CN112539913A - 一种用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，包括与扇形叶栅试验件相连的寻心坐标位移机构、旋转坐标位移机构、径向坐标位移机构和轴向坐标位移机构；测试探针固定在轴向坐标位移机构上，轴向坐标位移机构带着测试探针进行横向往复直线移动；径向坐标位移机构滑块的移动带着轴向坐标位移机构进行纵向往复直线移动；旋转坐标位移机构带着径向坐标位移机构进行圆周方向的往复旋转运动；寻心坐标位移机构带着旋转坐标位移机构进行纵向往复直线移动。本发明各个部分的相互配合可以以较低的成本和简单的操作获得扇形叶栅内部流场结构和气动性能，为今后扇形叶栅流场测量方式积累经验，并具有重要的理论意义和现实应用价值。

Description

一种用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构

技术领域

本发明涉及叶轮机械技术领域，具体而言，尤其涉及一种用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构。

背景技术

针对燃气轮机的实验研究多是以平面叶栅为主，其能够方便、快捷地研究超、跨声速叶栅中的一些基本的研究现象，但受到二维流动的限制，不能完整展现出叶轮机械内部流场的强三维流动特性。整级实验虽然可以得到较全面的三维流动，但其测试困难、试验成本高。而对比平面叶栅和整级实验的优缺点，扇形叶栅实验既可以较好地测量流场的三维流动特性，又可以反映出叶轮机械真实叶栅的流动情况，同时还节约实验成本，具有广泛的应用。

在进行扇形叶栅实验的过程中，需要利用测试探针对叶栅进出口流场的气动参数进行测量，而常用的坐标位移机构不能够较为完整方便的对流场进行测量，因此设计带有旋转和寻心坐标位移机构的坐标位移机构能够方便快捷准确的对扇形叶栅流场进行测量是十分必要的。

发明内容

根据上述提出的在进行扇形叶栅实验的过程中，需要利用测试探针对叶栅进出口流场的气动参数进行测量，而常用的坐标位移机构不能够较为完整方便的对流场进行测量的技术问题，而提供一种用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构。本发明主要通过各个部分的相互配合可以以较低的成本和简单的操作获得扇形叶栅内部流场结构和气动性能，为今后扇形叶栅流场测量方式积累经验，并具有重要的理论意义和现实应用价值；设计的坐标位移机构具有很强的通用性，不用像现有设计技术需要针对每一套试验件进行设计一套特定的位移机构，同时本发明操作系统简单方便，带有反馈装置，能够避免实验过程中，由于操作不当，造成测试探针的碰撞。

本发明采用的技术手段如下：

一种用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，包括：与扇形叶栅试验件相连的寻心坐标位移机构、旋转坐标位移机构、径向坐标位移机构和轴向坐标位移机构；

测试探针固定在所述轴向坐标位移机构上设置的轴向坐标位移机构滑块上，通过所述轴向坐标位移机构滑块的移动使所述测试探针进行横向往复直线移动；

所述轴向坐标位移机构固定于所述径向坐标位移机构上设置的的径向坐标位移机构滑块上，通过所述径向坐标位移机构滑块的移动使所述轴向坐标位移机构带着所述测试探针进行纵向往复直线移动；

所述径向坐标位移机构固定于所述旋转坐标位移机构上设置的旋转坐标位移机构转盘上，通过所述旋转坐标位移机构转盘的旋转使所述径向坐标位移机构带着所述轴向坐标位移机构和所述测试探针进行圆周方向的往复旋转运动；

所述旋转坐标位移机构固定于所述寻心坐标位移机构上设置的寻心坐标位移机构滑块上，通过所述寻心坐标位移机构滑块的移动使所述旋转坐标位移机构带着所述径向坐标位移机构、所述轴向坐标位移机构和所述测试探针进行纵向往复直线移动。

进一步地，所述寻心坐标位移机构由寻心坐标位移机构底座、并列间隔固定在寻心坐标位移机构底座两侧的寻心坐标位移机构导轨Ⅰ和寻心坐标位移机构导轨Ⅱ、设置在寻心坐标位移机构底座两端的寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ和寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ、寻心坐标位移机构丝杠、寻心坐标位移机构滑块、寻心坐标位移机构电机固定座和安装在寻心坐标位移机构电机固定座上的寻心坐标位移机构电机组成；

所述寻心坐标位移机构底座的一端设有寻心坐标位移机构固定位置孔，所述寻心坐标位移机构固定位置孔内配合连接有螺栓，通过螺栓将所述寻心坐标位移机构底座固定在所述扇形叶栅试验件的扇形叶栅试验件下栅板上；

所述寻心坐标位移机构丝杠的两端分别与所述寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ和所述寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ相连，且穿出所述寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ的一端与所述寻心坐标位移机构电机的电机轴相连；

