CN206450397U - 一种具有平移功能的亚跨超声速风洞大攻角机构 - Google Patents

一种具有平移功能的亚跨超声速风洞大攻角机构 Download PDF

Info

Publication number
CN206450397U
CN206450397U CN201621460641.6U CN201621460641U CN206450397U CN 206450397 U CN206450397 U CN 206450397U CN 201621460641 U CN201621460641 U CN 201621460641U CN 206450397 U CN206450397 U CN 206450397U
Authority
CN
China
Prior art keywords
frame
angle
attack
servomotor
movable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201621460641.6U
Other languages
English (en)
Inventor
袁雄
杨辉
李世强
闫欢欢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Academy of Aerospace Aerodynamics CAAA
Original Assignee
China Academy of Aerospace Aerodynamics CAAA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Academy of Aerospace Aerodynamics CAAA filed Critical China Academy of Aerospace Aerodynamics CAAA
Priority to CN201621460641.6U priority Critical patent/CN206450397U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN206450397U publication Critical patent/CN206450397U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

一种具有平移功能的亚跨超声速风洞大攻角机构,大攻角组件采用铰链形式通过转轴与模型支杆座连接,为模型支杆前端连接的模型提供试验攻角;所述的平移组件包括上端框、滚珠光杠、滚珠丝杠、活动端框、伺服电机、齿轮副、下端框、位置传感器;两个滚珠光杠的光杠轴两端固连在上端框和下端框上,滚珠光杠的直线轴承安装在活动端框上,滚珠丝杠的丝杠轴两端安装在上端框和下端框上且连接端能够相互转动,滚珠丝杠的丝母安装在活动端框上,伺服电机驱动齿轮副带动丝杠轴转动从而驱动丝母平移进而带动活动端框上下移动,活动端框带动大攻角组件上下移动;位置传感器用于敏感活动端框的上下位移,利用该位移信息结合待平移的距离,对伺服电机进行闭环控制;所述的上端框与下端框之间的距离大于风洞轴线至上驻室顶板的距离。

