CN112985737B - 一种风洞试验辅助装置作动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涉及风洞试验辅助装置技术领域，具体公开了一种风洞试验辅助装置作动机构，包括平动板、安装平动板上的传动机构、与传动机构传动连接且用于控制平动板靠近或远离试验模型的驱动机构。本发明能够有效的控制平动板靠近或远离试验模型；能够有效的控制试验模型与平动板之间的距离。
Description
技术领域
本发明涉及风洞试验辅助装置技术领域，特别涉及一种风洞试验辅助装置作动机构。
背景技术
启动和关车冲击载荷是暂冲式超声速风洞的共性问题，模型和天平在风洞启动和关车瞬间受到的载荷远大于气流稳定后的气动载荷。超声速风洞启动和关车时，尤其是在高马赫数启动和关车时，通过试验段的正激波强度大、不对称，模型和天平受强非对称气流作用会发生剧烈抖动，容易造成模型、天平的损坏，严重威胁试验安全。随着航空航天技术的发展，扁平布局飞行器是一个发展趋势，这类飞行器模型在进行高马赫数时，如果不法采取措施，受到的冲击载荷更大，更容易导致模型、天平损坏。为了减小冲击载荷，风洞试验技术人员研制了一种辅助装置，在风洞启动和关车时，在试验模型上下方放置平动板，减小试验模型收到的冲击载荷。试验过程中，将平动板收回，不影响模型开展试验。技术人员也证明了这种试验装置有效，能够起到保护试验模型和天平安全的作用。但是这种方法对试验装置要求很高，需要具有足够的强度、刚度、运行精度和速度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种风洞试验辅助装置作动机构；能够有效的控制平动板靠近或远离试验模型；能够有效的控制试验模型与平动板之间的距离。
本发明解决技术问题所采用的解决方案是：
一种风洞试验辅助装置作动机构，包括平动板、安装平动板上的传动机构、与传动机构传动连接且用于控制平动板靠近或远离试验模型的驱动机构。
在试验前，首先将两个作动机构对称安装在风洞的壁板，并使得两个作动机构的平动板与壁板处于同一个平面上，设置为零点；将试验模型设置在两个作动机构之间。
根据试验要求，确定平动板的目标高度，通过驱动机构控制传动机构带动平动板沿竖向运动；从而得到需要的平动板之间的距离；当距离符合要求后，不再驱动，将使得两块平动板位置在受到较大载荷的情况下不会改变。
采用本发明将能够有效的控制两块平动板之间的距离；本发明能够安装在风洞内，且具有足够的强度、刚度、运行精度，满足风洞试验辅助装置的要求。
在一些可能的实施方式中，为了有效的实现对于平动板的传动控制；所述传动机构为连杆机构，其分别与平动板、驱动机构铰接。
在一些可能的实施方式中，所述连杆机构包括分别与驱动机构铰接的支杆一和支杆二；所述支杆一和支杆二与平动板铰接。
在一些可能的实施方式中，所述驱动机构包括基板、安装在基板上的驱动装置；所述基板分别与支杆一、支杆二铰接；所述驱动装置与支杆二铰接。
在一些可能的实施方式中，所述驱动装置包括丝杠、与丝杠传动连接的螺母、以及与丝杠端部连接驱动电机；所述驱动电机与基板铰接；所述螺母与支杆二铰接；所述丝杠与基板长方向延长线之间所形成的夹角小于90°。
在一些可能的实施方式中，为了使得对于平动板的驱动更加稳定；所述传动机构为两组，沿基板的长方向对称设置；所述丝杠位于两个传动机构之间。
在一些可能的实施方式中，为了实现平动板在运动过程中实现其整体靠近或远离试验模型的动作；所述支杆一与基板的铰接点设置在基板远离驱动电机的一侧，所述支杆二与基板的铰接点设置在支杆一与基板的铰接点与驱动电机之间；所述支杆一与基板的铰接点与支杆二与基板的铰接点在同一直线上。
在一些可能的实施方式中，为了有效的实现驱动电机与基板的铰接，所述基板上设置有铰接座一，所述驱动电机与铰接座一铰接。
在一些可能的实施方式中，为了有效的实现基板与支杆一、支杆二的铰接；所述基板远离铰接座一的一端安装有铰接座二，所述铰接座二分别与支杆一、支杆二铰接。
在一些可能的实施方式中，为了有效的保证本发明在使用过程中的刚度和强度所述传动机构为两组且平行设置，两组传动机构相互靠近一侧相互连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明通过驱动机构、传动机构的配合能够有效的控制平动板靠近或远离试验模型；能够有效的控制试验模型与平动板之间的距离；
本发明体积较小，能够安装到风洞内部，且具有足够的强度、刚度、运行精度，满足风洞试验辅助装置的要求。
本发明连杆机构、通过驱动电机限制平动板的动作位置，通过将传动机构设置为两组且相互连接，保证作动机构的强度和刚度；
本发明结构简单、实用性强。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中基板、驱动装置、传动机构的连接关系示意图；
图3为本发明的使用状态图；
图4为本发明中支杆二的结构示意图；
图5为本发明中基板的结构示意图；
其中：1、基板；2、支杆一；3、转轴一；4、支杆二；5、转轴二；6、平动板；7、平板转轴；8、驱动电机；9、减速机；10、丝杠；11、螺母；12、螺母耳轴；13、铰接座一；14、电机耳座；15、壁板；16、铰接座二；101、基板一；102、基板二。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请所提及的"一"、"二"以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。"连接"或者"相连"等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
本发明通过下述技术方案实现，如图1-图5所示，
一种风洞试验辅助装置作动机构，包括平动板6、安装平动板6上的传动机构、与传动机构传动连接且用于控制平动板6靠近或远离试验模型的驱动机构。
在试验前，首先将两个作动机构对称安装在风洞的壁板15上，并使得两个作动机构的平动板6与壁板15处于同一个平面上，设置为零点；将试验模型设置在两个作动机构之间。这里所描述的两个作动机构的平动板6与壁板15处于同一个平面上，具体是指平动板6与安装其所对应的传动机构的壁板15处于同一个平面上。
根据试验要求，确定平动板6的目标高度，通过驱动机构控制传动机构带动平动板6沿竖向运动；从而得到需要的平动板6之间的距离；当距离符合要求后，不再驱动，将使得两块平动板6位置在受到较大载荷的情况下不会改变。
采用本发明将能够有效的控制两块平动板6之间的距离；本发明能够安装在风洞内，且具有足够的强度、刚度、运行精度，满足风洞试验辅助装置的要求。
在一些可能的实施方式中，为了有效的实现对于平动板6的传动控制；所述传动机构为连杆机构，其分别与平动板6、驱动机构铰接。
在一些可能的实施方式中，为了提高对于平动板6传动的传动精度，使得对于平动板6相对于试验模型的位置关系控制更加准确；所述连杆机构包括分别与驱动机构铰接的支杆一2和支杆二4；所述支杆一2和支杆二4与平动板6铰接。
在一些可能的实施方式中，所述驱动机构包括基板1、安装在基板1上的驱动装置；所述基板1分别与支杆一2、支杆二4铰接；所述驱动装置与支杆二4铰接。
驱动装置用于控制支杆二4绕支杆二4与基板1的铰接点进行转动，进而带动平动板6动作，从而实现支杆一2绕支杆一2与基板1的铰接点转动，进而实现平动板6靠近或远离试验模型，从而实现对于平动板6与试验模型相对位置的控制。
在一些可能的实施方式中，为了有效的实现对于支杆一2和支杆的驱动；所述驱动装置包括丝杠10、与丝杠10传动连接的螺母11、以及与丝杠10端部连接驱动电机8；所述驱动电机8与基板1铰接；所述螺母11与支杆二4铰接；所述丝杠10与基板1长方向延长线之间所形成的夹角小于90°。
优选的，所述丝杠10轴线方向与基板1长方向延长线之间所形成的夹角为A，45°≤A≤60°。
优选的，所述驱动电机8的输出轴与丝杠10之间设置有减速机9；通过减速机9降低电缸的输出转速，提高输出扭矩。
在使用时，驱动电机8控制丝杠10转动，使得与螺母11沿丝杠10的长方向做直线运动，由于螺母11与支杆二4铰接，进而实现支杆二4实现绕基板1与支杆二4的铰接点转动；使得平动板6在支杆二4转动的情况下，与基板1的相对位置发生变化；由于支杆一2的一端与基板1铰接，另外一端与平动板6铰接吗，使得在平动板6相对基板1的位置发生变化，支杆一2将绕其与基板1的铰接点转动，从而也将带动平动板6的另外一端实现与基板1相对位置的变化，进而使得平动板6靠近或远离基板1。
优选的，如图1、图2所示，螺母11靠近支杆二4的侧面设置有螺母耳轴12，支杆二4通过螺母耳轴12与螺母11实现铰接。
在一些可能的实施方式中，为了使得对于平动板6的驱动更加稳定；所述传动机构为两组，沿基板1的长方向对称设置；所述丝杠10位于两个传动机构之间。
优选的，传动机构与平动板6靠近驱动机构的一侧铰接。
优选的，如图1、图2所示，平动板6靠近驱动机构的一侧设置有平板转轴7，支杆一2、支杆二4分别通过平板转轴7与平动板6铰接；平板转轴7包括与支杆一2铰接的平板转轴一，与支杆一2铰接的平板转轴二，其中平板转轴一位于转轴一3、平板转轴二之间。
当传动机构为两组时，两组传动机构相互连接，平板转轴7也为两组，分别与平动板6连接。
在一些可能的实施方式中，如图1、图2所示，为了增加两组传动机构的刚度和强度，两根支杆一2通过连接块一实现两者的连接；两根支杆二4通过连接块二实现两者的连接；连接块一、连接块二分别位于基板1远离平动板6的一侧；
优选的，支杆一2呈“7”字形；其一端与基板1铰接，另外一端与平动板6铰接；
如图4所示，支杆二4也呈“7”字形，包顶部与螺母11铰接的支杆二A、与支杆二A一端连接形成“7”字形的支杆二B；所述支杆二B远离支杆二A的一端与平动板6铰接。
试验时，模型位置靠前方，平动板6的位置也要求靠近前方，处于模型正上方。而壁板15上的开槽需要靠后，这样布局的开槽导致的气流干扰区域靠后，不影响流场均匀性。所以支杆一2和支杆二4先向后再向下，呈“7”字形。
支杆一2和支杆二4上宽下窄，宽的一端位于风洞流场外，可提高支撑刚度。窄的一端位于流场内，尽量减少对气流的阻塞。
在一些可能的实施方式中，如图1、图2所示，为了实现平动板6在运动过程中实现其整体靠近或远离试验模型的动作；所述支杆一2与基板1的铰接点设置在基板1远离驱动电机8的一侧，所述支杆二4与基板1的铰接点设置在支杆一2与基板1的铰接点与驱动电机8之间；所述支杆一2与基板1的铰接点与支杆二4与基板1的铰接点在同一直线上。
在一些可能的实施方式中，为了有效的实现驱动电机8与基板1的铰接，所述基板1上设置有铰接座一13，所述驱动电机8与铰接座一13铰接。
优选的，铰接座一13上设置有电机耳座14，驱动电机8通过电机耳座14与铰接座一13铰接。
在一些可能的实施方式中，如图1、图2所示，为了有效的实现基板1与支杆一2、支杆二4的铰接；所述基板1远离铰接座一13的一端安装有铰接座二16，所述铰接座二16分别与支杆一2、支杆二4铰接。
优选的，铰接座二16的侧面上设置有与支杆一2铰接的转轴一3、与支杆二4铰接的转轴二5，转轴二5设置在转轴一3与驱动电机8之间。
如图3所示，在进行风洞试验时，将两个本发明的作动机构对称安装在风洞的壁板15上，将试验模型安装在两个作动机构之间且与两个作动机构的相对位置关系相同，然后通过驱动装置驱动传动机构使得两块平动板6相对试验模型的位置关系发生变化；两个驱动装置同时运动，得到符合试验要求的两块平动板6之间的距离，停止驱动，即可然后开始试验；
