热线探针移测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种热线探针移测系统，包括x轴机构、y轴机构、z轴机构和热线探针载具机构，热线探针载具机构安装在y轴机构的y轴导轨上，y轴机构安装在z轴机构的z轴导轨上，z轴机构安装在x轴机构的x轴第一导轨和x轴第二导轨上；本实用新型能够实现热线探针的三自由度高精度平移，并设置有限位，防止机构运动位置超过极限位置，能够实现热线探针姿态的调整。
【专利说明】热线探针移测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种热线探针移测系统。
【背景技术】
[0002]热线测量技术具有惯性小、频响宽、灵敏度高和使用方便等优点，是实验流体力学领域湍流测量的重要手段。但在实际应用中，热线对探针移测系统的要求较高，需要安装在三维高精度移测系统上，需要进行姿态的调整，需要防止抖动并防止信号干扰。
实用新型内容
[0003]针对以上问题，本实用新型公开一种热线探针移测系统，能够实现热线探针的三自由度高精度平移。
[0004]本实用新型所采用的技术如下:一种热线探针移测系统，包括X轴机构、y轴机构、Z轴机构和热线探针载具机构，所述的X轴机构包括X轴电机、第一 X轴限位、第二 X轴限位、第一 X轴导轨座、第一 X轴导轨、第二 X轴导轨座、第二 X轴导轨、第一 X轴齿轮、第一 X轴齿形传送带、第二 X轴齿轮、第一 X轴联轴器、X轴联接杆、第二 X轴联轴器、第三X轴齿轮、第二 X轴齿形传送带、第四X轴齿轮；所述的Z轴机构包括Z轴电机、第一 Z轴限位、第二 Z轴限位、Z轴导轨座、Z轴导轨、Z轴联轴器、第一 Z轴锁紧螺母、第一 Z轴圆锥滚子轴承、第二 Z轴圆锥滚子轴承、第一 Z轴轴承安装座、Z轴丝杠、Z轴丝母、第三Z轴圆锥滚子轴承、第二 Z轴轴承安装座、第四Z轴圆锥滚子轴承、第二 Z轴锁紧螺母；所述的y轴机构包括I轴电机、第一 I轴限位、第二 I轴限位、I轴导轨座、I轴导轨、I轴联轴器、第一 I轴锁紧螺母、第一 I轴圆锥滚子轴承、第二 I轴圆锥滚子轴承、第一 I轴轴承安装座、y轴丝杠、y轴丝母、第三y轴圆锥滚子轴承、第二 y轴轴承安装座、第四y轴圆锥滚子轴承、第二 y轴锁紧螺母；所述的热线探针载具机构包括热线探针载具机构座、热线探针连接杆、热线探针后连接座、后第一顶丝、后第二顶丝、后第三顶丝、后绝缘垫、热线探针前连接座、前第一顶丝、前第二顶丝、前第三顶丝、前绝缘垫和热线探针支架；热线探针载具机构安装在I轴机构的y轴导轨上，y轴机构安装在z轴机构的z轴导轨上，z轴机构安装在X轴机构的第一 X轴导轨和第二 X轴导轨上；第一 X轴齿轮、第一 X轴齿形传送带和第二 X轴齿轮安装在第一 X轴导轨座内部，第三X轴齿轮、第二 X轴齿形传送带和第四X轴齿轮安装在第二 X轴导轨座内部，第一 X轴齿轮通过第一 X轴齿形传送带与第二 X轴齿轮相连，第三X轴齿轮通过第二X轴齿形传送带与第四X轴齿轮相连，X轴电机与第三X轴齿轮相连、第三X轴齿轮通过第二 X轴联轴器与X轴联接杆相连、X轴联接杆通过第一 X轴联轴器与第一 X轴齿轮相连，第一 X轴导轨与第一 X轴齿形传送带相连、第二 X轴导轨与第二 X轴齿形传送带相连；z轴电机通过Z轴联轴器与Z轴丝杠连接、Z轴丝杠与Z轴丝母连接、Z轴丝母与Z轴导轨连接，Z轴丝杠由第一 