Description

一种具有平移功能的亚跨超声速风洞大攻角机构
技术领域
[0001]本实用新型涉及亚跨超声速风洞的试验装置领域,主要是一种具有平移和滚转功 能的风洞大攻角机构。
背景技术
[0002]超机动性、超敏捷性是第四代飞行器的重要战术性能指标,良好的大攻角气动性 能是第四代飞行器获得超机动性、超敏捷性的基本条件,而风洞试验是研究飞行器大攻角 气动性能的重要手段,风洞大攻角试验技术是一项关键的风洞特种试验技术。另外,现代风 洞朝着具有更强的试验能力、更高的生产效率及更低的运行费用方向发展,往往要求在一 次吹风过程中尽可能多地模拟模型试验状态,如模型的俯仰、偏航、滚转、横向平移、纵向平 移等姿态和动作,这些动作必须依靠等各种类型的机构配合控制方案实现。
[0003]风洞试验要求模型支撑机构的姿态位置准确并且具有足够的刚度和强度、小的阻 塞比和较低的流场干扰性能,由于尾支撑结构简单、通用性好、流场干扰小,因而在各个风 洞中应用最为广泛。尾支撑的一般结构是将内式应变天平安装在模型腔内,通过支杆与风 洞的支架系统连接。采用尾支撑的风洞支架系统常见的有弯刀支架、多连杆支架、侧窗支 架、关节式支架等形式,各种支架适用于不同的试验场合,具有不同的特点及优势,这几种 支架的基本设计思路是以实现模型攻角为主要目标,在此基础上叠加攻角预置功能、侧滑 角功能、滚转角功能,来实现风洞试验所需要的各种模型姿态。
发明内容
[0004]本实用新型的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提供了具有平移功能的亚 跨超风洞大攻角机构。
[0005]本实用新型的技术解决方案是:一种具有平移功能的亚跨超声速风洞大攻角机 构,包括大攻角组件、平移组件,大攻角组件采用铰链形式通过转轴与模型支杆座连接,为 模型支杆前端连接的模型提供试验攻角;所述的平移组件包括上端框、滚珠光杠、滚珠丝 杠、活动端框、伺服电机、齿轮副、下端框、位置传感器;两个滚珠光杠的光杠轴两端固连在 上端框和下端框上,滚珠光杠的直线轴承安装在活动端框上,滚珠丝杠的丝杠轴两端安装 在上端框和下端框上且连接端能够相互转动,滚珠丝杠的丝母安装在活动端框上,伺服电 机驱动齿轮副带动丝杠轴转动从而驱动丝母平移进而带动活动端框上下移动,活动端框带 动大攻角组件上下移动;位置传感器用于敏感活动端框的上下位移,利用该位移信息结合 待平移的距离,对伺服电机进行闭环控制;所述的上端框与下端框之间的距离大于风洞轴 线至上驻室顶板的距离。
[0006]所述的平移组件还包括配重,通过配重实现伺服电机正反转时的力矩平衡。
[0007]还包括上限位开关和下限位开关、用于防止活动端框撞击上端框和下端框。
[0008]限位开关采用非接触式的霍尔式电磁开关元件。
[0009] 所述的位置传感器采用电位计。
[0010]还包括滚转臂组件,滚转臂组件带动模型支杆进行转动,利用机构的攻角、滚转角 的位置耦合,得到安装在模型支杆前端模型的攻角、侧滑角姿态。
[0011]所述的滚转臂组件包括滚转接头、齿轮副I、伺服电机I、滚针轴承、引线保护管、模 型支杆座、转轴;伺服电机I的转动通过齿轮副I传递至滚转接头使其转动;滚转接头尾部插 在模型支杆座内部空腔内,通过滚针轴承约束,前端与模型支杆连接。
[0012]伺服电机I安装在滚转接头的下方。
[0013]本实用新型与现有技术相比有益效果为:
[0014] (1)本实用新型一种具有平移和滚转功能的亚跨超风洞大攻角机构,采用了模块 化设计,各个模块的功能基本独立,进行简单的功能叠加就具备了“大攻角+平移+滚转”的 功能。
[0015] _ (2)本实用新型一种具有平移和滚转功能的亚跨超风洞大攻角机构,提供了一种 继续进行功能模块叠加的平台,为机构的功能拓展和延伸打下了良好的基础。
[0016] (3)本实用新型一种具有平移和滚转功能的亚跨超风洞大攻角机构,集成了大攻 角、模型上下移动、变攻角--上下移动的组合运动、自动变滚转角、耦合实现攻角一侧滑角 姿态等功能,适用于亚跨超风洞试验模型的多种姿态控制,具有功能多样、攻角范围大、模 型运动范围大、控制方案灵活的优点。
[0017] (4)本实用新型一种具有平移和滚转功能的亚跨超风洞大攻角机构,采用多连杆 为基础的结构实现攻角和上下移动,具有结构简单、拆装方便、可实现攻角范围大的优点。 [0018] (5)本实用新型一种具有平移和滚转功能的亚跨超风洞大攻角机构,大攻角组件 和平移组件采用了拉线传感器作为位置反馈,实现了闭环控制,具有精度高、控制可靠的优 点。
[0019] (6)本实用新型一种具有平移和滚转功能的亚跨超风洞大攻角机构,大攻角组件 和平移组件采用了非接触式的限位开关,避免了误操作造成的机械损坏,具有耐用性好的 优点。
[0020] (7)本$用新型一种具有平移和滚转功能的亚跨超风洞大攻角机构,摆臂内的滚 转电机布置在滚转接头的下方,减弱了伺服电机对模型测量参数信号的电磁干扰,有利于 获得准确的模型测量参数,具有电磁干扰小的优点。
[°021], (8)本实用型一种具有平移和滚转功能的亚跨超风洞大攻角机构,滚转电机与 滚转接头之间的齿轮副距离可调节,从而避免了加工误差、磨损造成的齿形变位等因 致的齿轮副回差较大,具有滚转精度高的优点。 /'
附图说明
[0022]图1为本实用新型的总体结构示意图;
[0023]图2为大攻角组件的结构图;
[0024]图3为平移组件的结构图;
[0025]图4为滚转组件的结构图;
[0026]图5为上下平移运动示意图;
