CN109335030B - 一种四维调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种四维调节装置。所述调节装置包括底板、设置在底板上的两个导向支架、送进机构和设置在送进机构上的平台，导向支架开设有沿底板的长度方向设置的滑槽；送进机构从下至上依次包括驱动平台沿底板长度方向平动的齿轮齿条机构、设置在底板上方的两个导轨、驱动平台沿底板宽度方向平动的丝杠平动机构、支撑架、蜗轮蜗杆机构、支撑板和驱动平台相对支撑板转动的螺杆调节机构，导轨沿底板的宽度方向设置，导轨的底部设置有能够在滑槽内滑动的滑块；蜗轮蜗杆机构包括设置在支撑架上的蜗杆和设置在支撑板上与蜗杆相匹配的蜗轮，能够驱动平台沿蜗轮转动。本发明中的所述调节装置能够实现多个位置调节、调节方便快捷、平稳灵活。

Description

一种四维调节装置

技术领域

本发明属于航天飞行器气动防热地面试验设备技术领域，尤其涉及一种四维调节装置。

背景技术

电弧加热设备(电弧加热器)是利用电弧加热试验气体，产生能模拟高超声速飞行时的热环境的设备。电弧加热设备是重要的防热与热结构试验装置。电弧加热设备主要用于模拟滞止压力和温度或热流密度，评定再入飞行器的防热材料和防热系统的性能，是解决防热设计的最重要的试验工具，也可用于高温气体动力学的研究。目前，开展电弧加热器地面防热试验时，需要采用送进机构使试验模型处于高温流场中，但目前的送进机构均存在调节和定位试验模型不灵活以及无法实现多方位调节的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现多个位置调节，方便快捷，调节平稳灵活的四维调节装置，以至少解决现有技术中存在的一个技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种四维调节装置，包括底板、设置在所述底板上的两个导向支架、送进机构和设置在所述送进机构上的平台，所述导向支架开设有沿所述底板的长度方向设置的滑槽；所述送进机构从下至上依次包括齿轮齿条机构、设置在所述底板上方的两个导轨、丝杠平动机构、支撑架、蜗轮蜗杆机构、支撑板和螺杆调节机构，所述导轨沿所述底板的宽度方向设置，所述导轨的底部设置有能够在所述滑槽内滑动的滑块；所述齿轮齿条机构包括穿设在所述滑块内的导向杆、套设在所述导向杆上的齿轮和设置在所述底板上的与所述齿轮相匹配的齿条，所述齿轮齿条机构通过所述滑块和所述滑槽能够驱动所述平台沿所述底板的长度方向移动；所述丝杠平动机构包括位于两个所述导轨之间的丝杠、套设在所述丝杠上的丝杠滑块和能够沿所述导轨滑动的导轨滑块，所述丝杠滑块和所述导轨滑块均与所述支撑架连接，所述丝杠转动时，所述丝杠滑块和所述导轨滑块沿所述丝杠的轴向移动；所述蜗轮蜗杆机构包括设置在所述支撑架上的蜗杆和设置在所述支撑板上的与所述蜗杆相匹配的蜗轮，所述蜗轮蜗杆机构能够驱动所述平台沿所述蜗轮转动；所述螺杆调节机构包括螺杆和转轴，所述平台和所述支撑板的两端分别通过所述螺杆和所述转轴连接，所述平台与所述支撑板平行设置，所述转轴垂直于所述平台和所述支撑板设置，所述螺杆调节机构通过所述螺杆的转动能够驱动所述平台绕所述转轴相对所述支撑板转动。

优选地，所述平台上开设有多个用于安装电弧加热设备地面防热试验模型的安装孔。

优选地，所述四维调节装置还包括进水管和出水管，所述进水管和所述出水管与所述电弧加热设备地面防热试验模型连接；所述底板、所述支撑架、所述支撑板和所述平台内均开设有用于供所述进水管和所述出水管穿过的穿孔。

