CN207649872U - 一种用于试车台试验的防冲击锁死装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于试车台试验的防冲击锁死装置，包括底座、设置在所述底座上的直线驱动机构和锁紧装置；所述直线驱动机构包括第一滑块和第二滑块；所述锁紧装置包括第一球头顶杆和第二球头顶杆；所述第一滑块和第二滑块分别与所述第一球头顶杆和第二球头顶杆铰接，使得通过驱动第一滑块和第二滑块沿其轴线直线运动时，能够带动所述第一球头顶杆和第二球头顶杆沿轴向运动。本实用新型的用于试车台试验的防冲击锁死装置解决了风洞启动和关车状态下过大的冲击载荷对天平造成不良影响甚至破坏问题。能够在风洞启动时快速锁紧模型、流场稳定时快速释放模型，从而消除天平受到冲击载荷的影响，提高试验测量精度。

Description

一种用于试车台试验的防冲击锁死装置

技术领域

本实用新型属于试验空气动力学领域，涉及一种用于试车台试验的防冲击锁死装置，用于风洞启动和关车时避免过大的冲击载荷对天平造成不良影响甚至破坏。

背景技术

国内生产型风洞大多为暂冲式回流风洞，试车台试验时，风洞在启动和关车时，试验模型和测力天平承受着巨大的冲击载荷，这种冲击载荷一方面可能会对模型和天平造成损坏；而另一方面，为使天平系统免遭冲击载荷破坏，这就需要在天平设计时考虑其必须能承受足够的冲击载荷，增大其的设计量程。而流场稳定时模型所受载荷往往比冲击载荷要小很多，这就会使得天平的测量载荷远小于其设计量程，导致测量精度较低。

目前，暂冲式风洞启动和关车时气流在模型上产生冲击载荷的机理仍然不是十分清楚。冲击载荷的大小与风洞结构、开车方式、风洞马赫数、模型外形、支撑系统固有频率等有关，且具有很强的随机性。国内生产型风洞一般无抑制或减少冲击载荷的措施，测力试验精度普遍低于国外，因而这成为了提高风洞测力试验精度的一个技术瓶颈。

实用新型内容

针对目前试车台试验时风洞启动和关车状态下产生较大冲击载荷的问题，提供一种用于试车台试验的防冲击锁死装置，该装置放置于模型内并充分利用其内腔空间，能够在风洞启动和关车时锁死模型，降低或部分消除天平受到冲击载荷的影响，提高风洞天平测力试验的精度。

为了解决上述技术问题，本实用新型一种用于试车台试验的防冲击锁死装置，包括底座、设置在所述底座上的直线驱动机构和锁紧装置；

所述直线驱动机构包括第一滑块和第二滑块；

所述锁紧装置包括第一球头顶杆和第二球头顶杆；

所述第一滑块和第二滑块分别与所述第一球头顶杆和第二球头顶杆铰接，使得通过驱动第一滑块和第二滑块沿其轴线直线运动时，能够带动所述第一球头顶杆和第二球头顶杆沿轴向运动。

