一种基于滚珠丝杆的风洞三维脉动风速仪自动升降装置的制作方法

本实用新型涉及土木机械领域，特别涉及一种基于滚珠丝杆的风洞三维脉动风速仪自动升降装置。

背景技术：

对于不同地貌、不同缩尺比的风洞试验模拟，先期调试出与实际情况较为符合且满足我国规范要求的风速剖面至关重要。除此之外，对于不同高度的风速与湍流度往往需要多次重复测量。而对于调试合理的风速剖面，手动调试工作量巨大且容易出错，故需要设计一种基于滚珠丝杆的风洞三维脉动风速仪自动升降装置。对于传统风速监测仪自动升降装置，存在着测量高度有限、精确度较差、难以拆卸移动、稳定性差等问题，故实用性较差。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、拆卸移动方便、测量精确的基于滚珠丝杆的风洞三维脉动风速仪自动升降装置。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种基于滚珠丝杆的风洞三维脉动风速仪自动升降装置，包括底座，底座内安装有步进电机，底座上固连有金属外罩，金属外罩顶部与倒t形构件底部固连，倒t形构件顶部与真空吸盘螺纹连接；金属外罩内安装有滚珠丝杆线性模组，滚珠丝杆线性模组包括滚珠丝杆、丝杆支撑座、线性滑轨、导引滑块，滚珠丝杆底部通过轴承ⅰ安装在丝杆支撑座上，滚珠丝杆顶部与设置在倒t形构件底部的轴承ⅱ内圈固定连接，导引滑块通过其内部设置的滚珠花键连接于滚珠丝杆上，导引滑块内侧与平行于滚珠丝杆的线性滑轨接触，导引滑块外侧固定连接方形构件，方形构件透过金属外罩缝隙伸出金属外罩外，方形构件外端固连有三维脉动风速仪的2根探针，便于拆卸与移动；所述步进电机输出端与滚珠丝杆底部相连，步进电机通过电线与底座外部的控制台电连接，控制台控制步进电机，步进电机带动滚珠丝杆旋转，配合线性滑轨实现旋转运动转换为直线运动的效果，使得导引滑块沿线性滑轨上下滑动，从而控制探针的升降，操作简单方便。

上述基于滚珠丝杆的风洞三维脉动风速仪自动升降装置，所述导引滑块外侧通过π形构件与方形构件连接；所述π形构件为一方形板外侧面带有两块平行小板的构件，两块平行小板中心相对处设有螺纹孔ⅰ，方形板的四角处设有螺纹孔ⅱ，并与导引滑块外侧的螺纹孔ⅲ相对应，π形构件方形板与导引滑块外侧通过螺栓ⅰ连接。

上述基于滚珠丝杆的风洞三维脉动风速仪自动升降装置，所述方形构件为一端带有凸块且凸块上设有螺纹孔ⅳ的方形块状构件，凸块插入π形构件的两块平行小板中，并通过螺栓ⅱ连接；方形构件另一端的两个侧面相对处各设有一个螺纹孔，螺纹孔的内侧各设有一个圆孔，所述2根探针底端分别倾斜插入两个圆孔内，探针底端上部对应于方形构件螺纹孔处通过支撑杆与方形构件连接，支撑杆底部通过外螺纹与方形构件螺纹孔螺纹连接，支撑杆顶部与探针卡接。

上述基于滚珠丝杆的风洞三维脉动风速仪自动升降装置，所述底座为棱台形，以棱台底座为下部支撑、以真空吸盘为上部支撑稳定性构件，结合金属外罩以保障升降装置、三维脉动风速仪与实验数据的稳定性与准确性。

上述基于滚珠丝杆的风洞三维脉动风速仪自动升降装置，所述金属外罩和倒t形构件均呈杆状。

上述基于滚珠丝杆的风洞三维脉动风速仪自动升降装置，所述底座高0.4m，滚珠丝杆高2m，t形构件高0.5m，真空吸盘直径大于6cm；自动升降装置总高即为风洞实验室高度。

上述基于滚珠丝杆的风洞三维脉动风速仪自动升降装置，探针长度及角度根据实际情况进行调节。

上述基于滚珠丝杆的风洞三维脉动风速仪自动升降装置，方形构件的厚度满足刚好嵌于金属外罩的缝隙。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型适用性强：通过充分利用滚珠丝杠精准调节的特性，升降装置的调节更加方便精准；本实用新型以底座与真空吸盘分别为下部支撑与上部稳定性构件，同时棱台底座为步进电机与金属外罩提供了放置与嵌入空间以保证升降装置的稳定性。

