CN206832431U - 车辆试验转盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆试验转盘，包括一支撑转盘，用于承载车体，支撑转盘底部设有支撑架，并通过固定件与支撑架上的传动系统固定连接，支撑架上还固定有电机，电机通过齿轮传动系统连接支撑转盘并驱动支撑转盘旋转，满足车辆不同角度时周边流体数据的获取需求，支撑转盘底部设有多个安装有滚轮的支撑杆，用以为支撑转盘周边提供承载力，滚轮与支撑转盘底面钢轨的匹配，可进一步保证支撑转盘的稳定性。本实用新型结构简单，投入成本低，后期维护也相对简单，适用于小规模风洞实验室建设。

Description

车辆试验转盘

技术领域

本实用新型涉及一种车辆试验装置，具体涉及一种可应用于风洞试验的车辆试验转盘。

背景技术

客车风洞试验是当今行业用于研究改善客车空气动力学特性的常规手段，通过此试验可以让我们更直观的观察了解客车周围复杂的流场变化。在客车风洞试验中，支撑转盘作为模型支撑的关键设备，其不仅要能稳定支撑客车，同时还要能带动客车完成高精度旋转，以获得准确的试验数据。因此，支撑转盘不仅要具有良好的操作性、稳定性，同时还要求其具备足够的刚度和强度，要让支撑转盘对风洞试验场内试验的干扰降到最低。

现有的风洞试验转盘一般都要花费近百万购进设备，诸如转盘系统、六分力天平、边界层抽吸装置等，其组装后结构如图1所示，其需要通过构建半径较大的底盘来保证转盘的稳定，而另一方面，由于转盘周边没有支撑，当车子进入转盘时局部受力还是会对转盘的稳定性造成影响。厦门理工学院基于教学研究需求构建了风洞试验室，而现有试验转盘投入高，稳定性也有待进一步改进，若通过采购搭建试验室，后期在应用过程中出现问题由于其复杂的结构还需要专门人员前来维护，甚是不便。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种结构简单，稳定性好且调整精度高的车辆试验转盘，试验中能承载客车模型实现正转、反转、锁止、转动角度控制等操作，有效改变模型的迎风角度并保证转盘本身不对流体产生干扰，进而研究流体对车辆运行的影响以提高车辆设计水平。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术解决方案是：

一种车辆试验转盘，包括一支撑转盘，用于承载车体，支撑转盘底部设有支撑架，支撑架上固定有电机，电机通过齿轮传动系统连接支撑转盘并驱动支撑转盘旋转，满足车辆不同角度时周边流体数据的获取需求，支撑转盘底部设有多个支撑杆，用以为支撑转盘周边提供承载力，进而保证支撑转盘的稳定性，支撑杆上端装配有滚轮，支撑转盘底面设有圆形的钢轨，滚轮轮面设有与钢轨匹配的凹槽。

较佳的，电机输出轴竖直向上设置，经一联轴器与齿轮传动系统连接，齿轮传动系统包括一对水平分布且相互咬合的大齿轮和小齿轮，大齿轮与支撑转盘同轴固定连接，小齿轮固定在小齿轮轴上，联轴器实现输出轴与小齿轮轴间的连接，采用一级减速传动系统有利于精简传动系统结构，减少设备占用空间。

较佳的，支撑架由外套与中心轴组成，外套通过第一螺栓固定在地面，外套内设有环形台阶，中心轴通过卡接在台阶上的轴承、外套轴与外套活动连接，大齿轮固定在中心轴上，中心轴上端套接一带有圆形边缘的帽型固定件，第二螺栓从帽顶将固定件固定在中心轴上，支撑转盘下方中央形成内径与固定件外径相当的环状凸起，环状凸起套接在固定件上，第三螺栓从所述圆形边缘下面朝上将固定件与环状凸起固定，采用固定件实现中心轴与支撑转盘间的固定连接，结构简单且易于维护。

