CN113720574A - 一种风洞试验姿态测量系统的保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风洞试验测量技术领域，尤其涉及一种风洞试验姿态测量系统的保护装置。该保护装置包括支架、连接板和两个保护部，两个保护部通过连接板安装在支架上，每个保护部包括相机框座、镜头框座和后盖，三者连接后形成容纳工业相机的密封腔，工业相机通过镜头框座内的光学玻璃进行图像采集，通过调整镜头框座能够实现光学玻璃与镜头之间的距离，适应焦距的调整。两个保护部均能够相对连接板在水平面上进行角度调整，以达到最好的成像效果，密封空间能够使工业相机保持在常压空气中工作，提高工业相机的使用寿命。

Description

一种风洞试验姿态测量系统的保护装置

技术领域

本发明涉及风洞试验测量技术领域，尤其涉及一种风洞试验姿态测量系统的保护装置。

背景技术

风洞试验中常采用风洞试验姿态测量系统来进行姿态测量，目前，风洞试验姿态测量系统多是采用两台工业相机作为采集部来实现测量，工业相机属于精密电子产品，在风洞试验姿态测时多处于高温、高压、真空的工作环境中，易发生损坏，降低风洞试验姿态测量系统的使用寿命，增加试验成本。

此外，根据试验需要，有时需要调整风洞试验姿态测量系统的测量角度，现有技术中一般都需要重新布置和固定工业相机，增加试验难度，降低试验效率。

目前，现有技术中尚未发现一种能够满足风洞试验姿态测量要求的风洞试验姿态测量系统的保护装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种适用于风洞试验姿态测量系统的保护装置，解决现有技术存在的至少一个问题。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明提供了一种风洞试验姿态测量系统的保护装置，包括：

支架；

连接板，设置在支架上，用于安装保护部，在连接板上间隔设有两个弧形滑孔；以及

两个保护部，在左右方向上间隔安装在连接板，每个保护部与连接板有两处连接，其中一处是通过转动轴可转动连接，另一处是通过调节螺钉穿过弧形滑孔与保护部螺纹连接，弧形滑孔的弧心位于转动轴的轴线上，当调节螺钉未锁紧时，保护部能够在水平面上绕转动轴在弧形滑孔的限定范围内转动；

保护部包括相机框座、镜头框座和后盖，在镜头框座内设有垂直镜头框座轴线的光学玻璃，镜头框座与相机框座的前端螺纹连接，后盖与相机框座的后端可拆卸连接，在镜头框座、相机框座和后盖之间的连接处均设有密封圈，后盖上设有用于穿设网线和电池线的线孔，线孔处采用真空泥密封，镜头框座、相机框座和后盖之间形成容纳工业相机的密封腔；

密封腔在前后方向上的尺寸大于工业相机前后方向上的尺寸。

优选地，相机框座内还设有辅助框，辅助框包括固定框部和至少一个垂直固定框部的延伸部，固定框部套设在工业相机上，延伸部向后延伸至后盖或伸出后盖，延伸部伸出后盖时与所后盖之间设有密封，移动延伸端能够带动工业相机相对相机框座同步移动。

优选地，辅助框还包括固定片，固定片上设有连接螺钉，连接螺钉能够与工业相机螺纹连接。

优选地，延伸部为螺杆，且数量为两个，两个螺杆平行且左右方向上间隔设置，两个螺杆伸出后盖后分别与螺母螺纹连接，在螺母与后盖之间设有密封结构。

优选地，在相机框座的每个壁板上设有至少两个限位螺钉，且两个限位螺钉在前后方向上间隔设置，每个限位螺钉的一端能够插入相机框座抵在工业相机上，通过旋转限位螺钉能够调整其伸入相机框座的深度，限位螺钉与相机框座之间设有密封圈。

优选地，镜头框座与相机框座通过延长圈连接，延长圈的一端与相机框座螺纹连接，另一端与镜头框座螺纹连接，延长圈的与相机框座和镜头框座的连接处均设有密封圈。

优选地，光学玻璃为K光学玻璃；和/或

相机框座、镜头框座和后盖均采用金属材料，用于电磁屏蔽。

优选地，光学玻璃的内侧设有玻璃密封圈，外侧设有玻璃压圈，在光学玻璃和玻璃压圈之间还设有缓冲垫圈。

优选地，支架包括竖直固定板、水平支撑板和伸缩杆，水平支撑板和竖直固定板之间可转动连接，伸缩杆的固定端与竖直固定板连接，伸缩端与水平支撑板连接，伸缩杆伸缩能够带动水平支撑板相对竖直固定板转动；

