CN110736536B - 一种耐高静水压精密测量定位装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐高静水压精密测量定位装置及其安装方法，包括压力筒筒体，所述压力筒筒体上开有罐口，所述罐口处安装有筒帽，所述筒帽中心孔位置安装有测量定位装置，所述测量定位装置主要包括外置式的中部定位机构和内置式的端部运动定位机构，所述筒帽的外部通过锁紧环与筒体锁住。只需利用现有压力筒任一个罐口，对其筒帽中心孔位置的盖板稍加改造，即可完成水声设备数量为三个的双发射源测试，改装费用低。可以在压力筒外，一次性完成三个被测试件的安装、调试、相互间的位置联调等，作业条件好，操作方便，效率高。

Description

一种耐高静水压精密测量定位装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及测量支架与运动机构技术领域，尤其是一种耐高静水压精密测量定位装置及其安装方法。

背景技术

目前，用于水声试验的压力筒以卧式为主，其上的罐口数量目前最多的只有两个。每个罐口配备一个定位装置，其在使用过程中，只能进行单发射源：即其中一个罐口内进行发射，另一罐口内进行接收的测试；若需要实施双发射源：需要在压力筒上设置3个罐口，即左、右两边同时进行发射，中间接收(接收源在两发射源的中间位置)的水声设备。现有的水声试验的压力筒无法实施双发射源，若再增加一个罐口，其结构庞大复杂、成本高，设计与安装都较为困难，压力筒的安全性能也会降低。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种耐高静水压精密测量定位装置及其安装方法，从而可以满足双发射源的测试要求，只需利用现有压力筒任一个罐口，对其筒帽盖板稍加改造，即可完成水声设备数量为三个的双发射源测试，改装费用低。可以在压力筒外，一次性完成三个被测试件的安装、调试、相互间的位置联调等，作业条件好，操作方便，效率高。

本发明所采用的技术方案如下：

一种耐高静水压精密测量定位装置，包括压力筒筒体，所述压力筒筒体上开有罐口，所述罐口处安装有筒帽，所述筒帽中心孔位置安装有测量定位装置，所述测量定位装置主要包括外置式的中部定位机构和内置式的端部运动定位机构，所述筒帽的外部通过锁紧环与筒体锁住。

其进一步技术方案在于：

所述中部定位机构布置在筒帽的中心孔位置，与压力筒筒体的罐口处于同心位置。

所述中部定位机构的具体结构为：包括穿过筒帽中部的盖板，所述盖板的截面成“T”字型结构，所述盖板中部设置有凹坑，所述盖板的上表面对称安装有升降油缸，两个升降油缸之间安装有升降框架，所述升降油缸的输出端与升降框架的端部外侧连接，所述升降框架的内部还安装有四立柱导向框架，所述四立柱导向框架的导柱穿过升降框架底部并固定在盖板上表面，升降框架在升降油缸的驱动下沿着四立柱导向框架上下移动；

升降框架的中部还安装有摆动油缸，所述摆动油缸的输出端通过联轴器安装升降回转杆，所述盖板的凹坑内安装有轴承座，所述轴承座内通过轴承支撑升降回转杆，所述升降回转杆穿过盖板底部，并通过组合密封件密封，在升降回转杆的底部安装万向节。

升降框架焊接成一体式结构，包括四边形的框架本体，所述框架本体的顶部两外端面延伸有水平的平板，所述平板的底部设置有加强筋，所述框架本体的底部四个角处通过连接柱安装下层底板，下层底板的底部向下延伸有支撑件，所述框架本体的底面和下层底板上同时开有圆孔。

压力筒筒体的内部还安装有主框架，所述主框架的中部通过四根支腿安装有对接法兰盘，所述对接法兰盘中部设置有与盖板配合的圆孔；所述主框架的两端分别安装有对称的端部运动定位机构。

主框架成长方体结构，通过方管焊接而成。

所述端部运动定位机构的结构为：包括横向移动机构，所述横向移动机构的上方安装纵向运动机构，所述纵向运动机构的上方安装螺杆运动机构。

横向移动机构和纵向运动机构的结构相同，

横向移动机构的具体结构如下：包括间隔设置的导轨，所述导轨上通过滑座安装有移动平台，所述移动平台的底面还固定有丝杆螺母座，所述丝杆螺母座中部穿过滚珠丝杆，滚珠丝杆同时穿过丝杆固定座后在其头部安装手轮；其中一个导轨上安装有夹持器。