所述寻心坐标位移机构滑块中部开设的贯穿通孔与所述寻心坐标位移机构丝杠配合连接，两侧分别与所述寻心坐标位移机构导轨Ⅰ和所述寻心坐标位移机构导轨Ⅱ相连，并在所述寻心坐标位移机构导轨Ⅰ和所述寻心坐标位移机构导轨Ⅱ进行移动；

通过所述寻心坐标位移机构电机驱动所述寻心坐标位移机构丝杠转动，进而带动所述寻心坐标位移机构滑块带着所述旋转坐标位移机构、所述径向坐标位移机构、所述轴向坐标位移机构和所述测试探针进行纵向往复直线移动。

进一步地，固定底座通过螺钉与所述寻心坐标位移机构电机固定座连接，对所述寻心坐标位移机构电机固定座起到固定作用；所述固定底座通过固定底座螺栓和固定底座螺母的配合连接，进行固定的同时还可进行高度调整。

进一步地，所述旋转坐标位移机构由旋转坐标位移机构电机和与旋转坐标位移机构电机相连的旋转坐标位移机构转盘组成，所述旋转坐标位移机构电机和所述旋转坐标位移机构转盘均安装在所述寻心坐标位移机构滑块上，所述径向坐标位移机构固定在所述旋转坐标位移机构转盘上；

所述旋转坐标位移机构转盘在所述旋转坐标位移机构电机的驱动下进行旋转，进而带着所述径向坐标位移机构、所述轴向坐标位移机构和所述测试探针进行圆周方向的往复旋转运动。

进一步地，通过所述寻心坐标位移机构滑块的上下移动，配合所述旋转坐标位移机构电机的带动下，使所述测试探针进行旋转，当所述测试探针与扇形叶栅试验件下栅板的距离均匀时，则所述旋转坐标位移机构转盘的中心位于所述扇形叶栅试验件下栅板的扇形弧圆心，从而完成寻心调整。

进一步地，所述径向坐标位移机构由固定在旋转坐标位移机构转盘上的径向坐标位移机构底座、并列间隔固定在径向坐标位移机构底座上的径向坐标位移机构导轨Ⅰ和径向坐标位移机构导轨Ⅱ、置于径向坐标位移机构底座两端的径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ和径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ、径向坐标位移机构丝杠、径向坐标位移机构滑块、径向坐标位移机构电机固定座和安装在径向坐标位移机构电机固定座上的径向坐标位移机构电机组成；

所述径向坐标位移机构底座通过螺钉固定在所述旋转坐标位移机构转盘上，并随着所述旋转坐标位移机构转盘的旋转进行旋转；

所述径向坐标位移机构丝杠的两端分别与所述径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ和所述径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ相连，且穿出所述径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ的一端与所述径向坐标位移机构电机的电机轴相连；

所述径向坐标位移机构滑块中部开设的通孔与所述径向坐标位移机构丝杠配合连接，两侧分别与所述径向坐标位移机构导轨Ⅰ和所述径向坐标位移机构导轨Ⅱ相连，并在所述径向坐标位移机构导轨Ⅰ和所述径向坐标位移机构导轨Ⅱ上进行移动；

通过所述径向坐标位移机构电机带动所述径向坐标位移机构丝杠转动，进而带动所述径向坐标位移机构滑块带着所述轴向坐标位移机构和所述测试探针进行纵向往复直线移动。

进一步地，所述轴向坐标位移机构由固定在径向坐标位移机构滑块上的轴向坐标位移机构底座、并列间隔固定在轴向坐标位移机构底座上的轴向坐标位移机构导轨Ⅰ和轴向坐标位移机构导轨Ⅱ、置于轴向坐标位移机构底座两端的轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ和轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ、轴向坐标位移机构丝杠、轴向坐标位移机构滑块和轴向坐标位移机构电机固定座和安装在轴向坐标位移机构电机固定座上的轴向坐标位移机构电机组成；

轴向坐标位移机构丝杠的两端分别与所述轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ和所述轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ相连，且穿出所述轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ的一端与轴向坐标位移机构电机的电机轴连接；

所述轴向坐标位移机构滑块中部开设的通孔与所述轴向坐标位移机构丝杠配合连接，两侧分别与所述轴向坐标位移机构导轨Ⅰ和所述轴向坐标位移机构导轨Ⅱ相连，并在所述轴向坐标位移机构导轨Ⅰ和所述轴向坐标位移机构导轨Ⅱ上进行移动；

通过所述轴向坐标位移机构电机带动所述轴向坐标位移机构丝杠转动，进而带动所述轴向坐标位移机构滑块带着所述测试探针进行纵向往复直线移动。

进一步地，所述轴向坐标位移机构滑块上固定连接有探针固定块底座，所述探针固定块底座跟随所述轴向坐标位移机构滑块进行移动；

探针固定块Ⅰ通过探针固定螺栓固定在所述探针固定块底座上，探针固定块Ⅱ与所述探针固定块Ⅰ间通过探针夹紧螺栓Ⅰ和探针夹紧螺栓Ⅱ相连，所述测试探针插入到所述探针固定块Ⅱ与所述探针固定块Ⅰ间，并通过所述探针夹紧螺栓Ⅰ和所述探针夹紧螺栓Ⅱ固定加紧。

