CN111351419A - 一种水动力学试验中轨道平直度测量的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水动力学领域，更具体地，涉及一种水动力学试验中轨道平直度测量的装置。该装置包括支架，装夹单元、平整度测量单元和直线度测量单元。测量时，装置装夹在待测量轨道上，调节第一升降机构使得测量杆的底端与待测量轨道一侧凹槽中的水平面接触，记录第一测量仪的数值，调节第二升降机构，使得水平测量绳出现在第二测量仪的测量域内，记录第二测量仪的数值，并移动装置在待测量轨道上的位置多次测量，对所有测量结果拟合获得轨道的平整度和直线度。通过本发明，实现水动力学试验中轨道平整度和直线度的测量，实现简单快捷的测量，测量成本低。
Description
技术领域
本发明属于水动力学领域，更具体地，涉及一种水动力学试验中轨道平直度测量的装置。
背景技术
水动力学试验中，在水池的两侧设置有轨道，拖车承载着模型沿两侧的轨道运动。试验中需要模型和水流之间发生匀速相对运动，通常是将模型固定在拖车上，拖车在轨道上匀速行驶带动模型，与水产生相对运动。试验需要保证拖车运动速度的准确性与平稳性，轨道拥有较好的平整度和直线度则是拖车匀速运动最重要的保障，通常其误差需要满足≤0.1mm/m，整根轨道的误差也应控制在0.3mm以内。轨道使用一定时间后需要重新检测，判断其是否符合误差要求，若不符合要求需将轨道偏差较大测点进行调整并重新测量直至符合要求为止。
现有的测量方式中，大多采用光学的测量方式分别对轨道的平整度和直线度进行测量，一方面测量成本高昂，另一方面测量方法复杂，不能实现随时随刻的即时测量，因此，亟需一种测量方式简单，测量成本低的测量装置测量水动力学试验中轨道的平整度和直线度。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种水动力学试验中轨道平直度测量的装置，通过对其关键组件平整度测量单元和直线度测量单元的结构设计，实现水动力学试验中轨道平整度和直线度的测量，实现简单快捷的测量，测量成本低。
为实现上述目的，按照本发明，提供了一种水动力学试验中轨道平直度测量的装置，该测量装置包括支架，装夹单元、平整度测量单元和直线度测量单元，其中：
所述装夹单元设置在所支架中心，用于将所述装置装夹在待测量轨道上；所述平整度测量单元和直线度测量单元设置在所述支架上；所述平整度测量单元包括测量杆、第一升降机构和第一测量仪，所述测量杆设置在所述第一测量仪的下方，所述第一升降机构用于调节所述测量杆的高度，所述第一测量仪用于获取待测量轨道上表面的相对高度；所述直线测量单元包括水平测量绳、第二升降机构和第二测量仪，所述水平测量绳平行于待测量轨道的侧面，用于衡量待测量轨道一侧的直线度，所述第二升降机构用于调节所述第二测量仪的上下位置，所述第二测量仪用于获取所述水平测量绳的相对位置；
测量时，所述装置装夹在待测量轨道上，调节所述第一升降机构使得所述测量杆的底端与待测量轨道一侧凹槽中的水平面接触，读取所述第一测量仪的数值并记录，调节所述第二升降机构，使得所述水平测量绳出现在所述第二测量仪的测量域内，读取所述第二测量仪的数值并记录，移动所述装置在所述待测量轨道上的位置，获得不同位置处平整度测量单元测量获得的相对高度值以及直线度测量单元测量获得的相对水平位置值，分别对不同位置处的相对高度值和相对水平位置值进行拟合，以此获得待测量轨道的平整度和直线度。
进一步优选地，所述第一测量仪为千分表。
进一步优选地，所述第二测量仪为带刻度的直筒放大镜。
进一步优选地，所述第一升降机构中设置有带转盘的螺纹杆，通过转动螺纹杆的转盘带动测量杆高度方向的移动。
