PIV相机支撑调节机构及具有其的PIV设备的制作方法

本发明涉及piv相机技术领域，尤其涉及一种piv相机支撑调节机构。

背景技术：

粒子图像测速技术(particleimagevelocimetry,piv)是近年来发展起来的一种非接触式流场测量技术。piv是在流动显示技术的基础上，充分利用光学技术、现代计算机技术和图像处理技术而发展起来的全新的流动测量手段。

与其他单点测速技术相比，piv技术拥有单点测速技术的高精度和高空间分辨率，实现了全流场的非接触式瞬态测量，目前在涉及流场测量的机械、冶金、化工、汽车、航空、水文和医学等众多领域应用广泛。

典型的piv系统主要由照明系统、成像系统和图像处理系统等部分组成。照明系统主要由连续或脉冲激光器、光路系统和片光源光学镜头组等构成。成像系统包括数字照相机和信号同步器等。图像处理系统主要是分析软件和工作站。分析软件用于分析成像系统获取的图像或视频，显示采样的图像数据，计算并显示速度矢量场等，工作站为图像处理和流场计算提供强大的运算资源。

利用piv进行流场测量时，首先需要在流体中散布一定的示踪粒子，然后用激光片光源照射流场待测切面，并利用ccd相机记录下两次脉冲激光曝光时示踪粒子的图像，并应用piv软件分析图像并计算所测区域内粒子速度，得到流场速度并计算其他参数。

piv相机摆放在待测切面的正前方，在piv正式测量前，为获得极佳的相机视野和相机对焦，piv相机的位置摆放和调节必不可少，现有的piv设备仅有支撑piv相机的水平云台，piv相机只能在左右方向自由滑动调节，再采用螺栓固定，但在前后、上下方向需要人工调整云台，费时费力，效率低下。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种piv相机支撑调节机构，可以实现piv相机在左右方向、上下方向和前后方向位置的自动调节，节省了人力，提高了效率。

根据本发明实施例的piv相机支撑调节机构，包括：

左右驱动组件，所述左右驱动组件包括水平云台，第三滑动件和第三电机，所述水平云台沿左右方向延伸，所述第三滑动件设置在所述水平云台上，所述第三电机驱动所述第三滑动件在所述水平云台上左右移动，所述第三滑动件用于固定所述piv相机；或者所述左右驱动组件包括第三丝杠导轨件、第三滑动件和第三电机、所述第三丝杠导轨件沿左右方向延伸，所述第三滑动件设置在所述第三丝杠导轨件上，所述第三电机驱动所述第三滑动件在所述第三丝杠导轨件上左右移动，所述第三滑块件用于固定所述piv相机；

升降驱动组件，所述水平云台或所述第三丝杠导轨件设置在所述升降驱动组件上，所述升降驱动组件驱动所述水平云台或所述第三丝杠导轨驱动组件上下移动；

前后驱动组件，所述升降驱动组件的下端设置在所述前后驱动组件上，所述前后驱动组件驱动所述升降驱动组件前后移动。

根据本发明实施例的piv相机支撑调节机构，piv相机固定在第三滑动件上，通过第三电机驱动第三滑动件在水平云台或者第三丝杠导轨件上可以左右移动，实现piv相机左右方向位置的自动调节；通过升降驱动组件带动水平云台或第三丝杠导轨件上下移动，从而同步地带动piv相机上下方向移动，实现piv相机上下方向位置的自动调节；通过前后驱动组件带动升降驱动组件及安装在升降驱动组件上的左右驱动组件同步前后移动，从而同步地带动piv相机前后方向移动，实现piv相机前后方向位置的自动调节。由此，本发明实施例的piv相机支撑调节机构可以实现piv相机在左右方向、上下方向和前后方向位置的自动调节，节省了人力，提高了效率。

根据本发明的一个实施例，所述第三丝杠导轨件包括第三丝杠和第三导轨，所述第三丝杠设置在所述第三导轨上，所述第三电机与所述第三丝杠的一端相连且固定在所述第三导轨上端，所述第三滑动件与所述第三丝杠和所述第三导轨适配设置，所述第三电机驱动所述第三丝杠运动，以使所述第三丝杠带动所述第三滑动件沿所述第三导轨左右移动。

根据本发明的一个实施例，所述升降驱动组件包括两个第一丝杠导轨驱动组件，两个所述第一丝杠导轨驱动组件分别竖向设置在所述水平云台或所述第三丝杠导轨件的左端和右端，两个所述第一丝杠导轨驱动组件同步驱动所述水平云台或所述第三丝杠导轨件上下移动；所述前后驱动组件包括两个第二丝杠导轨驱动组件，两个所述第二丝杠导轨驱动组件沿前后方向延伸且分别设置在两个所述第一丝杠导轨驱动组件的下端，两个所述第二丝杠导轨驱动组件同步驱动两个所述第一丝杠导轨驱动组件同步前后移动。

根据本发明进一步的实施例，所述第一丝杠导轨驱动组件包括第一电机、第一丝杠导轨件和第一滑动件，所述第一滑动件设置在竖向延伸的所述第一丝杠导轨件上，所述第一电机驱动所述第一丝杠导轨件中的第一丝杆运动，从而带动所述第一滑动件在所述第一丝杠导轨件上下移动，所述水平云台或所述第三丝杠导轨件的左端和右端分别与两个所述第一丝杠导轨驱动组件的所述第一滑动件固定。

根据本发明再进一步的实施例，所述第二丝杠导轨驱动组件包括第二电机、第二丝杠导轨件和第二滑动件，所述第二滑动件设置在前后方向延伸的所述第二丝杠导轨件上，所述第二电机驱动所述第二丝杠导轨件中的第二丝杠运动，从而带动所述第二滑动件在所述第二丝杠导轨件上前后移动，两个所述第一丝杠导轨件的下端分别与两个所述第二丝杠导轨驱动组件的所述第二滑动件固定。

根据本发明再进一步的实施例，所述第一丝杠导轨件包括第一导轨和所述第一丝杠，所述第一丝杠设置在所述第一导轨上，所述第一电机与所述第一丝杠的上端相连且固定在所述第一导轨上端，所述第一滑动件与所述第一丝杠和所述第一导轨适配设置，所述第一电机驱动所述第一丝杠运动，以使所述第一丝杠带动所述第一滑动件沿所述第一导轨上下移动；所述第二丝杠导轨件包括第二导轨和所述第二丝杠，所述第二丝杠设置在所述第二导轨上，所述第二电机与所述第二丝杠的后端相连且固定在所述第二导轨后端，所述第二滑动件与所述第二丝杠和所述第二导轨适配设置，所述第二电机驱动所述第二丝杠运动，以使所述第二丝杠带动所述第二滑动件沿所述第二导轨上下移动。

根据本发明再进一步的实施例，还包括两个连接件，其中一个所述连接件的两端分别固定在两个所述第二导轨的前端，另一个连接件的两端分别固定在两个所述第二导轨的后端。

根据本发明再进一步的实施例，所述电机控制件与所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机分别相连，以分别控制所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机。

根据本发明再进一步的实施例，所述电机控制件设置在所述第一丝杆导轨组件的背面。

本发明还提出一种具有如上任意一个所述实施例的piv相机支撑调节机构的piv设备。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的piv相机支撑调节机构的示意图。

图2是本发明另一个实施例的piv相机支撑调节机构的示意图。

附图标记：

piv相机支撑调节机构1000

左右驱动组件1

水平云台11第三丝杠导轨件11’第三丝杠111第三导轨112

第三滑动件12第三电机13

升降驱动组件2第一丝杠导轨驱动组件21第一电机211第一丝杠导轨件212

第一导轨21201第一丝杠21202第一滑动件213

前后驱动组件3第二丝杠导轨驱动组件31第二电机311第二丝杠导轨件312

第二导轨31201第二丝杠31202第二滑动件313

连接件4电机控制件5

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1和图2来描述根据本发明实施例的piv相机支撑调节机构1000。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的piv相机支撑调节机构1000，包括左右驱动组件1、升降驱动组件2和前后驱动组件3。

具体地，如图1所示，左右驱动组件1包括水平云台11，第三滑动件12和第三电机(图中未示出)，水平云台11沿左右方向延伸，水平云台11可以为铝型材滑轨，第三滑动件12设置在水平云台11上，第三电机驱动第三滑动件12在水平云台11上左右移动，第三滑动件用于固定piv相机；或者如图2所示，左右驱动组件1包括第三丝杠导轨件11’、第三滑动件12和第三电机13、第三丝杠导轨件11’沿左右方向延伸，第三滑动件12设置在第三丝杠导轨件11’上，第三电机13驱动第三滑动件12在第三丝杠导轨件上11’左右移动，第三滑块件12用于固定piv相机。由此，可以实现固定在第三滑动件12上的piv相机左右位置自动调节。

如图1和图2所示，水平云台11或第三丝杠导轨件11’设置在升降驱动组件2上，升降驱动组件2驱动水平云台11或第三丝杠导轨件11’上下移动，从而实现固定在第三滑动件12上的piv相机上下位置自动调节。

升降驱动组件2的下端设置在前后驱动组件3上，前后驱动组件3驱动升降驱动组件2前后移动，从而实现固定在第三滑动件12上的piv相机前后位置自动调节。

根据本发明实施例的piv相机支撑调节机构1000，piv相机固定在第三滑动件12上，通过第三电机13驱动第三滑动件12在水平云台11或者第三丝杠导轨件11’上可以左右移动，实现piv相机左右方向位置的自动调节；通过升降驱动组件2带动水平云台11或第三丝杠导轨件11’上下移动，从而同步地带动piv相机上下方向移动，实现piv相机上下方向位置的自动调节；通过前后驱动组件3带动升降驱动组件2及安装在升降驱动组件2上的左右驱动组件1同步前后移动，从而同步地带动piv相机前后方向移动，实现piv相机前后方向位置的自动调节。由此，本发明实施例的piv相机支撑调节机构可以实现piv相机在左右方向、上下方向和前后方向位置的自动调节，节省了人力，提高了效率。

