[發明專利]一種水槽三軸定位測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202010136373.7
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111366748A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 張斌;王小凡;馬旭東;劉興年
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01P5/24
• 分類號: G01P5/24
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

本發明公開了一種水槽三軸定位測量裝置及方法，裝置包括水槽、三軸定位組件、控制組件和多普勒流速儀；三軸定位組件架設于水槽上方，控制組件和多普勒流速儀均安裝在三軸定位組件上，三軸定位組件與控制組件電連接；三軸定位組件包括X軸定位機構、Y軸定位機構和Z軸定位機構。本發明提供的水槽三軸定位測量裝置，代替了傳統手工測量布設方式，通過控制組件控制三軸定位組件運動，進而帶動多普勒流速儀的三軸精確移動，大大減少了實驗中的人為誤差，大大提高了實驗精度；其可代替人工進行大量單調而重復的機械式定位操作，大大節省人力，大大提高了實驗效率，對于較大的水槽非常適用，且便于實驗人員做較多工況的系統試驗研究。

技術領域

本發明涉及水槽實驗裝置領域，尤其涉及一種水槽三軸定位測量裝置及方法。

背景技術

興水利、除水害事關人類生存、經濟發展、社會進步，歷來是治國安邦的大事。對于水利行業的科學研究也一直在有條不紊的進行中，作為主要的研究手段之一，水槽實驗在行業科學研究中有著不可替代的重要作用。

借助聲學多普勒流速儀(簡稱ADV)來測量水流流場是水槽實驗中流速獲取的最常見方式。ADV通過探頭對于指定位置的流場測量十分精確，然而對于整個水槽的流場進行測量則需要在水槽中進行多次測量。現有利用ADV測定流速的方式多是手動調整ADV探頭的位置，這樣測量速度慢，精度不高，適合小型的水槽，并且是工況不多的試驗。

發明內容

為了解決以上問題，本發明的目的是提供一種能自動定位測量的水槽三軸定位測量裝置及方法，通過自動控制多普勒流速儀的三軸移動，能代替人工進行大量單調而重復的機械式定位操作，不僅加快了試驗速度，而且測量精度也有很大的保障，還能實現穩定而高效的自動化定位。

為了實現以上目的，本發明采用的技術方案：

一種水槽三軸定位測量裝置，包括水槽、三軸定位組件、控制組件和多普勒流速儀；

所述三軸定位組件架設于所述水槽上方，所述控制組件和多普勒流速儀均安裝在所述三軸定位組件上，三軸定位組件與所述控制組件電連接。

進一步的是，所述三軸定位組件包括X軸定位機構、Y軸定位機構和Z軸定位機構；

所述X軸定位機構安裝在所述水槽長度方向，所述Y軸定位機構安裝在所述X軸定位機構上且與所述水槽長度方向垂直，所述Z軸定位機構豎直安裝在所述Y軸定位機構上。

進一步的是，所述X軸定位機構包括齒條、齒輪、X向傳桿、X向電機和同步帶；

所述齒條安裝在水槽兩側壁頂端面外側，并沿水槽長度方向布置，所述齒輪與所述齒條嚙合，所述X向傳桿兩端均固定連接所述齒輪，所述X向電機固定安裝在所述Y軸定位機構上，且動力輸出端通過同步帶與所述X向傳桿連接。

進一步的是，所述X軸定位機構還包括導軌和導軌滑塊；所述導軌安裝在水槽兩側壁頂端面內側，并沿水槽長度方向布置，所述導軌滑塊頂端固定連接所述Y軸定位機構，底端滑動安裝在所述導軌上。

進一步的是，所述Y軸定位機構和Z軸定位機構均為絲桿模組，Y軸定位機構和Z軸定位機構相互垂直。

進一步的是，所述絲桿模組包括模組電機、聯軸器、絲桿、絲桿座、底板、平臺滑軌、移動平臺和外罩；

所述模組電機通過聯軸器連接所述絲桿，所述絲桿通過絲桿座安裝在所述底板上，所述平臺滑軌設置在所述底板長度方向，所述移動平臺滑動安裝在所述平臺滑軌上，移動平臺內部設有螺母，所述螺母與所述絲桿轉動連接，所述外罩安裝在所述底板上，聯軸器、絲桿、絲桿座、平臺滑軌均置于所述外罩內部。

進一步的是，所述Z軸定位機構的移動平臺上安裝有固定所述多普勒流速儀的儀器固定機構。