连接板与水平支撑板连接。

优选地，连接板通过位移结构与水平支撑板连接；

位移结构包括左右位移滑轨、前后位移滑轨和中间板，前后位移滑轨设置在中间板与水平支撑板之间，中间板通过前后位移滑轨能够相对水平支撑板前后滑动，前后位移滑轨还设有前后锁止螺钉，通过旋紧前后锁止螺钉限制中间板相对水平支撑板前后滑动；

左右位移滑轨设置在连接板和中间板之间，连接板通过左右位移滑轨能够相对中间板左右滑动，左右位移滑轨还设有左右锁止螺钉，通过旋紧左右锁止螺钉限制连接板相对中间板左右滑动。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的风洞试验姿态测量系统的保护装置，包括支架、连接板和两个保护部，两个保护部通过连接板安装在支架上，每个保护部包括相机框座、镜头框座和后盖，三者连接后形成容纳工业相机的密封腔，工业相机通过镜头框座内的光学玻璃进行图像采集，通过调整镜头框座能够实现光学玻璃与镜头之间的距离，适应焦距的调整。两个保护部均能够相对连接板在水平面上进行角度调整，以达到最好的成像效果，密封空间能够使工业相机保持在常压空气中工作，提高工业相机的使用寿命。

附图说明

本发明附图仅为说明目的提供，图中各部件的比例与数量不一定与实际产品一致。

图1是本发明实施例中一种风洞试验姿态测量系统的保护装置俯视结构示意图；

图2是图1的A-A剖视示意图(图中工业相机和辅助框未进行剖切)；

图3是图1中两个保护部在水平面上调整角度后的结构示意图；

图4是本发明实施例中一种辅助框的俯视结构示意图；

图5是图4中辅助框的左视结构示意图；

图6是图2中支架的结构示意图。

图中：1：支架；11:竖直固定板；12：水平支撑板；13：伸缩杆；14：位移结构；141：左右位移滑轨；142：前后位移滑轨；143：中间板；144：左右锁止螺钉；145：前后锁止螺钉；

2：连接板；21：弧形滑孔；

3：保护部；31：相机框座；32：镜头框座；321：光学玻璃；322：玻璃密封圈；323：玻璃压圈；324：缓冲垫圈；33：后盖；34：延长圈；35：辅助框；351：固定框部；352：延伸部；353：固定片；354：连接螺钉；36：锁紧螺钉；

4：转动轴；5：调节螺钉；6:限位螺钉；7：工业相机。

具体实施方式

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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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的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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1～图3所示，本发明实施例提供的风洞试验姿态测量系统的保护装置，在本实施例中风洞试验姿态测量系统由两个工业相机7组成。保护装置包括支架1、连接板2和两个保护部3。连接板2设置在支架1上，支架1用于实现保护装置及保护装置内的工业相机7的安装固定。两个保护部3在左右方向间隔安装在连接板2。其中，在连接板2上间隔设有两个弧形滑孔21，每个保护部3与连接板2有两处连接，其中一处是通过转动轴4实现可转动连接，另一处是通过调节螺钉5穿过弧形滑孔21与保护部3螺纹连接。弧形滑孔21的弧心位于转动轴4的轴线上，当需要调整保护部3在水平面上的角度时，旋松调节螺钉(即调节螺钉5处于未锁紧状态)，保护部3能够在水平面上绕转动轴4在弧形滑孔21的限定范围内转动。优选地，在弧形滑孔21处设有角度刻度线，以便能够更精确的进行角度调节。需要说明的是，转动轴4只要能够实现保护部3相对连接板2的转动即可，在此不作限定，本领域技术人员可以根据需要选用现有结构，例如，一种转动轴4结构，销轴一端通过轴承与连接板2连接，另一端与保护部3连接。又一种转动轴4结构为螺栓，其一端与连接板2相对固定，另一端与保护部3螺纹连接，通过调节保护部3相对螺栓旋转，实现保护部3在小范围内转动调节。

参见图2所示，保护部3包括相机框座31、镜头框座32和后盖33，在镜头框座32内设有垂直镜头框座32的轴线的光学玻璃321，镜头框座32与相机框座31之间螺纹连接，不但方便拆卸并且在一定程度可以调节光学玻璃321与镜头之间的距离，适应镜头焦距的调整。后盖33与相机框座31的另一端可拆卸连接，方便放置和取出要保护的工业相机7。相机框座31与镜头框座32和后盖33连接后形成密封腔，密封腔前后方向上尺寸(光学玻璃321至后盖33之间的尺寸)大于该方向上工业相机的尺寸(工业相机由镜头端面至工业相机尾部的尺寸)，以保证镜头与光学玻璃321之间能够具有合适的距离，并能够适应焦距的调整。需要说明的是，镜头与光学玻璃321之间的距离以能够满足其采集需要为准，为本领域技术人员公知的技术，可以根据需要进行调整即可。

在镜头框座32、相机框座31和后盖33之间的连接处均设有密封圈，后盖33上设有用于穿设网线和电池线的线孔(图中未示出)，线孔处采用真空泥密封，使镜头框座32、相机框座31和后盖33之间形成容纳工业相机7的密封腔。在密封时保留密封腔内的常压空气，使其内的工业相机7始终处理于常压工作环境中。

后盖33可以通过螺纹结构与相机框座31螺纹连接，也可以能过锁紧螺钉36与相机框座31锁紧固定。优选地，本实施例中采用锁紧螺钉36固定，减少网线、电源线等对后盖33安装的干扰。

使用时，将工业相机7放置在相机框座31内，镜头框座32螺纹连接到相机框座31，调整后工业相机7的镜头与光学玻璃321之间的距离，将后盖33安装在相机框座31，网线、电源线等线从线孔内穿过，采用真空泥对线孔进行密封，当需要调整焦距时，可以根据需要对镜头框座32进行调整，使光学玻璃321与工业相机7的镜头之间距离发生相应的变化，满足对焦成像的需要。在需要调整工业相机7在水平面上的角度时，参见图3所示，通过调整调节螺钉5，使保护部3整体绕转动轴4转动，满足角度调整需要。该保护装置能够使工业相机7在常压空气中工作，且能够在定范围内适应焦距的变化，以及满足工业相机7在水平面上角度的调整，使风洞试验姿态测量系统在一个安全的环境中达到最佳的成像效果，提高使用寿命。

为了方便安放和取出工业相机7，在一些优选实施方式中，参见图2、图4和图5所示，在相机框座31内还设有辅助框35，辅助框35包括固定框部351和至少一个垂直固定框部351的延伸部352，固定框部351套设在工业相机7上，延伸部352向后盖33方向延伸至后盖33附近(打开后盖33后能够伸手拉到延伸部352即可)或伸出后盖33。若延伸部352伸出后盖33，则在延伸部352与所后盖33之间进行密封(例如，设置密封圈、密封帽或者采用真空泥密封)，移动延伸端352能够带动工业相机7相对相机框座31同步移动。

为了使辅助框35与工业相机7较好的实现同步移动，在一些优选实施方式中，参见图1-图5所示，辅助框35还包括固定片353，固定片353上设有连接螺钉354，连接螺钉354能够与工业相机7螺纹连接。优选地，该连接螺钉354直接与工业相机7预留的用于连接三角架的底部螺纹孔连接。

在一个实施方式中，参见图1、图3、图4和图5所示，延伸部352为螺杆，且数量为两个，两个螺杆平行且在左右方向上间隔设置，两个螺杆伸出后盖33后分别与螺母螺纹连接，在螺母与后盖33之间设有密封结构，该密封结构可以密封圈，或者轴向双螺母加双密封圈等密封结构，能够实现气体密封即可，在此不作限定。

为了使工业相机7的镜头与光学玻璃321保持平行，以保证良好的聚集成像效果，在优选实施方式中，参见图1-图3图示，在相机框座31的每个壁板上设有至少两个限位螺钉6，且两个限位螺钉6在前后方向上间隔设置，每个限位螺钉6的一端能够插入相机框座31抵在工业相机7上，通过旋转限位螺钉6能够调整其伸入相机框座31的深度，从而调整工业相机7的平直度，保证工业相机7的镜头端面与光学玻璃321平行。当然，也可以对相应的限位螺钉6进行调整纠正加工误差对成像效果的影响，限位螺钉6与相机框座31之间设有密封圈，保证密封。需要说明是，限位螺钉6处的密封采用现有技术的密封即可，在此不作限定。

为了避免电磁辐射对测量系统的影响，优选地，相机框座31、镜头框座32和后盖33均采用金属材料，实现电磁屏蔽。需要说明的是，金属材料可以根据屏蔽需要自行选择材料，能够实现电磁屏蔽即可。采用金属材料时，强度一般可以达到抗高压的目的，优选地厚度在4mm以上为佳，例如，5mm、6mm、7.5mm等。在其他一些实施方式中，也可以采用在保护部3的外侧包裹电磁屏蔽材料。

在一优选实施方式中，光学玻璃321为K9光学玻璃。

在一些实施方式中，光学玻璃321的内侧设有玻璃密封圈322，外侧设有玻璃压圈323，在光学玻璃321和玻璃压圈323之间还设有缓冲垫圈324，在实现对光学玻璃321的密封固定的情况下，在与工业相机7的镜头接触时能够有一定的缓冲，起到保护镜头的作用，避免移动或操作失误时因碰撞损坏工业相机7的镜头。需要说明的是，此处的玻璃密封圈322是指用于密封光学玻璃321处的密封圈，并非是限定其为玻璃材材质，使用常规密封圈即，在此不作限定。同样，玻璃压圈322与镜头框座32连接，用于限定光学玻璃321的位置，并非是限定其材质为玻璃，例如其可以为304不锈钢等材质。缓冲圈324可以采用橡胶圈等软质材料。

为了适用较大焦距的调整，在一些优选实施方式中，参见图1～图3所示，镜头框座32与相机框座31通过延长圈34连接，延长圈34的一端为外螺纹与相机框座31螺纹连接，另一端为内螺纹与镜头框座32螺纹连接，延长圈34的与相机框座31和镜头框座32的连接处均设有密封圈。需要说明的，此处延长圈34是内螺纹与镜头框座32连接是基于镜头框座32为外螺纹的基础上进行的选择，并非是对螺纹结构的限定，若镜头框座32的连接处是内螺纹，则延长圈34则采用外螺纹与镜头框座32螺纹连接。在其他一些实施中，也可以沿轴向设置多个延长圈，以达到更精细更大范围的距离调节，各个延长圈34之间采用螺纹连接。

为了方便对工业相机7进行俯仰角度调节，参见图2和图6所示，支架1包括竖直固定板11、水平支撑板12和伸缩杆13，水平支撑板12和竖直固定板11之间可转动连接(例如铰接、转轴连接等)，伸缩杆13的固定端与竖直固定板11连接，伸缩端与水平支撑板12连接，伸缩杆13伸缩能够带动水平支撑板12相对竖直固定板11转动，连接板2与水平支撑板12连接，使保护部3和其内的工业相机7与水平支撑板12同步运动，实现工业相机7的俯仰角度调节。伸缩杆13优选采用电动伸缩杆。

为了进一步对工业相机测量位置进行调整，参见图2和图6所示，优选地，连接板2通过位移结构14与水平支撑板12连接。其中，位移结构14包括左右位移滑轨141、前后位移滑轨142和中间板143，前后位移滑轨142设置在中间板143与水平支撑板12之间，中间板143通过前后位移滑轨142能够相对水平支撑板12前后滑动。优选地，前后位移滑轨142还设有前后锁止螺钉145，通过旋紧前后锁止螺钉15限制中间板143相对水平支撑板12前后滑动，以达到更稳定的位置固定。

左右位移滑轨141设置在连接板2和中间板143之间，连接板2通过左右位移滑轨141能够相对中间板143左右滑动。优选地，左右位移滑轨141还设有左右锁止螺钉144，通过旋紧左右锁止螺钉144限制连接板2相对中间板143左右滑动，以达到更稳定的位置固定。

需要说明的是，左右位移滑轨141和前后位移滑轨142均采用现有滑轨结构即可，例如，由滑块和轨道组成的滑轨，滑块和轨道分别相对滑动的两个件连接，滑块与轨道相配合。锁止螺钉穿过滑块或轨道的一个且与其螺纹配合，能够抵在另一个部件上，通过调节锁止螺钉的插入深度，可以实现相对滑动和锁止两种状态的切换。

还值得说明的是，连接板2和中间板143之间可以仅设置一个左右位移滑轨141，也可以间隔设置两个甚至更多个左右位移滑轨141，能够稳定支撑和移动即可，优选地，参见图2和图6所示，采用两个平行且间隔设置的左右位移滑轨141。同样，在中间板143和水平支撑板12之间可以仅设置一个前后位移滑轨142，也可以隔设置两个甚至更多个前后位移滑轨142，优选地，采用两个平行且间隔设置的前后位移滑轨142(图2和图6中所示方向不能看到两个平行间隔设置的前后位移滑轨142，其结构和布置可以参考图2和图6中的左右位移滑轨141，两者的区别在于布置的方向不同)。本实施方式中，风洞试验姿态测量系统可以较好实现前后左右方向的位置调节。

最后应说明的是：以上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：并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，不存在方案冲突的情况下，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

