一種水聽器自動升降回轉(zhuǎn)掃描裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水聽器自動升降回轉(zhuǎn)掃描裝置，包括機(jī)架，機(jī)架上設(shè)有：沿機(jī)架作Z向升降運(yùn)動的起落架；在起落架上作X向平移運(yùn)動的活動架；在活動架上作Y向平移運(yùn)動的移動平臺；豎直安裝在移動平臺上的絲杠；受絲杠驅(qū)動做升降運(yùn)動的升降臺；豎直安裝在升降臺上的旋轉(zhuǎn)主軸，該旋轉(zhuǎn)主軸與升降臺轉(zhuǎn)動配合且軸向固定，旋轉(zhuǎn)主軸的底部用于懸掛水聽器或與水聽器配合的被測樣品；其中絲杠與旋轉(zhuǎn)主軸的驅(qū)動方式如下：移動平臺上安裝有絲杠驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，絲杠驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)通過絲杠同步帶驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)；移動平臺上設(shè)有旋轉(zhuǎn)套以及帶動旋轉(zhuǎn)套轉(zhuǎn)動的步進(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)通過傳動帶驅(qū)動旋轉(zhuǎn)套，旋轉(zhuǎn)主軸貫穿旋轉(zhuǎn)套且與旋轉(zhuǎn)套周向定位、軸向滑動配合。
【專利說明】一種水聽器自動升降回轉(zhuǎn)掃描裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水聽器測試用裝置，尤其涉及一種水聽器自動升降回轉(zhuǎn)掃描裝 置。

【背景技術(shù)】
[0002] 水聽器俗稱聲納，是一種利用聲波在水下的傳播特性，通過電聲轉(zhuǎn)換和信息處理， 完成水下探測和通訊任務(wù)的電子設(shè)備。水聽器是利用水中聲波對水下目標(biāo)進(jìn)行探測、定位 和通信的電子設(shè)備，是水聲學(xué)中應(yīng)用最廣泛、最重要的一種裝置。
[0003] 隨著水聽器技術(shù)的不斷發(fā)展，水聽器的工作方式也發(fā)生了突飛猛進(jìn)的變化。水聽 器陣列概念的提出便是該領(lǐng)域最新的概念。水聽器陣列顧名思義，是通過控制同一陣列上 不同水聽器進(jìn)行不同的運(yùn)動，來實現(xiàn)對周圍環(huán)境的全方位的監(jiān)測或?qū)δ骋晃矬w的跟蹤監(jiān) 控。這一概念的提出，對水聽器的測試帶來了巨大的挑戰(zhàn)，需要進(jìn)一步提高該檢測裝置的精 度和控制的協(xié)調(diào)性。
[0004] 測試水聽器的裝置如圖1所示，聲波發(fā)射器和被測樣品9置于水中，水聽器8安裝 在被測樣品9周圍，用于接收被測樣品9的反射波，并通過計算機(jī)算出被測樣品9的姿態(tài)， 然后改變被測樣品9的姿態(tài)，再通過水聽器8接收得的反射波計算姿態(tài)變化后的值，并與實 際調(diào)整值比較，即可得出水聽器的測試精度。被測樣品9姿態(tài)調(diào)整由升降回轉(zhuǎn)掃描裝置控 制，升降回轉(zhuǎn)掃描裝置是一個四維運(yùn)動控制系統(tǒng)，包括平臺升降機(jī)構(gòu)、水平移動機(jī)構(gòu)（X軸， Y軸），垂直移動機(jī)構(gòu)（Z軸）以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其中的平臺升降機(jī)構(gòu)為水平移動機(jī)構(gòu)的承載裝 置，它主要做升降運(yùn)動，由于整個系統(tǒng)的入水深度有要求，當(dāng)平臺處于安裝高度的時候光靠 Z軸入水深度還不能滿足要求，因此由平臺升降機(jī)構(gòu)帶動整個機(jī)構(gòu)升降來彌補(bǔ)。
