驱动装置包括第二滑台324、第二滚珠丝杆323及第二电机327，第二滑台324与安装架321在Y方向上滑动连接，第二滑台324与相机322连接，第二电机327安装于第二滚珠丝杆323的端部，实现对整根第二滚珠丝杆323的驱动，第二驱动单元320的整个驱动过程，通过第二电机327驱动第二滚珠丝杆323转动，进而第二滚珠丝杆323转动实现第二滑台324在Y方向上的位移运动，进而实现相机322在Y方向上的运动。
根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台100，相机322移动平台32，相机322移动平台32还包括第一L型连接件326及第一球形云台325，第一L型连接件326固定于第二滑台324上，第一球形云台325固定于第一L型连接件326上，相机322固定于第一球形云台325并可通过第一球形云台325调整三维姿态。
在一些实施例中，相机322移动平台32由第一L型连接件326及第一球形云台325构成，第一L型连接件326在Y方向与第二滑台324通过螺栓连接，第一L型连接件326通过螺栓在Z方向与第一球形云台325连接，第一球形云台325与相机322相连，可得，第二滑台324间接与相机322相连，实现了第二滑台324运动带动相机322发生位移变化的目的。另，第一球形云台325可用于固定相机322，同时起到对相机322调平的作用。
根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台100，相机322移动平台32，激光头53移动平台5还包括第二L型连接件51及第二球形云台52，第二L型连接件51固定于连杆54远离第一滑台314的一端，第二球形云台52固定于第二L型连接件51上，激光头53固定于第二球形云台52并可通过第二球形云台52调整三维姿态。
在一些实施例中，激光头53移动平台5可由第二L型连接件51及第二球形云台52构成，第二L型连接件51固定于连杆54远离第一滑台314的一端，第二L型连接件51在Z方向上通过螺栓与连杆54固定连接，第二L型连接件51在Z方向上通过螺栓与第二球形云台52固定相连，第二球形云台52与激光头53相连，可得第一滑台314间接于激光头53相连，第二球形云台52可用于固定激光头53，同时起到对激光头53调平的作用，进一步的保证，第一滑台314在Z方向运动可带动激光头53和相机322在Z方向上同步相对运动。
根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台100，相机322移动平台32，第一滚珠丝杆313及第二滚珠丝杆323的两端安装有挡板312和红外限位器315。
如图3所示，第一滚珠丝杆313、第二滚珠丝杆323分别在Z方向上、在Y方向上靠近第一电机311和第二电机327的一端设置有挡板312，在远离第一电机311和第二电机327的一端，同样设置有挡板312，挡板312上安装有第一滚珠丝杆313和第二滚珠丝杆323，增大了第一滚珠丝杆313和第二滚珠丝杆323的受力面积，红外限位器315设于远离第一电机311和第二电机327的一端，相对于第一滑台314和第二滑台324而言，起到限位的作用。
根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台100，可移动支撑框架2还包括位于其底部的底部滑台23，可移动支撑框架2通过底部滑台23安装于导轨11上。
在一些实施例中，可移动框架的底部设置有底部滑台23，底部滑台23与风洞测试段延伸的方向一致，可移动支撑框架2的底部滑台23与底部安装平台1的X方向铝型材平行设置，底部滑台23与底部安装平台1上的导轨11滑动连接，因此，实现了可移动支撑框架2在X方向上的运动。
根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台100，可移动支撑框架2还包括沿第二方向设置的支撑杆22及沿第三方向设置的连接杆21，支撑杆22连接底部滑台23及连接杆21，第一滑台314及固体激光器44放置平台4安装于支撑杆22上，安装架321与连接杆21平行设置。
移动支撑框架还包括沿第二方向设置的支撑杆22及沿第三方向设置的连接杆21，支撑杆22沿Z方向设置，支撑杆22在Z方向上设置有第一驱动单元31，支撑杆22内侧在Y方向上设置有固体激光器44放置平台4，支撑杆22的底端设置有底部滑台23，支撑杆22在Z方向上垂直于底部安装平台1。连接杆21与支撑杆22垂直且固定连接，连接杆21在Y方向上与安装架321平行。
根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台100，固体激光器44放置平台4包括第一支脚41、第二支脚42及平板43，第一支脚41连接支撑杆22并沿第三方向延伸，第二支脚42连接第一支脚41及支撑杆22并与第一支脚41及支撑杆22之间形成锐角夹角，平板43位于第一支脚41上，固体激光器44位于平板43上。
固体激光器44放置平台4包括第一支脚41、第二支脚42及平板43，平板43通过加强件固定在第一支脚41上，第二支脚42的一端与第一支脚41相连，另一端与支撑杆22相连，第二支脚42与第一支脚41及支撑杆22之间形成锐角夹角，使得固体激光器44放置平台4趋于稳固，第一支脚41。第二支脚42配合为放置于平板43上的固体激光器44提供支撑力。
根据本发明实施例的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台，其特征在于，包括：
底部安装平台，固定安装于风洞测试段底部的地面上，所述底部安装平台包括导轨，所述导轨的延伸方向与风洞的延伸方向相同；
可移动支撑框架，安装于所述导轨上并能够沿第一方向滑动；
相机移动装置，包括第一驱动单元及相机移动平台，所述相机移动平台通过所述第一驱动单元安装于所述可移动支撑框架上，所述第一驱动单元用于驱动所述相机移动平台沿第二方向滑动；所述相机移动平台包括相机及第二驱动单元，所述第二驱动单元用于驱动所述相机沿第三方向滑动；
固体激光器放置平台，固定于所述可移动支撑框架上，所述固体激光器放置平台上放置有固体激光器；
激光头移动平台，包括连杆及连接于所述固体激光器上的激光头，所述激光头还通过所述连杆安装于所述相机移动平台上，并能够随所述相机移动平台沿第二方向滑动，所述激光头用于发射激光并形成激光发射平面；其中，
所述相机用于拍摄所述激光发射平面，第一方向、第二方向及第三方向相互垂直。
