CN108375462B - 一种平板风洞实验的可调式试样装载平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平板风洞实验的可调式试样装载平台，属于风洞实验、机械领域。该平台主要包括三个支撑微分头(1)、两个活节螺栓(7)、非弹性绳索(8)、旋转连接环(9)和装载板(10)；所述三个支撑微分头(1)固定于基础架(2)上；所述装载板(10)依次通过第一个活节螺栓(7)、非弹性绳索(8)、旋转连接环(9)、非弹性绳索(8)、第二个活节螺栓(7)固定于基础架(2)上；所述三个微分头(1)作为微调装置，支撑装载板(10)的同时也实现对装载板(10)的微量调整；所述装载板(10)的表面装载待在风洞中测试的试样，且装载板(10)的表面与风洞壁内表面齐平。本发明装置结构简单，制造成本低廉，操作方便；本发明装置的尺寸大小可以根据实际要求进行改变，容易做到小型化。

Description

一种平板风洞实验的可调式试样装载平台
技术领域
本发明属于风洞实验、机械领域。涉及一种调节试样的多自由度装载平台，用于在平板风洞实验中对试样进行微调。
背景技术
在精密测量中往往需要对被测量试样进行位置和姿态的微量调整以达到预先要求。但调节的自由度越多，位姿调整机构越复杂。并且当对位姿调整机构的尺寸大小有严格限定的时候，问题会更难解决。将一小块试样放入风洞中测量其对空气流场的影响的时候，需要试样相对于风洞洞壁的位姿有严格的限定。
传统的试样装载平台不具有调整位姿功能，只能由装载平台的机械加工精度来保证试样的位姿，这会对平台的加工精度要求非常高，且很难保证试样达到所要求的位姿。
利用微调平台作为试样的装载平台，因微调平台往往不超过三个自由度也难以达到调整试样位姿的目的。而多自由度的微调平台往往机构过于复杂，尺寸过于庞大，也不能作为平板风洞实验试样的装载平台。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单的平板风洞实验的可调式试样装载平台，用于平板风洞实验中对试样的位姿进行微调。
为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种平板风洞实验的可调式试样装载平台，主要包括三个支撑微分头(1)、两个活节螺栓(7)、非弹性绳索(8)、旋转连接环(9)和装载板(10)；所述三个支撑微分头(1)固定于基础架(2)上；所述装载板(10)依次通过第一个活节螺栓(7)、非弹性绳索(8)、旋转连接环(9)、非弹性绳索(8)、第二个活节螺栓(7)固定于基础架(2)上；所述三个微分头(1)作为微调装置，支撑装载板(10)的同时也实现对装载板(10)的微量调整；所述装载板(10)的表面装载待在风洞中测试的试样，且装载板(10)的表面与风洞壁内表面齐平。
上述的一种平板风洞实验的可调式试样装载平台，所述支撑架和装载板的材料为铝合金。
上述的一种平板风洞实验的可调式试样装载平台，所述的旋转连接环(9)上下两部分可绕自身的中心轴旋转。
本发明的有益效果是：
1.本发明采用螺旋测微器上的微分头作为微调装置，对装载板实现微量调整的同时也可起到支撑装载板的目的；
2.本发明可以通过旋转活节螺栓来实现非弹性绳索的张紧。同时利用非弹性绳索和微分头，就可以实现对装载板的固定。而且通过同时调整三个微分头、非弹性绳索和装载板本身就可以实现对装载板六个自由度的调整；
3.本发明装置结构简单，制造成本低廉，操作方便；
4.本发明装置的尺寸大小可以根据实际要求进行改变，容易做到小型化。
附图说明
图1、图2、图3为本发明装置的总体结构简图；
图4为本发明装置中装载板的结构简图；
图5为本发明装置中基础架的结构简图；
图6为本发明装置的简单示意图；
图中，1.微分头，2.基础架，3.支撑杆，4.轴套，5.底座，6.自锁螺母，7.活节螺栓，8.非弹性绳索，9.旋转连接环，10.装载板。
具体实施方案
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
本实施例中的平板风洞实验的可调式试样装载平台，其特征在于：微分头(1)、基础架(2)、支撑杆(3)、轴套(4)、底座(5)、自锁螺母(6)、活节螺栓(7)、非弹性绳索(8)、旋转连接环(9)和装载板(10)；
底座(5)中间有一方形的通槽，且底座(5)安装在风洞试验段上并通过带螺纹的支撑杆(3)实现与风洞壁的固定，底座(5)下表面与风洞壁内表面齐平，轴套(4)套在支撑杆(3)上；
支撑杆(3)上端连接着基础架(2)，基础架(2)通过轴套(4)和自锁螺母(6)实现轴向的固定；
微分头(1)固定在基础架(2)的螺纹孔上，活节螺栓(7)分别固定在基础架(2)和装载板(10)的螺纹孔上；
旋转连接环(9)通过非弹性绳索(8)分别与两个活节螺栓(7)固定连接。具体的，一段非弹性绳索(8)连接基础架(2)和旋转连接环(9)的上部分，另一段非弹性绳索(8)连接装载板(10)和旋转连接环(9)的下部分；旋转连接环(9)的两部分可以绕自身中心轴自由旋转。
底座(5)下表面与风洞壁内表面齐平，且底座(5)中间的方形通槽与装载板(10)的四周之间存在的缝隙宽度为0.05-0.15mm。
微分头(1)作为微调装置，对装载板(10)实现微量调整的同时也起到支撑装载板(10)的目的；同时利用非弹性绳索(8)和微分头(1)，实现对装载板(10)的固定。
该平板风洞实验的可调式试样装载平台通过旋转活节螺栓(7)来实现非弹性绳索(8)的张紧。且通过同时调整三个微分头(1)、非弹性绳索(8)和装载板(10)本身实现对装载板(10)六个自由度的调整；
本实施例中，装载板(10)厚度为1.5-3mm，有加强筋，且加强筋的布置位置应避免和微分头(1)的螺杆产生干涉。
本实施例中，装载板(10)的表面装载待在风洞中测试的试样，且装载板(10)的表面与风洞壁内表面齐平。
如图1、图2、图3所示，底座(5)的下表面要与风洞壁内表面齐平。底座(5)中间的方形通槽与装载板(10)的四周之间存在缝隙，装载板(10)在通槽内可移动或转动。但为了尽量减小缝隙对风洞空气流场的影响，通槽和装载板(10)之间的缝隙一般要小于风洞内壁空气附面层的厚度，但缝隙太小会限制装载板(10)的位姿微调。所以取缝隙宽度为0.05-0.15mm较为合适。
如图4，装载板(10)的厚度不应太厚，否则也会限制自身的转动，所以取装载板(10)厚度1.5-3mm。但装载板(10)太薄会导致过大的变形，所以在装载板(10)上有加强筋，且加强筋的布置位置应避免和微分头的螺杆产生干涉。
如图1、图2、图3、图4所示，支撑杆(3)两端有螺纹，一端将底座(5)固定在风洞试验段上，另一端穿过基础架(2)的通孔。基础架(2)利用轴套(4)和自锁螺母(6)实现轴向固定。微分头(1)通过螺纹连接，一端固定在基础架(2)上，另一端通过螺杆顶住微分头。
如图2，非弹性绳索(8)的张紧需要旋转活节螺栓(7)，但旋转过程中会带动非弹性绳索(8)的扭转，进而导致装载板(10)绕非弹性绳索(8)有一个扭矩。利用旋转连接环(9)就可以解决这个问题。一段非弹性绳索(8)连接基础架(2)和旋转连接环(9)的上部分，另一段非弹性绳索(8)连接装载板(10)和旋转连接环(9)的下部分。旋转连接环(9)的两部分可以绕自身中心轴自由旋转。
如图6，为了更好描述，在这个简单示意图中建立直角坐标系，以垂直于装载板(10)的方向为z轴，平行于方形的装载板(10)的两条边的方向分别设为x轴和y轴。三个微分头(1)就可以实现装载板(10)三个自由度的调整，即沿z轴方向的移动，绕x轴的转动和绕y轴的转动。非弹性绳索(8)只是起到固定装载板(10)，防止装载板(10)掉落的作用。弹性绳索(8)对自由度没有影响。而装载板(10)本身在弹性绳索(8)完全张紧之前有三个自由度，即沿x轴方向，y轴方向移动和绕z轴的转动。所以，本发明可以实现对装载板(10)六个自由度的调整。而装载板(10)的固定是通过弹性绳索(8)和微分头(1)以及装载板(10)与微分头(1)的螺杆之间的摩擦力实现的。

Claims (3)

1.一种平板风洞实验的可调式试样装载平台，其特征在于，主要包括三个支撑微分头(1)、两个活节螺栓(7)、非弹性绳索(8)、旋转连接环(9)和装载板(10)；所述三个支撑微分头(1)固定于基础架(2)上；所述装载板(10)依次通过第一个活节螺栓(7)、非弹性绳索(8)、旋转连接环(9)、非弹性绳索(8)、第二个活节螺栓(7)固定于基础架(2)上；所述三个支撑微分头(1)作为微调装置，支撑装载板(10)的同时也实现对装载板(10)的微量调整；所述装载板(10)的表面装载待在风洞中测试的试样，且装载板(10)的表面与风洞壁内表面齐平。
2.一种如权利要求1所述的平板风洞实验的可调式试样装载平台，其特征在于，所述基础架(2)和装载板(10)的材料为铝合金。
3.一种如权利要求1所述的平板风洞实验的可调式试样装载平台，其特征在于，所述的旋转连接环(9)上下两部分可绕自身的中心轴旋转。
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