如图2所示，根据本发明的一个实施例，第三丝杠导轨件11’包括第三丝杠111和第三导轨112，第三丝杠111设置在第三导轨112上，第三电机13与第三丝杠111的一端相连且固定在第三导轨112上端，第三滑动件12与第三丝杠111和第三导轨112适配设置，第三电机13驱动第三丝杠111运动，以使第三丝杠111带动第三滑动件12沿第三导轨112左右移动。由此，可以实现piv相机左右方向位置的自动调节，定位精度高，且第三丝杠导轨组件11的各部件组装方便。

如图1和图2所示，根据本发明的一个实施例，升降驱动组件2包括两个第一丝杠导轨驱动组件21，两个第一丝杠导轨驱动组件21分别竖向设置在水平云台11或第三丝杠导轨件11’的左端和右端，两个第一丝杠导轨驱动组件21同步驱动水平云台11或第三丝杠导轨件11’上下移动；前后驱动组件3包括两个第二丝杠导轨驱动组件31，两个第二丝杠导轨驱动组件31沿前后方向延伸且分别设置在两个第一丝杠导轨驱动组件21的下端，两个第二丝杠导轨驱动组件31同步驱动两个第一丝杠导轨驱动组件21同步前后移动。通过两个第一丝杠导轨驱动组件21竖向设置并同步驱动水平云台11或第三丝杠导轨件11’上下移动，可以带动水平云台11或第三丝杠导轨件11’上下平稳移动，定位精度高，且磨耗少，能长时间维持精度，而且，通过设置两个第一丝杠导轨驱动组件21，可以承载左右驱动组件1的重量。通过两个第二丝杠导轨驱动组件31前后方向延伸设置且同步驱动两个第一丝杠导轨驱动组件21同步前后移动，可以带动水平云台11或第三丝杠导轨件11’前后平稳移动，定位精度高，且磨耗少，能长时间维持精度，而且，通过设置两个第二丝杠导轨驱动组件31，可以承载升降驱动组件2和左右驱动组件1的总重量。

根据本发明进一步的实施例，第一丝杠导轨驱动组件21包括第一电机211、第一丝杠导轨件212和第一滑动件213，第一滑动件213设置在竖向延伸的第一丝杠导轨件212上，第一电机211驱动第一丝杠导轨件212中的第一丝杆运动，从而带动第一滑动件213在第一丝杠导轨件212上下移动，水平云台11或第三丝杠导轨件11’的左端和右端分别与两个第一丝杠导轨驱动组件21的第一滑动件213固定。由此，可以实现piv相机上下方向位置的自动调节，定位精度高，且第一丝杠导轨驱动组件21的各部件组装方便。

根据本发明再进一步的实施例，第二丝杠导轨驱动组件31包括第二电机311、第二丝杠导轨件312和第二滑动件313，第二滑动件313设置在前后方向延伸的第二丝杠导轨件312上，第二电机311驱动第二丝杠导轨件312中的第二丝杠31202运动，从而带动第二滑动件313在第二丝杠导轨件312上前后移动，两个第一丝杠导轨件212的下端分别与两个第二丝杠导轨驱动组件31的第二滑动件313固定。由此，可以实现piv相机前后方向位置的自动调节，定位精度高，且第二丝杠导轨驱动组件31的各部件组装方便。

根据本发明再进一步的实施例，第一丝杠导轨件212包括第一导轨21201和第一丝杠21202，第一丝杠21202设置在第一导轨21201上，第一电机211与第一丝杠21202的上端相连且固定在第一导轨21201上端，第一滑动件213与第一丝杠21202和第一导轨21201适配设置，第一电机211驱动第一丝杠21202运动，以使第一丝杠21202带动第一滑动件213沿第一导轨21201上下移动；第二丝杠导轨件312包括第二导轨31201和第二丝杠31202，第二丝杠31202设置在第二导轨31201上，第二电机311与第二丝杠31202的后端相连且固定在第二导轨31201后端，第二滑动件313与第二丝杠31202和第二导轨31201适配设置，第二电机311驱动第二丝杠31202运动，以使第二丝杠31202带动第二滑动件313沿第二导轨31201上下移动。由此，结构简单，组装方便。

根据本发明再进一步的实施例，还包括两个连接件4，其中一个连接件4的两端分别固定在两个第二导轨31201的前端，另一个连接件4的两端分别固定在两个第二导轨的后端。由此，使得piv相机支撑调节机构1000整体更加稳固，摆放使用方便。

根据本发明再进一步的实施例，还包括电机控制件5，电机控制件5与第一电机211、第二电机311和第三电机13分别相连，例如，电机控制件5与第一电机211、第二电机311和第三电机13分别通过导线电性相连，以分别控制第一电机211、第二电机311和第三电机13。通过设置电机控制件5，有利于控制piv相机自动调节。

根据本发明再进一步的实施例，电机控制件5设置在第一丝杆导轨驱动组件21的背面，方便操作。

根据本发明再进一步的实施例，还包括电源开关，电源开关设置在电机控制件5上，以打开和关闭电机控制件5的电源。

本发明还公开了一种具有上述任意一个实施例的piv相机支撑调节机构1000的piv设备。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。