[0005] 升降回轉(zhuǎn)掃描裝置的精度和穩(wěn)定性也直接影響到整個聲吶系統(tǒng)的測試精度，因此 升降回轉(zhuǎn)掃描裝置已經(jīng)成為該設(shè)備生產(chǎn)、測試和檢測過程中不可或缺的重要設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為提升檢測裝置的精度和控制的協(xié)調(diào)性，本發(fā)明的水聽器自動升降回轉(zhuǎn)掃描裝置 是針對水聽器測試的需要而專門設(shè)計的，有著自身獨(dú)特的控制規(guī)律，它不僅可以極大的提 高水聽器的測試精度，而且可以大大縮短測試時間，加快水聽器的開發(fā)周期。具體用于對50 公斤及以下（50公斤以上的裝置其機(jī)械及驅(qū)動系統(tǒng)需重新設(shè)計）水聽器進(jìn)行測試的高精度 伺服控制系統(tǒng)。本裝置主要用于改變被測水聲部件和聲源之間的深度、角度和距離，達(dá)到精 確測量的目的。
[0007] -種水聽器自動升降回轉(zhuǎn)掃描裝置，包括機(jī)架，其特征在于，所述機(jī)架上設(shè)有：
[0008] 沿機(jī)架作Z向升降運(yùn)動的起落架；
[0009] 在起落架上作X向平移運(yùn)動的活動架；
[0010] 在活動架上作Y向平移運(yùn)動的移動平臺，且X向與Y向相互垂直；
[0011] 堅直安裝在所述的移動平臺上的絲杠；
[0012] 受所述絲杠驅(qū)動做升降運(yùn)動的升降臺；
[0013] 堅直安裝在所述升降臺上的旋轉(zhuǎn)主軸，該旋轉(zhuǎn)主軸與升降臺轉(zhuǎn)動配合且軸向固 定，旋轉(zhuǎn)主軸的底部用于懸掛水聽器或與水聽器配合的被測樣品；
[0014] 其中所述絲杠與旋轉(zhuǎn)主軸的驅(qū)動方式如下：
[0015] 所述的移動平臺上安裝有絲杠驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，絲杠驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)通過絲杠同步帶 驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)；
[0016] 所述的移動平臺上設(shè)有旋轉(zhuǎn)套以及帶動旋轉(zhuǎn)套轉(zhuǎn)動的步進(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)通過 傳動帶驅(qū)動旋轉(zhuǎn)套，所述旋轉(zhuǎn)主軸貫穿旋轉(zhuǎn)套且與旋轉(zhuǎn)套周向定位、軸向滑動配合。
[0017] 本發(fā)明的移動平臺具有三維自由度，機(jī)架上設(shè)有驅(qū)動移動平臺運(yùn)動的X軸驅(qū)動組 件、Y軸驅(qū)動組件和Z軸驅(qū)動組件，Z軸驅(qū)動組件包括驅(qū)動移動平臺沿機(jī)架作Z向升降運(yùn)動 的起落架，X軸驅(qū)動組件包括驅(qū)動移動平臺在起落架上作X向平移運(yùn)動的活動架，Y軸驅(qū)動 組件包括設(shè)置在活動架上設(shè)有Y向?qū)к墸苿悠脚_沿Y向?qū)к壸鱕向平移。被測樣品的位 置由X軸驅(qū)動組件、Y軸驅(qū)動組件、Z軸驅(qū)動組件和升降臺控制，升降臺用于控制被測樣品在 水中的深度，以彌補(bǔ)Z軸驅(qū)動組件在水深控制上的不足，X軸驅(qū)動組件和Y軸驅(qū)動組件用于 控制被測樣品在平面內(nèi)進(jìn)行平移，被測樣品安裝在旋轉(zhuǎn)主軸的底端，步進(jìn)電機(jī)通過傳動帶 驅(qū)動旋轉(zhuǎn)套，旋轉(zhuǎn)套轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)主軸，調(diào)節(jié)被測樣品的角度。