进一步优选地，所述第二升降机构包括齿轮传动模块和带转盘的螺纹杆，在齿轮传动模块的作用下，通过转动螺纹杆的转盘带动第二测量仪上下移动。
进一步优选地，待测量轨道的两侧设置有凹槽，凹槽中设置有水。
进一步优选地，所述平整度测量单元和直线度测量单元分布在所述支架的两侧，关于待测量轨道对称。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1、本发明通过平整测量单元和直线度测量单元分别测量轨道的相对高度和水平测量绳的相对水平位置，通过对不同位置处的测量值进行拟合，以此获得轨道的平整度和直线度，测量过程中采用测量的相对值进行衡量，降低测量过程中的测量以及装配误差；
2、本发明提供的测量装置结构简单，整体布局巧妙，可同时实现轨道两侧的直线度的测量，测量方法简单可行，耗时短，测量成本低，节约成本。
附图说明
图1是按照本发明的优选实施例所构建的水动力学试验中轨道平直度测量的装置的立体结构示意图；
图2是按照本发明的优选实施例所构建的水动力学试验中轨道平直度测量的装置的主视图；
图3是按照本发明的优选实施例所构建的水动力学试验中轨道平直度测量的装置测量获得的数据拟合结果示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-待测量轨道，2-装夹单元，3-支架，4-第一测量仪，5-第一升降机构，6-测量杆，7-凹槽，8-带转动盘的螺纹杆，9-齿轮传动模块，10-第二测量仪，11-水平测量绳。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1和2所示，一种水动力学试验中轨道平直度测量的装置，包括装夹单元2、支架3、平整度测量单元和直线度测量单元，平整度单元包括第一测量仪4、第一升降机构5和测量杆6，直线度测量单元包括带转动盘的螺纹杆8、齿轮传动模块9、第二测量仪10和水平测量绳11，第一测量仪 4、第一升降机构5、测量杆6、带转动盘的螺纹杆8、齿轮传动模块9、第二测量仪10和水平测量绳11装置以测量轨道为中心左右呈对称位置安放布置；使用第一测量仪4对轨道不同测点垂向位置坐标进行读数，以完成轨道平整度的测量，并通过第二测量仪10对轨道上不同测点水平位置坐标进行读数，以完成轨道直线度的测量。
待测量轨道的两侧设置有凹槽7，将两侧凹槽7连通并灌满水，以其水面作为轨道垂向位置测量的基准平面。
对于平整度测量单元，旋转第一升降机构5可调节测量杆6高低，测量杆6锥形端头恰好触碰凹槽水面时，读取第一测量仪4数值可作为该测点轨道垂向位置测量值。
对于直线度测量单元，旋转带转动盘的螺纹杆8的转动盘可带动齿轮传动模块9上下微幅运动，与齿轮传动模块9连接的第二测量仪10可读取水平测量绳11所在位置的刻度值，作为该测点轨道水平位置测量值。
装夹单元2与待测量轨道1紧密贴合，测量时通过旋转螺栓夹紧，完成一个测点测量后，松开螺栓将装夹单元移至下一测点进行测量；待测量轨道上一测点完成其垂直位置和水平位置测量后，松开装夹单元2，将本测量装置沿着轨道移动一段距离，进行下一测点的测量。
在本实施例中，第一测量仪采用千分表，第二测量仪采用带刻度的第二测量仪，水平测量绳采用的钢丝绳，但第一测量仪、第二测量仪和水平测量绳的实现方式不仅限于本发明中的实现方式。
下面将具体介绍采用本装置如何实现轨道平整度和直线度测量的过程。
轨道两侧凹槽7在轨道末端连通，在凹槽内灌满水后围绕待测量轨道形成一等高水面，将此等高水面用作轨道平整度测量的基准面；调节第一升降机构5带动测量杆6上下微幅运动，使测量杆6锥形端头恰好触碰凹槽7 内等高水面，读取此时第一测量仪4数值，作为此测点轨道垂向位置测量值，测量时需依次对轨道左右两侧高度进行测量并记录数据，可记轨道两侧此测点高度值分别为z1、z2。