优选地，所述滑槽内开设有供所述导向杆穿过的槽孔，所述槽孔呈长条形。

优选地，所述导向杆、所述丝杠、所述蜗杆和所述螺杆的一端或者两端设置有调节轮。

优选地，所述导向支架的上方设置有用于穿设所述丝杠的凸块。

优选地，所述蜗轮为圆弧形蜗轮，所述支撑板的下方还设置有用于支撑所述支撑板的圆弧形支撑杆。

优选地，所述圆弧形支撑杆和所述圆弧形蜗轮的弧度相同。

优选地，所述平台和所述支撑板的一端开设有用于穿设所述转轴的轴孔，所述轴孔内安装有轴承，所述转轴通过所述轴承穿设在所述轴孔内。

优选地，所述支撑板和所述平台远离所述转轴的一端分别设有用于穿设所述螺杆的凸起和延伸部，所述螺杆在所述凸起内转动时通过所述延伸部驱动所述平台绕所述转轴转动。

本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明中的所述四维调节装置结构设置合理，能够实现平台在四个方向上的调节和定位(多个位置调节和定位)，其中，通过所述齿轮齿条机构、所述丝杠平动机构能够分别实现所述平台沿底板长度方向和宽度方向的平动，通过所述蜗轮蜗杆机构和所述螺杆调节机构能够实现所述平台两个方向的转动，实现所述平台的角度调整，本发明中的所述平台在四个方向上能够灵活平稳独立地调节，并能在调节行程中的任意位置锁定，从而方便调节和定位连接在所述平台上的试验模型的位置。

(2)本发明中的所述四维调节装置操作方便快捷，整个过程可通过调节轮手动调节，无需电、气辅助；本发明中的所述四维调节装置调节平稳，应用面广，可适用于安装和调节各种应用在电弧加热设备地面防热试验中的试验模型。

(3)本发明的一些优选实施方案中，所述四维调节装置还包括进水管和出水管，所述进水管和所述出水管与所述电弧加热设备地面防热试验模型连接，所述进水管和所述出水管设置合理，能够为所述试验模型提供冷却水，并且能够冷却整个所述四维调节装置，能进一步保证所述四维调节装置能够在300℃高温环境中工作以及长时间适用于电弧加热设置地面防热试验中。

附图说明

本发明附图仅仅为说明目的提供，图中各部件的比例与数量不一定与实际产品一致。

图1是本发明一个具体实施方式中四维调节装置的结构示意图。

图中：1：底板；2：导向支架；21：滑槽；22：槽孔；23：凸块；3：平台；31：安装孔；32：延伸部；33：轴孔；4：导轨；41：滑块；5：导向杆；6：齿轮；7：齿条；8：丝杠；9：导轨滑块；10：支撑架；11：蜗杆；12：蜗轮；13：螺杆；14：支撑板；141：凸起；15：调节轮；16：进水管；161：进水管接头；17：出水管；171：出水管接头；18：圆弧形支撑杆。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种四维调节装置，图1是本发明一个具体实施方式中四维调节装置的结构示意图。

在本发明中，如图1所示，所述四维调节装置包括底板1、设置在所述底板1上的两个导向支架2、送进机构和设置在所述送进机构上的平台3，所述导向支架2沿所述底板1的长度方向设置，所述导向支架2开设有沿所述底板1的长度方向设置的滑槽21；所述送进机构从下至上依次包括齿轮齿条机构、设置在所述底板1上方的两个导轨4、丝杠平动机构、支撑架10、蜗轮蜗杆机构、支撑板14和螺杆调节机构，所述导轨4沿所述底板1的宽度方向设置，所述导轨4的底部设置有能够(可操作地)在所述滑槽21内滑动的滑块41。在本发明中，两个所述导向支架2例如可以相对设置在所述底板1的宽度方向的两侧，例如，如图1所示；所述平台3用于安装应用在电弧加热设备地面防热试验中的试验模型，所述送进机构通过调节所述平台方便调节和定位位于高温流场中的试验模型；在本发明中，所述底板1的宽度方向指的是图1中箭头所示的方向，所述底板1的长度方向与所述底板的宽度方向垂直，指的是图1中所示的所述底板从左后至右前的方向。

在本发明中，所述齿轮齿条机构包括穿设在所述滑块41内的导向杆5、套设在所述导向杆5上的齿轮6和设置在所述底板1上的与所述齿轮6相匹配的齿条7，所述齿轮齿条机构通过所述滑块41和所述滑槽21能够(可操作地)驱动所述平台3沿所述底板1的长度方向移动；在本发明中，所述齿条7沿所述底板1的长度方向设置，所述导向杆5转动时，所述齿轮6沿所述齿条7移动，并带动设置在所述导轨4的底部的所述滑块41在所述滑槽21内滑动，从而通过所述滑块41和所述滑槽21驱动所述平台3沿所述底板1的长度方向平动；特别说明的是，在本发明中，整个所述四维调节装置、所述支撑板、所述支撑架和所述平台等的长度方向与所述底板的长度方向相同，整个所述四维调节装置、所述支撑板、所述支撑架和所述平台等的宽度方向与所述底板的宽度方向相同。

