CN203385537U - 一种凸轮风洞试验根部激励机构 - Google Patents

Abstract

一种凸轮风洞试验根部激励机构，涉及风洞试验装置。它包括反射板、反射板转盘、反射板转盘主轴、凸轮、凸轮主轴、导杆和伺服电机；反射板转盘嵌于反射板中，导杆位于水平方向且与反射板转盘的下表面固定连接，导杆的一端有滑块；凸轮位于反射板的一侧，凸轮的上表面低于反射板的下表面，凸轮为开有凹槽的圆盘，滑块位于凹槽内；伺服电机驱动凸轮主轴和凸轮旋转，滑块在凹槽中滑动，带动导杆进行具有周期性角度变化的移动，导杆将周期性角度变化传递给反射板转盘，实现对被测物的根部激励。本实用新型利用凸轮机构，在不破坏风洞流畅的情况下简单有效的实现激励风洞试验模型的目的，试验可靠性高，加工简单，适用范围广。

Description

一种凸轮风洞试验根部激励机构

技术领域

本实用新型涉及一种风洞试验装置，特别是涉及一种激振测试用的风洞试验装置。

背景技术

在进行一些根部固支的动态风洞试验时，需要对模型进行激振，从而测量模型的振动衰减特征。常规做法是：为了不改变模型边界条件，在模型旁边安装激振器等设备对模型进行冲击和激振。现有的风洞试验模型激励装置需要将激振器固定装置安装在反射板上，再将激振器固定在激振器固定装置上，激励时，通过导线给激振器输入激振信号，实现对模型的激励作用。现有的激振装置存在以下问题：

（1）试验结果可靠度低，激振器及其固定装置会影响风洞试验流场，从而影响试验数据可靠度。

（2）试验受限制，由于激振装置及其固定装置在风洞流场区域中，受到设备的限制，一些高温或高动压风洞试验无法完成。

（3）通常为人手动控制，很难实现激励作用自动化。

（4）激振器容易破坏，由于激振器受到风洞流场的冲击，很容易遭到破坏。

（5）工艺要求较高，如果激振器安装不牢固，导线捆绑不结实，很容易对试验结果产生影响，甚至会导致试验的失败。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种凸轮风洞试验根部激励机构，利用较为简单的结构形式，在不破坏风洞流畅的情况下简单有效的实现激励风洞试验模型的目的，试验可靠性高，加工简单，适用范围广。

本实用新型的技术解决方案是：一种凸轮风洞试验根部激励机构，包括反射板、反射板转盘、反射板转盘主轴、凸轮、凸轮主轴、导杆和伺服电机；所述反射板与风洞壁固定连接，反射板中间开有圆孔，反射板转盘位于所述圆孔中，反射板转盘与反射板之间有空隙，反射板转盘的上表面与被测物固定连接，反射板转盘的中心与反射板转盘主轴固定连接；所述导杆位于水平方向且与反射板转盘的下表面固定连接，导杆的一端有固定连接的滑块；所述凸轮位于反射板的一侧，凸轮的上表面低于反射板的下表面，凸轮为开有凹槽的圆盘，所述凹槽的轨迹为具有变化直径的闭合曲线，滑块位于所述凹槽内；所述凸轮主轴的两端分别与凸轮中心和伺服电机固定连接；伺服电机驱动凸轮主轴旋转，凸轮主轴带动凸轮旋转，滑块在凹槽中滑动，带动导杆进行具有周期性角度变化的移动，导杆将周期性角度变化传递给反射板转盘，实现对被测物的根部激励。

所述凹槽的轨迹为带有凹陷角的圆周，所述凹陷角为50°。

所述凸轮的半径与连杆延长线的夹角为70°。

所述凸轮和凸轮主轴为一体化成型，所述反射板转盘和反射板转盘主轴为一体化成型。

本实用新型与现有技术相比的有益效果为：

（1）通过设计凸轮机构代替激振器及其固定装置，使跟部固支的边界条件不用改变，同时试验不受动压、温度等条件对设备的要求和限制，试验范围运用更广；由于所有组件都没有高出反射板，所以不会影响风洞流场，使被测物8在风洞流场不被破坏的情况下得到激励，试验结果更有效准确。