[0027]图6为大攻角运动示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图及实例对本实用新型做详细说明,本实用新型一种多自由度的亚跨 超风洞大攻角机构,如图1所示,大攻角组件1.0、平移组件2 • 0,大攻角组件1.0采用铰链形 式通过转轴与模型支杆座连接,为模型支杆前端连接的模型提供试验攻角;
[0029]如图2所示,控制大攻角组件1.0的伺服电机1.1运动,带动电机齿轮1.2转动并传 递至主动齿轮1_ 3和主动丝杠1.4,从而带动前臂1.9上下运动;主动齿轮1.3再带动从动齿 轮1.13及从动丝杠1.14运动,从而带动后臂1.17上下运动。通过预先设定的主动齿轮1.3与 动齿轮1.13的齿数比,前臂1 _9与后臂1 • 17的上下运动即存在固定的速度差【一般为前臂 1.9速度慢、后臂1.17速度快】,该速度差引起小臂1.18与滚转臂组件3.0的相对位置和角度 关系发生变化,模型的运动轨迹为上下摆动,此功能用以实现风洞模型的攻角,攻角范围 为-10°〜65°,如图6示意。其中,配重1 _5的作用是为了实现伺服电机1 • 1正反转时候的力矩 平衡。为了控制前臂1 • 9只具有垂直方向唯一的自由度,设置滚动导轨丨.8,滚动导轨〖• 8的 导轨与前臂1.9的前端面固定,滚动导轨1.8的滑块与活动端框2.4连接。从动丝杠1.14与后 臂1 • I7之间通过法兰座1.15连接,当整套装置安装在风洞上的时候,需手动微调后臂丨.17 的姿态,使模型支杆处于风洞轴线位置时攻角的为0° ±〇.〇5°,此时人工摇动手摇把1.1〇、 通过减速机1 • 11和齿轮1 • 12传动,使从动齿轮1.13旋转,从而带动从动丝杠1 • 14和后臂 1.17上下移动。
[0030]如图2所示,大攻角组件1.0采用拉线式电位计作为位置传感器丨.16。位置传感器 1 • 16的基座固定在框架1.7上,拉线与則臂1.9连接。伺服电机1.1通过位置传感器1.16的位 置反馈通过实现攻角的闭环控制。采用霍尔式电磁开关元件作为限位开关K6,作为前臂 1.9的上下位置限位。
[0031]如图3所示,平移组件2.〇包括上端框2.1、滚珠光杠2.2、滚珠丝杠2.3、活动端框 2 • 4、伺服电机2 • 5、齿轮副2 •6、下端框2 • 7、位置传感器2 • 11;平移组件2 • 〇的固定结构是以 上端框2.1、下端框2 • 7、滚珠光杠2 • 2为基本组件构建的一个框架式结构,运动结构是以伺 服电机2.5、齿轮副2 • 6、滚珠丝杠2 • 3、滚珠光杠2.2、活动端框2 • 4为基础搭建的直线运动平 台,伺服电机2 • 5的转动通过齿轮副2 • 6传递至滚珠丝杠2• 3,带动活动端框2.4沿着滚珠光 杠2 • 2的导向上下移动,移动范围根据风洞和试验情况设定,平移位置示意见图5。具体的两 个滚珠光杠2 _ 2的光杠轴两端固连在上端框2 • 1和下端框2 • 7上,滚珠光杠的直线轴承安装 在活动端框2 • 4上,滚珠丝杠2 •3的丝杠轴两端安装在上端框2 • 1和下端框2 • 7上且连接端能 够相互转动,滚珠丝杠的丝母安装在活动端框2.4上,伺服电机2.5驱动齿轮副2.6带动丝杠 轴转动从而驱动丝母平移进而带动活动端框上下移动,活动端框带动大攻角组件上下移 动;此时整套机构控制的模型的运动轨迹为上下平移,此功能用以实现风洞模型在试验段 流场均匀区内的上下平移,达到躲避试验段激波、头部反射激波等对弹翼、尾舵、测量翼、测 量舵影响的目的,如图3和图5不意,配重2.8实现伺服电机正反转时的力矩平衡;
[0032]如图3所不,平移组件2.0采用拉线式电位计作为位置传感器2.11,用于敏感活动 端框的上下位移,其基座固定在下端框2_ 7上,拉线与活动端框2.4连接。伺服电机2.5通过 位置传感器2.11的位置反馈实现上下平移位置的闭环控制。采用霍尔式电磁开关元件作为 限位开关2.9,2.10,作为活动端框2_4的上下位置限位。所述的上端框与下端框之间的距离 大于风洞轴线全上狂至」贝杈的跑禺。
[0033] _本实用新型还包括安装在t莫型支杆座上的滚转臂组件3 • 〇,滚转臂组件带动模型 支杆进行转动,利用机构的攻角、滚转角的位置耦合,得到安装在模型支杆前端模型的攻 角、侧滑角姿态。具体如图1、4所不,包括滚转接头3.1、齿轮副13 •2、伺服电机〗3.3、滚针轴 承3.4、引线保护管3.5、模型支杆座3.6、转轴3.7;伺服电机13.3的转动通过齿轮副13.2传 递至滚转接头3.1使其转动,控制模型的滚转姿态,达到滚转角度范围为-18〇。〜180。;滚转 接头3_1尾部插在模型支杆座3.6内部空腔内,通过滚针轴承3.4约束,前端与模型支杆连 接。伺服电机13.3安装在滚转接头3.1的下方,从而将减弱了伺服电机对模型测量参数信号 的电磁干扰,有利于获得准确的模型测量参数。
[0034]本实用新型还可设计齿轮副13.2两个齿轮之间的距离可调节,从而避免了加工误 差、磨损造成的齿形变位等因素导致的齿轮副回差较大,将回转误差控制在风洞试验所要 求的角度精度控制范围内。
[0035]大攻角组件1 • 0、平移组件2 • 0、滚转臂组件3.0三者的功能基本独立,即本实用新 型可认为是“大攻角+平移+滚转”功能的简单叠加,去除三者之间的任何一个组件,仍然可 以实现剩余组件的功能,从而为本实用新型的功能简化、或者功能拓展、或者其他功能的继 续叠加搭建了一个模块化的设计平台,在此平台上进行的“大攻角+平移+滚转”及其他组合 设计具有良好的功能适应性
[0036]本实用新型未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (8)

