本發(fā)明屬于風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于快速測定風(fēng)場跨向相關(guān)性的測架裝置。

背景技術(shù)：

目前，風(fēng)洞試驗(yàn)仍然是結(jié)構(gòu)風(fēng)工程研究的一個(gè)重要手段。隨著研究的不斷細(xì)化，在紊流場中進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，準(zhǔn)確測量來流脈動(dòng)風(fēng)的跨向相關(guān)性對于研究作用在結(jié)構(gòu)上的氣動(dòng)力特性、進(jìn)行精細(xì)化的風(fēng)振分析都有著重要的意義。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中，通常使用三維脈動(dòng)風(fēng)速儀或熱線風(fēng)速儀來獲得來流的風(fēng)速時(shí)程。測量來流風(fēng)場的跨向相關(guān)性，需要同時(shí)獲得沿跨向不同位置的風(fēng)速時(shí)程數(shù)據(jù)，要求至少兩個(gè)測點(diǎn)同時(shí)測量，而人工手動(dòng)調(diào)整測點(diǎn)在跨向的位置需要多次進(jìn)入風(fēng)洞試驗(yàn)段內(nèi)，工作量大且繁瑣，還增加風(fēng)洞試驗(yàn)的能耗。

針對這一問題，現(xiàn)有如下技術(shù)：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)開發(fā)了一種大氣邊界層風(fēng)洞的準(zhǔn)三維自動(dòng)測量系統(tǒng)(專利申請?zhí)枺?01210202687.8)，該系統(tǒng)包括前后移動(dòng)和上下移動(dòng)裝置，由一組前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)和一組上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。支持框架長度調(diào)節(jié)件和測量桿支持機(jī)構(gòu)長度調(diào)節(jié)件在一定范圍內(nèi)長度可調(diào)，并可進(jìn)行一定程度的調(diào)平。但該設(shè)備未設(shè)置橫向移動(dòng)裝置，不能實(shí)現(xiàn)快速測量風(fēng)場的跨向相關(guān)性。另一方面，該設(shè)備組成構(gòu)件較多，在風(fēng)洞中安裝完成之后不便于拆卸。

湖南科技大學(xué)開發(fā)了一種風(fēng)速檢測儀自動(dòng)升降裝置(專利申請?zhí)枺?01520666621.3)，該裝置可以實(shí)現(xiàn)在風(fēng)場調(diào)試過程中根據(jù)試驗(yàn)需要選擇所需測量高度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，獲得不同高度下平均風(fēng)速和湍流度。但該裝置也沒有設(shè)置橫向移動(dòng)裝置，且該裝置連接桿件較多，在風(fēng)洞中安裝使用較為繁瑣。

北京大學(xué)開發(fā)了一種程控兩級(jí)聯(lián)動(dòng)風(fēng)洞移測架裝置(專利申請?zhí)枺?00820122494.0)，該裝置具有程控聯(lián)動(dòng)的兩級(jí)聯(lián)動(dòng)垂向測量機(jī)構(gòu)的特征，使其所帶探頭能夠連續(xù)在垂向測量區(qū)移動(dòng)。該裝置既可以從風(fēng)洞底面附近連續(xù)測量到風(fēng)洞頂面附近，又可以在吹風(fēng)過程中在底部上的地形模型和建筑模型區(qū)移動(dòng)測量。但該裝置也沒有考慮橫向移動(dòng)，且該裝置的只有一個(gè)移測部件，無法實(shí)現(xiàn)在跨向兩個(gè)不同位置布置測點(diǎn)。

此外，許多風(fēng)洞中較廣泛使用三坐標(biāo)測量機(jī)，該設(shè)備具有高準(zhǔn)確度、高效率和測量范圍大的優(yōu)點(diǎn)，已成為幾何量測儀器的一個(gè)主要發(fā)展方向。但該類設(shè)備測量行程小，造價(jià)較高，僅適用于小型風(fēng)洞，在大型風(fēng)洞中無法使用。

因此，開發(fā)一種能夠穩(wěn)定且快速自動(dòng)移動(dòng)的測架裝置，根據(jù)試驗(yàn)需要在跨向設(shè)定不同的位置采集脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程很有必要。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：

1.沒有設(shè)置專門針對測量風(fēng)場跨向相關(guān)性的橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)；

2.裝置構(gòu)件組成復(fù)雜，在風(fēng)洞試驗(yàn)中不便于安裝和拆卸，且投入成本高。

3.只安裝有一個(gè)移測部件，在測量風(fēng)場跨向相關(guān)性時(shí)不能實(shí)現(xiàn)多個(gè)測點(diǎn)的測量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種快速測定風(fēng)場跨向相關(guān)性的測架裝置。

一種快速測定風(fēng)場跨向相關(guān)性的測架裝置，用于在不進(jìn)入風(fēng)洞試驗(yàn)段的情況下在跨向設(shè)定不同的位置采集脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程，主要由滑軌、受控電機(jī)、電機(jī)控制器、滑軌固定支架、滑塊和無線激光測距模塊組成；滑軌1橋接在高度可調(diào)兩個(gè)固定支座上；第一滑塊4和第二滑塊5可滑動(dòng)地置于滑軌上，其中，第一滑塊4底部安裝有可以測出兩個(gè)滑塊之間的距離并將其傳輸?shù)诫姍C(jī)控制器11上的無線激光測距模塊7，第一滑塊4上置有可與滑軌緊固的緊固螺絲；第二滑塊5通過傳動(dòng)履帶2與置于滑軌一端頭的受控電機(jī)3相連并受控電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在滑軌上運(yùn)動(dòng)；兩個(gè)滑塊上均連接有用于固定風(fēng)速儀的支桿。

這樣，兩個(gè)滑塊安裝在滑軌上；兩個(gè)滑塊上均連接有固定三維脈動(dòng)風(fēng)速儀或熱線風(fēng)速儀的支桿，支桿一端有固定風(fēng)速儀的螺絲鎖緊裝置；其中一個(gè)滑塊與通過傳動(dòng)履帶與受控電機(jī)相連，電機(jī)控制器發(fā)出脈沖指令使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，則滑塊也隨之在滑軌上運(yùn)動(dòng)；另一個(gè)滑塊安裝在滑軌上之后，可以用螺絲鎖緊，固定在滑軌的一端；固定的滑塊裝置底部安裝有無線激光測距模塊，激光測距模塊可以測出兩個(gè)滑塊之間的距離并無線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)或手持設(shè)備上；通過調(diào)節(jié)電機(jī)控制器，可以在不進(jìn)入風(fēng)洞試驗(yàn)段的情況下使得固定在兩個(gè)滑塊上的風(fēng)速儀達(dá)到預(yù)定的距離。

所述滑軌由兩根碳纖維管或輕質(zhì)高強(qiáng)的金屬管材制成，兩根管材的間距不超過滑塊寬度，滑塊上裝有兩組滑動(dòng)輪，每組滑動(dòng)輪由3個(gè)優(yōu)質(zhì)膠輪組成。

所述滑塊可以在滑軌上自由滑動(dòng)，一個(gè)可以用螺栓鎖緊在滑軌上，另一個(gè)滑塊與受控電機(jī)驅(qū)動(dòng)通過傳動(dòng)履帶相連接，受控電機(jī)接收電機(jī)控制器發(fā)出的信號(hào)后可調(diào)節(jié)該滑塊在滑軌上的位置。

所述激光測距模塊安裝在不與電機(jī)相連的滑塊上，激光測距模塊測出兩個(gè)滑塊之間的距離后通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)或手持設(shè)備上。

所述電機(jī)控制器通過線纜與受控電機(jī)相連，可以給受控電機(jī)發(fā)出指定的脈沖信號(hào)，受控電機(jī)收到脈沖信號(hào)之后立即運(yùn)轉(zhuǎn)，通過傳動(dòng)履帶改變滑塊在滑軌上的位置。

所述滑軌通過套筒與滑軌固定支架相連，滑軌在固定支架滑桿上的位置調(diào)整合適后，可以由螺栓鎖緊；固定支架的底座設(shè)有螺孔，與固定支架的滑桿通過螺絲連接；固定支架的底座由鋼板制成，厚1cm，尺寸為25cm*25cm。

所述固定三維脈動(dòng)風(fēng)速儀或熱線風(fēng)速儀的支桿一端通過螺絲緊固連接，另一端設(shè)有圓形孔，可將風(fēng)速儀套入孔內(nèi)，風(fēng)速儀高度調(diào)整合適后，用螺絲緊固。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果為：提供了一種快速測定風(fēng)場跨向相關(guān)性的測架裝置，該裝置可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)風(fēng)速儀在跨向方向上的自動(dòng)調(diào)節(jié)，構(gòu)造簡單，方便拆裝。可節(jié)約風(fēng)場跨向相關(guān)性測量的試驗(yàn)時(shí)間70％以上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種快速測定風(fēng)場跨向相關(guān)性的測架裝置；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的測架裝置上的第一滑塊構(gòu)造；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的測架裝置上的由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滑塊構(gòu)造；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的測架裝置上的固定風(fēng)速儀的支桿構(gòu)造；

滑軌1；傳動(dòng)履帶2；受控電機(jī)3；第一滑塊4；第二滑塊5；固定風(fēng)速儀的支桿6；無線激光測距模塊7；固定支架滑桿8；固定支架底座9；電機(jī)控制器連接線10；電機(jī)控制器11；滑塊滑輪12；固定支桿通孔13；風(fēng)速儀固定孔14；緊固螺絲15。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)的描述。

本發(fā)明的工作原理：

參見圖1，一種快速測定風(fēng)場跨向相關(guān)性的測架裝置，主要由滑軌1、受控電機(jī)3、電機(jī)控制器11、滑軌固定支架(8，9)、第一滑塊4,第二滑塊5，無線激光測距模塊7組成。將兩個(gè)固定支座的滑桿8穿過滑軌端部1連接橫桿的通孔，將滑軌上下的位置調(diào)整合適后，用螺絲將滑軌鎖緊在固定支架的滑桿8上；將第一滑塊4和第二滑塊5安裝在滑軌上，其中第一滑塊4自由移動(dòng)，第二滑塊5和受控電機(jī)3帶動(dòng)的履帶2相連接；再將兩根固定風(fēng)速儀的支桿6通過螺絲分別固定在自由第一滑塊4和由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的第二滑塊5上；將三維脈動(dòng)風(fēng)速儀或熱線風(fēng)速儀穿過固定支桿6通孔，調(diào)整至合適高度后，用緊固螺絲將風(fēng)速儀固定；再將自由第一滑塊4移動(dòng)至滑軌1的一端，并用螺絲鎖緊；使用電機(jī)控制器11輸出脈沖指令使第二滑塊5帶動(dòng)風(fēng)速儀在滑軌1上移動(dòng)，安裝在第一滑塊底部的無線激光測距模塊7將兩個(gè)風(fēng)速儀的距離傳輸?shù)接?jì)算機(jī)或手持設(shè)備中，根據(jù)返回的距離值，調(diào)整電機(jī)控制器11輸出的脈沖指令，使得兩個(gè)風(fēng)速儀的橫向間距達(dá)到設(shè)定的距離值；通過兩個(gè)風(fēng)速儀采集來流風(fēng)場兩個(gè)測點(diǎn)的風(fēng)速時(shí)程，在一個(gè)橫向距離工況下采集風(fēng)速時(shí)程完畢后，保持風(fēng)機(jī)開啟，再次調(diào)節(jié)電機(jī)控制器輸出的脈沖指令，使得兩個(gè)風(fēng)速儀的橫向間距達(dá)到下一個(gè)設(shè)定的距離，繼續(xù)采集該距離下兩測點(diǎn)的風(fēng)速時(shí)程，直至所有工況采集完畢。這樣可以在采集過程中不進(jìn)入風(fēng)洞試驗(yàn)段來快速測定風(fēng)場的跨向相關(guān)性。

參見圖1，所述固定支架的底座9設(shè)有螺孔，與固定支架的滑桿8通過螺絲連接；固定支架的底座9由鋼板制成，厚1cm，尺寸為25cm*25cm。

參見圖2、3，所述滑塊上裝有兩組滑動(dòng)輪，每組滑動(dòng)輪由3個(gè)優(yōu)質(zhì)膠輪12組。

參見圖2，所述激光測距模塊安裝在不與電機(jī)相連的第一滑塊4上，激光測距模塊測出兩個(gè)滑塊之間的距離后通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)或手持設(shè)備上。

參見圖4，所述固定三維脈動(dòng)風(fēng)速儀或熱線風(fēng)速儀的支桿6一端通過螺絲緊固連接，另一端設(shè)有圓形孔14，可將風(fēng)速儀套入孔內(nèi)，風(fēng)速儀高度調(diào)整合適后，用緊固螺絲15緊固。

以上所述僅是對本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。