螺杆运动机构的结构为：包括上部的旋转机构和下部的升降机构，

升降机构的结构为：包括相对紧固安装有的螺杆导向套和螺母轴承座，所述螺母轴承座内通过螺母用轴承安装螺杆螺母，所述螺杆螺母中部穿入空心螺杆，所述空心螺杆上还同时套至有螺母旋转套，所述空心螺杆上设置有螺杆导向键；

旋转机构的结构为：包括穿过整个升降机构的旋转杆，所述旋转杆的顶部通过旋转杆用轴承安装旋转杆轴承座，所述旋转杆轴承座顶部安装有与旋转杆连通的旋转手柄；所述旋转杆的上部还垂直安装有左螺纹夹紧套和右螺纹夹紧套，所述左螺纹夹紧套内穿入夹紧转杆。

一种耐高静水压精密测量定位装置的安装方法，

第一步：准备一安装平台，将端部运动定位机构和主框架吊装到预定安装位置，调整主框架的水平；

第二步：将对中辅助圆管安装到对接法兰盘上，将垫木按筒帽位置沿圆周方向均匀布置；对中辅助圆管与筒帽的中心孔间隙配合；

第三步：将筒帽起吊至端部运动定位机构的上方，筒帽中心孔与对中辅助圆管基本对准后，筒帽缓慢下降，筒帽中心孔套入对中辅助圆管，最终落位到垫木上；

第四步：端部运动定位机构沿长度、宽度方向与筒帽间存在间隙，用木材、斜木将其塞紧，保证两者间位置不变，然后将对中辅助圆管吊出；

第五步：将中部定位机构安装到筒帽的上部；

第六步：将临时球螺母安装到升降回转杆底部；

第七步：拆除端部运动定位机构与筒帽间的木材或者斜木；中部定位机构的升降油缸启动伸出，控制油缸速度，升降回转杆缓慢上升，对接法兰盘下部的内球面和临时球螺母的外球面接触，升降回转杆继续上升，依靠端部运动定位机构的重量，两者自动对中，直至对接法兰盘与盖板贴合，用螺栓将对接法兰盘固定在盖板上，端部运动定位机构与盖板完成对接；

第八步：拆除临时球螺母，升降油缸回缩到底，测量定位装置整体安装完成；

第九步：将上述已经安装好的测量定位装置吊放至试件安装辅助支架上，准备安装水声设备；

第十步：按工况一：两端的换能器与中间的水听器的声中心在同一水平直线上，安装水声设备；

水听器通过安装杆与中部定位机构的升降回转杆上的万向节相连接；分别启动升降油缸、摆动油缸，将水听器调至预定的高度和角度，并保持不变；

将两个换能器分别通过安装杆，安装到端部运动定位机构的，以水听器的高度和角度为基准，利用激光测距仪等测量设备，通过端部定位机构上的纵向运动机构、横向移动机构、螺杆运动机构，对换能器的高度、角度以及纵向、横向位置进行调节，符合要求后，利用夹紧工具，将两者的位置锁定；

第十一步：将筒帽、测量定位装置、试验设备整体起吊，安装到压力筒筒体上，进行工况一的试验检测；

第十二步：按工况二：两端的换能器位置保持不变，中间的水听器按测试要求升降回转，改变位置；调整水听器的位置，进行工况二的试验检测；

工况一试验检测结束后，两端的换能器位置保持不变，以换能器的位置为基准，调整水听器的高度和角度；

根据位移传感器，角度编码器的反馈信号，通过电控系统(PLC控制)，控制油缸的伸缩量、摆动油缸的旋转角度，将水听器调至规定的高度和角度，并保持不变。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，将测量定位装置安装在压力筒筒帽盖板上、可一次性安装三个水声设备的定位装置，用于水声设备的试验检测，本发明可用来安装、定位、调整与移动三个水声设备的相对位置，可以广泛应用于静水压力试验环境，按照试验所需的位置要求，对三个被测试件进行空间定位，使用灵活。