进一步地，所述直线驱动机构还包括：

第一支座、第二支座、滚珠丝杠，所述滚珠丝杠由所述第一支座和第二支座共同支撑；

第一旋转螺母、第二旋转螺母，所述第一滑块和第二滑块分别与所述第一旋转螺母和第二旋转螺母固连，所述第一旋转螺母和第二旋转螺母与所述滚珠丝杠螺旋连接，构成螺旋传动；

所述第一旋转螺母和第二旋转螺母内圈设置有相反方向的螺纹，所述第一滑块和第二滑块在螺旋副的驱动下沿所述滚珠丝杠作相反方向的直线移动。

进一步地，所述直线驱动机构还包括：

电机及减速器，所述电机及减速器固定在所述第二支座上，且其输出轴与所述滚珠丝杠通过键连接，驱动所述滚珠丝杠旋转。

进一步地，所述第一滑块和第二滑块上分别设置有左耳片、右耳片和导向块，所述第二滑块与第一滑块具有相同的耳片和导向块；

所述第一球头顶杆和第二球头顶杆上分别设置有球头、第一凸轴以及第二凸轴。

进一步地，所述底座上还设置有导向槽，与所述第一滑块和第二滑块上的导向块配合。

进一步地，所述锁紧装置还包括多个连杆、第三支座、第四支座；

所述连杆的一端通过凸轴分别与所述第一球头顶杆和第二球头顶杆铰接，另一端通过销轴和耳片分别与所述第一滑块和第二滑块铰接；

所述第三支座和第四支座作为支撑导轨与所述第一球头顶杆和第二球头顶杆分别润滑配合。

进一步地，具有四个相同的所述连杆：第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆；

所述第一连杆和第三连杆的一端与所述第一滑块铰接，另一端分别与所述第一球头顶杆和第二球头顶杆铰接；

所述第二连杆和第四连杆的一端与所述第二滑块铰接，另一端分别与所述第一球头顶杆和第二球头顶杆铰接。

进一步地，所述第一连杆的一端与所述第一球头顶杆上的第一凸轴铰接，另一端与所述第一滑块上的右耳片配合，并通过第一销轴铰接；

所述第二连杆的一端与所述第一球头顶杆上的第二凸轴铰接，另一端与所述第二滑块上的右耳片配合，并通过第二销轴铰接；

所述第三连杆的一端与所述第二球头顶杆上的第一凸轴铰接，另一端与所述第一滑块上的左耳片配合，并通过第三销轴铰接；

所述第四连杆的一端与所述第二球头顶杆上的第二凸轴铰接，另一端与所述第二滑块上的左耳片配合，并通过第四销轴铰接。

进一步地，所述直线驱动机构还包括第一轴承、第二轴承、第一端盖和第二端盖；

所述滚珠丝杠由所述第一支座和第二支座通过所述第一轴承和第二轴承同支撑连接，轴承内圈与滚珠丝杠两端配合，轴承外圈与支座配合；

第一端盖和第二端盖分别安装在所述第一支座和第二支座的端部。

进一步地，模型内腔上设置有与所述球头相同半径的凹型半球面，模型被锁紧时，球头与凹型半球面完全配合。

本实用新型的用于试车台试验的防冲击锁死装置，能够在风洞启动和关车状态下开启并锁紧模型，进而将模型受到的部分冲击载荷通过本装置传递至支撑系统，降低或部分消除天平受到的冲击，防止天平受其损害；流场稳定后装置关闭并释放模型，实现天平的正常测量。因而天平设计时可降低设计载荷，使得天平的设计载荷和使用载荷更匹配，提高风洞天平测力试验的精度。

本实用新型装置作动时间短，通过控制电机及减速器输出，可在较短时间内实现装置对模型的锁紧和释放，不增加风洞试验成本。

本实用新型采用的球头顶杆可实现与模型壁面的球面型接触，从而可将模型各个方向锁紧，且在释放模型时球头顶杆无附加力作用，球头顶杆可轻松离开模型表面。

本实用新型结构紧凑，控制方便，充分利用了模型内腔空间，可根据不同的试验模型和载荷进行类似系列设计，从而满足不同试验的需要，应用性强。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1为本实用新型所述的用于试车台试验的防冲击锁死装置的立体图。

图2为本实用新型所述的用于试车台试验的防冲击锁死装置的俯视图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为图2的B-B剖视图。

图5为本实用新型实施例中球头顶杆、滑块的结构示意图。

图6为本实用新型实施例中球头顶杆和滑块的安装示意图。

附图标记

底座1、第一支座2、第二支座3、滚珠丝杠4、第一旋转螺母5、第二旋转螺母6、第一滑块7、第二滑块8、第一端盖10、第二端盖11、电机及减速器12、连杆13、第三支座15、第四支座16、第一球头顶杆17、第二球头顶杆18、模型内腔19；