[0018] 所述機(jī)架包括堅立的四根立柱，該四根立柱為起落架升降運(yùn)動的導(dǎo)向柱，以機(jī)架 的四根立柱作為起落架升降運(yùn)動的導(dǎo)向柱，無需設(shè)置單獨(dú)的起落架升降導(dǎo)向組件，減少裝 置組件配件，降低設(shè)備成本，導(dǎo)向柱可精確控制起落架的升降高度，提升Z軸驅(qū)動的精度， 起落架的升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)架頂部。
[0019] 在本發(fā)明中，升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動起落架升降運(yùn)動，其包括位于機(jī)架頂部一側(cè) 的升降驅(qū)動電機(jī)，該升降驅(qū)動電機(jī)具有延伸至機(jī)架頂部另一側(cè)的傳動軸；所述的升降驅(qū)動 機(jī)構(gòu)還包括設(shè)于機(jī)架頂部兩側(cè)的主動齒輪和從動齒輪，主動齒輪通過鏈條與傳動軸兩端的 轉(zhuǎn)動齒輪同步運(yùn)動，主動齒輪和從動齒輪之間設(shè)有傳動鏈，且主動齒輪和從動齒輪上均帶 有提升鏈，提升鏈的一端連接至所述的起落架，另一端懸掛有配重塊。
[0020] 升降驅(qū)動電機(jī)為57步進(jìn)電機(jī)，并配備高精密減速器，控制起落架升降運(yùn)動精度為 0. 1_ ;與升降驅(qū)動電機(jī)連接的傳動軸橫跨機(jī)架兩側(cè)，通過鏈條驅(qū)動主動齒輪，主動齒輪通 過傳動鏈帶動從動齒輪，主動齒輪和從動齒輪均設(shè)有多個同步運(yùn)動的單體齒輪，主動齒輪 通過兩根鏈條與傳動軸同步，從動齒輪通過兩根傳動鏈由主動齒輪帶動；同時，主動齒輪和 從動齒輪上均設(shè)有提升鏈，兩根提升鏈分別連接在起落架的兩端，保持起落架平穩(wěn)，提升鏈 的另一端懸掛有配重塊，配重塊具有兩個，分別位于起落架的兩端，兩個配重塊的重量應(yīng)大 體與起落架相當(dāng)，利于保持起落架的高度位置。
[0021] 另外，在起落架升降運(yùn)動時，為保持配重塊的運(yùn)動平穩(wěn)，所述機(jī)架兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)向 桿，配重塊上安裝有沿導(dǎo)向桿滑動配合限位板，配重塊位于一側(cè)的兩導(dǎo)向桿之間，本發(fā)明中 的配重塊呈方形，四角固定有限位板，限位板套設(shè)于導(dǎo)向桿上并與其滑動配合，為配重塊的 運(yùn)動提供導(dǎo)向和限位。
[0022] 起落架的設(shè)置，便于被測樣品的裝卸，由于裝卸被測樣品時安裝人員必須進(jìn)入起 落架的下方，同時起落架也承載折整個升降回轉(zhuǎn)掃描裝置四維移動結(jié)構(gòu)的重量，對于處于 起落架下方的安裝人員存在一定的安全隱患。為保證操作人員的人身安全，每根立柱上安 裝有起落架上位鎖定裝置，其包括固定于立柱上部的安裝板，安裝板上鉸接有鎖片，鎖片具 有打開和關(guān)閉兩個工作位置，鎖片打開時，起落架處于執(zhí)行升降運(yùn)動狀態(tài)，鎖片關(guān)閉后鎖死 起落架的運(yùn)動；起落架上位鎖定裝置還包括感應(yīng)鎖片打開狀態(tài)的第一傳感器和受鎖片關(guān)閉 觸動的第二傳感器，以及分別受第一傳感器和第二傳感器控制的指示燈；四個第一傳感器 串聯(lián)接入第一指示燈的控制回路，四個第二傳感器串聯(lián)接入第二指示燈的控制回路，實現(xiàn) 四個第一傳感器共同控制第一指示燈，以及四個第二傳感器共同控制第二指示燈。