旋转带转动盘的螺纹杆8上的转动盘，螺纹杆转动过程中通过其攻丝带动齿轮传动模块9上下微幅运动，测量轨道直线度时测量人员需单眼瞄准第二测量仪10，一手旋转水平螺纹杆上转盘8，调节放大镜位置，直至水平测量绳11出现在放大镜刻度内，读取此时钢丝绳对应刻度作为此测点轨道水平方向测量值，测量时需依次对轨道左右两侧进行水平位置测量并记录数据，可记录此时轨道左右两侧读数为y1、y2。
完成轨道上一测点垂直位置和水平位置测量后，松开装夹单元2，将本测量装置沿着轨道移动一段距离，进行下一测点的测量；轨道上所有测点的测量完成后，如图3所示，记录数据，并对测量数据进行线性拟合，分析轨道直线度和平整度。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种水动力学试验中轨道平直度测量的装置，其特征在于，该装置包括支架(3)，装夹单元(2)、平整度测量单元和直线度测量单元，其中，
所述装夹单元(2)设置在所支架(3)中心，用于将所述装置装夹在待测量轨道上；所述平整度测量单元和直线度测量单元设置在所述支架上；所述平整度测量单元包括测量杆(6)、第一升降机构(5)和第一测量仪(4)，所述测量杆(6)设置在所述第一测量仪的下方，所述第一升降机构(5)用于调节所述测量杆的高度，所述第一测量仪(4)用于获取待测量轨道上表面的相对高度；所述直线测量单元包括水平测量绳(11)、第二升降机构和第二测量仪(10)，所述水平测量绳(11)平行于待测量轨道的侧面，用于衡量待测量轨道一侧的直线度，所述第二升降机构用于调节所述第二测量仪的上下位置，所述第二测量仪(10)用于获取所述水平测量绳的相对位置；
测量时，所述装置装夹在待测量轨道(1)上，调节所述第一升降机构(5)使得所述测量杆(6)的底端与待测量轨道(1)一侧凹槽中的水平面接触，读取所述第一测量仪(4)的数值并记录，调节所述第二升降机构，使得所述水平测量绳(11)出现在所述第二测量仪(10)的测量域内，读取所述第二测量仪(10)的数值并记录，移动所述装置在所述待测量轨道上的位置，获得不同位置处平整度测量单元测量获得的相对高度值以及直线度测量单元测量获得的相对水平位置值，分别对不同位置处的相对高度值和相对水平位置值进行拟合，以此获得待测量轨道的平整度和直线度。
2.如权利要求1所述的一种水动力学试验中轨道平直度测量的装置，其特征在于，所述第一测量仪(4)为千分表。
3.如权利要求1所述的一种水动力学试验中轨道平直度测量的装置，其特征在于，所述第二测量仪(10)为带刻度的直筒放大镜。
4.如权利要求1所述的一种水动力学试验中轨道平直度测量的装置，其特征在于，所述第一升降机构(5)中设置有带转盘的螺纹杆，通过转动螺纹杆的转盘带动测量杆高度方向的移动。
5.如权利要求1所述的一种水动力学试验中轨道平直度测量的装置，其特征在于，所述第二升降机构包括齿轮传动模块(9)和带转盘的螺纹杆(8)，在齿轮传动模块(9)的作用下，通过转动螺纹杆的转盘带动第二测量仪上下移动。
6.如权利要求1所述的一种水动力学试验中轨道平直度测量的装置，其特征在于，待测量轨道(1)的两侧设置有凹槽，凹槽中设置有水。
7.如权利要求1所述的一种水动力学试验中轨道平直度测量的装置，其特征在于，所述平整度测量单元和直线度测量单元分布在所述支架(3)的两侧，关于待测量轨道对称。
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