1. 一种具有平移功能的亚跨超声速风洞大攻角机构,其特征包括大攻角组件(10)、平 移组件(2 • 0),大攻角组件(1.〇)采用铰链形式通过转轴与模型支杆座连接,为模型支杆前 端连接的模型提供试验攻角;所述的平移组件(2 • 0)包括上端框(2 • 1)、滚珠光杠(2 • 2)、滚 珠丝杠(2.3)、活动端框(2.4)、伺服电机(2.5)、齿轮副(2.6)、下端框(2.7)、位置传感器 (2 • 11);两个滚珠光杠(2.2)的光杠轴两端固连在上端框(2 • 1)和下端框2.7上,滚珠光杠的 直线轴承安装在活动端框(2 • 4)上,滚珠丝杠(2 • 3)的丝杠轴两端安装在上端框(2.1)和下 端框(2 • 7)上且连接端能够相互转动,滚珠丝杠的丝母安装在活动端框(2.4)上,伺服电机 (2 •5)驱动齿轮副(2 • 6)带动丝杠轴转动从而驱动丝母平移进而带动活动端框上下移动,活 动端框带动大攻角组件上下移动;位置传感器(2 • 11)用于敏感活动端框的上下位移,利用 位移信息结合待平移的距离,对伺服电机进行闭环控制;所述的上端框与下端框之间的距 离大于风洞轴线至上驻室顶板的距离。
2.根据权利要求1所述的机构,其特征在于:所述的平移组件(2.0)还包括配重(2.8), 通过配重实现伺服电机正反转时的力矩平衡。
3.根据权利要求1所述的机构,其特征在于:还包括上限位开关(2.9)和下限位开关 (2.10)、用于防止活动端框撞击上端框(2 • 1)和下端框(2.7)。
4.根据权利要求3所述的机构,其特征在于:限位开关采用非接触式的霍尔式电磁开关 元件。
5.根据权利要求1所述的机构,其特征在于:所述的位置传感器采用电位计。
6.根据权利要求1所述的机构,其特征在于:还包括滚转臂组件(3.0)滚转臂组件带动 模型支杆进行转动,利用机构的攻角、滚转角的位置耦合,得到安装在模型支杆前端模型的 攻角、侧滑角姿态。
7.根据权利要求6所述的机构,其特征在于:所述的滚转臂组件(3.0)包括滚转接头 (3.1)、齿轮副1(3.2)、伺服电机1(3_3)、滚针轴承(3.4)、引线保护管(3.5)、模型支杆座 (3 • 6)、转轴(3 • 7);伺服电机I (3 • 3)的转动通过齿轮副:[(3.2)传递至滚转接头(3. :〇使其转 动;滚转接头(3 • 1)尾部插在模型支杆座(3 • 6)内部空腔内,通过滚针轴承(3.4)约束,前端 与模型支杆连接。
8.根据权利要求7所述的机构,其特征在于:伺服电机I (3.3)安装在滚转接头3.1的下 方。
CN201621460641.6U 2016-12-29 2016-12-29 一种具有平移功能的亚跨超声速风洞大攻角机构 Active CN206450397U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201621460641.6U CN206450397U (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种具有平移功能的亚跨超声速风洞大攻角机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201621460641.6U CN206450397U (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种具有平移功能的亚跨超声速风洞大攻角机构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN206450397U true CN206450397U (zh) 2017-08-29

