本实用新型涉及水声技术领域，尤其是一种利用齿轮传动的小型水槽实验用三维精确定位装置。
背景技术：
海洋自古以来就与人类的生产、生活及军事活动密切相关。海底蕴藏着丰富的油气资源和各种稀有矿产，众多的自然灾害，如台风、海啸、地震等也多发源于海洋，同时海洋也是人类军事活动的主要战场之一。随着人类海洋意识的提高，探索海洋已经成为时下最热门的话题，对探索技术与方法的研究也日益受到关注。
由于声波是迄今为止人类唯一已知的能在水下远距离传播的能量形式，因此利用水下声波传播中所携带的海洋信息进行水下探测的水声探测技术也已成为目前探索海洋，尤其是探索海洋深层信息最重要的方法。
水声探测利用水下声波所携带的海洋信息探索海洋，因此了解声波在水中的传播特点，有助于了解水下探测的基本原理，更好的发展水声探测技术。在对水下声波传播特性的研究中，最重要的一环是对理论研究结果的实验验证，而水声传播实验多在实验室水槽或水池中进行，如何准确定位水声换能器在水槽中的位置是保证实验质量的重要环节。
在目前水槽声传播实验中，对各类水声换能器的的定位多采用人工测量的方式确定，容易引入系统误差本专利中涉及的三维定位装置通过电动控制单元与机械单元结合，可以精确实现水声换能器探头在水槽中的三维空间精确定位。
技术实现要素：
本实用新型的目的是设计一种利用齿轮传动的小型水槽实验用三维精确定位装置，通过电动机械控制，可实现在水槽实验中对的水下声学换能器的三维精确移动，可大大减小传统人工布放所引入的实验误差，提高实验测量精度和可靠性。基于该目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种利用齿轮传动的小型水槽实验用三维精确定位装置，包括：水平前后移动机构、水平左右移动机构、升降机构和安装于水槽上边沿的齿条；所述水平前后移动机构包括前后驱动机构，所述前后驱动机构驱动可移动走架沿水槽的前后方向在齿条上移动；所述水平左右移动机构包括电机，所述电机通过齿轮轴驱动移动平台在水平左右方向移动；所述升降机构包括和移动平台连接的推杆，所述推杆在第三驱动机构的驱动下沿垂直方向上下移动，所述推杆上连接有水声换能器。
进一步地，所述可移动走架上安装有与齿条配套的齿轮，所述齿轮在齿条上运动；所述可移动走架的左端安装有滚轮。齿轮和齿条配合保证可移动走架在运动过程中的准确移动和定位，为保证走架在运动过程中不轻易脱离轨道，在走架的左端安装了滚轮。
进一步地，所述滚轮为塑料滚轮。
进一步地，所述前后驱动机构包括和动力装置连接的滚珠丝杠和直线轴承，所述直线轴承设有导杆。
进一步地，所述可移动走架上设有导轨，移动平台在导轨上左右运动。
进一步地，所述电机有两个，两个电机之间通过联轴器连接。
进一步地，所述电机上方设有第一侧板，第一侧板上连接设有电机支架。
进一步地，所述齿轮轴远离电机的一端设有第二侧板。
进一步地，所述推杆为电动推杆，所述移动平台上连接设有推杆支架。
本实用新型的有益效果是：(1)此装置可代替传统手工测量布放方式，实现在小型水槽声传播实验中对水下声学换能器的精确移动、定位、布放，保证设备精确定位于测量预想区域；大大减少布放中的人为误差，大幅度提高此类实验测量结果的准确性，并能节省人力，提高实验效率，对水下声波传播实验的展开以及水下声波传播特性的研究均具有极大的意义；(2)减轻了整个装置的机械结构重量与体积；通过在实验水池池壁上边沿方安装齿条及在走架上安装配套齿轮保证运动过程中电机带动走架在齿条上的定点、准确运动；且为保证走架在运动过程中不会轻易脱离轨道，设计在走架的左端安装了(12)塑料滚轮。
附图说明
图1为本实用新型的主视图；
图2为本实用新型的俯视图；
图3为本实用新型的侧视图；
图4为图1I处放大示意图；
图5为图3II处放大示意图；
图6为图2III处放大示意图；
图中，11-可移动走架，12-滚轮，13-滚珠丝杠，14-直线轴承，15-导杆，16-导轨，17-导杆支架，18-丝杆支架，21-电机，22-齿轮轴，23-移动平台，24-联轴器，25-第一侧板，26-电机支架，27-第二侧板，28-深沟球轴承，31-推杆，32-推杆支架，4-齿条，41-齿轮。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示，一种利用齿轮传动的小型水槽实验用三维精确定位装置，包括：水平前后移动机构、水平左右移动机构、升降机构和安装于水槽上边沿的齿条4，齿条4安装在水槽上边沿上，保证运动过程中电机带动走架在齿条上的定点、准确运动。水平前后移动机构包括前后驱动机构，所述前后驱动机构驱动可移动走架11沿水槽的前后方向在齿条4上移动。水平左右移动机构包括电机21，电机21和齿轮轴22之间设有深沟球轴承28，电机21通过齿轮轴22驱动移动平台23在水平左右方向移动。升降机构包括和移动平台23连接的推杆31，推杆31在第三驱动机构的驱动下沿垂直方向上下移动，推杆31上连接有水声换能器。由此实现水声换能器在水下的三维定位。
为保证走架11在运动过程中的准确移动和定位，可移动走架11上安装有与齿条4配套的齿轮41。为保证走架在运动过程中不会轻易脱离轨道，设计在可移动走架11的左端安装了滚轮12。滚轮12最好采用塑料滚轮，塑料滚轮成本低廉，节约资金。
前后驱动机构包括和动力装置连接的滚珠丝杠13和直线轴承14，所述直线轴承14设有导杆15。动力装置可以是电机，电机通过滚珠丝杠13连接直线轴承14，直线轴承14为导杆直线轴承，导杆15通过导杆支架17固定。
为节省空间，在可移动走架11上设有导轨16，移动平台23在导轨16上左右运动。为方便设置导轨16，可移动走架为长方形框架结构，导轨16的两端分别连接在长方形框架的左右两端，导轨16与水平左右方向的两条边平行设置。
电机21有两个，两个电机之间通过联轴器24连接。
为方便安全考虑，在电机21上方设有第一侧板25，第一侧板25上连接设有电机支架26，电机支架26对电机和联轴器形成保护，导杆支架17连接在第一侧板25上。
齿轮轴22远离电机21的一端设有第二侧板27，第二侧板17对齿轮轴的另一端形成固定作用，同时起到保护作用。
推杆31为电动推杆，移动平台23上连接设有推杆支架32。在电力或者电机的带动下推杆做上下运动，带动水声换能器的工作。
本实用新型的工作原理是：测量用水声换能器固定于推杆31的下方。动力装置和滚珠丝杠以及直线轴承，实现水声换能器在实验水槽中的水平前后移动；
电机21和齿轮轴22组成移动平台23水平左右运动的动力装置，实现水声换能器在实验水槽中的左右移动；
升降机构控制推杆31的垂直运动，实现水声换能器在实验水槽中的上下移动。上述三部分装置互相协作，实现了仪器在水槽中的三维定位。
本实用新型的工作过程是：测试前将整套设备固定于实验水槽上方，通过先控制移动平台前后移动至指定位置；再控制平台左右移动至指定位置，最后控制升降机构实现对水声换能器的上下移动和最终定位。基于本三维定位装置，通过上述操作步骤，可将水槽实验用水声换能器固定到水槽中预定位置，并保证其在整个测量过程中位置的稳定。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。