导向槽102、第一连杆131、第二连杆132、第三连杆133、第四连杆134、第一销轴141、第二销轴142、第三销轴143、第四销轴144、球头171、第一凸轴172、第二凸轴173、左耳片701、右耳片702、导向块703、第一轴承901、第二轴承902。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本实用新型公开了一种用于试车台试验的防冲击锁死装置，解决了风洞启动和关车状态下过大的冲击载荷对天平造成不良影响甚至破坏问题。

具体地指，提供一种用于试车台试验的防冲击锁死装置，包括底座、设置在所述底座上的直线驱动机构和锁紧装置；

所述直线驱动机构包括第一滑块和第二滑块；

所述锁紧装置包括第一球头顶杆和第二球头顶杆；

所述第一滑块和第二滑块分别与所述第一球头顶杆和第二球头顶杆铰接，使得通过驱动第一滑块和第二滑块沿其轴线直线运动时，能够带动所述第一球头顶杆和第二球头顶杆沿轴向运动。

当风洞启动和关车时，直线驱动机构驱动第一滑块和第二滑块沿其轴线直线靠近，带动锁紧装置的第一球头顶杆和第二球头顶杆沿轴向伸长，使其接触模型内腔，支撑并锁紧模型，当风洞气流稳定时，驱动第一滑块和第二滑块沿其轴线直线远离，带动第一球头顶杆和第二球头顶杆沿轴向收缩，使其离开模型内腔，释放模型。

优选地，所述直线驱动机构还包括：

第一支座、第二支座、滚珠丝杠，所述滚珠丝杠由所述第一支座和第二支座共同支撑；

第一旋转螺母、第二旋转螺母，所述第一滑块和第二滑块分别与所述第一旋转螺母和第二旋转螺母固连，所述第一旋转螺母和第二旋转螺母与所述滚珠丝杠螺旋连接，构成螺旋传动；

所述第一旋转螺母和第二旋转螺母内圈设置有相反方向的螺纹，所述第一滑块和第二滑块在螺旋副的驱动下沿所述滚珠丝杠作相反方向的直线移动。

优选地，所述直线驱动机构还包括：

电机及减速器，所述电机及减速器固定在所述第二支座上，且其输出轴与所述滚珠丝杠通过键连接，驱动所述滚珠丝杠旋转。

优选地，所述第一滑块和第二滑块上分别设置有左耳片、右耳片和导向块，所述第二滑块与第一滑块具有相同的耳片和导向块；所述第一球头顶杆和第二球头顶杆上分别设置有球头、第一凸轴以及第二凸轴。

优选地，所述底座上还设置有导向槽，与所述第一滑块和第二滑块上的导向块配合，用于限制滑块的滚转运动，并起沿轴向的导向作用。

优选地，所述锁紧装置还包括多个连杆、第三支座、第四支座；

所述连杆的一端通过凸轴分别与所述第一球头顶杆和第二球头顶杆铰接，另一端通过销轴和耳片分别与所述第一滑块和第二滑块铰接；

所述第三支座和第四支座作为支撑导轨与所述第一球头顶杆和第二球头顶杆分别润滑配合。

连杆一端通过凸轴与所述球头顶杆铰接，另一端通过销轴和耳片与所述滑块铰接，组成两个双滑块机构，可将滑块的轴向直线运动转换为与之垂直的球头顶杆轴向直线运动，以控制球头顶杆的伸缩。

优选地，具有四个相同的所述连杆：第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆；

所述第一连杆和第三连杆的一端与所述第一滑块铰接，另一端分别与所述第一球头顶杆和第二球头顶杆铰接；

所述第二连杆和第四连杆的一端与所述第二滑块铰接，另一端分别与所述第一球头顶杆和第二球头顶杆铰接。

进一步地，所述第一连杆的一端与所述第一球头顶杆上的第一凸轴铰接，另一端与所述第一滑块上的右耳片配合，并通过第一销轴铰接；

所述第二连杆的一端与所述第一球头顶杆上的第二凸轴铰接，另一端与所述第二滑块上的右耳片配合，并通过第二销轴铰接；

所述第三连杆的一端与所述第二球头顶杆上的第一凸轴铰接，另一端与所述第一滑块上的左耳片配合，并通过第三销轴铰接；

所述第四连杆的一端与所述第二球头顶杆上的第二凸轴铰接，另一端与所述第二滑块上的左耳片配合，并通过第四销轴铰接。

进一步地，所述直线驱动机构还包括第一轴承、第二轴承、第一端盖和第二端盖；

所述滚珠丝杠由所述第一支座和第二支座通过所述第一轴承和第二轴承同支撑连接，轴承内圈与滚珠丝杠两端配合，轴承外圈与支座配合；

第一端盖和第二端盖分别安装在所述第一支座和第二支座的端部。

优选地，模型内腔上设置有与所述球头相同半径的凹型半球面，模型被锁紧时，球头与凹型半球面完全配合。

为便于理解本实用新型实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本实用新型，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本实用新型。

本实用新型主要针对目前试车台试验时风洞启动和关车状态下产生较大冲击载荷的问题，提供一种置于模型内并充分利用其内腔空间的支撑锁紧装置，能够在风洞启动时锁紧模型、流场稳定时释放模型，从而消除天平受到冲击载荷的影响。下面将结合附图对本实用新型的具体实施方式进行进一步的详细描述。

参见附图1-6，本实施例的用于试车台试验的防冲击锁死装置，包括底座1、设置在所述底座1上的直线驱动机构和锁紧装置；直线驱动机构包括第一滑块7和第二滑块8；锁紧装置包括第一球头顶杆17和第二球头顶杆18；第一滑块7和第二滑块8分别与第一球头顶杆17和第二球头顶杆18铰接，使得通过驱动第一滑块7和第二滑块8沿其轴线直线运动时，能够带动所述第一球头顶杆17和第二球头顶杆18沿轴向运动。

本实施例中，结合附图3，直线驱动机构包括第一支座2、第二支座3、滚珠丝杠4、第一旋转螺母5、第二旋转螺母6、第一滑块7、第二滑块8、第一轴承901、第二轴承902、第一端盖10、第二端盖11和电机及减速器12。电机及减速器12固定在第二支座3上，且其输出轴与滚珠丝杠4通过键连接，驱动所述滚珠丝杠4旋转。滚珠丝杠4由第一支座2和第二支座3通过第一轴承901和第二轴承902共同支撑固定连接，轴承内圈与滚珠丝杠两端配合，轴承外圈与支座配合，并利用第一端盖10和第二端盖11固定限位。

优选的，第一轴承901和第二轴承902采用双列角接触轴承，并采用背对背的安装方式。

第一滑块7和第一旋转螺母5固连，所述第二滑块8与所述第二旋转螺母6固连，所述旋转螺母与所述滚珠丝杠4螺旋连接，构成螺旋传动，第一旋转螺母5和第二旋转螺母6内圈设置有相反方向的螺纹，第一滑块7和第二滑块8在螺旋副的驱动下可沿所述滚珠丝杠4作相反方向的直线移动。

优选的，如附图5所示，所述第一滑块7上设置有左耳片701、右耳片702和导向块703，所述第二滑块8与第一滑块7具有相同的耳片和导向块设置。

本实施例中，结合图4，锁紧装置包括连杆13、第三支座15、第四支座16、第一球头顶杆17和第二球头顶杆18。第三支座15、第四支座16作为支撑导轨与第一球头顶杆17、第二球头顶杆18分别润滑配合。

