一种纹影筒保护装置及纹影筒的制作方法

本发明涉及照相设备技术领域，具体涉及一种纹影筒保护装置及纹影筒。

背景技术：

在风洞试验过程中，需从两侧对试验段内的试验模型通过纹影相机进行拍照，风洞试验段与纹影筒间直接连接，在风洞试验开车和关车阶段，试验段的压力会急剧变化，一方面对纹影筒两端安放的精密设备造成冲击；一方面会激起地面的杂质颗粒，高速运动撞击纹影筒内光学元件表面，造成其磨损从而影响成像质量。为防止上述情况发生，需在试验段和纹影筒之间安装纹影保护装置，现有成熟的方案为在试验段和纹影筒之间加装高强度特种玻璃，此玻璃既能耐压，又能抗颗粒冲击，因为透明，还能保证纹影相机成像清晰。但随着风洞试验的不断进行和风洞的不断增大，暴露出现有技术的缺点：

其一，上述特种玻璃成本很高，尺寸1米X1米的就超过人民币200万，随着尺寸的增大，价格会成几倍甚至几十倍的增长，这样大大增加了投资成本。

其二，虽然其较抗颗粒冲击，但随着试验次数的增多，高速颗粒还是会造成其表面磨损，从而影响系统成像质量。

为此，对纹影保护装置提出了如下要求：

1.装置必须能承受开、关车瞬间升压的气流冲击，且关闭时不能让气流直接冲击纹影筒；

2.装置必须带有压力平衡结构；

3.一套系统使用两套保护装置，保证两套装置同时快速开闭，全行程时间小于2S，同步时间差小于0.2S；

4.保证装置开关平顺，冲击小，要带自锁装置且紧急情况能手动操作；

5.能适应大尺寸纹影设备要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种纹影筒保护装置及纹影筒，通过在箱体内设置有可滑动的左右挡板，挡板通过伺服电机、滚珠丝杆的传动实现开闭，通过匹配滚珠丝杆的导程和伺服电机的转速，可实现挡板在全行程时间小于2S，由于采用了左右旋滚珠丝杆，保证了挡板在任意位置的自锁。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种纹影筒保护装置，包括左挡板、右挡板、左旋滚珠丝杆、右旋滚珠丝杆、联轴器、导轨、手轮、伺服电机，所述左挡板、右挡板的底部上分别均匀设有多个导轨滑块，所述导轨滑块套在滑轨上；所述左挡板、右挡板的顶部上分别均匀设有至少一个丝杆滑块，与左挡板连接的丝杆滑块套在左旋滚珠丝杆，与右挡板连接的丝杆滑块套在右旋滚珠丝杆；所述左挡板的侧壁上还设有与左旋滚珠丝杆相匹配的左旋螺母，右挡板的侧壁上还设有与右旋滚珠丝杆相匹配的右旋螺母；所述伺服电机、左旋滚珠丝杆、联轴器、右旋滚珠丝杆、手轮依次连接，且伺服电机、左旋螺母、左旋滚珠丝杆、联轴器、右旋滚珠丝杆、右旋螺母、手轮和丝杆滑块同轴设置。

进一步地，所述导轨与左旋滚珠丝杆平行设置。

进一步地，所述手轮、左旋滚珠丝杆、联轴器、右旋滚珠丝杆、伺服电机依次连接，且伺服电机、左旋螺母、左旋滚珠丝杆、联轴器、右旋滚珠丝杆、右旋螺母、手轮和丝杆滑块同轴设置。

进一步地，所述左旋滚珠丝杆、联轴器、右旋滚珠丝杆同径设置。

进一步地，所述左旋滚珠丝杆与右旋滚珠丝杆同导程设置。

进一步地，所述装置还包括电气控制系统，所述电气控制系统包括电源、控制模块、触摸屏和多个位移传感器，所述电源分别与伺服电机、控制模块、触摸屏和位移传感器连接，所述控制模块分别与伺服电机、触摸屏和位移传感器连接，所述位移传感器分别均匀设置在左挡板、右挡板上。

一种纹影筒，包括上所述纹影筒保护装置。

进一步地，包括箱体和一对上述述纹影筒保护装置，所述箱体上设有贯穿箱体的通孔，所述纹影筒保护装置设置在通孔口所在箱体的内壁上，纹影筒保护装置通过左挡板、右挡板协作实现通孔的开启、关闭，所述导轨设置在箱体底部，左旋滚珠丝杆、联轴器、右旋滚珠丝杆组成的机构设置在箱体顶部。