在本发明中，所述丝杠平动机构包括位于两个所述导轨4之间的丝杠8、套设在所述丝杠8上的丝杠滑块(图中未示出)和能够沿所述导轨4滑动的导轨滑块9，所述丝杠滑块和所述导轨滑块9均与所述支撑架10连接，所述丝杠8转动时，所述丝杠滑块和所述导轨滑块9沿所述丝杠8的轴向移动，从而能够带动所述平台3沿底板的宽度方向平动；在本发明中，所述导轨4例如与所述丝杠8平行设置，且两个所述导轨4分别位于所述丝杠8的两侧；在本发明中，所述丝杠滑块例如可以优选为设置在所述丝杠8的轴向的中部位置。在本发明中，所述导轨滑块9的数量例如可以为偶数个，优选为2、4或6个，每个所述导轨4上设置有相同数量的所述导轨滑块9，所述导轨4通过所述导轨滑块9与所述支撑架10连接，所述导轨4和所述导轨滑块9相互配合，能够在传动过程中减轻所述丝杠滑块对于所述丝杠8的压力，使得所述丝杠滑块可以更容易移动，并且不容易发生位置偏移，使得调节更加平稳。

在本发明中，所述蜗轮蜗杆机构包括设置在所述支撑架10上的蜗杆11和设置在所述支撑板14上的与所述蜗杆11相匹配的蜗轮12，所述蜗轮蜗杆机构能够(可操作地)驱动所述平台3沿所述蜗轮12转动；在本发明中，所述蜗轮12随着所述蜗杆11的转动而转动，从而能够驱动所述平台3沿所述蜗轮12转动；在本发明中，所述蜗杆11例如可以设置在所述支撑架10的上方，所述蜗轮12例如可以设置在所述支撑板14的下方，例如，所述蜗轮连接在所述支撑板的下侧面上。

在本发明中，所述螺杆调节机构包括螺杆13和转轴(图中未示出)，所述平台3和所述支撑板14的两端分别通过所述螺杆13和所述转轴连接，所述平台3与所述支撑板14平行设置，所述转轴垂直于所述平台3和所述支撑板14设置，所述螺杆调节机构通过所述螺杆13的转动能够驱动所述平台3绕所述转轴相对所述支撑板14转动；在本发明中，所述螺杆13例如可以沿所述平台3和所述支撑板14的宽度方向设置。

本发明对所述四维调节装置采用的材质没有特别的限制，例如可以采用金属材料或耐高温材料制成，使得所述四维调节装置能够适用于300℃高温环境。

本发明中所述的四维调节装置包括的所述送进机构巧妙设置了多层传动机构，实现了所述平台在两个方向的平动和两个方向的转动，使平台在四个方向上灵活独立调节，并能在调节行程中的任意位置锁定，从而方便定位调节平台上连接的所述试验模型的位置；本发明中的所述四维调节装置调节平稳，应用面广，可适用于安装和调节各种应用在电弧加热设备地面防热试验中的试验模型。

根据一些优选的实施方式，所述导向杆5的中部设置有一个所述齿轮6，相对应地，所述底板1上设置有一个所述齿条7。

根据一些优选的实施方式，所述导向杆5的两端分别设置有两个所述齿轮6，相对应地，所述底板1上设置有两个所述齿条7，所述齿轮6紧贴所述滑块41的内侧设置，所述齿条7紧贴所述导向支架2的内侧设置。

根据一些优选的实施方式，所述平台3上开设有多个用于安装电弧加热设备地面防热试验模型的安装孔31，例如，如图1所示。在本发明中，所述电弧加热设备地面防热试验模型指的是应用在电弧加热设备地面防热试验中的试验模型；所述安装孔31例如可以为螺纹孔。

根据一些优选的实施方式，所述四维调节装置还包括进水管16和出水管17，所述进水管16和所述出水管17与所述电弧加热设备地面防热试验模型连接，例如，所述电弧加热设备地面防热试验模型内设置有冷却水管路，所述进水管16和所述出水管17分别用于与所述冷却水管路的进水端和出水端连接；所述底板1、所述支撑架10、所述支撑板14和所述平台3内均开设有用于供所述进水管16和所述出水管17穿过的穿孔。在本发明中，所述进水管16和所述出水管17设置合理，能够为所述试验模型提供冷却水，并且能够冷却整个所述四维调节装置，能进一步保证所述四维调节装置能够在300℃高温环境中工作以及长时间适用于电弧加热设置地面防热试验中。

根据一些优选的实施方式，所述进水管16上连接有进水管接头161，所述出水管17上连接有出水管接头171，例如，如图1所示；在本发明中，所述进水管接头161用于与冷却水源连接，所述出水管接头171用于将冷却水排出。

根据一些优选的实施方式，至少一个所述导轨4的一侧设置有用于容置所述导向杆5的导向杆槽体，所述导向杆5可在所述导向杆槽体内转动；在本发明中，所述导向杆的数量可以为一个或者两个，当所述导向杆的数量为两个时，两个所述导轨的一侧均设置有所述导向杆槽体，两个所述导向杆分别容置在两个所述导轨的导向杆槽体内；当所述导向杆的数量为一个时，例如，可以如图1所示，位于所述丝杠的右侧的所述导轨的一侧设置有用于容置所述导向杆5的导向杆槽体，所述导向杆穿设在所述导向杆槽体内。

根据一些优选的实施方式，所述滑槽21内开设有供所述导向杆5穿过的槽孔22，所述槽孔22呈长条形；在本发明中，所述导向杆5依次穿过所述齿轮6、所述滑块41和所述槽孔22，所述导向杆5的一端或者两端伸出所述槽孔22，便于调节所述导向杆5的转动，并且当所述导向杆5随着所述滑块41沿所述滑槽21滑动时，所述导向杆5也能够在所述槽孔22内移动。

根据一些优选的实施方式，所述导向杆5、所述丝杠8、所述蜗杆11和所述螺杆13的一端或者两端设置有调节轮15(调节手轮)，例如，如图1所示。在本发明中，通过所述调节轮15可以方便灵活调节和锁定所述平台3在四个方向上的位置；本发明中所述的四维调节装置操作方便快捷，整个过程可通过所述调节轮手动调节，无需电、气辅助。

根据一些优选的实施方式，所述导向支架2的上方设置有用于穿设所述丝杠8的凸块23。在本发明中，两个所述导轨4沿所述底板的宽度方向的两端之间例如可以通过连接块连接，所述凸块23例如可以为独立的结构连接在所述连接块上，也可以一体化成型于所述连接块上，使得所述凸块23位于所述导向支架2的上方；在本发明中，所述连接块能够随着所述导轨4沿所述底板的长度方向移动而移动；所述凸块23的数量例如可以为一个或者两个。

根据一些优选的实施方式，所述蜗轮12为圆弧形蜗轮，所述支撑板14的下方还设置有用于支撑所述支撑板14的圆弧形支撑杆18；所述圆弧形支撑杆18的设置能够在蜗轮蜗杆机构转动的过程中减轻所述支撑板14对所述蜗轮蜗杆机构的压力，使得所述蜗轮蜗杆机构可以更容易转动，从而可以保证所述支撑板和所述平台能够更加容易、更加平稳地沿着所述蜗轮12转动。

根据一些优选的实施方式，所述圆弧形支撑杆18和所述圆弧形蜗轮的弧度相同。

根据一些优选的实施方式，所述支撑架10的一端设置有用于穿设所述蜗杆11的凸部，优选为所述凸部的数量为两个，两个所述凸部分别位于所述支撑架10的宽度方向的两侧。在本发明中，所述凸部例如可以为独立的结构连接在所述支撑架上，也可以一体化成型于所述支撑架上。

根据一些优选的实施方式，所述平台3和所述支撑板14的一端开设有用于穿设所述转轴的轴孔33，所述轴孔33内安装有轴承(图中未示出)，所述转轴通过所述轴承穿设在所述轴孔33内。

根据一些优选的实施方式，所述支撑板14和所述平台3远离所述转轴的一端分别设有用于穿设所述螺杆13的凸起141和延伸部32，所述螺杆13在所述凸起141内转动时通过所述延伸部32驱动所述平台3绕所述转轴转动；具体地，所述螺杆13在所述凸起141内转动时带动所述延伸部32沿所述平台3的宽度方向移动，从而通过所述延伸部32驱动所述平台3绕所述转轴相对所述支撑板14转动。在本发明中，优选为所述凸起141的数量为两个，两个所述凸起141分别位于所述支撑板14的宽度方向的两侧；在本发明中，所述凸起141和所述延伸部32例如可以为独立的结构分别连接在所述支撑板14和所述平台3上，也可以分别一体化成型于所述支撑板14和所述平台3上。

特别说明的是，本发明中对术语“连接”没有特别的限制，应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设施或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种四维调节装置，其特征在于：

包括底板（1）、设置在所述底板（1）上的两个导向支架（2）、送进机构和设置在所述送进机构上的平台（3），所述导向支架（2）开设有沿所述底板（1）的长度方向设置的滑槽（21）；

所述送进机构从下至上依次包括齿轮齿条机构、设置在所述底板（1）上方的两个导轨（4）、丝杠平动机构、支撑架（10）、蜗轮蜗杆机构、支撑板（14）和螺杆调节机构，所述导轨（4）沿所述底板（1）的宽度方向设置，所述导轨（4）的底部设置有能够在所述滑槽（21）内滑动的滑块（41）；

所述齿轮齿条机构包括穿设在所述滑块（41）内的导向杆（5）、套设在所述导向杆（5）上的齿轮（6）和设置在所述底板（1）上的与所述齿轮（6）相匹配的齿条（7），所述齿轮齿条机构通过所述滑块（41）和所述滑槽（21）能够驱动所述平台（3）沿所述底板（1）的长度方向移动；所述滑槽（21）内开设有供所述导向杆（5）穿过的槽孔（22），所述槽孔（22）呈长条形；

所述丝杠平动机构包括位于两个所述导轨（4）之间的丝杠（8）、套设在所述丝杠（8）上的丝杠滑块和能够沿所述导轨（4）滑动的导轨滑块（9），所述丝杠滑块和所述导轨滑块（9）均与所述支撑架（10）连接，所述丝杠（8）转动时，所述丝杠滑块和所述导轨滑块（9）沿所述丝杠（8）的轴向移动；

所述蜗轮蜗杆机构包括设置在所述支撑架（10）上的蜗杆（11）和设置在所述支撑板（14）上的与所述蜗杆（11）相匹配的蜗轮（12），所述蜗轮蜗杆机构能够驱动所述平台（3）沿所述蜗轮（12）转动；

所述螺杆调节机构包括螺杆（13）和转轴，所述平台（3）和所述支撑板（14）的两端分别通过所述螺杆和所述转轴连接，所述平台（3）与所述支撑板（14）平行设置，所述转轴垂直于所述平台（3）和所述支撑板（14）设置，所述螺杆调节机构通过所述螺杆的转动能够驱动所述平台（3）绕所述转轴相对所述支撑板（14）转动；

所述平台（3）上开设有多个用于安装电弧加热设备地面防热试验模型的安装孔（31）；

所述四维调节装置还包括进水管（16）和出水管（17），所述进水管（16）和所述出水管（17）与所述电弧加热设备地面防热试验模型连接；

所述底板（1）、所述支撑架（10）、所述支撑板（14）和所述平台（3）内均开设有用于供所述进水管（16）和所述出水管（17）穿过的穿孔。

2.根据权利要求1所述的四维调节装置，其特征在于：

所述导向杆（5）、所述丝杠（8）、所述蜗杆（11）和所述螺杆（13）的一端或者两端设置有调节轮（15）。

3.根据权利要求1所述的四维调节装置，其特征在于：

所述导向支架（2）的上方设置有用于穿设所述丝杠（8）的凸块（23）。

4.根据权利要求1所述的四维调节装置，其特征在于：

所述蜗轮（12）为圆弧形蜗轮，所述支撑板（14）的下方还设置有用于支撑所述支撑板（14）的圆弧形支撑杆（18）。

5.根据权利要求4所述的四维调节装置，其特征在于：

所述圆弧形支撑杆（18）和所述圆弧形蜗轮的弧度相同。

6.根据权利要求1所述的四维调节装置，其特征在于：

所述平台（3）和所述支撑板（14）的一端开设有用于穿设所述转轴的轴孔（33），所述轴孔（33）内安装有轴承，所述转轴通过所述轴承穿设在所述轴孔（33）内。

7.根据权利要求1所述的四维调节装置，其特征在于：

所述支撑板（14）和所述平台（3）远离所述转轴的一端分别设有用于穿设所述螺杆（13）的凸起（141）和延伸部（32），所述螺杆（13）在所述凸起（141）内转动时通过所述延伸部（32）驱动所述平台（3）绕所述转轴转动。