本发明主要由布置在中心的中部定位机构和布置在其左、右两边的两端定位机构两答部分组成，可以按照试验要求，移动、调整水声设备之间的相互位置。

本发明所述的中部定位机构为外置式结构，具备自动升降回转功能，与压力筒罐口同心，竖直向上固定在筒帽盖板上，常压下工作。该机构由油缸、升降框架、四个立柱导向框架、摆动油缸、联轴器、轴承座、组合密封件、升降回转杆以及万向节等组成。

本发明所述的两端定位机构为内置式，安装在筒帽内，由主框架、安装在主框架两边的两套端部运动定位机构、万向节以及安装在主框架中部的对接框架等构成。通过对接框架上的对接法兰盘与筒帽盖板相连接，整体放置在充满水的压力筒内。

本发明所述的端部运动定位机构，为手动调节机构，具有锁定功能，定位方便。其底部安装有万向节，与水声设备的安装杆相连接，能够带动换能器一起运动。具备升降、回转、水平纵向、水平横向运动的4自由度运动功能。

利用本发明可以根据试验需要，在2种试验工况间进行快速转换：

工况一两端的换能器与中间的水听器的声中心(球心)在同一水平直线上，

工况二两端的换能器位置保持不变，中间的水听器按试验要求升降回转，改变位置。

本发明适用性强，可根据现有压力筒的罐口尺寸，确定定位装置的尺寸；同时，只需对现有的压力筒罐口盖板稍加改造，即可直接应用。无需重新设计、制造新的压力筒，可提高现有压力筒的利用率，减少费用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图(半剖视图)。

图2为本发明测量定位装置的结构示意图。

图3为本发明测量定位装置的爆炸图。

图4为本发明中部定位机构的结构示意图。

图5为本发明中部定位机构的主视图(全剖视图)。

图6为本发明升降框架的结构示意图。

图7为本发明四立柱导向框架的结构示意图。

图8为本发明端部运动定位机构与主框架的安装示意图。

图9为本发明单个端部运动定位机构的结构示意图。

图10为本发明单个端部运动定位机构的爆炸图。

图11为本发明螺杆运动机构的结构示意图。

图12为本发明螺杆运动机构的爆炸图。

图13为本发明安装方法中第一步时的结构示意图。

图14为本发明安装方法中第二步时的结构示意图。

图15为本发明安装方法中第三步时的结构示意图。

图16为本发明安装方法中第四步时的结构示意图。

图17为本发明安装方法中第五步时的结构示意图。

图18为本发明安装方法中第六步时的结构示意图。

图19为本发明安装方法中第七步时的结构示意图。

图20为本发明安装方法中第七步中盖板接法兰盘的安装示意图。

图21为图20的俯视图。

图22为本发明安装方法中第七步中盖板接法兰盘的安装后的结构示意图。

图23为图22的俯视图。

图24为本发明安装方法中第八步的结构示意图。

图25为本发明安装方法中第九步的结构示意图。

图26为本发明安装方法中第十步的结构示意图。

其中：1、测量定位装置；2、一号水声设备；3、二号水声设备；4、三号水声设备；5、压力筒筒体；6、锁紧环；7、筒帽；8、中部定位机构；9、端部运动定位机构；10、主框架；11、支腿；12、盖板；13、对接法兰盘；14、安装平台；15、对中辅助圆管；16、垫木；18、临时球螺母；19、试件安装辅助支架；

801、升降油缸；802、升降框架；803、四立柱导向框架；804、摆动油缸；805、联轴器；806、轴承座；807、组合密封件；808、升降回转杆；809、万向节；

811、框架本体；812、平板；813、加强筋；814、连接柱；815、下层底板；816、支撑件；

901、螺杆运动机构；902、纵向运动机构；903、横向移动机构；

90301、移动平台；90302、滚珠丝杆；90303、丝杆螺母座；90304、丝杆固定座；90305、手轮；90306、滑座；90307、夹持器；90308、导轨；