进一步地，所述轴向坐标位移机构底座为L形折弯结构，其纵向折弯部位固定在径向坐标位移机构滑块上，横向折弯部位上沿其横向长度方向上开设有一定长度的探针移动缝，测试探针插入到所述探针移动缝中并穿出，并在所述探针移动缝内进行移动；

所述测试探针通过气动管连接有信号转换器，所述信号转换器与计算机相连，将所述测试探针测得的压力信号转化为电信号，并将电信号传输给计算机。

进一步地，还包括探针碰壁保护反馈系统，所述探针碰壁保护反馈系统由直流电源和电信号传感器组成；

所述测试探针和所述扇形叶栅试验件分别与所述直流电源的阳极和阴极相连，所述扇形叶栅试验件和所述测试探针均为金属导电材质，具有良好的导电性，在所述扇形叶栅试验件上连接有所述电信号传感器，所述电信号传感器与计算机相连；

在试验测试过程中，当所述测试探针接触到所述扇形叶栅试验件时，电路连通，所述电信号传感器将检测到的电信号反馈给计算机，计算机将立即发出暂停测试信号，各位移机构均暂停，起到保护所述测试探针的作用。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，各个部分的相互配合可以以较低的成本和简单的操作获得扇形叶栅内部流场结构和气动性能，为今后扇形叶栅流场测量方式积累经验，并具有重要的理论意义和现实应用价值。

2、本发明提供的用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，设计的坐标位移机构具有很强的通用性，不用像现有设计技术需要针对每一套试验件进行设计一套特定的位移机构，同时本发明操作系统简单方便，带有反馈装置，能够避免实验过程中，由于操作不当，造成测试探针的碰撞。

3、本发明提供的用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，能够精确调整测试探针沿轴向位置，可以通过远程计算机控制，在测试过程中进行不同轴向位置气动参数的测量。

4、本发明提供的用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，通过固定底座螺栓结构能够使测试机构与测试试验件固定的更为牢固，减小了测试过程中由于结构不稳定造成的测试误差。

5、本发明提供的用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，还具有探针碰壁保护反馈系统，对探针起到保护作用。

综上，应用本发明的技术方案能够解决现有技术中的在进行扇形叶栅实验的过程中，需要利用测试探针对叶栅进出口流场的气动参数进行测量，而常用的坐标位移机构不能够较为完整方便的对流场进行测量的问题。

基于上述理由本发明可在扇形叶栅实验等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明坐标位移机构整体示意图。

图2为本发明坐标位移机构局部示意图。

图3为本发明坐标位移机构局部示意图。

图4为本发明固定底座结构示意图。

图5为本发明工作原理图。

图中：1、扇形叶栅试验件；2、寻心坐标位移机构底座；3、寻心坐标位移机构导轨Ⅰ；4、旋转坐标位移机构电机；5、径向坐标位移机构底座；6、寻心坐标位移机构丝杠；7、寻心坐标位移机构电机；8、固定底座螺栓；9、扇形叶栅试验件下栅板；10、测试探针；11、轴向坐标位移机构滑块；12、轴向坐标位移机构电机固定座；13、径向坐标位移机构电机；14、寻心坐标位移机构导轨Ⅱ；15、固定底座；16、寻心坐标位移机构固定位置孔；17、寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ；18、寻心坐标位移机构滑块；19、旋转坐标位移机构转盘；20、径向坐标位移机构导轨Ⅰ；21、径向坐标位移机构丝杠；22、寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ；23、径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ；24、径向坐标位移机构滑块；25、轴向坐标位移机构底座；26、探针固定块底座；27、径向坐标位移机构导轨Ⅱ；28、径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ；29、径向坐标位移机构电机固定座；30、寻心坐标位移机构电机固定座；31、探针固定螺栓；32、探针固定块Ⅰ；33、探针夹紧螺栓Ⅰ；34、探针夹紧螺栓Ⅱ；35、轴向坐标位移机构导轨Ⅰ；36、探针移动缝；37、轴向坐标位移机构电机；38、探针固定块Ⅱ；39、寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ；40、轴向坐标位移机构丝杠；41、轴向坐标位移机构导轨Ⅱ；42、轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ；43、固定底座螺母。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图所示，本发明提供了一种用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，包括：与扇形叶栅试验件1相连的寻心坐标位移机构、旋转坐标位移机构、径向坐标位移机构和轴向坐标位移机构。

测试探针10固定在所述轴向坐标位移机构上设置的轴向坐标位移机构滑块11上，通过所述轴向坐标位移机构滑块11的移动使所述测试探针10进行横向往复直线移动。

所述轴向坐标位移机构固定于所述径向坐标位移机构上设置的的径向坐标位移机构滑块24上，通过所述径向坐标位移机构滑块24的移动使所述轴向坐标位移机构带着所述测试探针10进行纵向往复直线移动。