2.根据权利要求1所述的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台，其特征在于，所述第一驱动单元包括第一滑台、第一滚珠丝杆及第一电机，所述相机移动平台固定于所述第一滑台，所述第一滑台安装于所述可移动支撑框架上，所述第一滚珠丝杆穿过所述第一滑台并安装于所述可移动支撑框架上，所述第一电机安装于所述第一滚珠丝杆的端部以驱动所述第一滚珠丝杆转动，从而带动所述第一滑台沿第二方向在所述可移动支撑框架上滑动。
3.根据权利要求2所述的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台，其特征在于，所述连杆安装于所述第一滑台上。
4.根据权利要求2所述的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台，其特征在于，所述相机移动平台包括固定于所述第一滑台的安装架，所述第二驱动单元包括第二滑台、第二滚珠丝杆及第二电机，所述相机固定于所述第二滑台上，所述第二滑台滑动安装于所述安装架上，所述第二滚珠丝杆穿过所述第二滑台并安装于所述安装架上，所述第二电机安装于所述第二滚珠丝杆的端部用以驱动所述第二滚珠丝杆转动，从而带动所述第二滑台沿第三方向在所述安装架上滑动。
5.根据权利要求4所述的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台，其特征在于，所述相机移动平台还包括第一L型连接件及第一球形云台，所述第一L型连接件固定于所述第二滑台上，所述第一球形云台固定于所述第一L型连接件上，所述相机固定于所述第一球形云台并可通过所述第一球形云台调整三维姿态。
6.根据权利要求5所述的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台，其特征在于，所述激光头移动平台还包括第二L型连接件及第二球形云台，所述第二L型连接件固定于所述连杆远离所述第一滑台的一端，所述第二球形云台固定于所述第二L型连接件上，所述激光头固定于所述第二球形云台并可通过所述第二球形云台调整三维姿态。
7.根据权利要求4所述的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台，其特征在于，所述第一滚珠丝杆及所述第二滚珠丝杆的两端安装有挡板和红外限位器。
8.根据权利要求4所述的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台，其特征在于，所述可移动支撑框架还包括位于其底部的底部滑台，所述可移动支撑框架通过所述底部滑台安装于所述导轨上。
9.根据权利要求8所述的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台，其特征在于，所述可移动支撑框架还包括沿第二方向设置的支撑杆及沿第三方向设置的连接杆，所述支撑杆连接所述底部滑台及所述连接杆，所述第一滑台及所述固体激光器放置平台安装于所述支撑杆上，所述安装架与所述连接杆平行设置。
10.根据权利要求9所述的用于控制PIV***测量流场的三自由度调节平台，其特征在于，所述固体激光器放置平台包括第一支脚、第二支脚及平板，所述第一支脚连接所述支撑杆并沿第三方向延伸，所述第二支脚连接所述第一支脚及所述支撑杆并与所述第一支脚及所述支撑杆之间形成锐角夹角，所述平板位于所述第一支脚上，所述固体激光器位于所述平板上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111637656.0A CN113984328B (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种用于控制piv***测量流场的三自由度调节平台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111637656.0A CN113984328B (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种用于控制piv***测量流场的三自由度调节平台 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113984328A true CN113984328A (zh) | 2022-01-28 |
| CN113984328B CN113984328B (zh) | 2022-03-22 |
Family
ID=79734934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111637656.0A Active CN113984328B (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种用于控制piv***测量流场的三自由度调节平台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113984328B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114577437A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-06-03 | 哈尔滨工程大学 | 一种气液两相流气泡测量装置 |
| CN115508059A (zh) * | 2022-11-15 | 2022-12-23 | 北京阿丘科技有限公司 | 多功能光学实验平台 |
Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100815210B1 (ko) * | 2006-09-07 | 2008-03-19 | 서울산업대학교 산학협력단 | 삼차원 피아이브이 유량계 및 그 측정방법 |
| CN101456424A (zh) * | 2008-12-18 | 2009-06-17 | 浙江工业大学 | 三维粒子图像测速仪用升降推车 |
| CN101900744A (zh) * | 2010-06-23 | 2010-12-01 | 清华大学 | 一种用于粒子图像测速仪的三维激光测准定位仪 |
| CN101986160A (zh) * | 2010-05-19 | 2011-03-16 | 北京航空航天大学 | 模型动态俯仰下进行piv测量的锁位拍摄方法及装置 |