Z轴圆锥滚子轴承、第二 Z轴圆锥滚子轴承、第三Z轴圆锥滚子轴承、第四Z轴圆锥滚子轴承共同支撑，第一 Z轴圆锥滚子轴承和第二 Z轴圆锥滚子轴承安装在第一 Z轴轴承安装座上、由第一 Z轴锁紧螺母锁紧，第三Z轴圆锥滚子轴承和第四Z轴圆锥滚子轴承安装在第二 Z轴轴承安装座上、由第二 Z轴锁紧螺母锁紧，第一 Z轴轴承安装座和第二 Z轴轴承安装座安装在z轴导轨座上轴电机通过y轴联轴器与y轴丝杠连接、y轴丝杠与y轴丝母连接、y轴丝母与Y轴导轨连接，y轴丝杠由第一 y轴圆锥滚子轴承、第二 y轴圆锥滚子轴承、第三I轴圆锥滚子轴承、第四I轴圆锥滚子轴承共同支撑，第一 I轴圆锥滚子轴承和第二 y轴圆锥滚子轴承安装在第一 y轴轴承安装座上、由第一 y轴锁紧螺母锁紧，第三I轴圆锥滚子轴承和第四I轴圆锥滚子轴承安装在第二 I轴轴承安装座上、由第二 I轴锁紧螺母锁紧，第一 I轴轴承安装座和第二 I轴轴承安装座安装在I轴导轨座上；热线探针安装在热线探针支架前端，热线探针支架中部与前绝缘垫相连后安装在热线探针前连接座上、通过轴向均布的前第一顶丝和前第二顶丝以及前第三顶丝调节姿态并锁紧，热线探针支架后端与后绝缘垫相连后安装在热线探针后连接座上、通过轴向均布的后第一顶丝和后第二顶丝以及后第三顶丝调节姿态并锁紧，热线探针前连接座和热线探针后连接座通过热线探针连接杆与热线探针载具机构座相连，热线探针载具机构座安装在y轴导轨上。
[0005]本实用新型还具有如下技术特征:
[0006]1、X轴电机驱动X轴第三齿轮带动X轴第二齿形传送带和X轴第四齿轮运动、进而驱动X轴第一导轨平移，X轴电机同时通过X轴第二联轴器和X轴联接杆以及X轴第一联轴器与X轴第一齿轮相连、驱动X轴第一齿轮带动X轴第一齿形传送带和X轴第二齿轮运动、进而驱动X轴第二导轨与X轴第一导轨同步平移，带动Z轴机构和y轴机构以及热线探针载具机构一起实现X方向平移，最终实现热线探针X方向高精度平移轴第二导轨座两侧安装有X轴第一限位和X轴第二限位，防止ζ轴机构运动超过极限位置；
[0007]2、ζ轴电机驱动ζ轴联轴器和ζ轴丝杠转动、带动ζ轴丝母沿ζ轴移动，进而驱动I轴机构和热线探针载具机构一起实现ζ方向平移，最终实现热线探针ζ方向高精度平移；ζ轴导轨座两侧安装有ζ轴第一限位和ζ轴第二限位，防止I轴机构运动超过极限位置；
[0008]3、y轴电机驱动y轴联轴器和y轴丝杠转动、带动y轴丝母沿y轴移动，进而驱动热线探针载具机构实现y方向平移，最终实现热线探针I方向高精度平移轴导轨座两侧安装有I轴第一限位和I轴第二限位，防止热线探针载具机构运动超过极限位置。
[0009]本实用新型的有益效果和优点:
[0010]本实用新型采用热线探针移测系统，能够实现热线探针的三自由度高精度平移，并设置有限位，防止机构运动位置超过极限位置，能够实现热线探针姿态的调整。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为X轴机构和Y轴机构平面图；
[0012]图2为X轴机构和ζ轴机构平面图；
[0013]图3为第一 X轴导轨座内部结构；
[0014]图4为第二 X轴导轨座内部结构；
[0015]图5为ζ轴机构结构；
[0016]图6为y轴机构结构；
[0017]图7为热线探针载具机构；
[0018]图8为热线探针载具机构A-A剖面图；