较佳的，小齿轮和大齿轮采用直齿圆柱齿轮，加强齿轮间传动的稳定性。

较佳的，为提高支撑转盘的旋转精度，同时也为了适应装置低俗高矩的输出需求，电机采用交流伺服电机。

较佳的，滚轮为万向轮，以便其更好的适应圆形钢轨的不同曲率。

采用上述方案后，由于本实用新型对车辆试验转盘进行了自主研发，其具备以下优势：

1．支撑杆的设置可均匀增加支撑转盘周边的支撑力，进而使支撑转盘更加稳定；

2．采用固定件结构实现中心轴与支撑转盘间连接，步进可以稳定将支撑转盘固定于中心轴，同时，结构装配简单，易于后期维护；

3．支撑转盘底面设置圆形滑轨以配合支撑杆上端轮面带有凹槽的万向轮，可以对各万向轮进行引导，保证支撑杆始终为支撑转盘提供稳定均衡的支撑力。

附图说明

图1是现有风洞试验转盘；

图2是本实用新型的俯视图；

图3是本实用新型的整体结构示意图；

图4是本实用新型支撑架的局部结构示意图；

图5是本实用新型支撑杆的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详述。

本实用新型所揭示的是一种适用于风洞的车辆试验转盘，如图2-3所示，为本实用新型的较佳实施例，车辆试验转盘包括一用于放置车辆模型的支撑转盘1，支撑转盘1底部设有支撑架2，支撑架2为支撑转盘1提供支撑并为其精准旋转提供条件。支撑架2上固定有提供源动力的电机3，电机3通过齿轮传动系统4连接支撑转盘1，电机3通过齿轮传动系统4的减速操作驱动支撑转盘1进行精准的左转、右转、锁止等操作。为加强支撑转盘1周边受力，支撑转盘1底部设有多个支撑杆5，本实施例选择在支撑转盘1下方均匀分布有6个支撑杆5，每个支撑杆5上端装配有滚轮6，滚轮6与支撑转盘1底面接触，进一步，支撑转盘1底面设有与滚轮6匹配的圆形的钢轨7，滚轮6可绕着钢轨7进行自由旋转。

具体的，如图4所示，支撑架由外套21与中心轴22组成，外套21通过第一螺栓23固定在地面为整个结构提供主要支撑作用，外套21内设有环形台阶24，中心轴22通过卡接在台阶24上的轴承25、外套轴26与外套21活动连接。中心轴22分为从下到上轴半径依次增大的四个轴段：第一轴段、第二轴段、第二轴段和第四轴段，其中，轴承25和外轴套26套接在第一轴段上，轴承25实现外套21与中心轴22间的支撑，并保证中心轴22能相对外套21自由旋转，其不仅要承受大量轴向载荷，同时还要承担较小的径向载荷，因此，可以选择由一对上下分布且镜像设置的推力调心滚子轴承来实现，外套轴26主要实现对两个推力调心滚子轴承间的支撑。第二轴段外套有第二外轴套28，第二外轴套28主要实现对齿轮传动系统的支撑，其夹在齿轮传动系统与轴承25之间，保证齿轮传动系统旋转过程更加稳定。第三轴段上通过键结构安装有齿轮传动系统，接受来自电机3的原动力，带动整个中心轴22平稳转动。第四轴段则实现与支撑转盘1间的固定连接，带动支撑转盘1同中心轴22同步旋转。

中心轴22与支撑转盘1间的连接通过一带有圆形边缘的帽型固定件11来实现，中心轴22上端套接固定件11，第二螺栓12从帽顶将固定件11紧固在中心轴22上，支撑转盘1下方中央形成内径与固定件11外径相当的环状凸起13，环状凸起13套接在固定件11上，第三螺栓14从圆形边缘下面朝上将固定件11与环状凸起13固定。固定件11的设定使得支撑转盘1能牢固的被固定在中心轴22上端，同时若因长期使用二者间存在松动可快速拆开对设备进行维护。