2、本实用新型实用性强：探针的长度与角度可根据实际情况进行调整，可以满足测定风洞试验任意高度的风速与湍流度，可以得到更加全面的风速剖面数据，增加试验数据的准确性。

3、本实用新型便于拆卸移动：通过螺纹与螺栓的合理设置从而满足便于拆卸与移动的技术要求。

4、本实用新型底座高约40cm，配合高约50cm的t形构件以及相关零件可大大缩减滚动丝杆的长度，保证滚珠丝杠的精准以及其于实验应用时的稳定与准确性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的俯视图。

图3为本实用新型的真空吸盘与t形构件连接的细节剖面示意图。

图4为本实用新型的t形构件与滚珠丝杠连接的细节剖面示意图。

图5为本实用新型的导引滑块部分的放大示意图。

图6为本实用新型的底座的剖面主视图。

图7为本实用新型的底座的剖面侧视图。

图8为本实用新型的底座的剖面俯视图。

图9为本实用新型的π形构件的主视图。

图10为本实用新型的π形构件的侧视图。

图11为本实用新型的π形构件的俯视图。

图12为本实用新型的方形构件的主视图。

图13为本实用新型的方形构件的侧视图。

图14为本实用新型的方形构件的俯视图。

图15为本实用新型的支撑件的主视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-图15所示，一种基于滚珠丝杆的风洞三维脉动风速仪自动升降装置，包括棱台形的底座11，底座11内安装有步进电机4，底座11上固连有一杆状的金属外罩7，金属外罩7顶部通过螺栓ⅲ3与杆状的倒t形构件2底部固连，倒t形构件2顶部与真空吸盘1螺纹连接，真空吸盘1可根据不同风洞实验选择不同型号；金属外罩7内安装有滚珠丝杆线性模组，滚珠丝杆线性模组包括滚珠丝杆5、丝杆支撑座14、线性滑轨12、导引滑块6，滚珠丝杆5底部通过轴承ⅰ安装在丝杆支撑座14上，滚珠丝杆5顶部与设置在倒t形构件2底部的轴承ⅱ内圈固定连接，导引滑块6通过其内部设置的滚珠花键连接于滚珠丝杆5上，导引滑块6内侧与平行于滚珠丝杆5的线性滑轨12接触，导引滑块6外侧固定连接方形构件9，方形构件9透过金属外罩7缝隙伸出金属外罩7外，方形构件9外端固连有三维脉动风速仪的2根探针10；所述步进电机4输出端与滚珠丝杆5底部相连，步进电机4通过电线与底座11外部的控制台电连接，控制台控制步进电机4，步进电机4带动滚珠丝杆5旋转，配合线性滑轨12实现旋转运动转换为直线运动的效果，使得导引滑块6沿线性滑轨12上下滑动，从而控制探针10的升降。

所述导引滑块6外侧通过π形构件8与方形构件9连接；所述π形构件8为一方形板15外侧面带有两块平行小板16的构件，两块平行小板16中心相对处设有螺纹孔ⅰ17，方形板15的四角处设有螺纹孔ⅱ18，并与导引滑块6外侧的螺纹孔ⅲ相对应，π形构件8方形板15与导引滑块6外侧通过螺栓ⅰ连接。

所述方形构件9为一端带有凸块19且凸块19上设有螺纹孔ⅳ的方形块状构件，凸块19插入π形构件8的两块平行小板16中，并通过螺栓ⅱ连接；方形构件9另一端的两个侧面相对处各设有一个螺纹孔ⅴ20，螺纹孔20的内侧各设有一个圆孔，所述2根探针10底端分别倾斜插入两个圆孔内，探针10底端上部对应于方形构件9螺纹孔20处通过支撑杆13与方形构件9连接，支撑杆13底部通过外螺纹与方形构件9螺纹孔20螺纹连接，支撑杆13顶部与探针10卡接，探针10长度及角度根据实际情况进行调节。方形构件9的厚度满足刚好嵌于金属外罩7的缝隙。

所述底座11高0.4m，滚珠丝杆5高约2m，t形构件高约0.5m，真空吸盘1直径大于6cm；自动升降装置总高即为风洞实验室高度，自动升降装置总高度可根据风洞实验室高度调节。

对于自动调整高度：通过控制台输入控制信号，通过电线调整步进电机4，从而使滚珠丝杠的旋转运动变为导引滑块6的直线运动；对于探针10的固定主要需满足可以测量风洞所有高度，以及牢固性。

拆卸移动：由上至下，由外至内通过拆卸各螺栓，使得各个零件便于拆卸与搬运。