[0019]图9为热线探针载具机构B-B剖面图；
【具体实施方式】
[0020]下面根据附图举例进一步说明:
[0021]实施例1
[0022]一种热线探针移测系统，包括X轴机构、y轴机构、ζ轴机构、热线探针载具机构，热线探针载具机构安装在I轴机构的I轴导轨37上，y轴机构安装在ζ轴机构的ζ轴导轨21上，ζ轴机构安装在X轴机构的第一 X轴导轨5和第二 X轴导轨7上。
[0023]如图1-4所示，X轴机构包括X轴电机1、第一 X轴限位2、第二 x轴限位3、第一 x轴导轨座4、第一 X轴导轨5、第二 X轴导轨座6、第二 X轴导轨7、第一 X轴齿轮8、第一 x轴齿形传送带9、第二 X轴齿轮10、第一 X轴联轴器ll、x轴联接杆12、第二 X轴联轴器13、第三X轴齿轮14、第二 X轴齿形传送带15、第四X轴齿轮16。
[0024]第一 X轴齿轮8和第一 X轴齿形传送带9以及第二 X轴齿轮10在第一 x轴导轨座4内部、第三X轴齿轮14和第二 X轴齿形传送带15以及第四X轴齿轮16在第二 x轴导轨座6内部，第一 X轴齿轮8通过第一 X轴齿形传送带9与第二 X轴齿轮10相连、第三X轴齿轮14通过第二 X轴齿形传送带15与第四X轴齿轮16相连，X轴电机I与第三X轴齿轮14相连、第三X轴齿轮14通过第二 X轴联轴器13与X轴联接杆12相连、x轴联接杆12通过第一 X轴联轴器11与第一 X轴齿轮8相连，第一 X轴导轨5与第一 X轴齿形传送带9相连、第二 X轴导轨7与第二 X轴齿形传送带15相连。
[0025]X轴电机I驱动第三X轴齿轮14带动第二 X轴齿形传送带15和第四x轴齿轮16运动、进而驱动第一 X轴导轨5平移，X轴电机I同时通过第二 X轴联轴器13和X轴联接杆12以及第一 X轴联轴器11与第一 X轴齿轮8相连、驱动第一 X轴齿轮8带动第一 X轴齿形传送带9和第二 X轴齿轮10运动、进而驱动第二 X轴导轨7与第一 X轴导轨5同步平移，带动ζ轴机构和y轴机构以及热线探针载具机构一起实现X方向平移，最终实现热线探针62x方向高精度平移；第二 X轴导轨座6两侧安装有第一 X轴限位2和第二 X轴限位3，防止ζ轴机构运动超过极限位置。
[0026]实施例2
[0027]如图1-图2、附图5所示，ζ轴机构包括ζ轴电机17、第一 ζ轴限位18、第二 ζ轴限位19、ζ轴导轨座20、ζ轴导轨21、ζ轴联轴器22、第一 ζ轴锁紧螺母23、第一 ζ轴圆锥滚子轴承24、第二 ζ轴圆锥滚子轴承25、第一 ζ轴轴承安装座26、ζ轴丝杠27、ζ轴丝母28、第三ζ轴圆锥滚子轴承29、第二 ζ轴轴承安装座30、第四ζ轴圆锥滚子轴承31、第二 ζ轴锁紧螺母32。
[0028]ζ轴电机17通过ζ轴联轴器22与ζ轴丝杠27连接、ζ轴丝杠27与ζ轴丝母28连接、ζ轴丝母28与ζ轴导轨21连接，ζ轴丝杠27由第一 ζ轴圆锥滚子轴承24、第二 ζ轴圆锥滚子轴承25、第三ζ轴圆锥滚子轴承29、第四ζ轴圆锥滚子轴承31共同支撑，第一 ζ轴圆锥滚子轴承24和第二 ζ轴圆锥滚子轴承25安装在第一 ζ轴轴承安装座26上、由第一 ζ轴锁紧螺母23锁紧，第三ζ轴圆锥滚子轴承29和第四ζ轴圆锥滚子轴承31安装在第二 ζ轴轴承安装座30上、由第二 ζ轴锁紧螺母32锁紧，第一 ζ轴轴承安装座26和第二 ζ轴轴承安装座30安装在ζ轴导轨座20上。
[0029]ζ轴电机17驱动ζ轴联轴器22和ζ轴丝杠27转动、带动ζ轴丝母28沿ζ轴移动，进而驱动y轴机构和热线探针载具机构一起实现ζ方向平移，最终实现热线探针62z方向高精度平移轴导轨座20两侧安装有第一 ζ轴限位18和第二 ζ轴限位19，防止y轴机构运动超过极限位置。
[0030]实施例3
[0031]如图1-2、图6所示，y轴机构包括y轴电机33、第一 y轴限位34、第二 y轴限位35,y轴导轨座36、y轴导轨37、y轴联轴器38、第一 y轴锁紧螺母39、第一 y轴圆锥滚子轴承40、第二 y轴圆锥滚子轴承41、第一 y轴轴承安装座42、y轴丝杠43、y轴丝母44、第三I轴圆锥滚子轴承45、第二 y轴轴承安装座46、第四y轴圆锥滚子轴承47、第二 y轴锁紧螺母48。
[0032]y轴电机33通过y轴联轴器38与y轴丝杠43连接、y轴丝杠43与y轴丝母44连接、y轴丝母44与y轴导轨37连接，y轴丝杠43由第一 y轴圆锥滚子轴承40、第二 y轴圆锥滚子轴承41、第三y轴圆锥滚子轴承45、第四y轴圆锥滚子轴承47共同支撑，第一 y轴圆锥滚子轴承40和第二 y轴圆锥滚子轴承41安装在第一 y轴轴承安装座42上、由第一 y轴锁紧螺母39锁紧，第三y轴圆锥滚子轴承45和第四y轴圆锥滚子轴承47安装在第二 y轴轴承安装座46上、由第二 Y轴锁紧螺母48锁紧，第一 y轴轴承安装座42和第二 y轴轴承安装座46安装在J轴导轨座36上。
[0033]y轴电机33驱动y轴联轴器38和y轴丝杠43转动、带动y轴丝母44沿y轴移动，进而驱动热线探针载具机构实现y方向平移，最终实现热线探针62y方向高精度平移；y轴导轨座36两侧安装有第一 y轴限位34和第二 y轴限位35，防止热线探针载具机构运动超过极限位置。
[0034]实施例4
[0035]如图1、图7-9所示，热线探针载具机构包括热线探针载具机构座49、热线探针连接杆50、热线探针后连接座51、后第一顶丝52、后第二顶丝53、后第三顶丝54、后绝缘垫55、热线探针前连接座56、前第一顶丝57、前第二顶丝58、前第三顶丝59、前绝缘垫60和热线探针支架61。
[0036]热线探针62安装在热线探针支架61前端，热线探针支架61中部与前绝缘垫60相连后安装在热线探针前连接座56上、通过轴向均布的前第一顶丝57和前第二顶丝58以及前第三顶丝59调节姿态并锁紧，热线探针支架61后端与后绝缘垫55相连后安装在热线探针后连接座51上、通过轴向均布的后第一顶丝52和后第二顶丝53以及后第三顶丝54调节姿态并锁紧，热线探针前连接座56和热线探针后连接座51通过热线探针连接杆50与热线探针载具机构座49相连，热线探针载具机构座49安装在y轴导轨37上。
[0037]热线探针62和热线探针支架61的姿态可以由前第一顶丝57、前第二顶丝58、前第三顶丝59、后第一顶丝52、后第二顶丝53、后第三顶丝54调整；多点支撑的方式能够有效防止热线探针62和热线探针支架61的抖动、提高测量精准度；后绝缘垫55和前绝缘垫60能够避免热线探针支架61与金属接触，防止信号干扰。
【权利要求】
1.一种热线探针移测系统，包括X轴机构、y轴机构、Z轴机构和热线探针载具机构，其特征在于，所述的X轴机构包括X轴电机(1)、第一 X轴限位(2)、第二 X轴限位(3)、第一 X轴导轨座⑷、第一X轴导轨(5)、第二X轴导轨座(6)、第二X轴导轨(7)、第一 X轴齿轮⑶、第一 X轴齿形传送带(9)、第二 X轴齿轮(10)、第一 X轴联轴器(11)、x轴联接杆(12)、第二X轴联轴器(13)、第三X轴齿轮(14)、第二 X轴齿形传送带(15)、第四X轴齿轮(16);所述的Z轴机构包括Z轴电机(17)、第一 Z轴限位(18)、第二 Z轴限位(19)、z轴导轨座(20)、z轴导轨(21)、z轴联轴器(22)、第一 z轴锁紧螺母(23)、第一 z轴圆锥滚子轴承(24)、第二z轴圆锥滚子轴承(25)、第一 z轴轴承安装座(26)、z轴丝杠(27)、z轴丝母(28)、第三z轴圆锥滚子轴承(29)、第二 z轴轴承安装座(30)、第四z轴圆锥滚子轴承(31)、第二 z轴锁紧螺母(32);所述的y轴机构包括y轴电机(33)、第一 y轴限位(34)、第二 y轴限位(35)、y轴导轨座(36)、y轴导轨(37)、y轴联轴器(38)、第一 y轴锁紧螺母(39)、第一 y轴圆锥滚子轴承(40)、第二 y轴圆锥滚子轴承(41)、第一 y轴轴承安装座(42)、y轴丝杠(43)、y轴丝母(44)、第三y轴圆锥滚子轴承(45)、第二 y轴轴承安装座(46)、第四y轴圆锥滚子轴承(47)、第二y轴锁紧螺母(48);所述的热线探针载具机构包括热线探针载具机构座(49)、热线探针连接杆(50)、热线探针后连接座(51)、后第一顶丝(52)、后第二顶丝(53)、后第三顶丝(54)、后绝缘垫(55)、热线探针前连接座(56)、前第一顶丝(57)、前第二顶丝(58)、前第三顶丝(59)、前绝缘垫(60)和热线探针支架(61);热线探针载具机构安装在y轴机构的y轴导轨(37)上，y轴机构安装在z轴机构的z轴导轨(21)上，z轴机构安装在x轴机构的第一 X轴导轨(5)和第二 X轴导轨(7)上；第一 X轴齿轮(8)、第一 X轴齿形传送带(9)和第二 X轴齿轮(10)安装在第一 X轴导轨座(4)内部，第三X轴齿轮(14)、第二 X轴齿形传送带(15)和第四X轴齿轮(16)安装在第二 X轴导轨座(6)内部，第一 X轴齿轮(8)通过第一 X轴齿形传送带(9)与第二 X轴齿轮(10)相连，第三X轴齿轮(14)通过第二 X轴齿形传送带(15)与第四X轴齿轮(16)相连，X轴电机(1)与第三X轴齿轮(14)相连、第三X轴齿轮(14)通过第二 X轴联轴器(13)与X轴联接杆(12)相连、X轴联接杆(12)通过第一X轴联轴器(11)与第一 X轴齿轮(8)相连，第一 X轴导轨(5)与第一 X轴齿形传送带(9)相连、第二 X轴导轨(7)与第二 X轴齿形传送带(15)相连；z轴电机(17)通过z轴联轴器(22)与z轴丝杠(27)连接、z轴丝杠(27)与z轴丝母(28)连接、z轴丝母(28)与z轴导轨(21)连接，z轴丝杠(27)由第一 z轴圆锥滚子轴承(24)、第二 z轴圆锥滚子轴承(25)、第三z轴圆锥滚子轴承(29)、第四z轴圆锥滚子轴承(31)共同支撑，第一 z轴圆锥滚子轴承(24)和第二 z轴圆锥滚子轴承(25)安装在第一 z轴轴承安装座(26)上、由第一 z轴锁紧螺母(23)锁紧，第三z轴圆锥滚子轴承(29)和第四z轴圆锥滚子轴承(31)安装在第二z轴轴承安装座(30)上、由第二 z轴锁紧螺母(32)锁紧，第一 