一种空气透平试验台探针定位装置及其误差补偿方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种空气透平试验台探针定位装置，包括支架、用于控制支架位置的支架驱动机构和用于控制支架驱动机构的控制部件，所述支架上设置有用于驱动探针转动的旋转驱动机构且旋转驱动机构根据控制部件的控制信号对探针进行驱动，该装置采用机械方式对探针位置进行控制，其定位精度高、提高试验结果的准确性；不需要人为控制，节约人力物力且避免试验过程对人员的身体伤害。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多级空气透平试验台的测试位移平台领域，具体涉及空气透平试验台探针定位装置及其误差补偿方法。
技术介绍
目前国内汽轮机厂汽轮机通流设计的主要手段是采用三维软件分析优化，缺乏可靠验证。多级空气透平试验台则可用于汽轮机流场优化和流型选择的研究，验证三维软件的计算结果并对计算软件中采用的损失模型进行修正等，还可进行隔板汽封漏汽、平衡孔漏汽、叶顶汽封间隙流、部分进汽等对级特性影响、叶片的振动特性等试验研究。探针作为数据采集的关键部件，其精度直接关系到试验研究结果的准确性。现有的探针定位，采用机械式手动方式，其不仅定位精度低，耗时长，无法保证试验结果的可靠性，且浪费了大量的动力费以及人力，同时试验过程中还对人员造成的身体伤害。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题提供一种空气透平试验台探针定位装置，采用机械方式对探针位置进行控制，其定位精度高、提高试验结果的准确性；不需要人为控制，节约人力物力且避免试验过程对人员的身体伤害。本专利技术通过下述技术方案实现：一种空气透平试验台探针定位装置，包括支架、用于控制支架位置的支架驱动机构和用于控制支架驱动机构的控制部件，所述支架上设置有用于驱动探针转动的旋转驱动机构且旋转驱动机构根据控制部件的控制信号对探针进行驱动。本方案的支架对探针进行固定，支架驱动机构在控制部件的输出信号驱使下驱动支架移动，使探针到达指定位置。旋转驱动机构带动探针转动，控制探针在空气透平机同一叶片高度旋转运动，旋转范围0°至360°，并按指定间隔沿相同叶高测量叶片上相关位置的流场技术参数。本方案采用机械方式对探针位置进行控制，其定位精度高，可有效的提高试验结果的准确性；探针的整个定位过程不需要人为的参与，可有效的减小人力物力，避免试验过程中对人员的身体伤害。作为优选，所述支架驱动机构包括径向驱动机构、轴向驱动机构和周向驱动机构。径向驱动机构用于控制探针在其中心轴方向上移动，构成Y轴方向的移动；轴向驱动机构用于控制探针在其某一直径方向上移动，构成X轴方向上的移动；周向驱动机构用于控制探针在同一直径面上且与轴向驱动机构相垂直方向移动，构成Z轴方向上的移动。本方案分别从探针的径向、轴向和周向对探针进行控制，以实现对探针位置的精确定位。进一步的，所述径向驱动机构、轴向驱动机构和周向驱动机构均包括丝杆、套接在丝杆上的调节块、用于驱动丝杆转动的驱动件，所述支架固定在径向驱动机构的调节块上，所述径向驱动机构固定在轴向驱动机构的调节块上，所述轴向驱动机构固定在周向驱动机构的调节块上。径向驱动机构、轴向驱动机构和周向驱动机构均采用丝杆转动带动调节块移动的方式，即采用螺纹调距的方式，其控制精度高，满足探针定位精度的要求。进一步的，所述丝杆和探针上还设置有转动角检测装置，所述控制部件根据转动角检测装置的数据实现对探针位置的反馈控制。丝杆和调节块的连接结构，将转动距离转换为直线移动距离，转动角度检测装置对丝杆的转动圈数进行监测，并反馈给控制系统，控制系统根据监测数据对探针进行反馈控制，既可增强对探针的保护作用，也可提高对探针的控制精度。进一步的，所述驱动件包括电机、同步带轮组和张设在同步带轮组上的弹性联轴器，所述同步带轮组一同步带轮固定在电机的输出轴上且一同步带轮丝杆同轴固定。由于设置了转动角检测装置，驱动件采用电机作为动力源，利用同步带轮组队电机的设置进行变换，便于驱动件的设置，且采用同步带轮组，其结构简单，易于生产。作为优选，还包括连接在控制部件上的检测回路，当探针与缸体触碰时，此回路接通，控制部件控制径向驱动机构停止运行。由于用于透平试验数据检测的探针属纯手工制作，价格昂贵且试验过程中一旦损坏将不可修复，因此对其保护显得尤为重要。探针作为检测回路的一部分，当探针与缸体接触时，该检测回路接通，控制系统的某接口信号转换，转换到有效信号，触发控制系统控制径向驱动机构停止运行，避免探针继续下移，有效保护探针免受损坏。作为优选，所述控制部件包括工控机和连接在工控机上的运动控制卡，所述支架驱动机构和旋转驱动机构均连接在运动控制卡上。利用运动控制卡实现对旋转驱动机构、径向驱动机构、轴向驱动机构和周向驱动机构，运动控制卡以TI公司的DSP芯片TMS320LF2407A，以及ACTEL公司的A3P400FPGA芯片为核心。DSP芯片作为控制处理器，主要完成各种运动控制算法；FPGA协助DSP工作，完成各种运动控制、系统开关量以及系统内部各种逻辑控制；DSP和FPGA协同工作，共同构建智能化缝制设备控制系统的核心单元，既充分利用DSP数据信号处理能力，进行复杂算法运算；又充分发挥FPGA运算速度快的特点，使其资源互补。FRAM能实时动态存储系统的运行状态信息；通过RS232通信与上位机交换数据信息。该结构模式可根据实际需要灵活配置各种硬件，具有数据处理速度快、存储容量大、功能扩展方便、易于系统升级、维护方便等优点。一种探针位移误差补偿方法，包括以下步骤：a、在无补偿的情况下，在直线移动方向上将有效行程等分为若干段；b、测量出各段中各目标位置的平均位置偏差；c、将各段的平均位置偏差分别反向叠加到控制系统的差补指令中。进一步的，所述差补指令包括径向差补指令、轴向差补指令和周向差补指令。本专利技术与现有技术相比，至少具有如下的优点和有益效果：本专利技术采用机械方式对探针位置进行控制，其定位精度高，可有效的提高试验结果的准确性；探针的整个定位过程不需要人为的参与，可有效的减小人力物力，避免试验过程中对人员的身体伤害。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的旋转驱动机构的结构示意图。图3为本专利技术的径向驱动机构的结构示意图。图4为本专利技术的轴向驱动机构的结构示意图。附图中标记及对应的零部件名称：11、第一电机，12、第一同步带轮组，13、第一弹性联轴器，14、第一转动角检测装置，21、第二电机，22、第二同步带轮组，23、第二弹性联轴器，24、第二转动角检测装置，25、第一丝杆，26、第一调节块，31、第三电机，32、第三同步带轮组，33、第三弹性联轴器，35、第二丝杆，36、第二调节块，4、周向驱动机构，5、支架，6、探针。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1如图1所示一种空气透平试验台探针定位装置，包括用于固定探针6的支架5、控制支架5位置的支架驱动机构和用于控制支架驱动机构的控制部件，支架5上设置有驱动探针转动的旋转驱动机构，旋转驱动机构根据控制部件的控制信号对探针进行驱动。安装时，支架驱动机构、支架5密封在气缸上，在罩壳上设置观察窗，便于操作人员对整套机构的运行情况的观测。实施例2本实施例在实施例1的基础上，具体的，支架驱动机构包括径向驱动机构、轴向驱动机构和周向驱动机构4。控制部件包括工控机和连接在工控机上的运动控制卡，支架驱动机构和旋转驱动机构均连接在运动控制卡上。运动控制卡包括轴控模块和IO扩展模块，便于功能扩展。如图2所示，旋转驱动机构包括第一电机11、第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气透平试验台探针定位装置，其特征在于：包括用于固定探针（6）的支架（5）、控制支架（5）位置的支架驱动机构和用于控制支架驱动机构的控制部件，所述支架（5）上设置有驱动探针转动的旋转驱动机构，所述旋转驱动机构根据控制部件的控制信号对探针进行驱动。

【技术特征摘要】
1.一种空气透平试验台探针定位装置，其特征在于：包括用于固定探针（6）的支架（5）、控制支架（5）位置的支架驱动机构和用于控制支架驱动机构的控制部件，所述支架（5）上设置有驱动探针转动的旋转驱动机构，所述旋转驱动机构根据控制部件的控制信号对探针进行驱动。2.根据权利要求1所述的一种空气透平试验台探针定位装置，其特征在于：所述支架驱动机构包括用于控制探针在其中心轴方向上移动的径向驱动机构、用于控制探针在其一直径方向上移动的轴向驱动机构、用于控制探针在直径面上且与轴向驱动机构相垂直方向移动的周向驱动机构。3.根据权利要求2所述的一种空气透平试验台探针定位装置，其特征在于：所述径向驱动机构、轴向驱动机构和周向驱动机构均包括丝杆、套接在丝杆上的调节块、用于驱动丝杆转动的驱动件，所述支架（5）固定在径向驱动机构的调节块上，所述径向驱动机构固定在轴向驱动机构的调节块上，所述轴向驱动机构固定在周向驱动机构的调节块上。4.根据权利要求3所述的一种空气透平试验台探针定位装置，其特征在于：所述丝杆和探针上均设置有转动角检测装置，所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈波，杨奕昕，尹健，龚运环，刘玲，
申请(专利权)人：绵阳市维博电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51