（2）通过设计凸轮的外形和内部凹槽的轨迹，使整个装置的激励周期更稳定。

（3）通过调节伺服电机的转速实现对对被测物的激振的自动化控制。

（5）整个装置结构加工成本低，加工难度低。

附图说明

图1为本实用新型的前视图；

图2为本实用新型的上视图；

图3为本实用新型的仰视图；

图4为本实用新型中凸轮的轴视图；

图5为本实用新型中凸轮及导杆的上视图；

具体实施方式

如图1-图3所示，本实用新型包括反射板1、反射板转盘2、反射板转盘主轴3、凸轮4、凸轮主轴5、导杆6和伺服电机7。反射板1与风洞壁固定连接，反射板1中间开有圆孔，反射板转盘2位于所述圆孔中，反射板转盘2与反射板1之间有空隙，当反射板转盘2旋转时，反射板1固定不动。反射板转盘2用于承载被测物8，反射板转盘2的上表面与被测物8固定连接。反射盘转盘与反射板转盘主轴3、凸轮4和凸轮主轴5可以采用螺钉连接或一体化成型等固定连接方式，如果采用一体化连接则可以减小转动力矩的损耗，试验结果更精确。导杆6位于水平方向且与反射板转盘2的下表面固定连接，导杆6的一端有固定连接的滑块。凸轮4位于反射板1的一侧，凸轮4上开有凹槽，滑块位于凹槽内。

如图5所示，凸轮4半径与连杆延长线的夹角b为70°。凸轮4的上表面低于反射板1的下表面，这样使得本实用新型中的所有组件都不高出反射板1，不会影响风洞流场，使被测物8在风洞流场不被破坏的情况下得到激励，试验结果更有效准确。凸轮主轴5的两端分别与凸轮4中心和伺服电机7固定连接；伺服电机7驱动凸轮主轴5旋转，凸轮主轴5带动凸轮4旋转，滑块在凹槽中滑动，带动导杆6进行具有周期性角度变化的移动，导杆6将周期性角度变化传递给反射板转盘2，实现对被测物8的根部激励。

如图4所示，凸轮4为开有凹槽的圆盘，凹槽的轨迹为具有变化直径的闭合曲线，使滑块得以完成任意复杂规律的周期性角度变化。如图5所示，当凹槽的轨迹为带有凹陷角a凹陷角的圆周且凹陷角a为50°时，滑块的周期性角度变化更稳定。在风洞试验需要对被测物8进行激励时，利用伺服电机7以凸轮主轴5为轴转动凸轮4。一般时候导杆6保持位置不动，等到导杆6上的滑块滑到凸轮4的凹陷角所在位置时，导杆6将绕反射板转盘主轴3发生一个小角度的转动，由于导杆6与反射板转盘2固定连接，被测物8为根部固支模型，被测物8也将发生绕反射板1主轴发生一个小角度的转动。由于这个小角度攻角，风洞流场将给被测物8一个激励作用。随着凸轮4继续转动，当导杆6上的滑块滑过凹陷角以后，被测物8重新回到初始的零度攻角，可以进行试验数据的测量。试验中，可以通过控制伺服电机7的转速来控制对模型激励的频率。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (4)

1.一种凸轮风洞试验根部激励机构，其特征在于：包括反射板（1）、反射板转盘（2）、反射板转盘主轴（3）、凸轮（4）、凸轮主轴（5）、导杆（6）和伺服电机（7）；所述反射板（1）与风洞壁固定连接，反射板（1）中间开有圆孔，反射板转盘（2）位于所述圆孔中，反射板转盘（2）与反射板（1）之间有空隙，反射板转盘（2）的上表面与被测物（8）固定连接，反射板转盘（2）的中心与反射板转盘主轴（3）固定连接；所述导杆（6）位于水平方向且与反射板转盘（2）的下表面固定连接，导杆（6）的一端有固定连接的滑块；所述凸轮（4）位于反射板（1）的一侧，凸轮（4）的上表面低于反射板（1）的下表面，凸轮（4）为开有凹槽的圆盘，所述凹槽的轨迹为具有变化直径的闭合曲线，滑块位于所述凹槽内；所述凸轮主轴（5）的两端分别与凸轮（4）中心和伺服电机（7）固定连接；伺服电机（7）驱动凸轮主轴（5）旋转，凸轮主轴（5）带动凸轮（4）旋转，滑块在凹槽中滑动，带动导杆（6）进行具有周期性角度变化的移动，导杆（6）将周期性角度变化传递给反射板转盘（2），实现对被测物（8）的根部激励。

2.根据权利要求1所述的一种凸轮风洞试验根部激励机构，其特征在于：所述凹槽的轨迹为带有凹陷角的圆周，所述凹陷角为50°。

3.根据权利要求1所述的一种凸轮风洞试验根部激励机构，其特征在于：所述凸轮（4）的半径与连杆延长线的夹角为70°。

4.根据权利要求1所述的一种凸轮风洞试验根部激励机构，其特征在于：所述凸轮（4）和凸轮主轴（5）为一体化成型，所述反射板转盘（2）和反射板转盘主轴（3）为一体化成型。

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