z轴轴承安装座(26)和第二z轴轴承安装座(30)安装在z轴导轨座(20)上；y轴电机(33)通过y轴联轴器(38)与y轴丝杠(43)连接、y轴丝杠(43)与y轴丝母(44)连接、y轴丝母(44)与y轴导轨(37)连接，y轴丝杠(43)由第一 y轴圆锥滚子轴承(40)、第二 y轴圆锥滚子轴承(41)、第三y轴圆锥滚子轴承(45)、第四y轴圆锥滚子轴承(47)共同支撑，第一 y轴圆锥滚子轴承(40)和第二 y轴圆锥滚子轴承(41)安装在第一 y轴轴承安装座(42)上、由第一 y轴锁紧螺母(39)锁紧，第三y轴圆锥滚子轴承(45)和第四y轴圆锥滚子轴承(47)安装在第二 y轴轴承安装座(46)上、由第二 y轴锁紧螺母(48)锁紧，第一 y轴轴承安装座(42)和第二 y轴轴承安装座(46)安装在y轴导轨座(36)上；热线探针(62)安装在热线探针支架(61)前端，热线探针支架(61)中部与前绝缘垫(60)相连后安装在热线探针前连接座(56)上、通过轴向均布的前第一顶丝(57)和前第二顶丝(58)以及前第三顶丝(59)调节姿态并锁紧，热线探针支架(61)后端与后绝缘垫(55)相连后安装在热线探针后连接座(51)上、通过轴向均布的后第一顶丝(52)和后第二顶丝(53)以及后第三顶丝(54)调节姿态并锁紧，热线探针前连接座(56)和热线探针后连接座(51)通过热线探针连接杆(50)与热线探针载具机构座(49)相连，热线探针载具机构座(49)安装在y轴导轨(37)上。
2.根据权利要求1所述的热线探针移测系统，其特征在于，X轴电机(I)驱动X轴第三齿轮(14)带动X轴第二齿形传送带(15)和X轴第四齿轮(16)运动、进而驱动X轴第一导轨(5)平移，X轴电机⑴同时通过X轴第二联轴器(13)和X轴联接杆(12)以及X轴第一联轴器(11)与X轴第一齿轮(8)相连、驱动X轴第一齿轮(8)带动X轴第一齿形传送带(9)和X轴第二齿轮(10)运动、进而驱动X轴第二导轨(7)与X轴第一导轨(5)同步平移，带动z轴机构和y轴机构以及热线探针载具机构一起实现X方向平移，最终实现热线探针(62)X方向高精度平移；x轴第二导轨座(6)两侧安装有X轴第一限位(2)和X轴第二限位(3)，防止z轴机构运动超过极限位置。
3.根据权利要求1所述的热线探针移测系统，其特征在于，z轴电机(17)驱动z轴联轴器(22)和z轴丝杠(27)转动、带动z轴丝母(28)沿z轴移动，进而驱动y轴机构和热线探针载具机构一起实现z方向平移，最终实现热线探针(62) z方向高精度平移；z轴导轨座(20)两侧安装有z轴第一限位(18)和z轴第二限位(19)，防止y轴机构运动超过极限位置。
4.根据权利要求1所述的热线探针移测系统，其特征在于，y轴电机(33)驱动y轴联轴器(38)和y轴丝杠(43)转动、带动y轴丝母(44)沿y轴移动，进而驱动热线探针载具机构实现y方向平移，最终实现热线探针(62)y方向高精度平移；y轴导轨座(36)两侧安装有y轴第一限位(34)和y轴第二限位(35)，防止热线探针载具机构运动超过极限位置。
【文档编号】G01M10/00GK204228379SQ201420777337
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】姚惠元, 由亮, 刘国政, 孙楠, 李元首, 董军 申请人:中国航空工业空气动力研究院