[0023] 當(dāng)起落架在執(zhí)行升降運(yùn)動時，四個鎖片應(yīng)撥到打開位置，第一指示燈根據(jù)四個第 一傳感器的信號處于點(diǎn)亮狀態(tài)，此時禁止安裝人員進(jìn)入起落架下方，在起落架上升至極限 位置后，將每個立柱上的鎖片撥到關(guān)閉位置，四個鎖片均關(guān)閉后，第二指示燈根據(jù)四個第二 傳感器的信號點(diǎn)亮，表示安裝人員可以進(jìn)入起落架下方進(jìn)行操作。因此，起落架升降運(yùn)動 時，所有的鎖片應(yīng)處于打開狀態(tài)，裝卸待測樣品時，所有的鎖片應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)所有的 第一傳感器和第二傳感器處于觸動狀態(tài)時，相應(yīng)的驅(qū)動伺服電機(jī)處于停止停止?fàn)顟B(tài)。
[0024] X軸驅(qū)動組件用于驅(qū)動移動平臺作X向平移運(yùn)動，所述起落架上安裝有X向同步 帶，活動架上設(shè)有與X向同步帶配合的X向行走齒輪，以及用于驅(qū)動X向行走齒輪的X向驅(qū) 動步進(jìn)電機(jī)，所述的活動架還設(shè)有X向行走齒輪兩側(cè)的X向張緊輪，所述X向同步帶繞過X 向張緊輪與X向行走齒輪嚙合。X向同步帶為直線型同步帶，兩端固定在起落架上，X向驅(qū) 動步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動齒輪與X向同步帶嚙合，帶動活動架沿X向運(yùn)動，從而使得移動平臺作X向 平移運(yùn)動。所述起落架上設(shè)有兩個平行布置的X向?qū)U，活動架沿X向?qū)U滑動配合。
[0025] 在本發(fā)明中，活動架上設(shè)有Y向同步帶，移動平臺設(shè)有Y向驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，該Y向 驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)設(shè)有與Y向同步帶配合的Y向行走齒輪，Y向行走齒輪的兩側(cè)設(shè)有Y向張緊 輪，Y向同步帶繞過兩Y向張緊輪與Y向行走齒輪嚙合。移動平臺上的Y向驅(qū)動步進(jìn)電機(jī) 的Y向行走齒輪與Y向同步帶配合，驅(qū)動移動平臺Y向運(yùn)動，Y向張緊輪用于保持Y向同步 帶處于直線張緊狀態(tài)，提升移動平臺的Y向精度。
[0026] 絲杠轉(zhuǎn)動帶動升降臺上下運(yùn)動，所述移動平臺上設(shè)有安裝絲杠的支架，以及引導(dǎo) 升降臺運(yùn)動的導(dǎo)桿，為升降臺運(yùn)動提供導(dǎo)向。
[0027] 本發(fā)明用于對50公斤及以下被測樣品的水聽器測試，便于控制，調(diào)整精度高，可 以大大縮短測試時間，加快水聽器的開發(fā)周期，裝置采用高精度伺服控制系統(tǒng)，位置精度達(dá) 至IJ 0. 1_，回轉(zhuǎn)角度的精度達(dá)到0. 1度，并給旋轉(zhuǎn)主軸設(shè)置單獨(dú)的升降驅(qū)動，以彌補(bǔ)Z軸驅(qū)動 組件在水深控制上的不足，使水深度達(dá)到5m以上，適應(yīng)更深的測試環(huán)境。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1為水聽器測量裝置示意圖；
[0029] 圖2為升降回轉(zhuǎn)掃描裝置的機(jī)械部分示意正視圖；
[0030] 圖3為升降回轉(zhuǎn)掃描裝置的機(jī)械部分示意側(cè)視圖；
[0031] 圖4為升降回轉(zhuǎn)掃描裝置的機(jī)械部分示意俯視圖；
[0032] 圖5為升降回轉(zhuǎn)掃描裝置的自動控制系統(tǒng)示意圖。

【具體實施方式】
[0033] 如圖1所示，水聽器的測量裝置主要由兩部分組成：水上儀器設(shè)備和水下部分。水 上儀器設(shè)備包括：計算機(jī)及外設(shè)1、聲波發(fā)射器2、樣品掃描機(jī)構(gòu)3、樣品回轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)4和 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)5。水下部分包括：發(fā)射換能器6、測量反射波的雙水聽器7、測量透射波的雙 水聽器8和被測樣品9,具有指向性的發(fā)射換能器7安裝于樣品回轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)4上；雙水聽 器7和雙水聽器8具有接收指向性，安裝于樣品掃描機(jī)構(gòu)3上，掃描測量被測樣品9的近場， 掃描面積大于等于被測樣品9面積；被測水聲構(gòu)件樣品安裝于樣品回轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)4上，被測 量的水聲構(gòu)件樣品尺寸為1. 2mX 1. 6m。
[0034] 本發(fā)明的水聽器自動升降回轉(zhuǎn)掃描裝置，主要用于調(diào)整被測樣品在水中的姿態(tài)， 包括自動控制系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)部分。
[0035] 如圖2、圖3和圖4所示，機(jī)械結(jié)構(gòu)部分包括機(jī)架21，安裝在機(jī)架21上且具有三維 自由度的移動平臺50,和驅(qū)動移動平臺50運(yùn)動的X軸驅(qū)動組件、Y軸驅(qū)動組件和Z軸驅(qū)動 組件。移動平臺50上轉(zhuǎn)動配合有絲杠41，與絲杠41螺紋配合有上下運(yùn)動的升降臺40,升 降臺40上活動安裝有旋轉(zhuǎn)主軸44,該旋轉(zhuǎn)主軸44伸入移動平臺50下方的水中，被測樣品 固定在旋轉(zhuǎn)主軸44的底端。
[0036] 移動平臺50經(jīng)X軸驅(qū)動組件、Y軸驅(qū)動組件和Z軸驅(qū)動組件實現(xiàn)三維移動，以驅(qū) 動被測樣品在水中的位置發(fā)生變化；同時，轉(zhuǎn)動的絲杠41可驅(qū)動升降臺40上下運(yùn)動，便于 安裝，而且可以控制被測樣品在水中的深度，彌補(bǔ)Z軸驅(qū)動組件在水深控制上的不足；轉(zhuǎn)動 旋轉(zhuǎn)主軸44,可改變被測樣品在水中的回轉(zhuǎn)角度，實現(xiàn)被測樣品的四維運(yùn)動。
[0037] 機(jī)架21安裝在水池的上方，具體為框型架體結(jié)構(gòu)，其具有堅立的四根立柱38。Z 軸驅(qū)動組件包括驅(qū)動移動平臺50沿機(jī)架21作Z向升降運(yùn)動的起落架55,立柱38為框體結(jié) 構(gòu)的起落架55提供運(yùn)動導(dǎo)向，即立柱為導(dǎo)向柱，提高運(yùn)動精度，起落架55的升降驅(qū)動機(jī)構(gòu) 安裝于機(jī)架21頂部兩側(cè)。
[0038] 升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括升降驅(qū)動電機(jī)54,升降驅(qū)動電機(jī)54具有延伸至機(jī)架21頂部另 一側(cè)的轉(zhuǎn)動軸，機(jī)架頂部兩側(cè)均設(shè)有與傳動軸同步的主動齒輪45和從動齒輪46,主動齒輪 45通過鏈條與傳動軸兩端的轉(zhuǎn)動齒輪同步運(yùn)動，主動齒輪45和從動齒輪46之間設(shè)有傳動 鏈，且主動齒輪45和從動齒輪46上均帶有提升鏈48,提升鏈48的一端連接至起落架55， 另一端懸掛有配重塊49。本實施例中的升降驅(qū)動電機(jī)為57步進(jìn)電機(jī)，并配備高精密減速 器，控制起落架55升降運(yùn)動精度為0. 1mm，兩塊配重塊49位于機(jī)架21的兩側(cè)，四根提升鏈 48為起落架55提供平穩(wěn)升降運(yùn)動，配重塊49用于起落架55的高度保持，且兩個配重塊49 的重量應(yīng)大體與起落架55相當(dāng)。
[0039] 為保持配重塊49的運(yùn)動平穩(wěn)，機(jī)架21兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)向柱47,配重塊49上安裝有沿 導(dǎo)向柱47滑動配合限位板，本實施例中的配重塊49呈矩形，尺寸為1. 2m*l. 6m，限位板固定 在其四角，限位板套設(shè)于導(dǎo)向柱上并與其滑動配合，為配重塊提供導(dǎo)向和限位。
[0040] 在裝卸被測樣品時安裝人員必須進(jìn)入起落架55的下方，同時起落架55也承載折 整個升降回轉(zhuǎn)掃描裝置四維移動結(jié)構(gòu)的重量，對于處于起落架55下方的安裝人員存在一 定的安全隱患。為保證操作人員的人身安全，每根立柱38上安裝有起落架上位鎖定裝置 43,其包括固定于立柱上部的安裝板，安裝板上鉸接有鎖片，鎖片具有打開和關(guān)閉兩個工作 位置，鎖片打開時，起落架處于執(zhí)行升降運(yùn)動狀態(tài)，鎖片關(guān)閉后鎖死起落架的運(yùn)動；起落架 上位鎖定裝置還包括感應(yīng)鎖片打開狀態(tài)的第一傳感器和受鎖片關(guān)閉觸動的第二傳感器，以 及分別受第一傳感器和第二傳感器控制的指示燈；四根立柱上的第一傳感器共同控制第一 指示燈，第二傳感器共同控制第二指示燈，且四個第一傳感器串聯(lián)接入第一指示燈的控制 回路，四個第二傳感器串聯(lián)接入第二指示燈的控制回路。當(dāng)起落架在執(zhí)行升降運(yùn)動時，四個 鎖片應(yīng)撥到打開位置，第一指示燈根據(jù)四個第一傳感器的信號處于點(diǎn)亮狀態(tài)，此時禁止安 裝人員進(jìn)入起落架下方，在起落架上升至極限位置后，將每個立柱上的鎖片撥到關(guān)閉位置， 第二指示燈點(diǎn)亮，表示安裝人員可以進(jìn)入起落架下方進(jìn)行操作，操作完畢后，需要重新將各 鎖片撥到打開狀態(tài)，才能啟動起落架。因此，起落架升降運(yùn)動時，所有的鎖片應(yīng)處于打開狀 態(tài)，裝卸待測樣品時，所有的鎖片應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0041] X軸驅(qū)動組件和Y軸驅(qū)動組件用于驅(qū)動移動平臺50在平面上平移。X軸驅(qū)動組件 包括驅(qū)動移動平臺50在起落架55上作X向平移運(yùn)動的活動架53和安裝在起落架55上的 X向同步帶，活動架53上設(shè)有X向驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，該X向驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)設(shè)有與X向同步帶 配合的X向行走齒輪。X向同步帶為直線型同步帶，兩端固定在起落架55上，X向驅(qū)動步進(jìn) 電機(jī)驅(qū)動X向行走齒輪與X向同步帶嚙合，帶動活動架53沿X向運(yùn)動，從而引導(dǎo)移動平臺 50作X向平移運(yùn)動。起落架55上設(shè)有兩個平行布置的X向?qū)U，活動架沿X向?qū)U滑動配 合，起落架55上也安裝有沿X向布置的鋼尺44,用于指示當(dāng)前被測樣品的X向位置。
[0042] Y軸驅(qū)動組件包括設(shè)置在活動架53上設(shè)有Y向?qū)к?2和Y向同步帶51，移動平 臺50沿Y向?qū)к壸鱕向平移，移動平臺50上設(shè)有與Y向同步帶51配合的Y向驅(qū)動步進(jìn)電 機(jī)，該Y向驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)設(shè)有與Y向同步帶嚙合的Y向行走齒輪，Y向行走齒輪的兩側(cè)設(shè)有 張緊輪，Y向同步帶繞過兩張緊輪與Y向行走齒輪嚙合，使Y向同步帶處于直線張緊拉伸狀 態(tài)，可提升移動平臺的Y向移動精度。為便于直觀了解移動平臺的位置，活動架55上也設(shè) 置了鋼尺。