904、螺杆导向套；905、螺母轴承座；906、螺母用轴承；907、螺杆螺母；908、旋转套；909、螺杆导向键；910、空心螺杆；911、旋转杆；912、夹紧转杆；913、左螺纹夹紧套；914、右螺纹夹紧套；915、旋转杆用轴承；916、旋转杆轴承座；917、旋转手柄。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图12所示，本实施例的耐高静水压精密测量定位装置，包括压力筒筒体5，压力筒筒体5上开有罐口，罐口处安装有筒帽7，筒帽7中心孔位置安装有测量定位装置1，测量定位装置1主要包括外置式的中部定位机构8和内置式的端部运动定位机构9，筒帽7的外部通过锁紧环6与压力筒筒体(5)锁住。

中部定位机构8布置在筒帽7的中心孔位置，与压力筒筒体5的罐口处于同心位置。

中部定位机构8的具体结构为：包括穿过筒帽7中部的盖板12，盖板12的截面成“T”字型结构，盖板12中部设置有凹坑，盖板12的上表面对称安装有升降油缸801，两个升降油缸801之间安装有升降框架802，升降油缸801的输出端与升降框架802的端部外侧连接，升降框架802的内部还安装有四立柱导向框架803，四立柱导向框架803的导柱穿过升降框架802底部并固定在盖板12上表面，升降框架802在升降油缸801的驱动下沿着四立柱导向框架803上下移动；

升降框架802的中部还安装有摆动油缸804，摆动油缸804的输出端通过联轴器805安装升降回转杆808，盖板12的凹坑内安装有轴承座806，轴承座806内通过轴承支撑升降回转杆808，升降回转杆808穿过盖板12底部，并通过组合密封件807密封，在升降回转杆808的底部安装万向节809。

升降框架802焊接成一体式结构，包括四边形的框架本体811，框架本体811的顶部两外端面延伸有水平的平板812，平板812的底部设置有加强筋813，框架本体811的底部四个角处通过连接柱814安装下层底板815，下层底板815的底部向下延伸有支撑件816，框架本体811的底面和下层底板815上同时开有圆孔。

压力筒筒体5的内部还安装有主框架10，主框架10的中部通过四根支腿11安装有对接法兰盘13，对接法兰盘13中部设置有与盖板12配合的圆孔；主框架10的两端分别安装有对称的端部运动定位机构9。

主框架10成长方体结构，通过方管焊接而成。

端部运动定位机构9的结构为：包括横向移动机构903，横向移动机构903的上方安装纵向运动机构902，纵向运动机构902的上方安装螺杆运动机构901。

横向移动机构903和纵向运动机构902的结构相同，

横向移动机构903的具体结构如下：包括间隔设置的导轨90308，导轨90308上通过滑座90306安装有移动平台90301，移动平台90301的底面还固定有丝杆螺母座90303，丝杆螺母座90303中部穿过滚珠丝杆90302，滚珠丝杆90302同时穿过丝杆固定座90304后在其头部安装手轮90305；其中一个导轨90308上安装有夹持器90307。

螺杆运动机构901的结构为：包括上部的旋转机构和下部的升降机构，

升降机构的结构为：包括相对紧固安装有的螺杆导向套904和螺母轴承座905，螺母轴承座905内通过螺母用轴承906安装螺杆螺母907，螺杆螺母907中部穿入空心螺杆910，空心螺杆910上还同时套至有螺母旋转套908，空心螺杆910上设置有螺杆导向键909；

旋转机构的结构为：包括穿过整个升降机构的旋转杆911，旋转杆911的顶部通过旋转杆用轴承915安装旋转杆轴承座916，旋转杆轴承座916顶部安装有与旋转杆911连通的旋转手柄917；旋转杆911的上部还垂直安装有左螺纹夹紧套913和右螺纹夹紧套914，左螺纹夹紧套913内穿入夹紧转杆912。

两端的旋转杆911和升降回转杆808的底部分别安装一号水声设备2、二号水声设备3和三号水声设备4，水声设备可以是换能器或者水听器。

如图13-图26所示，本实施例的耐高静水压精密测量定位装置的安装方法，

第一步：准备一安装平台14，将端部运动定位机构9和主框架10吊装到预定安装位置，调整主框架10的水平；

第二步：将对中辅助圆管15安装到对接法兰盘13上，将垫木16按筒帽7位置沿圆周方向均匀布置；对中辅助圆管15与筒帽7的中心孔间隙配合；

第三步：将筒帽7起吊至端部运动定位机构9的上方，筒帽7中心孔与对中辅助圆管15基本对准后，筒帽7缓慢下降，筒帽7中心孔套入对中辅助圆管15，最终落位到垫木16上；