丝杠10通过减速机9与驱动电机8连接，螺母11通过螺母耳轴12与支杆二4连接；支杆一2、支杆二4、平动板6、基板1形成四连杆机构，驱动电机8、减速机9、丝杠10、螺母11组成动力驱动机构，驱动支杆二4绕后转轴旋转，实现平动板6上下运动。
优选的，如图5所示，所述基板1包括基板一101、基板一101连接的基板二102，所述铰接座二16安装在基板一101上，所述基板一101的宽度大于基板二102的宽度，支杆一2和支杆二4的一端位于基板一101的长方且与铰接座二16铰接；之所以基板一101的宽度大于基板二102的宽度，这样设置将有效的限制连接机构向下运动的最大位置。
如图5所示，基板一101的宽度为D，基板二102的宽度为d,D＞d。
本发明体积小，能够安装到风洞内部，且具有足够的强度、刚度、运行精度，满足风洞试验辅助装置的要求。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本申请中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (6)
1.一种风洞试验辅助装置作动机构，其特征在于：包括平动板、安装平动板上的传动机构、与传动机构传动连接且用于控制平动板靠近或远离试验模型的驱动机构；所述传动机构为连杆机构，其分别与平动板、驱动机构铰接；所述连杆机构包括分别与驱动机构铰接的支杆一和支杆二；所述支杆一和支杆二与平动板铰接；支杆一、支杆二均呈“7”字形；支杆一端与基板1铰接，另外一端与平动板铰接；支杆二包括顶部与螺母11铰接的支杆二A、与支杆二A一端连接形成“7”字形的支杆二B；所述支杆二B远离支杆二A的一端与平动板铰接；支杆一和支杆二上宽下窄，宽的一端位于风洞流场外，窄的一端位于流场内；
所述驱动机构包括基板、安装在基板上的驱动装置；所述基板分别与支杆一、支杆二铰接；所述驱动装置与支杆二铰接；所述基板上设置有铰接座一，所述基板远离铰接座一的一端安装有铰接座二，所述基板包括基板一、基板一连接的基板二，所述铰接座二安装在所述基板一上，所述基板一的宽度大于基板二的宽度，支杆一和支杆二的一端位于基板一的长方且与铰接座二铰接；试验时，模型位置靠前方，平动板的位置也要求靠近前方，处于模型正上方，而壁板上的开槽需要靠后；
所述驱动装置包括丝杠、与丝杠传动连接的螺母，以及与丝杠端部连接的驱动电机；所述驱动电机与基板铰接；所述螺母与支杆二铰接；所述丝杠与基板长方向延长线之间所形成的夹角小于90°；所述驱动电机的输出轴与丝杠之间设置有减速机。
2.根据权利要求1所述的一种风洞试验辅助装置作动机构，其特征在于：所述传动机构为两组，沿基板的长方向对称设置；所述丝杠位于两个传动机构之间。
3.根据权利要求2所述的一种风洞试验辅助装置作动机构，其特征在于：所述支杆一与基板的铰接点设置在基板远离驱动电机的一侧，所述支杆二与基板的铰接点设置在支杆一与基板的铰接点与驱动电机之间；所述支杆一与基板的铰接点与支杆二与基板的铰接点在同一直线上。
4.根据权利要求3所述的一种风洞试验辅助装置作动机构，其特征在于：所述驱动电机与铰接座一铰接。
5.根据权利要求4所述的一种风洞试验辅助装置作动机构，其特征在于：所述铰接座二分别与支杆一、支杆二铰接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种风洞试验辅助装置作动机构，其特征在于：所述传动机构为两组且平行设置，两组传动机构相互靠近一侧相互连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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