所述径向坐标位移机构固定于所述旋转坐标位移机构上设置的旋转坐标位移机构转盘19上，通过所述旋转坐标位移机构转盘19的旋转使所述径向坐标位移机构带着所述轴向坐标位移机构和所述测试探针10进行圆周方向的往复旋转运动。

所述旋转坐标位移机构固定于所述寻心坐标位移机构上设置的寻心坐标位移机构滑块18上，通过所述寻心坐标位移机构滑块18的移动使所述旋转坐标位移机构带着所述径向坐标位移机构、所述轴向坐标位移机构和所述测试探针10进行纵向往复直线移动。

优选的，所述寻心坐标位移机构由寻心坐标位移机构底座2、并列间隔固定在寻心坐标位移机构底座2两侧的寻心坐标位移机构导轨Ⅰ3和寻心坐标位移机构导轨Ⅱ14、设置在寻心坐标位移机构底座2两端的寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ17和寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ22、寻心坐标位移机构丝杠6、寻心坐标位移机构滑块18、寻心坐标位移机构电机固定座30和安装在寻心坐标位移机构电机固定座30上的寻心坐标位移机构电机7组成；所述寻心坐标位移机构底座2的一端设有寻心坐标位移机构固定位置孔16，所述寻心坐标位移机构固定位置孔16内配合连接有螺栓，通过螺栓将所述寻心坐标位移机构底座2固定在所述扇形叶栅试验件1的扇形叶栅试验件下栅板9上；所述寻心坐标位移机构丝杠6的两端分别与所述寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ17和所述寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ22相连，且穿出所述寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ22的一端与所述寻心坐标位移机构电机7的电机轴相连；所述寻心坐标位移机构滑块18中部开设的贯穿通孔与所述寻心坐标位移机构丝杠6配合连接，两侧分别与所述寻心坐标位移机构导轨Ⅰ3和所述寻心坐标位移机构导轨Ⅱ14相连，并在所述寻心坐标位移机构导轨Ⅰ3和所述寻心坐标位移机构导轨Ⅱ14进行移动；通过所述寻心坐标位移机构电机7驱动所述寻心坐标位移机构丝杠6转动，进而带动所述寻心坐标位移机构滑块18带着所述旋转坐标位移机构、所述径向坐标位移机构、所述轴向坐标位移机构和所述测试探针10进行纵向往复直线移动。

优选的，固定底座15通过螺钉与所述寻心坐标位移机构电机固定座30连接，对所述寻心坐标位移机构电机固定座30起到固定作用；所述固定底座15通过固定底座螺栓8和固定底座螺母43的配合连接，进行固定的同时还可进行高度调整。

优选的，所述旋转坐标位移机构由旋转坐标位移机构电机4和与旋转坐标位移机构电机4相连的旋转坐标位移机构转盘19组成，所述旋转坐标位移机构电机4和所述旋转坐标位移机构转盘19均安装在所述寻心坐标位移机构滑块18上，所述径向坐标位移机构固定在所述旋转坐标位移机构转盘19上；所述旋转坐标位移机构转盘19在所述旋转坐标位移机构电机4的驱动下进行旋转，进而带着所述径向坐标位移机构、所述轴向坐标位移机构和所述测试探针10进行圆周方向的往复旋转运动。

优选的，通过所述寻心坐标位移机构滑块18的上下移动，配合所述旋转坐标位移机构电机4的带动下，使所述测试探针10进行旋转，当所述测试探针10与扇形叶栅试验件下栅板9的距离均匀时，则所述旋转坐标位移机构转盘19的中心位于所述扇形叶栅试验件下栅板9的扇形弧圆心，从而完成寻心调整。

优选的，所述径向坐标位移机构由固定在旋转坐标位移机构转盘19上的径向坐标位移机构底座5、并列间隔固定在径向坐标位移机构底座5上的径向坐标位移机构导轨Ⅰ20和径向坐标位移机构导轨Ⅱ27、置于径向坐标位移机构底座5两端的径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ23和径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ28、径向坐标位移机构丝杠21、径向坐标位移机构滑块24、径向坐标位移机构电机固定座29和安装在径向坐标位移机构电机固定座29上的径向坐标位移机构电机13组成；所述径向坐标位移机构底座5通过螺钉固定在所述旋转坐标位移机构转盘19上，并随着所述旋转坐标位移机构转盘19的旋转进行旋转；所述径向坐标位移机构丝杠21的两端分别与所述径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ23和所述径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ28相连，且穿出所述径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ28的一端与所述径向坐标位移机构电机13的电机轴相连；所述径向坐标位移机构滑块24中部开设的通孔与所述径向坐标位移机构丝杠21配合连接，两侧分别与所述径向坐标位移机构导轨Ⅰ20和所述径向坐标位移机构导轨Ⅱ27相连，并在所述径向坐标位移机构导轨Ⅰ20和所述径向坐标位移机构导轨Ⅱ27上进行移动；通过所述径向坐标位移机构电机13带动所述径向坐标位移机构丝杠21转动，进而带动所述径向坐标位移机构滑块24带着所述轴向坐标位移机构和所述测试探针10进行纵向往复直线移动。

优选的，所述轴向坐标位移机构由固定在径向坐标位移机构滑块24上的轴向坐标位移机构底座25、并列间隔固定在轴向坐标位移机构底座25上的轴向坐标位移机构导轨Ⅰ35和轴向坐标位移机构导轨Ⅱ41、置于轴向坐标位移机构底座25两端的轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ39和轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ42、轴向坐标位移机构丝杠40、轴向坐标位移机构滑块11和轴向坐标位移机构电机固定座12和安装在轴向坐标位移机构电机固定座12上的轴向坐标位移机构电机37组成；轴向坐标位移机构丝杠40的两端分别与所述轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ39和所述轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ42相连，且穿出所述轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ42的一端与轴向坐标位移机构电机37的电机轴连接；所述轴向坐标位移机构滑块11中部开设的通孔与所述轴向坐标位移机构丝杠40配合连接，两侧分别与所述轴向坐标位移机构导轨Ⅰ35和所述轴向坐标位移机构导轨Ⅱ41相连，并在所述轴向坐标位移机构导轨Ⅰ35和所述轴向坐标位移机构导轨Ⅱ41上进行移动；通过所述轴向坐标位移机构电机37带动所述轴向坐标位移机构丝杠40转动，进而带动所述轴向坐标位移机构滑块11带着所述测试探针10进行纵向往复直线移动。

优选的，所述轴向坐标位移机构滑块11上固定连接有探针固定块底座26，所述探针固定块底座26跟随所述轴向坐标位移机构滑块11进行移动；探针固定块Ⅰ32通过探针固定螺栓31固定在所述探针固定块底座26上，探针固定块Ⅱ38与所述探针固定块Ⅰ32间通过探针夹紧螺栓Ⅰ33和探针夹紧螺栓Ⅱ34相连，所述测试探针10插入到所述探针固定块Ⅱ38与所述探针固定块Ⅰ32间，并通过所述探针夹紧螺栓Ⅰ33和所述探针夹紧螺栓Ⅱ34固定加紧。

实施例1

如图1，图2所示，一种用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，包括：寻心坐标位移机构，旋转坐标位移机构，径向坐标位移机构，轴向坐标位移机构。还包括探针碰壁保护反馈系统。

寻心坐标位移机构由寻心坐标位移机构底座2、寻心坐标位移机构导轨Ⅰ3、寻心坐标位移机构导轨Ⅱ14、寻心坐标位移机构丝杠6、寻心坐标位移机构电机7、寻心坐标位移机构固定位置孔16、寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ17、寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ22、寻心坐标位移机构滑块18和寻心坐标位移机构电机固定座30组成。

寻心坐标位移机构导轨Ⅰ3和寻心坐标位移机构导轨Ⅱ14通过螺栓固定在寻心坐标位移机构底座2上；寻心坐标位移机构丝杠6与寻心坐标位移机构电机7连接，并通过寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ17和寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ22固定在寻心坐标位移机构底座2上；寻心坐标位移机构滑块18安装在寻心坐标位移机构丝杠6、寻心坐标位移机构导轨Ⅰ3和寻心坐标位移机构导轨Ⅱ14上，通过电机带动丝杠转动进而带动寻心坐标位移机构滑块18移动。

旋转坐标位移机构由旋转坐标位移机构电机4和旋转坐标位移机构转盘19组成；旋转坐标位移机构电机4和旋转坐标位移机构转盘19安装在寻心坐标位移机构滑块18上；旋转坐标位移机构转盘19能够在旋转坐标位移机构电机4的带动下进行旋转。

径向坐标位移机构由径向坐标位移机构底座5、径向坐标位移机构导轨Ⅰ20、径向坐标位移机构导轨Ⅱ27、径向坐标位移机构丝杠21、径向坐标位移机构电机13、径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ23、径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ28、径向坐标位移机构滑块24和径向坐标位移机构电机固定座29组成。

径向坐标位移机构底座5通过螺钉固定在旋转坐标位移机构转盘19上，并可以随着旋转坐标位移机构转盘19的旋转进行旋转。

径向坐标位移机构导轨Ⅰ20和径向坐标位移机构导轨Ⅱ27通过螺栓固定在径向坐标位移机构底座5上；径向坐标位移机构丝杠21与径向坐标位移机构电机13连接，并通过径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ23和径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ28固定在径向坐标位移机构底座5上；径向坐标位移机构滑块24安装在径向坐标位移机构丝杠21、径向坐标位移机构导轨Ⅰ20和径向坐标位移机构导轨Ⅱ27上，通过电机带动丝杠转动进而带动径向坐标位移机构滑块24移动。

如图3所示，轴向坐标位移机构由轴向坐标位移机构底座25、轴向坐标位移机构导轨Ⅰ35、轴向坐标位移机构导轨Ⅱ41、轴向坐标位移机构丝杠40、轴向坐标位移机构电机37、轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ39、轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ42、轴向坐标位移机构滑块11和轴向坐标位移机构电机固定座12组成。

轴向坐标位移机构导轨Ⅰ35和轴向坐标位移机构导轨Ⅱ41通过螺栓固定在轴向坐标位移机构底座25上；轴向坐标位移机构丝杠40与轴向坐标位移机构电机37连接，并通过轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ39和轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ42固定在轴向坐标位移机构底座25上；轴向坐标位移机构滑块11安装在轴向坐标位移机构丝杠40、轴向坐标位移机构导轨Ⅰ35和轴向坐标位移机构导轨Ⅱ41上，通过电机带动丝杠转动进而带动轴向坐标位移机构滑块11移动。

如图3所示，探针固定块底座26通过螺钉固定在轴向坐标位移机构滑块11上，并跟着轴向坐标位移机构滑块11移动；探针固定块Ⅰ32通过探针固定螺栓31固定在探针固定块底座26上，探针固定块Ⅱ38与探针固定块Ⅰ32间通过探针夹紧螺栓Ⅰ33和探针夹紧螺栓Ⅱ34相连，测试探针10通过探针夹紧螺栓Ⅰ33和探针夹紧螺栓Ⅱ34固定加紧。

通过寻心坐标位移机构滑块18上下移动，配合旋转坐标位移机构电机4的带动下进行旋转，观察测试探针10距离扇形叶栅试验件下栅板9距离均匀，则代表此时旋转坐标位移机构转盘19中心位于扇形叶栅试验件下栅板9扇形弧圆心，完成寻心调整。

轴向坐标位移机构底座25为L形折弯结构，其纵向折弯部位固定在径向坐标位移机构滑块24上，横向折弯部位上沿其横向长度方向上开设有探针移动缝36，测试探针10插入到探针移动缝36中并穿出，并在探针移动缝36内进行移动。测试探针10通过气动管连接有信号转换器，信号转换器与计算机相连，将测试探针10测得的压力信号转化为电信号，并将电信号传输给计算机。

如图4所示，固定底座15通过螺钉与寻心坐标位移机构电机固定座30连接，对寻心坐标位移机构电机固定座30起到固定作用；固定底座15通过固定底座螺栓8和固定底座螺母43配合，可进行高度调整与固定。

探针碰壁保护反馈系统由直流电源和电信号传感器组成；测试探针10和扇形叶栅试验件1分别与直流电源的阳极和阴极相连，扇形叶栅试验件1和测试探针10均为金属导电材质，具有良好的导电性，在扇形叶栅试验件1上接有电信号传感器(型号为JBLGK-1AW电流电压采集器)，电信号传感器与计算机相连；在试验测试过程中，当测试探针10接触到扇形叶栅试验件1时，电路连通，电信号传感器将检测到的电信号反馈给计算机，计算机将立即发出暂停测试信号，各位移机构均暂停，起到保护测试探针10的作用。

本发明的工作原理：

如图5所示，在进行扇形叶栅实验的过程中，需要利用坐标位移机构带动气动探针对叶栅出口流场结构进行测量；气动探针由探针固定块Ⅰ32和探针固定块Ⅱ38上连接的螺栓夹紧固定，探针固定块Ⅰ32通过探针固定螺栓31固定在探针固定块底座26上。利用计算机分别控制寻心坐标位移机构、旋转坐标位移机构、轴向坐标位移机构和径向坐标位移机构上的电机转动，实现各坐标位移机构滑块的移动，从而带动测试探针10在轴向、径向和叶高方向移动，测试探针10测得的压力信号通过信号转换器转换成电信号后传输给计算机，进行数据处理。测试探针10和扇形叶栅试验件1分别与直流电源的阳极和阴极相连，扇形叶栅试验件1和测试探针10均为金属导电材质，具有良好的导电性，在扇形叶栅试验件1上接有电信号传感器，在试验测试过程中，如果测试探针接触到扇形叶栅试验件1，电路连通，电信号传感器将检测到的电信号反馈给计算机，计算机将立即发出暂停测试信号，各位移机构均暂停，起到保护测试探针10的作用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，其特征在于，包括：与扇形叶栅试验件(1)相连的寻心坐标位移机构、旋转坐标位移机构、径向坐标位移机构和轴向坐标位移机构；

测试探针(10)固定在所述轴向坐标位移机构上设置的轴向坐标位移机构滑块(11)上，通过所述轴向坐标位移机构滑块(11)的移动使所述测试探针(10)进行横向往复直线移动；

所述轴向坐标位移机构固定于所述径向坐标位移机构上设置的的径向坐标位移机构滑块(24)上，通过所述径向坐标位移机构滑块(24)的移动使所述轴向坐标位移机构带着所述测试探针(10)进行纵向往复直线移动；

所述径向坐标位移机构固定于所述旋转坐标位移机构上设置的旋转坐标位移机构转盘(19)上，通过所述旋转坐标位移机构转盘(19)的旋转使所述径向坐标位移机构带着所述轴向坐标位移机构和所述测试探针(10)进行圆周方向的往复旋转运动；

所述旋转坐标位移机构固定于所述寻心坐标位移机构上设置的寻心坐标位移机构滑块(18)上，通过所述寻心坐标位移机构滑块(18)的移动使所述旋转坐标位移机构带着所述径向坐标位移机构、所述轴向坐标位移机构和所述测试探针(10)进行纵向往复直线移动。

2.根据权利要求1所述的用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，其特征在于，所述寻心坐标位移机构由寻心坐标位移机构底座(2)、并列间隔固定在寻心坐标位移机构底座(2)两侧的寻心坐标位移机构导轨Ⅰ(3)和寻心坐标位移机构导轨Ⅱ(14)、设置在寻心坐标位移机构底座(2)两端的寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ(17)和寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ(22)、寻心坐标位移机构丝杠(6)、寻心坐标位移机构滑块(18)、寻心坐标位移机构电机固定座(30)和安装在寻心坐标位移机构电机固定座(30)上的寻心坐标位移机构电机(7)组成；

所述寻心坐标位移机构底座(2)的一端设有寻心坐标位移机构固定位置孔(16)，所述寻心坐标位移机构固定位置孔(16)内配合连接有螺栓，通过螺栓将所述寻心坐标位移机构底座(2)固定在所述扇形叶栅试验件(1)的扇形叶栅试验件下栅板(9)上；

所述寻心坐标位移机构丝杠(6)的两端分别与所述寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ(17)和所述寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ(22)相连，且穿出所述寻心坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ(22)的一端与所述寻心坐标位移机构电机(7)的电机轴相连；

所述寻心坐标位移机构滑块(18)中部开设的贯穿通孔与所述寻心坐标位移机构丝杠(6)配合连接，两侧分别与所述寻心坐标位移机构导轨Ⅰ(3)和所述寻心坐标位移机构导轨Ⅱ(14)相连，并在所述寻心坐标位移机构导轨Ⅰ(3)和所述寻心坐标位移机构导轨Ⅱ(14)进行移动；

通过所述寻心坐标位移机构电机(7)驱动所述寻心坐标位移机构丝杠(6)转动，进而带动所述寻心坐标位移机构滑块(18)带着所述旋转坐标位移机构、所述径向坐标位移机构、所述轴向坐标位移机构和所述测试探针(10)进行纵向往复直线移动。

3.根据权利要求2所述的用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，其特征在于，固定底座(15)通过螺钉与所述寻心坐标位移机构电机固定座(30)连接，对所述寻心坐标位移机构电机固定座(30)起到固定作用；所述固定底座(15)通过固定底座螺栓(8)和固定底座螺母(43)的配合连接，进行固定的同时还可进行高度调整。

4.根据权利要求1或2所述的用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，其特征在于，所述旋转坐标位移机构由旋转坐标位移机构电机(4)和与旋转坐标位移机构电机(4)相连的旋转坐标位移机构转盘(19)组成，所述旋转坐标位移机构电机(4)和所述旋转坐标位移机构转盘(19)均安装在所述寻心坐标位移机构滑块(18)上，所述径向坐标位移机构固定在所述旋转坐标位移机构转盘(19)上；

所述旋转坐标位移机构转盘(19)在所述旋转坐标位移机构电机(4)的驱动下进行旋转，进而带着所述径向坐标位移机构、所述轴向坐标位移机构和所述测试探针(10)进行圆周方向的往复旋转运动。

5.根据权利要求4所述的用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，其特征在于，通过所述寻心坐标位移机构滑块(18)的上下移动，配合所述旋转坐标位移机构电机(4)的带动下，使所述测试探针(10)进行旋转，当所述测试探针(10)与扇形叶栅试验件下栅板(9)的距离均匀时，则所述旋转坐标位移机构转盘(19)的中心位于所述扇形叶栅试验件下栅板(9)的扇形弧圆心，从而完成寻心调整。

6.根据权利要求1所述的用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，其特征在于，所述径向坐标位移机构由固定在旋转坐标位移机构转盘(19)上的径向坐标位移机构底座(5)、并列间隔固定在径向坐标位移机构底座(5)上的径向坐标位移机构导轨Ⅰ(20)和径向坐标位移机构导轨Ⅱ(27)、置于径向坐标位移机构底座(5)两端的径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ(23)和径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ(28)、径向坐标位移机构丝杠(21)、径向坐标位移机构滑块(24)、径向坐标位移机构电机固定座(29)和安装在径向坐标位移机构电机固定座(29)上的径向坐标位移机构电机(13)组成；

所述径向坐标位移机构底座(5)通过螺钉固定在所述旋转坐标位移机构转盘(19)上，并随着所述旋转坐标位移机构转盘(19)的旋转进行旋转；

所述径向坐标位移机构丝杠(21)的两端分别与所述径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ(23)和所述径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ(28)相连，且穿出所述径向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ(28)的一端与所述径向坐标位移机构电机(13)的电机轴相连；

所述径向坐标位移机构滑块(24)中部开设的通孔与所述径向坐标位移机构丝杠(21)配合连接，两侧分别与所述径向坐标位移机构导轨Ⅰ(20)和所述径向坐标位移机构导轨Ⅱ(27)相连，并在所述径向坐标位移机构导轨Ⅰ(20)和所述径向坐标位移机构导轨Ⅱ(27)上进行移动；

通过所述径向坐标位移机构电机(13)带动所述径向坐标位移机构丝杠(21)转动，进而带动所述径向坐标位移机构滑块(24)带着所述轴向坐标位移机构和所述测试探针(10)进行纵向往复直线移动。

7.根据权利要求1所述的用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，其特征在于，所述轴向坐标位移机构由固定在径向坐标位移机构滑块(24)上的轴向坐标位移机构底座(25)、并列间隔固定在轴向坐标位移机构底座(25)上的轴向坐标位移机构导轨Ⅰ(35)和轴向坐标位移机构导轨Ⅱ(41)、置于轴向坐标位移机构底座(25)两端的轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ(39)和轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ(42)、轴向坐标位移机构丝杠(40)、轴向坐标位移机构滑块(11)和轴向坐标位移机构电机固定座(12)和安装在轴向坐标位移机构电机固定座(12)上的轴向坐标位移机构电机(37)组成；

轴向坐标位移机构丝杠(40)的两端分别与所述轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅰ(39)和所述轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ(42)相连，且穿出所述轴向坐标位移机构丝杠固定座Ⅱ(42)的一端与轴向坐标位移机构电机(37)的电机轴连接；

所述轴向坐标位移机构滑块(11)中部开设的通孔与所述轴向坐标位移机构丝杠(40)配合连接，两侧分别与所述轴向坐标位移机构导轨Ⅰ(35)和所述轴向坐标位移机构导轨Ⅱ(41)相连，并在所述轴向坐标位移机构导轨Ⅰ(35)和所述轴向坐标位移机构导轨Ⅱ(41)上进行移动；

通过所述轴向坐标位移机构电机(37)带动所述轴向坐标位移机构丝杠(40)转动，进而带动所述轴向坐标位移机构滑块(11)带着所述测试探针(10)进行纵向往复直线移动。

8.根据权利要求1或7所述的用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，其特征在于，所述轴向坐标位移机构滑块(11)上固定连接有探针固定块底座(26)，所述探针固定块底座(26)跟随所述轴向坐标位移机构滑块(11)进行移动；

探针固定块Ⅰ(32)通过探针固定螺栓(31)固定在所述探针固定块底座(26)上，探针固定块Ⅱ(38)与所述探针固定块Ⅰ(32)间通过探针夹紧螺栓Ⅰ(33)和探针夹紧螺栓Ⅱ(34)相连，所述测试探针(10)插入到所述探针固定块Ⅱ(38)与所述探针固定块Ⅰ(32)间，并通过所述探针夹紧螺栓Ⅰ(33)和所述探针夹紧螺栓Ⅱ(34)固定加紧。

9.根据权利要求7所述的用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，其特征在于，所述轴向坐标位移机构底座(25)为L形折弯结构，其纵向折弯部位固定在径向坐标位移机构滑块(24)上，横向折弯部位上沿其横向长度方向上开设有探针移动缝(36)，测试探针(10)插入到所述探针移动缝(36)中并穿出，并在所述探针移动缝(36)内进行移动；

所述测试探针(10)通过气动管连接有信号转换器，所述信号转换器与计算机相连，将所述测试探针(10)测得的压力信号转化为电信号，并将电信号传输给计算机。

10.根据权利要求1所述的用于扇形叶栅实验流场测试的坐标位移机构，其特征在于，还包括探针碰壁保护反馈系统，所述探针碰壁保护反馈系统由直流电源和电信号传感器组成；

所述测试探针(10)和所述扇形叶栅试验件(1)分别与所述直流电源的阳极和阴极相连，所述扇形叶栅试验件(1)和所述测试探针(10)均为金属导电材质，具有良好的导电性，在所述扇形叶栅试验件(1)上连接有所述电信号传感器，所述电信号传感器与计算机相连；

在试验测试过程中，当所述测试探针(10)接触到所述扇形叶栅试验件(1)时，电路连通，所述电信号传感器将检测到的电信号反馈给计算机，计算机将立即发出暂停测试信号，各位移机构均暂停，起到保护所述测试探针(10)的作用。

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