第四步：端部运动定位机构9沿长度、宽度方向与筒帽7间存在间隙，用木材、斜木将其塞紧，保证两者间位置不变，然后将对中辅助圆管15吊出；

第五步：将中部定位机构8安装到筒帽7的上部；

第六步：将临时球螺母18安装到升降回转杆808底部；

第七步：拆除端部运动定位机构9与筒帽7间的木材或者斜木；中部定位机构8的升降油缸801启动伸出，控制油缸速度，升降回转杆808缓慢上升，对接法兰盘13下部的内球面和临时球螺母18的外球面接触，升降回转杆808继续上升，依靠端部运动定位机构9的重量，两者自动对中，直至对接法兰盘13与盖板12贴合，用螺栓将对接法兰盘13固定在盖板12上，端部运动定位机构9与盖板12完成对接；

第八步：拆除临时球螺母18，升降油缸801回缩到底，测量定位装置1整体安装完成；

第九步：将上述已经安装好的测量定位装置1吊放至试件安装辅助支架19上，准备安装水声设备；

第十步：按工况一：两端的换能器与中间的水听器的声中心在同一水平直线上，安装水声设备；

水听器通过安装杆与中部定位机构8的升降回转杆808上的万向节809相连接；分别启动升降油缸801、摆动油缸804，将水听器调至预定的高度和角度，并保持不变；

将两个换能器分别通过安装杆，安装到端部运动定位机构9的，以水听器的高度和角度为基准，利用激光测距仪等测量设备，通过端部定位机构上的纵向运动机构902、横向移动机构903、螺杆运动机构901，对换能器的高度、角度以及纵向、横向位置进行调节，符合要求后，利用夹紧工具，将两者的位置锁定；

第十一步：将筒帽7、测量定位装置1、试验设备整体起吊，安装到压力筒筒体5上，进行工况一的试验检测；

第十二步：按工况二：两端的换能器位置保持不变，中间的水听器按测试要求升降回转，改变位置；调整水听器的位置，进行工况二的试验检测；

工况一试验检测结束后，两端的换能器位置保持不变，以换能器的位置为基准，调整水听器的高度和角度；

根据位移传感器，角度编码器的反馈信号，通过电控系统(PLC控制)，控制油缸的伸缩量、摆动油缸804的旋转角度，将水听器调至规定的高度和角度，并保持不变。

如图1-图12所示，本发明的具体结构和功能如下：

本发明主要包括布置在中心的中部定位机构8和布置在两边的端部运动定位机构9。

中部定位机构8为外置式结构，安装在筒帽7外，具备自动升降回转功能，与压力筒筒体5的罐口同心，竖直向上固定在盖板12上，常压下工作。升降动作由升降油缸801实现，旋转动作由摆动油缸804实现。

端部运动定位机构9为手动调节机构，具备升降、回转以及在水平面上分别沿纵向、横向运动的四自由度运动功能；具有锁定功能，定位方便。

端部运动定位机构9为内置式结构，安装在筒帽7内，通过对接法兰盘13与盖板12相连接，整体放置在充满水的压力筒筒体5内。

所有的水声设备均通过万向节809与各自的定位机构相连，可以保证水声设备在重力的作用下垂直向下。

如图4和图5所示，中部定位机构8固定在盖板12上端，主要包括升降油缸801、升降框架802、四立柱导向框架803、摆动油缸804、联轴器805、轴承座806、组合密封件807、升降回转杆808以及万向节809、液压泵站、电控系统。其中，液压泵站、电控系统未在图4和图5中显示。

两台升降油缸801的缸体、四立柱导向框架803固定在盖板12上，升降油缸801的活塞杆与升降框架802连接。摆动油缸804、轴承座806固定在升降框架802上。组合密封件807固定在盖板12的底部。

四立柱导向框架803与盖板12组成承载框架，具备足够的强度、刚度和导向功能，能够承受轴向拉、压及水平扭转等载荷。

升降框架802上开有四个的导向孔，开孔位置、尺寸与四立柱导向框架803上的立柱位置、尺寸相同，升降框架802可沿四立柱导向框架803上下移动。

如图4和图5所示，升降回转杆808通过联轴器805与摆动油缸804相连接；通过轴承座806内的两个推力轴承上下约束、被固定在轴承座806内，其所受的轴向力通过轴承座806传递给升降框架802，摆动油缸804不承受轴向力。升降回转杆808下部穿过组合密封件807进入高压罐内，其底部安装有万向节809，与水听器安装杆相连接。

组合密封件807具体结构：主要包括安装法兰、径向、轴向密封环(聚四氟乙烯)和O型圈(丁腈橡胶)。

升降油缸801内置位移传感器，摆动油缸804外置角度编码器。

升降油缸801驱动升降框架802沿四立柱导向框架803上下移动，摆动油缸804驱动升降回转杆808旋转。

液压泵站(图中未画出)：升降油缸801、摆动油缸804带有位移或角度传感器，信号传入PLC控制系统，通过调整比例阀、流量阀的开度，精准控制升降油缸801、摆动油缸804的位移或角度，保证油缸的精确位移及同步，以及摆动油缸804的回转角度。

电控系统(图中未画出)：升降油缸801、摆动油缸804的运行采用PLC控制，以一台工控机为核心元件，配有专门控制软件。操作人员可以通过工控机的程序界面(中文菜单)输入参数、进行试验操作等。

端部运动定位机构9：

端部运动定位机构9固定在盖板12下端，由主框架10、固定在主框架10中间部位的对接框架(即支腿11和对接法兰盘13)、安装在主框架10两边的两套端部运动定位机构9等构成。

主框架10为长方体形状，(俯视投影)外轮廓尺寸小于罐口直径。主框架10由方管焊接而成，上、下表面焊有面板，用于零部件的安装。焊后，主框架10的上、下表面须整体机加工，保证水平度，确保零部件的安装质量。

主框架10的中部安装四个支腿11和一个对接法兰盘13。对接法兰盘13用于连接盖板12，其下部为内球面。

对接法兰盘13与盖板12对接时，利用中部定位机构8的升降回转杆808带动临时球螺母18上升，当临时球螺母18的外球面和对接法兰盘13下部的内球面接触、并继续上升时，依靠两端的端部运动定位机构9的重量，两者自动对中，最终与盖板12贴合。

端部运动定位机构9由纵向运动机构902、横向移动机构903、螺杆运动机构901组成。纵向运动机构902安装在横向移动机构903的上方，螺杆运动机构901安装在纵向运动机构902上。

纵向运动机构902、横向移动机构903设备组成及原理相同。

以横向移动机构903为例：

移动平台90301下方固定有一个丝杆螺母座90303及四个滑座90306，滑座90306定位摆放在导轨90308上。

手轮90305带动滚珠丝杆90302旋转，驱动丝杆螺母座90303带动移动移动平台90301沿导轨90308运动，到位后用夹持器90307夹紧。

螺杆运动机构901由上部旋转机构和下部螺杆升降机构两部分组成。上部旋转机构固定在下部螺杆升降机构的空心螺杆910上。

升降机构：由螺杆导向套904、螺母轴承座905、螺母用轴承906、螺杆螺母907、螺母旋转套908、螺杆导向键909、空心螺杆910等组成。

通过旋转套908旋转螺杆螺母907，空心螺杆910即可上下运动，到位后通过固定在螺母轴承座905上的紧定螺栓将螺杆螺母907夹紧。

旋转机构：由旋转杆911、夹紧转杆912、左螺纹夹紧套913、右螺纹夹紧套914、旋转杆用轴承915、旋转杆轴承座916、旋转手柄917等组成。

旋转机构的旋转杆911插入空心螺杆910中，旋转手柄917转动带动旋转杆911旋转，到位后，夹紧转杆912旋转，带动左螺纹夹紧套913、右螺纹夹紧套914向内运动，将旋转杆911夹紧。

本发明定位功能全、定位可靠、结构简单、安装便捷、维修方便、工况转换快等优点。

同时本发明还具备如下优点：

一)、适用性好，因地制宜：对现有压力筒罐口盖板12稍加改造，即可直接应用。

二)、经济性好，成本低：无需重新设计、制造新的压力筒，极大地提高了现有压力筒的利用率。

三)、效率高：在压力筒外、一次性完成三个水声设备的安装、定位、位置联调等。

四)、定位功能全、定位可靠、结构简单、安装便捷、维修方便、工况转换快。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (8)

1.一种耐高静水压精密测量定位装置，其特征在于：包括压力筒筒体（5），所述压力筒筒体（5）上开有罐口，所述罐口处安装有筒帽（7），所述筒帽（7）中心孔位置安装有测量定位装置（1），所述测量定位装置（1）主要包括外置式的中部定位机构（8）和内置式的端部运动定位机构（9），所述筒帽（7）的外部通过锁紧环（6）与压力筒筒体（5）锁住；所述中部定位机构（8）布置在筒帽（7）的中心孔位置，与压力筒筒体（5）的罐口处于同心位置；所述中部定位机构（8）的具体结构为：包括穿过筒帽（7）中部的盖板（12），所述盖板（12）的截面成“T”字型结构，所述盖板（12）中部设置有凹坑，所述盖板（12）的上表面对称安装有升降油缸（801），两个升降油缸（801）之间安装有升降框架（802），所述升降油缸（801）的输出端与升降框架（802）的端部外侧连接，所述升降框架（802）的内部还安装有四立柱导向框架（803），所述四立柱导向框架（803）的导柱穿过升降框架（802）底部并固定在盖板（12）上表面，升降框架（802）在升降油缸（801）的驱动下沿着四立柱导向框架（803）上下移动；

升降框架（802）的中部还安装有摆动油缸（804），所述摆动油缸（804）的输出端通过联轴器（805）安装升降回转杆（808），所述盖板（12）的凹坑内安装有轴承座（806），所述轴承座（806）内通过轴承支撑升降回转杆（808），所述升降回转杆（808）穿过盖板（12）底部，并通过组合密封件（807）密封，在升降回转杆（808）的底部安装万向节（809）。

2.如权利要求1所述的一种耐高静水压精密测量定位装置，其特征在于：升降框架（802）焊接成一体式结构，包括四边形的框架本体（811），所述框架本体（811）的顶部两外端面延伸有水平的平板（812），所述平板（812）的底部设置有加强筋（813），所述框架本体（811）的底部四个角处通过连接柱（814）安装下层底板（815），下层底板（815）的底部向下延伸有支撑件（816），所述框架本体（811）的底面和下层底板（815）上同时开有圆孔。

3.如权利要求1所述的一种耐高静水压精密测量定位装置，其特征在于：压力筒筒体（5）的内部还安装有主框架（10），所述主框架（10）的中部通过四根支腿（11）安装有对接法兰盘（13），所述对接法兰盘（13）中部设置有与盖板（12）配合的圆孔；所述主框架（10）的两端分别安装有对称的端部运动定位机构（9）。

4.如权利要求3所述的一种耐高静水压精密测量定位装置，其特征在于：主框架（10）成长方体结构，通过方管焊接而成。

5.如权利要求3所述的一种耐高静水压精密测量定位装置，其特征在于：所述端部运动定位机构（9）的结构为：包括横向移动机构（903），所述横向移动机构（903）的上方安装纵向运动机构（902），所述纵向运动机构（902）的上方安装螺杆运动机构（901）。

6.如权利要求5所述的一种耐高静水压精密测量定位装置，其特征在于：横向移动机构（903）和纵向运动机构（902）的结构相同，

横向移动机构（903）的具体结构如下：包括间隔设置的导轨（90308），所述导轨（90308）上通过滑座（90306）安装有移动平台（90301），所述移动平台（90301）的底面还固定有丝杆螺母座（90303），所述丝杆螺母座（90303）中部穿过滚珠丝杆（90302），滚珠丝杆（90302）同时穿过丝杆固定座（90304）后在其头部安装手轮（90305）；其中一个导轨（90308）上安装有夹持器（90307）。