| CN102927018A (zh) * | 2012-11-09 | 2013-02-13 | 江苏大学 | 一种用于离心泵piv相机测准及调节装置及其方法 |
| CN103048114A (zh) * | 2012-12-19 | 2013-04-17 | 浙江大学 | 液力减速器内流场三维piv测试***试验装置及方法 |
| WO2014125261A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-21 | University Of Bath | Image velocimetry |
| CN105675918A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-06-15 | 清华大学 | 一种用于粒子图像测速的移动定位装置 |
| CN107290130A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-10-24 | 吉林大学 | 一种螺旋桨叶片外部流场粒子图像测速试验装置 |
| CN107402113A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-11-28 | 大连海事大学 | 一种基于粒子图像测速技术的低速风洞实验台 |
| CN108896265A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-11-27 | 浙江大学 | 用于小型风洞piv测量***中片光源发射装置的安装平台及其使用方法 |
| CN109100285A (zh) * | 2018-10-12 | 2018-12-28 | 谢重 | 一种两相流抛光加工中磨粒的piv观测装置及观测方法 |
| CN109612682A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-04-12 | 上海理工大学 | 一种基于piv的缩尺模型内的射流运动测量装置 |
| WO2019133349A1 (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-04 | Dsm Ip Assets, B.V. | Compositions and articles for additive fabrication and methods of using the same |
| CN111896772A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-11-06 | 广东省航空航天装备技术研究所 | 应用在风洞中的粒子成像测速*** |
| CN112378615A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-19 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种用于2d-3c piv试验的离轴对焦装置 |
| CN112525275A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-19 | 中国计量科学研究院 | 一种基于piv方法的管道三维流场测量*** |
| WO2021185389A1 (en) * | 2020-03-16 | 2021-09-23 | Vysoké Uceni Technické V Brne | Wind tunnel |
| CN214409023U (zh) * | 2021-04-16 | 2021-10-15 | 内蒙古工业大学 | 测量风力机非定常流场的piv设备移动平台 |
-
2021
- 2021-12-30 CN CN202111637656.0A patent/CN113984328B/zh active Active
Patent Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100815210B1 (ko) * | 2006-09-07 | 2008-03-19 | 서울산업대학교 산학협력단 | 삼차원 피아이브이 유량계 및 그 측정방법 |
| CN101456424A (zh) * | 2008-12-18 | 2009-06-17 | 浙江工业大学 | 三维粒子图像测速仪用升降推车 |
| CN101986160A (zh) * | 2010-05-19 | 2011-03-16 | 北京航空航天大学 | 模型动态俯仰下进行piv测量的锁位拍摄方法及装置 |
| CN101900744A (zh) * | 2010-06-23 | 2010-12-01 | 清华大学 | 一种用于粒子图像测速仪的三维激光测准定位仪 |
| CN102927018A (zh) * | 2012-11-09 | 2013-02-13 | 江苏大学 | 一种用于离心泵piv相机测准及调节装置及其方法 |
| CN103048114A (zh) * | 2012-12-19 | 2013-04-17 | 浙江大学 | 液力减速器内流场三维piv测试***试验装置及方法 |
| WO2014125261A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-21 | University Of Bath | Image velocimetry |
| CN105675918A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-06-15 | 清华大学 | 一种用于粒子图像测速的移动定位装置 |
| CN107290130A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-10-24 | 吉林大学 | 一种螺旋桨叶片外部流场粒子图像测速试验装置 |
| CN107402113A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-11-28 | 大连海事大学 | 一种基于粒子图像测速技术的低速风洞实验台 |
| WO2019133349A1 (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-04 | Dsm Ip Assets, B.V. | Compositions and articles for additive fabrication and methods of using the same |
| CN108896265A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-11-27 | 浙江大学 | 用于小型风洞piv测量***中片光源发射装置的安装平台及其使用方法 |
| CN109100285A (zh) * | 2018-10-12 | 2018-12-28 | 谢重 | 一种两相流抛光加工中磨粒的piv观测装置及观测方法 |
| CN109612682A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-04-12 | 上海理工大学 | 一种基于piv的缩尺模型内的射流运动测量装置 |
| WO2021185389A1 (en) * | 2020-03-16 | 2021-09-23 | Vysoké Uceni Technické V Brne | Wind tunnel |
| CN111896772A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-11-06 | 广东省航空航天装备技术研究所 | 应用在风洞中的粒子成像测速*** |
| CN112378615A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-19 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种用于2d-3c piv试验的离轴对焦装置 |
| CN112525275A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-19 | 中国计量科学研究院 | 一种基于piv方法的管道三维流场测量*** |
| CN214409023U (zh) * | 2021-04-16 | 2021-10-15 | 内蒙古工业大学 | 测量风力机非定常流场的piv设备移动平台 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| VAN DER DRAM R K ET AL.: ""Application of PIV in the DNW Industrial supersonic wind tunnel SST"", 《 APPLICATION PIVNET II INTCRNATIONAL WORKSHOP ON OF PIV IN COMPRESSIBLE FLOWS》 * |
| 岳廷瑞等: ""大型风洞PIV粒子发生装置研制"", 《计算机测量与控制》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114577437A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-06-03 | 哈尔滨工程大学 | 一种气液两相流气泡测量装置 |
| CN115508059A (zh) * | 2022-11-15 | 2022-12-23 | 北京阿丘科技有限公司 | 多功能光学实验平台 |
| CN115508059B (zh) * | 2022-11-15 | 2023-03-07 | 北京阿丘科技有限公司 | 多功能光学实验平台 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113984328B (zh) | 2022-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113984328B (zh) | 一种用于控制piv***测量流场的三自由度调节平台 | |
| CN108980539A (zh) | 多自由度运动拍摄平台装置及空间点坐标测量方法 | |
| CN208640736U (zh) | 一种可以实现变形及横移补偿的ct检查床 | |
| WO2023024926A1 (zh) | 一种旋翼尾流spiv测量同步移测机构和锁相测量方法 | |
| CN108844720B (zh) | 一种光学***多角度像质检测装置及方法 | |
| CN105547049B (zh) | 光电瞄准***下视跟踪测试方法及实施该方法的测试装置 | |
| CN108489397B (zh) | 一种车载接触网运行状态非接触式检测装置及方法 | |
| CN111122115B (zh) | 一种多平面spiv实验装置 | |
| CN216050598U (zh) | 基于piv***风力机闭口段流场测试辅助装置 | |
| CN117232763B (zh) | 一种航空工装振动测试装置 | |
| CN204995501U (zh) | 多功能锥束ct成像*** | |
| CN109163920B (zh) | 一种电动缸起竖***加载与性能测试装置及测试方法 | |
| CN208860310U (zh) | 基于数字散斑的多边形板变形检测装置及振动检测装置 | |
| CN110702423B (zh) | 一种地铁车辆门***的动态平稳性分析方法及装置 | |
| CN217331058U (zh) | 一种调节装置及应变测量*** | |
| TWI484138B (zh) | Track laser scanning equipment and method | |
| CN109186481A (zh) | 基于数字散斑的多边形板变形、振动检测装置及方法 | |
| CN110026922A (zh) | 动车轮销孔识别转臂机械装置 | |
| CN107133950B (zh) | 通过三维重建对产品质量的检测方法 | |
| CN212456139U (zh) | 一种用于微观表面形貌数据测量的装置 | |
| CN210123083U (zh) | Piv相机支撑调节机构及具有其的piv设备 | |
| CN208750535U (zh) | 一种舞台灯调节校准装置 | |
| CN211118583U (zh) | 一种云台式摄影机器人移动底座 | |
| CN211955272U (zh) | 一种x射线ct成像装置 | |
| US8567230B2 (en) | Impact test fixture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |