[實用新型]高速旋轉結構件變形及應變的光學測量裝置

有效

• 申請號: 201520811705.1
• 申請日: 2015-10-19
• 公開（公告）號: CN205138437U
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 戴興建;汪勇;張小章
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱印康

1.一種高速旋轉結構件變形及應變的光學測量裝置，其特征在于，高速旋轉結構件變形及應變的光學測量裝置由薄盤形軸對稱結構件高速旋轉系統(A)、圖像獲取與信號處理系統(B)和測試輔助系統(C)組成，薄盤形軸對稱結構件高速旋轉系統(A)使薄盤形軸對稱結構試驗件高速旋轉，圖像獲取與信號處理系統(B)獲取薄盤形軸對稱結構試驗件的圖像信號和照明光源的觸發信號，測試輔助系統(C)為薄盤形軸對稱結構件高速旋轉系統(A)提供真空電源、盤式電機電源和冷卻水，以及為圖像獲取與信號處理系統(B)提供相機調節平臺控制電源；

所述薄盤形軸對稱結構件高速旋轉系統(A)由真空室、立式超高速旋轉軸系、電機冷卻水套(12)和彈性阻尼器(13)組成；所述真空室的真空室腔體(11)為圓形槽，真空室腔體(11)壁的下部有2個對稱設置的過孔，分別為真空室抽氣口(117)和真空室放氣口(118)，真空室腔體(11)的底板上有一個中心圓孔，真空室腔體(11)底板中心圓孔的壁上有一個向下的臺階，圓環形的真空室端蓋(111)用螺栓固接在真空室腔體(11)的壁上，橡膠密封圈Ⅱ(116)墊在真空室端蓋(111)和真空室腔體(11)之間起密封作用，2個提拉把手(115)對稱固接在真空室端蓋(111)上表面的同一條直徑上，真空室端蓋(111)內壁上有一個向上的臺階，圓形的觀察窗(113)置于真空室端蓋(111)內壁的臺階上，壓環(112)通過螺栓固接在真空室端蓋(111)上并且把觀察窗(113)壓緊在真空室端蓋(111)上，橡膠密封圈Ⅰ(114)墊在觀察窗(113)和真空室端蓋(111)的內壁臺階之間起密封作用；

所述電機冷卻水套(12)為一種空心旋轉體，外圍為封閉的空腔體，法蘭盤Ⅰ(124)固接在腔體外壁的中部，法蘭盤Ⅰ(124)以上的腔體外壁有一個向上的臺階，腔體外壁下部有2個過孔，分別安裝進水接口(121)和出水接口(122)，中隔擋板將電機冷卻水套(12)的中心部分分隔成上下兩個凹槽，上凹槽放置盤式電機定子繞組(15)，下凹槽安裝彈性阻尼器(13)，電機冷卻水套(12)通過法蘭盤Ⅰ(124)和螺栓固接在真空室腔體(11)底板的下平面上，橡膠密封圈Ⅲ(123)墊在腔體外壁向上的臺階和真空室腔體(11)底板中心圓孔的向下的臺階之間起密封作用；

所述彈性阻尼器(13)為圓柱桶，彈性阻尼器(13)的外壁的中部固接法蘭盤Ⅱ(137)，法蘭盤Ⅱ(137)有一個向上的凹槽，彈性阻尼器(13)通過法蘭盤Ⅱ(137)和螺栓固接在電機冷卻水套(12)的腔體底板的下表面，銅墊圈(135)置于彈性阻尼器(13)上邊沿和電機冷卻水套(12)中隔擋板下表面之間，起密封作用，橡膠密封圈Ⅳ(136)置于法蘭盤Ⅱ(137)的凹槽內與電機冷卻水套(12)的腔體底板的下表面之間，起密封和緩沖作用；錐形質量體(132)由上部的圓柱體和下部的倒圓錐體組成，圓柱體和倒圓錐體同軸，倒圓錐體的錐頂頂在彈性阻尼器(13)的底板中心上，彈性硅膠O圈(134)套在錐形質量體(132)的圓柱體上并且與彈性阻尼器(13)內壁接觸，將錐形質量體(132)直立扶持，螺旋槽球軸承球窩(133)鑲嵌在錐形質量體(132)的圓柱體上端面中心的圓槽內，阻尼潤滑油(131)灌注在彈性阻尼器(13)內并將螺旋槽球軸承球窩(133)浸沒；

所述立式超高速旋轉軸系由彈性小軸(16)、微型螺旋槽球軸承(161)、轉子連接軸(17)、試驗件安裝螺母(172)、電機轉盤安裝螺母(173)、盤式電機轉盤(14)和試驗件(18)組成，其中，轉子連接軸(17)為階梯軸，軸中心有軸中心通孔(171)，試驗件安裝螺母(172)將試驗件(18)軸向固定在轉子連接軸(17)的上部，試驗件(18)的上表面為同心圓圖案面，電機轉盤安裝螺母(173)將盤式電機轉盤(14)軸向固定在轉子連接軸(17)的中部，彈性小軸(16)的上端插裝在轉子連接軸(17)的軸中心通孔(171)中，下端焊接微型螺旋槽球軸承(161)，彈性小軸(16)上部的軸肩使彈性小軸(16)在轉子連接軸(17)上軸向定位；

在真空室內，盤式電機定子繞組(15)置于電機冷卻水套(12)的上凹槽內，微型螺旋槽球軸承(161)置于螺旋槽球軸承球窩(133)中，立式超高速旋轉軸系支承在螺旋槽球軸承球窩(133)上，螺旋槽球軸承球窩(133)、微型螺旋槽球軸承(161)與彈性小軸(16)組成樞軸承；

所述圖像獲取與信號處理系統(B)中，數字相機(22)置于相機調節平臺(21)，數字相機(22)的鏡頭向下對準立式超高速旋轉軸系上的試驗件(18)的同心圓圖案面，數字相機(22)用CameraLink信號電纜(221)與安裝在計算機(25)中的圖像信號采集卡(23)連接，白光LED環形陣列(27)在數字相機(22)鏡頭的周圍照明試驗件(18)的同心圓圖案面，白光LED環形陣列(27)用LED驅動電纜(271)與安裝在計算機(25)中的多功能數據采集卡(24)連接，接觸式振動傳感器(26)由內置磁鐵吸附在真空室腔體(11)的外壁上，接觸式振動傳感器(26)用振動信號線(261)與多功能數據采集卡(24)連接；

所述測試輔助系統(C)中，真空計(312)和抽氣閥門(313)的一端通過三通(311)與真空室腔體(11)上的真空室抽氣口(117)連接，抽氣閥門(313)的另一端通過真空管道(31)與真空泵(32)的抽氣口連接，放氣閥門(33)的一端與真空室放氣口(118)連接，變頻電源(34)通過盤式電機電纜(341)與盤式電機定子繞組(15)連接，相機調節平臺控制器(36)通過相機調節平臺控制器電纜(361)與相機調節平臺(21)連接，電機冷卻循環水機組(35)的出水口和回水口通過冷卻水管道(351)分別與電機冷卻水套(12)上的進水接口(121)和出水接口(122)連接。