[发明专利]一种高精度水池实验用行车系统

说明书

本发明公开了一种高精度水池实验用行车系统，属机电一体化领域。该系统由机械部分和控制部分组成，其中机械部分包括纵向大行车系统(1)、横向小行车系统(2)、竖直升降及旋转系统(3)；控制部分主要由显示器、工控机、PLC、供电及通讯线缆、限位开关组成。一种高精度水池试样用行车系统所有驱动装置采用高惯量伺服电机+减速机形式。纵向大行车系统(1)、横向小行车系统(2)的驱动轮采用齿轮复合轮，轨道采用齿条复合轨。一种高精度实验用水池行车系统，通过齿轮齿条啮合行走、高惯量伺服电机驱动的方式，能够有效避免驱动装置在轨道上打滑，提高行车的走行精度，行车走行误差由原来的3‑5毫米，能够降低到0.3‑0.5毫米，确保实验数据的准确性。

技术领域

本发明涉及一种行车系统，特别是一种高精度水池实验用行车系统，属于机电一体化领域。

背景技术

地球表面主要由陆地和海洋组成，其中71％为海洋，29％为陆地。广袤的海洋中蕴藏着许多未被人类发现的秘密，海洋对人类还充满了神秘感，探索海洋，研究海洋，利用海洋是人类发展的必然。对于声、光、电、磁等在水中的传导、传播，以及声、光、电、磁等在水中的特性研究是人们一直以来的研究方向。

虽然地球上遍布海洋，但对于声、光、电、磁在水中的特性研究并不是很便利。由于进行声、光、电、磁等在水中的特性研究时，必须在水中进行，然而受海洋、天气等自然条件的限制，往往需要依靠天气等自然条件允许才可以进行，且在水中进行实验时需要动用船只等水上设备，往往需要耗费巨大的人力、物力和财力。为了降低研究声、光、电、磁在水中的特性的人力、物力、财力，实现特性研究的实验可随时进行，在世界各地许多研究院所都建有室内水池，用于模拟海水环境。声、光、电、磁等在水中的特性研究需要其相对于水是运动状态，因此，在水池上部需要设置三维行车系统，实现设备在水中的三维运动。

现有的水池行车系统，虽然能够实现三维运动，如横向、纵向采用车轮驱动，依靠轮和轨间的摩擦力保证运动，竖直采用丝杠螺母驱动，但普遍精度较低，主要用于原理验证。当需要进行精确的测量时，往往精度达不到要求，进而影响结果的准确性。

发明内容

所要解决技术问题

本发明克服了现有水池行车系统精度低的缺点，提供了一种高精度水池实验用行车系统。

技术方案

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高精度水池实验用行车系统由机械部分和控制部分组成，其中机械部分包括纵向大行车系统、横向小行车系统、竖直升降及旋转系统；控制部分包括显示屏、PLC、工控机、供电及通信模块、限位开关组成；纵向大行车系统包括轨道、大行车行走装置、大行车架体、离合器、驱动装置；横向小行车系统包括轨道、行走装置、竖直升降及旋转安装架、驱动装置；竖直升降及旋转系统包括升降组件与旋转组件，其中升降组件包括驱动装置和升降机，旋转组件包括驱动装置与主动小齿轮与从动大齿轮齿轮组。

大行车架体由两片上表面水平的梁组成，两片梁的两端安装在大行车行走装置，大行车行走装置通过离合器与驱动装置相连，驱动装置固定在大行车架体上，大行车行走装置安放在导轨上；梁的上表面固定横向小行车系统的轨道，竖直升降及旋转安装架两侧固定在行走装置上，行走装置通过驱动装置驱动并安放在导轨上；旋转组件安装在竖直升降及旋转安装架下平面上，升降组件安装在旋转组件齿轮组的大齿轮的上表面。