外套21一侧水平向外伸出形成电机支架27，电机3竖直的固定在电机支架27上，电机输出轴31竖直向上。由于伺服电机控制精度取决于编码器的脉冲当量，其精度可以达到0.036°，而步进电机精度方面取决于步距角，其精度远不如伺服电机，另一方面，交流伺服电机属恒力输出，在低转速、高扭矩输出方面具有优势，且具备共振抑制功能，因此可以选择交流伺服电机作为装置的动力源，进一步，具体可以采用台达的ECMA-F21830型号电机。电机3的输出轴31经一联轴器41与齿轮传动系统连接，齿轮传动系统包括一对水平分布且相互咬合的大齿轮43和小齿轮42，大齿轮43与支撑转盘1同轴固定连接，小齿轮42固定在小齿轮轴44上，小齿轮轴44同样通过轴承固定在电机支架27上。联轴器41实现输出轴31与小齿轮轴44间的连接，可以选择可移式刚性联轴器或胀套法兰膜联轴器。为加强齿轮间传递的稳定性，小齿轮42和大齿轮43均采用直齿圆柱齿轮。采用以上一级圆柱齿轮减速的传动系统，其优势在于零部件的配套较为紧凑，较适合风洞中试验转盘下部空间比较狭小的情况，传动方案简单易维护，且具备较高的传动精度，这对稳定控制支撑转盘1的转动十分重要，同轴固定连接在中心轴22上的大齿轮43接受小齿轮42驱动，带动中心轴22缓慢转动，中心轴22通过其第四轴段驱动支撑转盘1精准旋转。

如图5所示，支撑转盘1底面设有圆形钢轨7用于限定滚轮6的位置，支撑杆5均匀分布于圆形钢轨7的投影上。支撑杆5截面可以选择为十字型，支撑杆5上端的滚轮6可以选择万向轮，滚轮6轮面设有与钢轨7匹配的凹槽61，滚轮6轮面的凹槽61卡接在钢轨7上，保证支撑杆5一直为支撑转盘1提供分布均匀的周边支撑力。支撑杆5与滚轮6一方面从周围对支撑转盘1进行施力支撑，另一方面，降低支撑转盘1旋转过程的摩擦力，使支撑转盘1可根据参数设定稳定旋转。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故但凡依本实用新型的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本实用新型专利涵盖的范围之内。

Claims (6)

1.一种车辆试验转盘，包括一支撑转盘，所述支撑转盘底部设有支撑架，其特征在于：所述支撑架上固定有电机，所述电机通过齿轮传动系统连接所述支撑转盘并驱动所述支撑转盘旋转，所述支撑转盘底部设有多个支撑杆，所述支撑杆上端装配有滚轮，所述支撑转盘底面设有圆形的钢轨，所述滚轮轮面设有与所述钢轨匹配的凹槽。

2.根据权利要求1所述的车辆试验转盘，其特征在于：所述电机输出轴竖直向上设置，经一联轴器与所述齿轮传动系统连接，所述齿轮传动系统包括一对水平分布且相互咬合的大齿轮和小齿轮，大齿轮与支撑转盘同轴固定连接，小齿轮固定在小齿轮轴上，联轴器实现输出轴与小齿轮轴间的连接。

3.根据权利要求2所述的车辆试验转盘，其特征在于：所述支撑架由外套与中心轴组成，所述外套通过第一螺栓固定在地面，所述外套内设有环形台阶，所述中心轴通过卡接在所述台阶上的轴承、外套轴与所述外套活动连接，所述大齿轮固定在所述中心轴上，所述中心轴上端套接一带有圆形边缘的帽型固定件，第二螺栓从帽顶将所述固定件固定在所述中心轴上，所述支撑转盘下方中央形成内径与所述固定件外径相当的环状凸起，所述环状凸起套接在所述固定件上，第三螺栓从所述圆形边缘下面朝上将所述固定件与所述环状凸起固定。

4.根据权利要求2所述的车辆试验转盘，其特征在于：所述小齿轮和所述大齿轮采用直齿圆柱齿轮。

5.根据权利要求1所述的车辆试验转盘，其特征在于：所述电机采用交流伺服电机。

6.根据权利要求1所述的车辆试验转盘，其特征在于：所述滚轮为万向轮。