CN221006136U - 一种实验室水槽极坐标测量定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种实验室水槽极坐标测量定位装置，包括：作为固定构件的定位固定支撑架与作为活动构件的滑移轨道支撑架，水平布设、相互平行，可拆卸地架设在实验室水槽的两长槽边顶端之间；可伸缩的伸缩杆件，水平可滑动架设在定位固定支撑架与滑移轨道支撑架之间，与定位固定支撑架之间的交点作为极坐标系的极坐标原点；仪器固定架，用于安装测量仪器，在伸缩杆件上的实时位置作为测量点；角度测量组件，用于测量伸缩杆件与定位固定支撑架之间所夹夹角的角度值α；距离测量组件，用于测量测量点与极坐标原点之间的直线距离值d。本实用新型简化了对测量仪器的定位操作，提高了定位精度，在后期处理数据时有助于反映各测量点之间的联系。

Description

一种实验室水槽极坐标测量定位装置

技术领域

本实用新型涉及一种定位装置，更具体地说是一种实验室水槽极坐标测量定位装置。

背景技术

在水力学类实验室、港航实验室以及生态环境实验室，水槽是科研人员开展研究流体和流场特性的有效工具。水深和流速作为最重要的水力学实验指标，其量测工作在实验的过程中极其常见，一般通过在实验水槽顶部架设竖直固定水深测针和流速仪的方式量测。但在进行水槽水流速度和水深的量测实验时：

一是，需要选取多个断面，而每一个断面又有多个测速点，每测一个测速点就得移动一次实验仪器，依次进行流速测量，工作量极大；

二是，现有的测量技术是单点测量，测点设置随实验进行调整难度大，在后期处理数据时不能很好地反映测流区域需要的水流分布。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，为此提出一种实验室水槽极坐标测量定位装置，利用极坐标法确定测量点位置，简化了对测量仪器的定位操作，提高了定位精度，在后期处理数据时有助于反映各测量点之间的联系。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种实验室水槽极坐标测量定位装置，包括：

作为固定构件的定位固定支撑架与作为活动构件的滑移轨道支撑架，水平布设、相互平行，可拆卸地架设在实验室水槽的两长槽边顶端之间，并垂直于两长槽边，所述滑移轨道支撑架能够沿着两长槽边滑移；

可伸缩的伸缩杆件，水平可拆卸地架设在定位固定支撑架与滑移轨道支撑架之间，两杆端分别顺着所在架体的长度方向可滑动，且与所在架体之间能够相固定，以所述伸缩杆件与定位固定支撑架之间的交点作为极坐标系的极坐标原点；

仪器固定架，顺着杆体长度方向可滑动地设置在伸缩杆件上端，与伸缩杆件之间可拆卸，垂直于伸缩杆件方向的两端悬伸在外，一端用于安装测量仪器，另一端用于安装重量适配于所述测量仪器的配重块，所述测量仪器悬吊，测量端朝下伸入槽内流体中，以所述仪器固定架在伸缩杆件上的实时位置作为测量点；

角度测量组件，用于测量伸缩杆件与定位固定支撑架之间所夹夹角的角度值α；

距离测量组件，用于测量测量点与极坐标原点之间的直线距离值d。

本实用新型的结构特点也在于：

所述伸缩杆件两杆端分别通过滑柱可滑动地设置在定位固定支撑架及滑移轨道支撑架上，杆端套设在所述滑柱上，杆体能够环绕任一侧滑柱沿水平向摆动。

在定位固定支撑架所在侧的滑柱露出于伸缩杆件上方的柱体上固装所述角度测量组件，所述角度测量组件包括量角器与角度读数线；

所述量角器为半圆环形板状结构，水平设置，圆心与所述坐标原点竖向共线，圆弧端朝向伸缩杆件一侧，并在上端面上顺着圆周方向布设刻度范围为0-180°、单位刻度为1°的角度刻度线，直端平行于滑移轨道支撑架；

所述角度读数线位于伸缩杆件杆体上端面的中心，自杆体与滑柱衔接处顺着伸缩杆件的杆长方向延伸，露出于量角器外。

所述距离测量组件包括长度刻度线，所述长度刻度线设置在伸缩杆件上端面，顺着杆长方向、沿杆体全长布设，位于伸缩杆件对应于测量仪器所在侧的一端。

所述伸缩杆件由多节杆段逐节依次套设组成。

所述定位固定支撑架及滑移轨道支撑架上分别设有顺着架体长度方向开设的滑槽，两侧的滑柱分别相适配地滑动设置在对应的滑槽中。

所述滑柱与对应的滑槽之间能够通过螺栓相紧固。

所述仪器固定架悬伸在外的两端中，其中一端通过固定夹可拆卸地夹持所述测量仪器，另一端通过配重架装夹所述配重块。

所述测量仪器为流速仪。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

1、本实用新型利用极坐标法来确定测量点的位置，能够更好地表现测量点与极坐标原点间的位置关系，方便实验放样；

2、通过对不同研究中心点分别选取相等极径的目标点利用极坐标法测量，可获得同一曲面的流场信息，有助于获得研究中心点对周边流场的辐射影响规律；

3、测量过程中，通过移动滑移轨道支撑架以及仪器固定架，即可实现对测量点位置的二维更改，操作简便，且装置易于拆装。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是本实用新型架设在实验室水槽上时的俯视结构示意图；

图3是伸缩杆件的结构示意图；

图4是仪器固定架的结构示意图；

图5是角度测量组件的结构示意图；

图6是本实用新型测量定位原理的简化示意图。

图中，1定位固定支撑架；2滑移轨道支撑架；3滑槽；4滑柱；5伸缩杆件；6仪器固定架；7固定夹；8配重架；9配重块；10量角器；11角度读数线；12长度刻度线；13长槽边。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参照图1至图6，本实施例的实验室水槽极坐标测量定位装置包括：

作为固定构件的定位固定支撑架1与作为活动构件的滑移轨道支撑架2，水平布设、相互平行，可拆卸地架设在实验室水槽的两长槽边13顶端之间，并垂直于两长槽边13，滑移轨道支撑架2能够沿着两长槽边13滑移；

可伸缩的伸缩杆件5，水平可拆卸地架设在定位固定支撑架1与滑移轨道支撑架2之间，两杆端分别顺着所在架体的长度方向可滑动，且与所在架体之间能够相固定，以伸缩杆件5与定位固定支撑架1之间的交点作为极坐标系的极坐标原点；

仪器固定架6，顺着杆体长度方向可滑动地设置在伸缩杆件5上端，与伸缩杆件5之间可拆卸，垂直于伸缩杆件5方向的两端悬伸在外，一端用于安装测量仪器，另一端用于安装重量适配于测量仪器的配重块9，测量仪器悬吊，测量端朝下伸入槽内流体中，以仪器固定架6在伸缩杆件5上的实时位置作为测量点；

角度测量组件，用于测量伸缩杆件5与定位固定支撑架1之间所夹夹角的角度值α，即为测量点极坐标角度；

距离测量组件，用于测量测量点与极坐标原点之间的直线距离值d，即极径值。

具体实施中，相应的结构设置也包括：

伸缩杆件5两杆端分别通过滑柱4可滑动地设置在定位固定支撑架1及滑移轨道支撑架2上，杆端套设在滑柱4上，杆体能够环绕任一侧滑柱4沿水平向摆动。

在定位固定支撑架1所在侧的滑柱4露出于伸缩杆件5上方的柱体上固装角度测量组件，角度测量组件包括量角器10与角度读数线11；

量角器10为半圆环形板状结构，水平设置，圆心与坐标原点竖向共线，圆弧端朝向伸缩杆件5一侧，并在上端面上顺着圆周方向布设刻度范围为0-180°、单位刻度为1°的角度刻度线，直端平行于滑移轨道支撑架2，两端点中，其中一端所在位置为0°，另一端所在位置为180°；

角度读数线11位于伸缩杆件5杆体上端面的中心，自杆体与滑柱4衔接处顺着伸缩杆件5的杆长方向延伸，露出于量角器10外，角度读数线11所指的量角器10上的刻度，即为当前角度值α。

距离测量组件包括长度刻度线12，长度刻度线12设置在伸缩杆件5上端面，顺着杆长方向、沿杆体全长布设，位于伸缩杆件5对应于测量仪器所在侧的一端。

伸缩杆件5由多节杆段逐节依次套设组成，在实验过程中通过改变伸缩杆件5的长度，可以确定测量极坐标系的范围。作为一个可选的示例，伸缩杆件5也可以选用自由伸缩筒芯嵌套的伸缩杆。

定位固定支撑架1及滑移轨道支撑架2上分别设有顺着架体长度方向开设的滑槽3，两侧的滑柱4分别相适配地滑动设置在对应的滑槽3中。

滑柱4与对应的滑槽3之间能够通过螺栓相紧固。

仪器固定架6悬伸在外的两端中，其中一端通过固定夹7可拆卸地夹持测量仪器，另一端通过配重架8可拆卸地装夹配重块9。

测量仪器为流速仪。

以上各构件间的可拆卸连接，可以为采用卡接、螺接等常用连接方式，不做赘述。

以流速仪为例，当进行水槽测速实验时，可参照如下步骤对流速仪进行定位：

步骤一、将定位固定支撑架1与滑移轨道支撑架2分别架设在实验室水槽的两长槽边13顶端之间，其中，定位固定支撑架1与两长槽边13通过螺栓紧固，滑移轨道支撑架2的两端滑动设置在两长槽边13上；

步骤二、将仪器固定架6装配在伸缩杆件5上；

步骤三、将带有仪器固定架6的伸缩杆件5通过一对滑柱4滑动装配在定位固定支撑架1与滑移轨道支撑架2之间；

步骤四、依据流速仪的自重选配适配的配重块9，分别将配置块及流速仪安装在仪器固定架6的两端；

步骤五、将定位固定支撑架1与伸缩杆件5所在侧的滑柱4通过螺栓紧固，并以滑柱4与定位固定支撑架1之间的交点作为极坐标系的极坐标原点(也即研究中心点)；

步骤六、通过角度测量组件与距离测量组件分别读取此时的当前角度值α与直线距离值d，记当前仪器固定架6的所在位置，即测量点的位置为A；

步骤七、基于步骤五的极坐标原点，建立水平面的二维平面坐标系，可得到测量点A的坐标(x,y)，如下述公式所示：

x＝d×cosα

y＝d×sinα；

步骤八、利用流速仪进行测量点A的流速数据测量；

步骤九、按照预设的实验流程，通过将滑移轨道支撑架2沿两长槽边13滑移，以调整滑移轨道支撑架2的位置，此过程中伸缩杆件5随之伸长或收缩，同时，将仪器固定架6沿着伸缩杆件5滑移，得到下一个测量点B，参照步骤六至步骤七，可得到测量点B的坐标，并进行测量点B的流速数据测量，如此可进行多个测量点的流速数据测量。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种实验室水槽极坐标测量定位装置，其特征是，包括：

作为固定构件的定位固定支撑架与作为活动构件的滑移轨道支撑架，水平布设、相互平行，可拆卸地架设在实验室水槽的两长槽边顶端之间，并垂直于两长槽边，所述滑移轨道支撑架能够沿着两长槽边滑移；

可伸缩的伸缩杆件，水平、可拆卸地架设在定位固定支撑架与滑移轨道支撑架之间，两杆端分别顺着所在架体的长度方向可滑动，且与所在架体之间能够相固定，以所述伸缩杆件与定位固定支撑架之间的交点作为极坐标系的极坐标原点；

仪器固定架，顺着杆体长度方向可滑动地设置在伸缩杆件上端，与伸缩杆件之间可拆卸，垂直于伸缩杆件方向的两端悬伸在外，一端用于安装测量仪器，另一端用于安装重量适配于所述测量仪器的配重块，所述测量仪器悬吊，测量端朝下伸入槽内流体中，以所述仪器固定架在伸缩杆件上的实时位置作为测量点；

角度测量组件，用于测量伸缩杆件与定位固定支撑架之间所夹夹角的角度值α；

距离测量组件，用于测量测量点与极坐标原点之间的直线距离值d。

2.根据权利要求1所述的实验室水槽极坐标测量定位装置，其特征是：所述伸缩杆件两杆端分别通过滑柱可滑动地设置在定位固定支撑架及滑移轨道支撑架上，杆端套设在所述滑柱上，杆体能够环绕任一侧滑柱沿水平向摆动。

3.根据权利要求2所述的实验室水槽极坐标测量定位装置，其特征是：在定位固定支撑架所在侧的滑柱露出于伸缩杆件上方的柱体上固装所述角度测量组件，所述角度测量组件包括量角器与角度读数线；

所述量角器为半圆环形板状结构，水平设置，圆心与所述坐标原点竖向共线，圆弧端朝向伸缩杆件一侧，并在上端面上顺着圆周方向布设刻度范围为0-180°、单位刻度为1°的角度刻度线，直端平行于滑移轨道支撑架；

所述角度读数线位于伸缩杆件杆体上端面的中心，自杆体与滑柱衔接处顺着伸缩杆件的杆长方向延伸，露出于量角器外。

4.根据权利要求2所述的实验室水槽极坐标测量定位装置，其特征是：所述距离测量组件包括长度刻度线，所述长度刻度线设置在伸缩杆件上端面，顺着杆长方向、沿杆体全长布设，位于伸缩杆件对应于测量仪器所在侧的一端。

5.根据权利要求1所述的实验室水槽极坐标测量定位装置，其特征是：所述伸缩杆件由多节杆段逐节依次套设组成。

6.根据权利要求2所述的实验室水槽极坐标测量定位装置，其特征是：所述定位固定支撑架及滑移轨道支撑架上分别设有顺着架体长度方向开设的滑槽，两侧的滑柱分别相适配地滑动设置在对应的滑槽中。

7.根据权利要求6所述的实验室水槽极坐标测量定位装置，其特征是：所述滑柱与对应的滑槽之间能够通过螺栓相紧固。

8.根据权利要求1所述的实验室水槽极坐标测量定位装置，其特征是：所述仪器固定架悬伸在外的两端中，其中一端通过固定夹可拆卸地夹持所述测量仪器，另一端通过配重架装夹所述配重块。

9.根据权利要求1所述的实验室水槽极坐标测量定位装置，其特征是：所述测量仪器为流速仪。