进一步地，所述伺服电机设置在箱体的侧壁上。

本发明的有益效果是：本发明通过在箱体内设置左右挡板，采用线性导轨定位和导向，滚珠丝杆和伺服电机传动的方式使纹影筒保护装置在开启或关闭时间在大于等于1S的时间内任意可调，完全满足不同尺寸特别是大尺寸纹影设备对时间的要求；装置左右挡板闭合时能实现完全遮挡箱体圆孔和箱盖圆孔，保证气流对纹影筒无直接冲击，装置左右挡板和直线导轨、左右挡板与箱体间存在有侧向间隙，保证可以平衡箱体圆孔侧和箱盖圆孔侧的压力，采用左右旋滚珠丝杆、螺母和伺服电机的传动方式，保证了装置挡板在任意位置停下时均能自锁，采用了一套电气控制系统控制两套纹影筒保护装置，保证了两套纹影筒保护装置左右挡板同时开启或关闭，同步时间差小于0.2S，电气控制系统通过控制伺服电机加速、匀速和减速的速度和加速度，可使整套装置的左右挡板启闭时开关平顺，冲击小，装置同时配备了手轮，保证紧急情况能手动操作挡板开关。

附图说明

图1为本发明纹影筒保护装置全闭时正视图；

图2为本发明纹影筒保护装置全闭时俯视图；

图3为本发明纹影筒保护装置全开时正视图；

图中，1-箱体，2-左挡板，3-右挡板，4-左旋滚珠丝杆，5-右旋滚珠丝杆，6-联轴器，7-手轮，8-伺服电机，9-左旋螺母，10-右旋螺母，11-导轨滑块，12-导轨，13-箱盖，14-丝杆滑块。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1、图2和图3所示，一种纹影筒保护装置，包括左挡板2、右挡板3、左旋滚珠丝杆4、右旋滚珠丝杆5、联轴器6、导轨12、手轮7、伺服电机8，所述左挡板2、右挡板3的底部分别均匀设有多个导轨滑块11，所述导轨滑块11套在滑轨12上；所述左挡板2、右挡板3的顶部上分别均匀设有至少一个丝杆滑块14，与左挡板2连接的丝杆滑块14套在左旋滚珠丝杆4，与右挡板3连接的丝杆滑块14套在右旋滚珠丝杆5；所述左挡板2的侧壁上还设有与左旋滚珠丝杆4相匹配的左旋螺母9，右挡板3的侧壁上还设有与右旋滚珠丝杆5相匹配的右旋螺母10；所述伺服电机8、左旋滚珠丝杆4、联轴器6、右旋滚珠丝杆5、手轮7依次连接，且伺服电机8、左旋螺母9、左旋滚珠丝杆4、联轴器6、右旋滚珠丝杆5、右旋螺母10、手轮7和丝杆滑块14同轴设置。

具体地，所述导轨12与左旋滚珠丝杆4平行设置。

优选地，所述手轮7、左旋滚珠丝杆4、联轴器6、右旋滚珠丝5杆、伺服电机8依次连接，且伺服电机8、左旋螺母9、左旋滚珠丝杆4、联轴器6、右旋滚珠丝杆5、右旋螺母10、手轮7和丝杆滑块14同轴设置。

具体地，所述左旋滚珠丝杆4、联轴器6、右旋滚珠丝杆5同径设置。

具体地，所述左旋滚珠丝杆4与右旋滚珠丝杆5同导程设置。

具体地，所述装置还包括电气控制系统，所述电气控制系统包括电源、控制模块、触摸屏和多个位移传感器，所述电源分别与伺服电机8、控制模块、触摸屏和位移传感器连接，所述控制模块分别与伺服电机8、触摸屏和位移传感器连接，所述位移传感器分别均匀设置在左挡板2、右挡板3上；一套电气控制系统同时控制两套纹影筒保护装置，保证了两套纹影筒保护装置左挡板2、右挡板3同时开启或关闭，同步时间差小于0.2S，电气控制系统通过控制伺服电机8加速、匀速和减速的转速，以及加速度，可使整套装置的左右挡板启闭时开关平顺，不会产生冲击和震动。