此外，在不脱离本发明的范围的情况下，对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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精神和范围。

Claims (10)

1.一种风洞试验姿态测量系统的保护装置，其特征在于，包括：

支架；

连接板，设置在所述支架上，用于安装保护部，在所述连接板上间隔设有两个弧形滑孔；以及

两个保护部，在左右方向上间隔安装在所述连接板，每个所述保护部与所述连接板有两处连接，其中一处是通过转动轴可转动连接，另一处是通过调节螺钉穿过所述弧形滑孔与所述保护部螺纹连接，所述弧形滑孔的弧心位于所述转动轴的轴线上，当所述调节螺钉未锁紧时，所述保护部能够在水平面上绕所述转动轴在所述弧形滑孔的限定范围内转动；

所述保护部包括相机框座、镜头框座和后盖，在所述镜头框座内设有垂直所述镜头框座轴线的光学玻璃，所述镜头框座与所述相机框座的前端螺纹连接，所述后盖与所述相机框座的后端可拆卸连接，在所述镜头框座、所述相机框座和所述后盖之间的连接处均设有密封圈，所述后盖上设有用于穿设网线和电池线的线孔，所述线孔处采用真空泥密封，所述镜头框座、所述相机框座和所述后盖之间形成容纳工业相机的密封腔；

所述密封腔在前后方向上的尺寸大于所述工业相机前后方向上的尺寸。

2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于：所述相机框座内还设有辅助框，所述辅助框包括固定框部和至少一个垂直所述固定框部的延伸部，所述固定框部套设在工业相机上，所述延伸部向后延伸至所述后盖或伸出所述后盖，所述延伸部伸出所述后盖时与所后盖之间设有密封，移动所述延伸端能够带动所述工业相机相对所述相机框座同步移动。

3.根据权利要求2所述的保护装置，其特征在于：所述辅助框还包括固定片，所述固定片上设有连接螺钉，所述连接螺钉能够与所述工业相机螺纹连接。

4.根据权利要求2或3所述的保护装置，其特征在于：所述延伸部为螺杆，且数量为两个，两个所述螺杆平行且左右方向上间隔设置，两个所述螺杆伸出所述后盖后分别与螺母螺纹连接，在所述螺母与所述后盖之间设有密封结构。

5.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于：在所述相机框座的每个壁板上设有至少两个限位螺钉，且两个所述限位螺钉在前后方向上间隔设置，每个所述限位螺钉的一端能够插入所述相机框座抵在所述工业相机上，通过旋转所述限位螺钉能够调整其伸入所述相机框座的深度，所述限位螺钉与所述相机框座之间设有密封圈。

6.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于：所述镜头框座与所述相机框座通过延长圈连接，所述延长圈的一端与所述相机框座螺纹连接，另一端与所述镜头框座螺纹连接，所述延长圈的与所述相机框座和所述镜头框座的连接处均设有密封圈。

7.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于：所述光学玻璃为K光学玻璃；和/或

所述相机框座、所述镜头框座和所述后盖均采用金属材料，用于电磁屏蔽。

8.根据权利要求1或7所述的保护装置，其特征在于：所述光学玻璃的内侧设有玻璃密封圈，外侧设有玻璃压圈，在所述光学玻璃和所述玻璃压圈之间还设有缓冲垫圈。

9.根据权利要求1或2所述的保护装置，其特征在于：所述支架包括竖直固定板、水平支撑板和伸缩杆，所述水平支撑板和所述竖直固定板之间可转动连接，所述伸缩杆的固定端与所述竖直固定板连接，伸缩端与所述水平支撑板连接，所述伸缩杆伸缩能够带动所述水平支撑板相对所述竖直固定板转动；

所述连接板与所述水平支撑板连接。

10.根据权利要求9所述的保护装置，其特征在于：所述连接板通过位移结构与所述水平支撑板连接；

所述位移结构包括左右位移滑轨、前后位移滑轨和中间板，所述前后位移滑轨设置在所述中间板与所述水平支撑板之间，所述中间板通过所述前后位移滑轨能够相对所述水平支撑板前后滑动，所述前后位移滑轨还设有前后锁止螺钉，通过旋紧所述前后锁止螺钉限制所述中间板相对所述水平支撑板前后滑动；

所述左右位移滑轨设置在所述连接板和所述中间板之间，所述连接板通过所述左右位移滑轨能够相对所述中间板左右滑动，所述左右位移滑轨还设有左右锁止螺钉，通过旋紧所述左右锁止螺钉限制所述连接板相对所述中间板左右滑动。

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