Family

ID=59673335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201621460641.6U Active CN206450397U (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种具有平移功能的亚跨超声速风洞大攻角机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN206450397U (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106840583A (zh) * 2016-12-29 2017-06-13 中国航天空气动力技术研究院 一种具有平移功能的亚跨超声速风洞大攻角机构
CN111289209A (zh) * 2020-03-06 2020-06-16 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 适用于翼身融合飞机风洞试验的模型俯仰角运动支撑装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106840583A (zh) * 2016-12-29 2017-06-13 中国航天空气动力技术研究院 一种具有平移功能的亚跨超声速风洞大攻角机构
CN106840583B (zh) * 2016-12-29 2019-12-20 中国航天空气动力技术研究院 一种具有平移功能的亚跨超声速风洞大攻角机构
CN111289209A (zh) * 2020-03-06 2020-06-16 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 适用于翼身融合飞机风洞试验的模型俯仰角运动支撑装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106840583A (zh) 一种具有平移功能的亚跨超声速风洞大攻角机构
CN103954426B (zh) 一种旋翼动态试验装置
CN206450397U (zh) 一种具有平移功能的亚跨超声速风洞大攻角机构
CN101907893B (zh) 基于六自由度并联机构飞机部件调姿装配系统及调试方法
CN102538598B (zh) 一种红外目标的运动模拟仿真系统
CN106840584A (zh) 一种多自由度的亚跨超声速风洞大攻角机构
CN105652684B (zh) 一种新型大型四自由度姿态模拟仿真结构
CN108161896B (zh) 6-pss并联机构
CA2776427C (en) Resolver type skew sensor with gimbal attachment
CN109093379A (zh) 低压涡轮单元体智能装配平台
CN111289208B (zh) 一种适用于战斗机风洞试验的模型尾撑装置
CN110160730A (zh) 一种高速风洞中测试飞行器外挂物分离性能的装置及方法
CN107290123B (zh) 多自由度风洞大攻角装置
CN108286918A (zh) 一种多轴驱动的环形舵控装置
CN109506877B (zh) 一种亚跨超风洞90°大攻角耦合360°滚转装置
CN206450398U (zh) 一种多自由度的亚跨超声速风洞大攻角机构
CN208070050U (zh) 一种舵面驱动和舵面角度测量机构
CN205889166U (zh) 用于风洞试验的六自由度运动装置
CN205300888U (zh) 一种用于测量舵面铰链力矩的试验模型
CN205079924U (zh) 水洞实验中多相流动尾翼运动模拟机构
CN205209730U (zh) 一种风洞支撑结构
CN205003949U (zh) 一种摆臂式船舵/翼舵传动仿真装置
CN111024362A (zh) 用于对称面内级间分离轨迹预估的试验装置及试验方法
CN105185218B (zh) 一种摆臂式船舵/翼舵传动仿真装置
CN102313640A (zh) 基于风洞虚拟飞行的战斗机Herbst机动模拟方法及其装置

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant