本實用新型涉及一種氣動光學(xué)領(lǐng)域和自動化控制領(lǐng)域中的調(diào)節(jié)裝置，特別是涉及一種基于PLC控制的大口徑紋影系統(tǒng)的支撐調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

紋影儀是一種應(yīng)用于流場顯示和測量的光學(xué)儀器，其用于顯示透明物質(zhì)中種種原因引起的折射率變化，目前被廣泛地應(yīng)用于觀測氣流的邊界層、燃燒、激波、氣體內(nèi)的冷熱對流及風(fēng)洞和水洞流場等。傳統(tǒng)紋影儀支撐機構(gòu)采取手輪轉(zhuǎn)動的方式進行高度及平移調(diào)節(jié)，該調(diào)節(jié)方式精度低，調(diào)試效率差，不具有俯仰、偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，無法滿足目前紋影儀調(diào)試要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種提高紋影系統(tǒng)調(diào)節(jié)精度的支撐調(diào)節(jié)裝置。

本實用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：紋影系統(tǒng)的支撐調(diào)節(jié)裝置，包括支撐底座、升降機構(gòu)、平板、支撐橫梁、位移補償滑塊、偏轉(zhuǎn)機構(gòu)和控制系統(tǒng)，所述平板設(shè)置在支撐橫梁上，所述偏轉(zhuǎn)機構(gòu)和位移補償滑塊設(shè)置在支撐橫梁上，所述支撐橫梁設(shè)置在升降機構(gòu)上，所述升降機構(gòu)垂直設(shè)置于支撐底座的上表面上，所述控制系統(tǒng)控制升降機構(gòu)和偏轉(zhuǎn)機構(gòu)的運動。

進一步的，還包括行走機構(gòu)，所述行走機構(gòu)設(shè)置在支撐底座的下表面上，所述控制系統(tǒng)控制行走機構(gòu)的運動。

進一步的，所述行走機構(gòu)由行走電機、傳動機構(gòu)、驅(qū)動軸、驅(qū)動輪和軸承座構(gòu)成，所述行走電機安裝在支撐底座上，所述驅(qū)動軸與驅(qū)動輪通過軸承座與支撐底座固定在一起。

進一步的，所述升降機構(gòu)采用2個以上的偶數(shù)個，且都垂直設(shè)置于支撐底座的上表面上。

進一步的，所述升降機構(gòu)是4個，且垂直設(shè)置于支撐底座上表面的四個角上，且每個支撐橫梁都設(shè)置在前后(或左右)兩個升降機構(gòu)上。

進一步的，所述升降機構(gòu)由電機、聯(lián)軸器、立柱、導(dǎo)軌、絲桿和滑塊構(gòu)成，所述電機設(shè)置在立柱上并與聯(lián)軸器連接，所述聯(lián)軸器與絲桿連接，所述滑塊設(shè)置在絲桿上并可沿著導(dǎo)軌上下移動，所述支撐橫梁與滑塊滾動連接。

進一步的，所述電機的電機軸端安裝有位置編碼器。

進一步的，所述偏轉(zhuǎn)機構(gòu)由偏轉(zhuǎn)電機、偏轉(zhuǎn)聯(lián)軸器、偏轉(zhuǎn)導(dǎo)軌、偏轉(zhuǎn)絲桿、偏轉(zhuǎn)滑塊、偏轉(zhuǎn)軸、刻度尺和限位機構(gòu)構(gòu)成，所述偏轉(zhuǎn)電機設(shè)置在支撐橫梁上并與偏轉(zhuǎn)聯(lián)軸器連接，所述偏轉(zhuǎn)聯(lián)軸器與偏轉(zhuǎn)絲桿連接，所述偏轉(zhuǎn)滑塊設(shè)置在偏轉(zhuǎn)絲桿上并可沿著偏轉(zhuǎn)導(dǎo)軌移動，所述限位機構(gòu)和刻度尺安裝在支撐橫梁上，所述偏轉(zhuǎn)軸安裝在支撐橫梁上并位于相對于偏轉(zhuǎn)電機的另外一側(cè)，所述偏轉(zhuǎn)滑塊與支撐橫梁滾動連接。

進一步的，所述偏轉(zhuǎn)軸的軸端安裝有角度位置編碼器。

進一步的，所述滾動連接采用軸承連接。

本實用新型的有益效果是：由于本實用新型的支撐調(diào)節(jié)機構(gòu)可實現(xiàn)平移、升降、偏轉(zhuǎn)、俯仰和水平調(diào)節(jié)，可以滿足紋影系統(tǒng)的高精度調(diào)試要求；本實用新型采用電機控制絲桿的調(diào)節(jié)方式，調(diào)節(jié)精度高，全程調(diào)節(jié)控制都通過控制系統(tǒng)操作完成，提高調(diào)試效率，減少調(diào)試人員，方便且提高工作效率。

附圖說明

圖1是本實用新型的立體圖。

圖2是本實用新型另一方向的立體圖。

圖3是本實用新型的主視圖。

圖4是圖3的俯視圖。

圖5是圖3的側(cè)視圖。

圖6是本實用新型的控制框圖。

圖7是本實用新型的偏轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本實用新型的行走機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本實用新型的基于PLC控制的紋影系統(tǒng)的支撐調(diào)節(jié)裝置包括行走機構(gòu)1、支撐底座2、升降機構(gòu)3、平板4、支撐橫梁5、位移補償滑塊7、偏轉(zhuǎn)機構(gòu)8和控制系統(tǒng)10，其中，平板4設(shè)置在支撐橫梁5上，多個行走機構(gòu)1設(shè)置在支撐底座2的下表面上，偏轉(zhuǎn)機構(gòu)8和位移補償滑塊7設(shè)置在支撐橫梁5上，升降機構(gòu)3采用2個以上的偶數(shù)個，且都垂直設(shè)置于支撐底座2上表面上，升降機構(gòu)3最好是4個，且垂直設(shè)置于支撐底座2上表面的四個角上，支撐橫梁5設(shè)置在升降機構(gòu)3上，且每個支撐橫梁5最好都設(shè)置在前后(或左右)兩個升降機構(gòu)3上，如果是采用4個升降機構(gòu)3，那么支撐橫梁5就是兩個，并都分別設(shè)置在前后(或左右)兩個升降機構(gòu)3上，如圖1-5所示。

本實用新型由控制系統(tǒng)10控制行走機構(gòu)1實現(xiàn)平移調(diào)節(jié)；控制系統(tǒng)10控制升降機構(gòu)3并同時與位移補償滑塊7配合實現(xiàn)升降調(diào)節(jié)、俯仰調(diào)節(jié)和水平調(diào)節(jié)；控制系統(tǒng)10控制偏轉(zhuǎn)機構(gòu)8并同時與位移補償滑塊7配合實現(xiàn)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，如圖6所示。

如圖2所示，本實用新型的多個升降機構(gòu)3分別由電機11、聯(lián)軸器12、立柱13、導(dǎo)軌14、絲桿15、滑塊16構(gòu)成，其中，電機11設(shè)置在立柱13上并與聯(lián)軸器12連接，聯(lián)軸器12與絲桿15連接，滑塊16設(shè)置在絲桿15上并可沿著導(dǎo)軌14上下移動，支撐橫梁5與滑塊16滾動連接，該滾動連接可以采用軸承連接，當(dāng)滑塊16沿著導(dǎo)軌14上下移動時，帶動支撐橫梁5上下移動，使設(shè)置在支撐橫梁5上的平板4隨支撐橫梁5一起上下移動。每個電機11的電機軸端安裝有位置編碼器。

如圖7所示，本實用新型的偏轉(zhuǎn)機構(gòu)8由角度位置編碼器、偏轉(zhuǎn)電機17、偏轉(zhuǎn)聯(lián)軸器、偏轉(zhuǎn)導(dǎo)軌19、刻度尺20、偏轉(zhuǎn)絲桿21、偏轉(zhuǎn)滑塊22、偏轉(zhuǎn)軸6、限位機構(gòu)23構(gòu)成。其中，偏轉(zhuǎn)電機17設(shè)置在支撐橫梁5上并與偏轉(zhuǎn)聯(lián)軸器連接，偏轉(zhuǎn)聯(lián)軸器與偏轉(zhuǎn)絲桿21連接，偏轉(zhuǎn)滑塊22設(shè)置在偏轉(zhuǎn)絲桿21上并可沿著偏轉(zhuǎn)導(dǎo)軌19移動，刻度尺20、限位機構(gòu)23安裝在支撐橫梁5上，刻度尺20用于觀察限位機構(gòu)23的調(diào)節(jié)量，限位機構(gòu)23對系統(tǒng)的超程限位，避免損壞系統(tǒng)，偏轉(zhuǎn)軸6安裝在支撐橫梁5上并位于相對于偏轉(zhuǎn)電機17的另外一側(cè)，使其以另一側(cè)為偏轉(zhuǎn)中心偏轉(zhuǎn)，角度位置編碼器安裝在偏轉(zhuǎn)軸6的軸端，同時，偏轉(zhuǎn)滑塊22與支撐橫梁5滾動連接，該滾動連接可以采用軸承連接，當(dāng)偏轉(zhuǎn)滑塊22移動不同距離時，使設(shè)置在支撐橫梁5上的平板4隨支撐橫梁5一起偏轉(zhuǎn)。

如圖8所示，本實用新型的行走機構(gòu)1由行走電機24、傳動機構(gòu)25、驅(qū)動軸26、驅(qū)動輪27、軸承座28構(gòu)成。行走電機24安裝在支撐底座2上，驅(qū)動軸26與驅(qū)動輪27通過軸承座28與支撐底座2固定在一起。行走電機24的電機軸端安裝有位置編碼器。

工作時，平板4上部放置紋影系統(tǒng)的紋影鏡等光學(xué)元器件。當(dāng)控制系統(tǒng)10切換至升降調(diào)節(jié)狀態(tài)時，控制系統(tǒng)10驅(qū)動固定于4個立柱13上的4個電機11，經(jīng)聯(lián)軸器12帶動絲桿15拖動滑塊16上下移動相同距離，從而實現(xiàn)平板4的升降調(diào)節(jié)。具體的移動距離由安裝在每個電機11的電機軸端的位置編碼器將信號反饋給控制系統(tǒng)10，控制系統(tǒng)10再控制電機11的運行，從而實現(xiàn)對平板4的閉環(huán)自動升降調(diào)節(jié)。

當(dāng)控制系統(tǒng)10切換至水平調(diào)節(jié)狀態(tài)時，通過安裝在平板4上的電子水平儀提供當(dāng)前的水平狀態(tài)數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)10自動驅(qū)動4臺電機11，經(jīng)聯(lián)軸器12帶動絲桿15拖動滑塊16上下分別移動不同的距離，分別的移動距離由安裝在每個電機11的電機軸端的位置編碼器將信號反饋給控制系統(tǒng)10，控制系統(tǒng)10再控制電機11的運行，從而實現(xiàn)對平板4的閉環(huán)自動水平調(diào)節(jié)。

當(dāng)控制系統(tǒng)10切換至俯仰調(diào)節(jié)狀態(tài)時，根據(jù)使用要求可對控制系統(tǒng)10進行俯仰參數(shù)設(shè)置，控制系統(tǒng)10根據(jù)設(shè)置的參數(shù)，同時控制前端或后端的2個電機11經(jīng)聯(lián)軸器12帶動絲桿15拖動滑塊16移動不同距離，俯仰以支撐橫梁5為轉(zhuǎn)動軸，相對位移量由位移補償滑塊7進行補償，轉(zhuǎn)動角度由角度位置編碼器反饋給控制系統(tǒng)10處理，實現(xiàn)對平板4的閉環(huán)自動俯仰調(diào)節(jié)。

當(dāng)控制系統(tǒng)10切換至偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)狀態(tài)時，根據(jù)使用要求可對控制系統(tǒng)10進行偏轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)置，控制系統(tǒng)10根據(jù)設(shè)置的參數(shù)，控制偏轉(zhuǎn)電機17經(jīng)聯(lián)軸器帶動偏轉(zhuǎn)絲桿21拖動偏轉(zhuǎn)滑塊22移動不同距離，以偏轉(zhuǎn)軸6為偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動軸，相對位移量由位移補償滑塊7進行補償。移動角度由角度位置編碼器反饋給控制系統(tǒng)10處理，實現(xiàn)對平板4的閉環(huán)自動偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)。

當(dāng)控制系統(tǒng)10切換至平移調(diào)節(jié)狀態(tài)時，根據(jù)使用要求可對控制系統(tǒng)10進行平移參數(shù)設(shè)置，控制系統(tǒng)10根據(jù)設(shè)置的參數(shù)，控制行走電機24運行，通過傳動機構(gòu)25帶動驅(qū)動軸26驅(qū)動驅(qū)動輪27移動不同距離，移動距離由安裝在行走電機24上的位置編碼器反饋給控制系統(tǒng)10處理，從而帶動整個裝置在導(dǎo)軌上移動，實現(xiàn)閉環(huán)自動平移調(diào)節(jié)。

本實用新型控制系統(tǒng)10最好采用PLC控制系統(tǒng)，本實用新型在支撐底座2上放置2-6個吊環(huán)9，方便整體吊裝。