[0043] 在本實施例中，絲杠41由安裝在移動平臺50上的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，絲杠驅(qū)動步進(jìn)電 機(jī)通過絲杠同步帶驅(qū)動絲杠41旋轉(zhuǎn)，絲杠41轉(zhuǎn)動驅(qū)動升降臺40上下運(yùn)動。移動平臺50 上部安裝有支架39和用于引導(dǎo)升降臺40運(yùn)動的導(dǎo)桿，支架39上設(shè)有指示待測樣品的伸入 水深的鋼尺42。
[0044] 移動平臺50上設(shè)有旋轉(zhuǎn)套以及帶動旋轉(zhuǎn)套轉(zhuǎn)動的步進(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)通過傳 動帶驅(qū)動旋轉(zhuǎn)套，旋轉(zhuǎn)主軸44貫穿旋轉(zhuǎn)套且與旋轉(zhuǎn)套周向定位、軸向滑動配合。旋轉(zhuǎn)套帶 動旋轉(zhuǎn)主軸44轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)主軸44穿過移動平臺50伸入水池中，帶動水中的被測樣品旋轉(zhuǎn)， 改變其回轉(zhuǎn)角度。
[0045] 如圖5所示，自動控制系統(tǒng)包括：核心控制器10、觸摸屏11、操作室工業(yè)控制計算 機(jī)12、驅(qū)動伺服/步進(jìn)電機(jī)控制模塊13、回轉(zhuǎn)掃描裝置控制模塊14、傳感器15、通訊連接線 16和通訊連接線17。系統(tǒng)指令由操作室工業(yè)控制計算機(jī)12或觸摸屏11發(fā)出，觸摸屏11 通過通訊連接線16連接核心控制器10,操作室工業(yè)控制計算機(jī)12通過通訊連接線17連接 核心控制器10,將指令發(fā)到核心控制器10,根據(jù)指令內(nèi)容啟動驅(qū)動伺服/步進(jìn)電機(jī)控制模 塊13,由驅(qū)動伺服/步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動升降回轉(zhuǎn)裝動作，再由傳感器15將得到的反饋信息傳 遞給核心控制器10,再由操作室工業(yè)控制計算機(jī)12或觸摸屏11通過自主設(shè)計的軟件將數(shù) 據(jù)反饋給操作人員，使其采取相應(yīng)的控制策略等。
【權(quán)利要求】
1. 一種水聽器自動升降回轉(zhuǎn)掃描裝置，包括機(jī)架，其特征在于，所述機(jī)架上設(shè)有： 沿機(jī)架作Z向升降運(yùn)動的起落架； 在起落架上作X向平移運(yùn)動的活動架； 在活動架上作Y向平移運(yùn)動的移動平臺，且X向與Y向相互垂直； 堅直安裝在所述的移動平臺上的絲杠； 受所述絲杠驅(qū)動做升降運(yùn)動的升降臺； 堅直安裝在所述升降臺上的旋轉(zhuǎn)主軸，該旋轉(zhuǎn)主軸與升降臺轉(zhuǎn)動配合且軸向固定，旋 轉(zhuǎn)主軸的底部用于懸掛水聽器或與水聽器配合的被測樣品； 其中所述絲杠與旋轉(zhuǎn)主軸的驅(qū)動方式如下： 所述的移動平臺上安裝有絲杠驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，絲杠驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)通過絲杠同步帶驅(qū)動 絲杠旋轉(zhuǎn)； 所述的移動平臺上設(shè)有旋轉(zhuǎn)套以及帶動旋轉(zhuǎn)套轉(zhuǎn)動的步進(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)通過傳動 帶驅(qū)動旋轉(zhuǎn)套，所述旋轉(zhuǎn)主軸貫穿旋轉(zhuǎn)套且與旋轉(zhuǎn)套周向定位、軸向滑動配合。
