CN112729763B - 一种风洞天平粘贴对称定量加压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风洞天平粘贴对称定量加压装置。该风洞天平粘贴对称定量加压装置包括装置底座、天平固定机构、移动机构和加压机构：装置底座用于支撑和安装天平固定机构、移动机构和加压机构，两侧装有把手、底部有垫脚，便于装置取用；天平固定机构用于天平的定位和固定；移动机构用于加压机构的平面移动，共两组，对称于天平固定机构安装；加压机构利用三曲柄原理，将弹簧弹力转换为两个压板对应变计的压力，两组压板对称布局，实现对称加压，预先标定弹簧压缩量和压力的关系，调整弹簧压缩量实现定量加压。该风洞天平粘贴对称定量加压装置适应不同尺寸规格的杆式天平，能够用于天平应变计粘贴对称定量加压，提高天平粘贴质量和效率。

Description

一种风洞天平粘贴对称定量加压装置

技术领域

本发明属于风洞天平技术领域，具体涉及一种风洞天平粘贴对称定量加压装置。

背景技术

风洞天平是风洞试验中直接测量作用在模型上气动力和力矩的高精度测量装置，需在天平特定位置粘贴电阻式应变计，通过标定，由应变计测得相应位置的变形量，进而求得气动力和力矩的大小。常用的风洞天平是杆式天平，杆式天平的应变计粘贴位置多为对称的形式，即同一桥路应变计粘贴位置对称于杆式天平体轴系基准面。另外，应变计粘贴过程中，需加温加压固化，施加压力为0.15-0.3Mpa，固化时间为2-6小时。

目前，杆式天平的应变计粘贴加压时，对于轴向力分量“门字梁”，因其结构凹入天平体，操作空间有限，常采用“塞片+耐高温硅胶垫”的形式加压；对于操作空间较大的其他分量，常采用“压板+螺钉+耐高温硅胶垫”的形式加压，实际使用中，发现以下几点不足之处：

1．采用“塞片+耐高温硅胶垫”的形式加压时，在塞片塞入过程中，因摩擦力的存在，易造成耐高温硅胶垫侧向变形，导致加压不均匀；同时，受塞片厚度影响，加压大小难以控制，影响粘贴质量。

2．采用“压板+螺钉+耐高温硅胶垫”的形式加压时，由螺钉拉紧两片压板，通过调整螺钉的拉紧量调节加压程度，由于压板和螺钉型号各异，无法定量加压，目前主要依靠粘贴人员经验判断，粘贴质量无法保证。

当前，亟需发展一种专用的风洞天平粘贴对称定量加压装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种风洞天平粘贴对称定量加压装置。

本发明的风洞天平粘贴对称定量加压装置，其特点是，所述的风洞天平粘贴对称定量加压装置包括装置底座、天平固定机构、移动机构和加压机构；

所述的装置底座为平板结构，用于支撑和安装天平固定机构、移动机构和加压机构；装置底座的上表面固定有平行的3根导轨Ⅰ，其中，1根位于装置底座的对称中心线上，另外2根对称分布在左右两侧；装置底座的前后两侧安装有把手，底部安装有垫脚；

所述的天平固定机构，用于天平的定位和安装，包括位于装置底座的对称中心线上的导轨Ⅰ，对称中心线上的导轨Ⅰ的前、后两端各装卡有1个滑块Ⅰ，每个滑块Ⅰ上均固定有天平支座，天平支座的中心轴线上安装有转动嵌套的圆锥转接头，2个天平支座的中心轴线同轴；天平支座上安装有用于固定天平支座位置的定位螺钉；

所述的移动机构，用于加压机构的平面移动，共两组，对称安装在天平固定机构的两侧，包括位于装置底座上表面左右两侧的导轨Ⅰ及附属部件；其中，左侧的导轨Ⅰ的附属部件包括装卡在左侧的导轨Ⅰ上的滑块Ⅰ，滑块Ⅰ的上表面固定有支座Ⅰ，支座Ⅰ的上表面固定有与导轨Ⅰ垂直的导轨Ⅱ，导轨Ⅱ装卡有滑块Ⅱ，滑块Ⅱ的上表面固定有支座Ⅱ，支座Ⅰ上安装有用于固定支座Ⅰ位置的定位螺钉，支座Ⅱ上安装有用于固定支座Ⅱ位置的定位螺钉；右侧的导轨Ⅰ的附属部件与左侧的导轨Ⅰ的附属部件相同，在右侧对称分布；

所述的加压机构，用于对称加压，共两组，通过移动机构对称安装在天平固定机构的左右两侧；左侧的移动机构包括通过“>”字型的连杆Ⅰ和“⊃”字型的支座Ⅱ固定连接的一组驱动机构和对称分布的上下两组压板机构；驱动机构包括导杆、直线轴承、弹簧和蝶型螺母；导杆的中心轴线与天平支座的中心轴线垂直且位于同一水平面上，导杆通过直线轴承安装在支座Ⅱ上，导杆两端穿出支座Ⅱ，一端指向天平支座的中心轴线，固定连接在“>”字型的连杆Ⅰ的对称点上，另一端背离天平支座的中心轴线，套装有弹簧，端头的外螺纹上安装蝶型螺母；上方的压板机构包括通过在“>”字型的连杆Ⅰ的上角点与“⊃”字型的支座Ⅱ的上角点之间连接的连杆Ⅱ、连杆Ⅲ、连杆Ⅳ和连杆Ⅴ，其中，连杆Ⅲ、连杆Ⅳ和连杆Ⅴ组成的三曲柄，连杆Ⅴ的前端固定连接压板，压板的下方正对天平应变计；下方的压板机构与上方的压板机构部件结构相同，在下方对称分布；右侧的移动机构与左侧的移动机构部件结构相同，在右侧对称分布。

进一步地，所述的圆锥转接头包括一系列圆锥转接头，与不同接口尺寸的天平装配。

进一步地，所述的压板包括一系列的压板，适用于不同尺寸的天平应变计。

进一步地，所述的风洞天平粘贴对称定量加压装置预先标定弹簧压缩量和加压压力的关系，通过调整弹簧压缩量，进行定量加压。

本发明的风洞天平粘贴对称定量加压装置中的装置底座设置的把手方便拿取移动，垫脚方便调平。

本发明的风洞天平粘贴对称定量加压装置中的天平固定机构的圆锥转接头根据不同的天平设置有不同的大径和锥度。使用时，天平两端通过对应的圆锥转接头安装在天平支座上并调平，由天平支座上的定位螺钉定位，完成天平的固定安装。

本发明的风洞天平粘贴对称定量加压装置中的移动机构在使用时，根据天平要加压的位置，由移动机构调整加压机构至指定位置，由定位螺钉定位，完成加压机构的定位。

本发明的风洞天平粘贴对称定量加压装置中的加压机构，利用三曲柄原理，将弹簧弹力转换为两个压板对应变计的压力，两个压板对称布局，实现对称加压，标定弹簧压缩量和压力的关系，调整弹簧压缩量实现定量加压。使用时，调整上下两个压板位置，使其紧贴于待压应变计表面，此时转动蝶型螺母调整弹簧弹力至预先标定的位置，弹簧弹力对导杆施力，通过连杆Ⅰ和连杆Ⅱ，拉动三曲柄，由于三曲柄的运动自由度唯一，压板开始对应变计产生压力，由于加压前压板位置已确定，弹簧施力时机构不产生相对运动，因此施加的压力垂直于应变计，按照应变计的尺寸设计对应尺寸的压板，能够适应多种应变计的粘贴。

本发明的风洞天平粘贴对称定量加压装置，具有以下特点：

1.设计有不同规格的圆锥转接头，能够适应不同直径的杆式天平；

2.设计有可移动天平支座，能够适应不同长度的杆式天平；

3.设计有系列化的压板，通过移动机构移动压板，能够对不同尺寸的杆式天平的上下对称粘贴的应变计进行上下对称定量加压；

4.设计有连杆构成的三曲柄，由于三曲柄具有运动自由度的唯一性，能够使压板在任意位置均保持平行于水平面；

5.预先标定弹簧压缩量和加压压力的关系，通过调整弹簧压缩量，能够达到定量加压的效果，提高天平粘贴的质量和效率。

本发明的风洞天平粘贴对称定量加压装置适用于不同尺寸的杆式天平，能够对上下对称设置的应变计施加上下对称的定量压力，提高天平粘贴质量和效率。

附图说明

图1为本发明的风洞天平粘贴对称定量加压装置的结构示意图；

图2为本发明的风洞天平粘贴对称定量加压装置中的天平固定机构的结构示意图；

图3为本发明的风洞天平粘贴对称定量加压装置中的移动机构的结构示意图；

图4为本发明的风洞天平粘贴对称定量加压装置中的加压机构的结构示意图；

图5为本发明的风洞天平粘贴对称定量加压装置中的三曲柄的运动简图；

图6为本发明的风洞天平粘贴对称定量加压装置中的压板对称定量加压状态示意图。

图中：

A1.装置底座；

B1.天平固定机构 B2.导轨Ⅰ B3.滑块Ⅰ B4.天平支座 B5.定位螺钉 B6.圆锥转接头；

C1.移动机构 C2.支座Ⅰ C3.导轨Ⅱ C4.滑块Ⅱ C5.支座Ⅱ；

D1.加压机构 D2.导杆 D3.直线轴承 D4.弹簧 D5.蝶型螺母 D6.连杆Ⅰ D7.连杆Ⅱ D8.连杆Ⅲ D9.连杆Ⅳ D10.连杆Ⅴ D11.压板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明。

实施例1

本实施例的风洞天平粘贴对称定量加压装置由装置底座、天平固定机构、移动机构和加压机构组成。

一、请参见图1。本实施例的风洞天平粘贴对称定量加压装置由装置底座A1、天平固定机构B1、移动机构C1和加压机构D1组成。其中，装置底座A1用于支撑和安装天平固定机构B1、移动机构C1和加压机构D1，装置底座A1的两侧装有把手、底部有垫脚，便于装置取用。天平固定机构B1安装在装置底座A1中间，移动机构C1和加压机构D1各两组，分别对称于天平轴线安装在装置底座A1两侧。

二、请参见图2。本实施例的风洞天平粘贴对称定量加压装置的天平固定机构B1由导轨ⅠB2、滑块ⅠB3、天平支座B4、定位螺钉B5、圆锥转接头B6组成：导轨ⅠB2固定安装在装置底座A1中间，导轨ⅠB2上可滑动安装有两个滑块ⅠB3，两个天平支座B4分别固定安装在滑块ⅠB3上，天平支座B4一侧螺旋安装有定位螺钉B5，圆锥转接头B6可转动嵌套在天平支座B4上，圆锥转接头B6根据不同的天平设置有不同的大径和锥度。使用时，天平两端通过对应的圆锥转接头B6安装在天平支座B4上并调平，由天平支座B4上的定位螺钉B5定位，完成天平的固定安装。

三、请参见图3。本实施例的风洞天平粘贴对称定量加压装置的移动机构C1导轨ⅠB2、滑块ⅠB3、定位螺钉B5、支座ⅠC2、导轨ⅡC3、滑块ⅡC4、支座ⅡC5组成：两个导轨ⅠB2对称于天平固定机构B1固定安装在装置底座A1两侧，每一导轨ⅠB2上可滑动安装有一个滑块ⅠB3，滑块ⅠB3上固定安装有支座ⅠC2，支座ⅠC2两侧螺旋安装有定位螺钉B5，导轨ⅡC3垂直于导轨ⅠB2固定安装在支座ⅠC2中间，导轨ⅡC3上可滑动安装有一个滑块ⅡC4，滑块ⅡC4上固定安装有支座ⅡC5，支座ⅡC5两侧螺旋安装有定位螺钉B5。使用时，根据天平要加压的位置，由移动机构C1调整加压机构D1至指定位置，由定位螺钉B5定位，完成加压机构D1的定位。

四、请参见图4、图5和图6。本实施例的风洞天平粘贴对称定量加压装置的加压机构D1由导杆D2、直线轴承D3、弹簧D4、蝶型螺母D5、连杆ⅠD6、连杆ⅡD7、连杆ⅢD8、连杆ⅣD9、连杆ⅤD10和压板D11组成：直线轴承D3安装在支座ⅡC5中部，轴线垂直于天平安装轴，导杆D2可滑动安装在直线轴承D3上，导杆D2靠装置外一侧套有弹簧D4，并螺旋安装有蝶型螺母D5，导杆D2靠装置内一侧固定安装有连杆ⅠD6，连杆ⅡD7一端可旋转安装在连杆ⅠD6一侧，一端可旋转安装在连杆ⅢD8一侧，连杆ⅢD8、连杆ⅣD9、连杆ⅤD10和支座ⅡC5组合安装，构成三曲柄，压板D11固定安装在连杆ⅤD10上，沿导杆D2上下对称安装有两组三曲柄，机构运动简图见图5。使用时，调整上下两压板D11位置，使其如图6所示的紧贴于待压应变计表面，此时转动蝶型螺母D5调整弹簧D4弹力至预先标定的位置，弹簧D4弹力向装置外侧对导杆D2施力，通过连杆ⅠD6和连杆ⅡD7，拉动三曲柄，由于三曲柄的运动自由度唯一，压板D11开始对应变计产生压力，由于加压前压板位置已确定，弹簧D4施力时机构不产生相对运动，因此施加的压力垂直于应变计，按照应变计的尺寸设计不用的压板D11，能够适应多种应变计的粘贴过程。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，可容易地实现另外的改进和润饰，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (3)

1.一种风洞天平粘贴对称定量加压装置，其特征在于，所述的风洞天平粘贴对称定量加压装置包括装置底座（A1）、天平固定机构（B1）、移动机构（C1）和加压机构（D1）；

所述的装置底座（A1）为平板结构，用于支撑和安装天平固定机构（B1）、移动机构（C1）和加压机构（D1）；装置底座（A1）的上表面固定有平行的3根导轨Ⅰ（B2），其中，1根位于装置底座（A1）的对称中心线上，另外2根对称分布在左右两侧；装置底座（A1）的前后两侧安装有把手，底部安装有垫脚；

所述的天平固定机构（B1），用于天平的定位和安装，包括位于装置底座（A1）的对称中心线上的导轨Ⅰ（B2），对称中心线上的导轨Ⅰ（B2）的前、后两端各装卡有1个滑块Ⅰ（B3），每个滑块Ⅰ（B3）上均固定有天平支座（B4），天平支座（B4）的中心轴线上安装有转动嵌套的圆锥转接头（B6），2个天平支座（B4）的中心轴线同轴；天平支座（B4）上安装有用于固定天平支座（B4）位置的定位螺钉（B5）；

所述的移动机构（C1），用于加压机构（D1）的平面移动，共两组，对称安装在天平固定机构（B1）的两侧，包括位于装置底座（A1）上表面左右两侧的导轨Ⅰ（B2）及附属部件；其中，左侧的导轨Ⅰ（B2）的附属部件包括装卡在左侧的导轨Ⅰ（B2）上的滑块Ⅰ（B3），滑块Ⅰ（B3）的上表面固定有支座Ⅰ（C2），支座Ⅰ（C2）的上表面固定有与导轨Ⅰ（B2）垂直的导轨Ⅱ（C3），导轨Ⅱ（C3）装卡有滑块Ⅱ（C4），滑块Ⅱ（C4）的上表面固定有支座Ⅱ（C5），支座Ⅰ（C2）上安装有用于固定支座Ⅰ（C2）位置的定位螺钉（B5），支座Ⅱ（C5）上安装有用于固定支座Ⅱ（C5）位置的定位螺钉（B5）；右侧的导轨Ⅰ（B2）的附属部件与左侧的导轨Ⅰ（B2）的附属部件相同，在右侧对称分布；

所述的加压机构（D1），用于对称加压，共两组，通过移动机构（C1）对称安装在天平固定机构（B1）的左右两侧；左侧的移动机构（C1）包括通过“>”字型的连杆Ⅰ（D6）和“⊃”字型的支座Ⅱ（C5）固定连接的一组驱动机构和对称分布的上下两组压板机构；驱动机构包括导杆（D2）、直线轴承（D3）、弹簧（D4）和蝶型螺母（D5）；导杆（D2）的中心轴线与天平支座（B4）的中心轴线垂直且位于同一水平面上，导杆（D2）通过直线轴承（D3）安装在支座Ⅱ（C5）上，导杆（D2）两端穿出支座Ⅱ（C5），一端指向天平支座（B4）的中心轴线，固定连接在“>”字型的连杆Ⅰ（D6）的对称点上，另一端背离天平支座（B4）的中心轴线，套装有弹簧（D4），端头的外螺纹上安装蝶型螺母（D5）；上方的压板机构包括通过在“>”字型的连杆Ⅰ（D6）的上角点与“⊃”字型的支座Ⅱ（C5）的上角点之间连接的连杆Ⅱ（D7）、连杆Ⅲ（D8）、连杆Ⅳ（D9）和连杆Ⅴ（D10），其中，连杆Ⅲ（D8）、连杆Ⅳ（D9）和连杆Ⅴ（D10）组成的三曲柄，连杆Ⅴ（D10）的前端固定连接压板（D11），压板（D11）的下方正对天平应变计；下方的压板机构与上方的压板机构部件结构相同，在下方对称分布；右侧的移动机构（C1）与左侧的移动机构（C1）部件结构相同，在右侧对称分布；

所述的风洞天平粘贴对称定量加压装置预先标定弹簧压缩量和加压压力的关系，通过调整弹簧压缩量，进行定量加压。

2.根据权利要求1所述的风洞天平粘贴对称定量加压装置，其特征在于，所述的圆锥转接头（B6）包括一系列圆锥转接头（B6），与不同接口尺寸的天平装配。

3.根据权利要求1所述的风洞天平粘贴对称定量加压装置，其特征在于，所述的压板（D11）包括一系列的压板（D11），适用于不同尺寸的天平应变计。

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