7.如权利要求5所述的一种耐高静水压精密测量定位装置，其特征在于：螺杆运动机构（901）的结构为：包括上部的旋转机构和下部的升降机构，

升降机构的结构为：包括相对紧固安装有的螺杆导向套（904）和螺母轴承座（905），所述螺母轴承座（905）内通过螺母用轴承（906）安装螺杆螺母（907），所述螺杆螺母（907）中部穿入空心螺杆（910），所述空心螺杆（910）上还同时套有螺母旋转套（908），所述空心螺杆（910）上设置有螺杆导向键（909）；

旋转机构的结构为：包括穿过整个升降机构的旋转杆（911），所述旋转杆（911）的顶部通过旋转杆用轴承（915）安装旋转杆轴承座（916），所述旋转杆轴承座（916）顶部安装有与旋转杆（911）连通的旋转手柄（917）；所述旋转杆（911）的上部还垂直安装有左螺纹夹紧套（913）和右螺纹夹紧套（914），所述左螺纹夹紧套（913）内穿入夹紧转杆（912）。

8.一种利用权利要求1所述的耐高静水压精密测量定位装置的安装方法，其特征在于：

第一步：准备一安装平台（14），将端部运动定位机构（9）和主框架（10）吊装到预定安装位置，调整主框架（10）的水平；

第二步：将对中辅助圆管（15）安装到对接法兰盘（13）上，将垫木（16）按筒帽（7）位置沿圆周方向均匀布置；对中辅助圆管（15）与筒帽（7）的中心孔间隙配合；

第三步：将筒帽（7）起吊至端部运动定位机构（9）的上方，筒帽（7）中心孔与对中辅助圆管（15）基本对准后，筒帽（7）缓慢下降，筒帽（7）中心孔套入对中辅助圆管（15），最终落位到垫木（16）上；

第四步：端部运动定位机构（9）沿长度、宽度方向与筒帽（7）间存在间隙，用木材、斜木将其塞紧，保证两者间位置不变，然后将对中辅助圆管（15）吊出；

第五步：将中部定位机构（8）安装到筒帽（7）的上部；

第六步：将临时球螺母（18）安装到升降回转杆（808）底部；

第七步：拆除端部运动定位机构（9）与筒帽（7）间的木材或者斜木；中部定位机构（8）的升降油缸（801）启动伸出，控制油缸速度，升降回转杆（808）缓慢上升，对接法兰盘（13）下部的内球面和临时球螺母（18）的外球面接触，升降回转杆（808）继续上升，依靠端部运动定位机构（9）的重量，两者自动对中，直至对接法兰盘（13）与盖板（12）贴合，用螺栓将对接法兰盘（13）固定在盖板（12）上，端部运动定位机构（9）与盖板（12）完成对接；

第八步：拆除临时球螺母（18），升降油缸（801）回缩到底，测量定位装置（1）整体安装完成；

第九步：将上述已经安装好的测量定位装置（1）吊放至试件安装辅助支架（19）上，准备安装水声设备；

第十步：按工况一：两端的换能器与中间的水听器的声中心在同一水平直线上，安装水声设备；

水听器通过安装杆与中部定位机构（8）的升降回转杆（808）上的万向节（809）相连接；分别启动升降油缸（801）、摆动油缸（804），将水听器调至预定的高度和角度，并保持不变；

将两个换能器分别通过安装杆，安装到端部运动定位机构（9）上，以水听器的高度和角度为基准，利用激光测距仪测量设备，通过端部定位机构上的纵向运动机构（902）、横向移动机构（903）、螺杆运动机构（901），对换能器的高度、角度以及纵向、横向位置进行调节，符合要求后，利用夹紧工具，将两者的位置锁定；

第十一步：将筒帽（7）、测量定位装置（1）、试验设备整体起吊，安装到压力筒筒体（5）上，进行工况一的试验检测；

第十二步： 按工况二： 两端的换能器位置保持不变，中间的水听器按测试要求升降回转，改变位置；调整水听器的位置，进行工况二的试验检测；

工况一试验检测结束后，两端的换能器位置保持不变，以换能器的位置为基准，调整水听器的高度和角度；

根据位移传感器，角度编码器的反馈信号，通过电控系统PLC控制，控制油缸的伸缩量、摆动油缸的旋转角度，将水听器调至规定的高度和角度，并保持不变。

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