一种纹影筒，包括上所述纹影筒保护装置。

具体地，包括箱体1和一对上述纹影筒保护装置，所述箱体1上设有贯穿箱体1的通孔，所述纹影筒保护装置设置在通孔口所在箱体1的内壁上，纹影筒保护装置通过左挡板2、右挡板3协作实现通孔的开启、关闭，所述导轨12设置在箱体1底部，左旋滚珠丝杆4、联轴器6、右旋滚珠丝杆5组成的机构设置在箱体1顶部。

具体地，所述伺服电机8设置在箱体1的侧壁上。

在一个优选实施例中，箱体1框架呈矩形，外接圆形法兰，箱盖13呈为矩形平板，外接圆形法兰，箱体1和箱盖13的矩形面上均开一圆形通孔，与其圆形法兰同心且大小相同，两条尺寸一致的直线导轨12分别安装在箱体1上下平面，左挡板2通过滑块组11、右挡板3通过滑块组11分别固定在导轨12上，左旋滚珠丝杆4通过左旋螺母9与左挡板2连接，右旋滚珠丝杆5通过右旋螺母10与右挡板3连接，左旋滚珠丝杆4、右旋滚珠丝杆5、伺服电机8和手轮7通过联轴器连接在一起，左右旋滚珠丝杆分别径向固定在箱体1上，伺服电机7正反向转动，使得左右旋滚珠丝杆、左右旋螺母带动左右挡板相对或相向移动，实现装置的开启和关闭，通过匹配左右旋滚珠丝杆的导程和伺服电机7的转速，轻易实现纹影筒保护装置开启或关闭时间在大于等于1S的时间内任意可调，当左挡板2和右挡板3完全闭合时，两者侧面与直线导轨12、箱体1有间隙，用来平衡挡板两端的压差，如图3所示，当左右挡板完全开启时，箱体1和箱盖13上的圆形通孔被完全露出，此时纹影相机可无遮挡地照相，由于采用了左旋滚珠丝杆螺母、右旋丝杆螺母和伺服电机的驱动方式，使得纹影筒保护装置的左右挡板在任意开关位置可以自锁，采用了一套电气控制系统控制两套纹影筒保护装置，保证了两套纹影筒保护装置左右挡板同时开启或关闭，同步时间差小于0.2S，电气控制系统通过控制伺服电机加速、匀速和减速的速度和加速度，可使整套装置的左右挡板启闭时开关平顺，冲击小，装置同时配备了手轮，保证紧急情况能手动操作挡板开关。

在一个优选的实施例中，左挡板2和右挡板3均可在导轨上自由地左右移动，采用了精度高、摩擦系数小、承载能力大的导轨，保证了左右挡板启闭时的平稳性，不会产生冲击和震动。

在一个优选的实施例中，左旋滚珠丝杆4通过左旋螺母9与左挡板2连接，右旋滚珠丝杆5通过右旋螺母10与右挡板3连接，左旋滚珠丝杆4、右旋滚珠丝杆5、伺服电机8和手轮7通过联轴器连接在一起，左右旋滚珠丝杆分别径向固定在箱体1上，通过伺服电机8或手轮7的正反向旋转，实现装置左右挡板的开启和闭合。

在一个优选的实施例中，箱体1和箱盖13上的圆形通孔直径相同且中心一致，如图3所示，当左右挡板完全开启时，箱体1和箱盖13上的圆形通孔被完全露出，保证纹影相机可无遮挡地照相。

在一个优选的实施例中，如图1所示，当左挡板2和右挡板完全闭合时，箱体1和箱盖13上的圆形通孔被完全遮挡，保证此时无气流直接冲击纹影筒。

上述装置运转过程描述如下，电气控制装置发出指令或操作其现场按钮（开或关），通过伺服电机驱动器带动伺服电机正向或反向旋转，伺服电机通过联轴器带动左右旋滚动丝杆同时同向旋转，由于左右旋滚动丝杆两端均被固定于箱体上，因此左右旋螺母带动左右挡板通过滑块组在两条直线导轨上相对或相向移动，完成上述纹影筒保护装置的开启和闭合，当系统停电或出现故障时，通过操作手轮，使联轴器带动左右旋滚动丝杆同时同向旋转，由于左右旋滚动丝杆两端均被固定于箱体上，因此左右旋螺母带动左右挡板通过滑块组在两条直线导轨上相对或相向移动，完成上述纹影筒保护装置的开启和闭合。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。