2. 如權(quán)利要求1所述的水聽器自動升降回轉(zhuǎn)掃描裝置，其特征在于，所述移動平臺上 設(shè)有安裝絲杠的支架，以及引導(dǎo)升降臺運(yùn)動的導(dǎo)桿。
3. 如權(quán)利要求1所述的水聽器自動升降回轉(zhuǎn)掃描裝置，其特征在于，所述機(jī)架具有堅 立的四根立柱，該四根立柱為起落架升降運(yùn)動的導(dǎo)向柱，機(jī)架頂部設(shè)有起落架的升降驅(qū)動 機(jī)構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求3所述的水聽器自動升降回轉(zhuǎn)掃描裝置，其特征在于，所述的升降驅(qū)動 機(jī)構(gòu)包括位于機(jī)架頂部一側(cè)的升降驅(qū)動電機(jī)，該升降驅(qū)動電機(jī)具有延伸至機(jī)架頂部另一側(cè) 的傳動軸； 所述的升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)還包括設(shè)于機(jī)架頂部兩側(cè)且與傳動軸同步轉(zhuǎn)動的主動齒輪和從 動齒輪，主動齒輪和從動齒輪上均帶有提升鏈，提升鏈的一端連接至所述的起落架，另一端 懸掛有配重塊。
5. 如權(quán)利要求4所述的水聽器自動升降回轉(zhuǎn)掃描裝置，其特征在于，所述機(jī)架兩側(cè)設(shè) 有導(dǎo)向桿，配重塊上安裝有沿導(dǎo)向桿滑動配合限位板。
6. 如權(quán)利要求3所述的水聽器自動升降回轉(zhuǎn)掃描裝置，其特征在于，每根立柱上安裝 有起落架上位鎖定裝置，其包括固定于立柱上部的安裝板，安裝板上鉸接有鎖片，鎖片具有 打開和關(guān)閉兩個工作位置，鎖片打開時，起落架處于執(zhí)行升降運(yùn)動狀態(tài)，鎖片關(guān)閉后鎖死起 落架的運(yùn)動； 起落架上位鎖定裝置還包括感應(yīng)鎖片打開狀態(tài)的第一傳感器和受鎖片關(guān)閉觸動的第 二傳感器，以及分別受第一傳感器和第二傳感器控制的第一指示燈和第二指示燈，四根立 柱上的第一傳感器串聯(lián)接入第一指示燈的控制回路，四個第二傳感器串聯(lián)接入第二指示燈 的控制回路。
7. 如權(quán)利要求1所述的水聽器自動升降回轉(zhuǎn)掃描裝置，其特征在于，所述起落架上安 裝有X向同步帶，活動架上設(shè)有與X向同步帶配合的X向行走齒輪，以及用于驅(qū)動X向行走 齒輪的X向驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)。
8. 如權(quán)利要求7所述的水聽器自動升降回轉(zhuǎn)掃描裝置，其特征在于，所述的活動架還 設(shè)有位于X向行走齒輪兩側(cè)的X向張緊輪，所述X向同步帶繞過X向張緊輪與X向行走齒 輪嚙合。
9. 如權(quán)利要求1所述的水聽器自動升降回轉(zhuǎn)掃描裝置，其特征在于，所述活動架上設(shè) 有Y向同步帶，移動平臺上設(shè)有Y向驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，該Y向驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)設(shè)有與Y向同步帶 配合的Y向行走齒輪。
10. 如權(quán)利要求9所述的水聽器自動升降回轉(zhuǎn)掃描裝置，其特征在于，Y向行走齒輪的 兩側(cè)設(shè)有Y向張緊輪，Y向同步帶繞過兩Y向張緊輪與Y向行走齒輪嚙合。
【文檔編號】G01S7/52GK104122543SQ201410341511
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】林峰 申請人:浙江大學(xué)