优选的，如图5所示，第一球头顶杆17上设置有球头171、第一凸轴172以及第二凸轴173，所述第二球头顶杆18和第一球头顶杆17具有相同的凸轴和球头设置。

优选的，如图4所示，模型内腔19上设置与球头顶杆的球头相同半径的凹型半球面，模型被锁紧时，球头与凹型半球面完全配合。

优选的，如图2所示，连杆13包括四个相同连杆：第一连杆131、第二连杆132、第三连杆133和第四连杆134。

本实施例中，结合图1、图2、图5和图6，第一连杆131一端与所述第一球头顶杆17上第一凸轴172铰接，另一端与所述第一滑块7上右耳片702配合并通过所述第一销轴141铰接。第二连杆132的一端与第一球头顶杆17上的第二凸轴173铰接，另一端与第二滑块8上的右耳片802配合，并通过第二销轴142铰接。第三连杆133的一端与第二球头顶杆18上的第一凸轴182铰接，另一端与第一滑块7上的左耳片701配合，并通过第三销轴143铰接。第四连杆134的一端与第二球头顶杆18上的第二凸轴183铰接，另一端与第二滑块8上的左耳片801配合，并通过第四销轴144铰接。滑块、连杆、和球头顶杆组成两个双滑块机构，可将滑块的轴向直线运动转换为与之垂直的球头顶杆轴向直线运动，以控制球头顶杆的伸缩。

本实施例中，优选的，如图4所示，底座1上还设置有导向槽102，与所述滑块的导向块703配合，用于限制滑块的滚转运动，并起沿轴向的导向作用。

本实施例的防冲击锁死装置的工作原理如下：

当风洞处于启动或关车状态时，电机及减速器12驱动滚珠丝杠4转动，第一滑块7和第二滑块8在螺旋副的驱动下沿导向槽102直线靠近。如上所述，滑块、连杆、和球头顶杆组成两个双滑块机构，可将滑块的轴向直线运动转换为与之垂直的球头顶杆轴向直线运动，第一滑块7和第二滑块8沿导向槽102直线靠近时，带动锁紧装置的第一球头顶杆17和第二球头顶杆18沿其轴向快速伸长，使其接触模型内腔19的凹半球型面，支撑并锁紧模型。

当风洞气流稳定时，电机及减速器12驱动滚珠丝杠4反向转动，第一滑块7和第二滑块8在螺旋副的驱动下沿导向槽102直线远离，从而带动第一球头顶杆17和第二球头顶杆18沿其轴向快速收缩，使其离开模型内腔，释放模型。

综上所述本实用新型提供的一种置于模型内并充分利用其内腔空间的支撑锁紧装置，能够在风洞启动时快速锁紧模型、流场稳定时快速释放模型，从而消除天平受到冲击载荷的影响，提高试验测量精度。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种用于试车台试验的防冲击锁死装置，其特征在于，包括底座、设置在所述底座上的直线驱动机构和锁紧装置；

所述直线驱动机构包括第一滑块和第二滑块；

所述锁紧装置包括第一球头顶杆和第二球头顶杆；

所述第一滑块和第二滑块分别与所述第一球头顶杆和第二球头顶杆铰接，使得通过驱动第一滑块和第二滑块沿其轴线直线运动时，能够带动所述第一球头顶杆和第二球头顶杆沿轴向运动。

2.如权利要求1所述的用于试车台试验的防冲击锁死装置，其特征在于，所述直线驱动机构还包括：

第一支座、第二支座、滚珠丝杠，所述滚珠丝杠由所述第一支座和第二支座共同支撑；

第一旋转螺母、第二旋转螺母，所述第一滑块和第二滑块分别与所述第一旋转螺母和第二旋转螺母固连，所述第一旋转螺母和第二旋转螺母与所述滚珠丝杠螺旋连接，构成螺旋传动；

所述第一旋转螺母和第二旋转螺母内圈设置有相反方向的螺纹，所述第一滑块和第二滑块在螺旋副的驱动下沿所述滚珠丝杠作相反方向的直线移动。

3.如权利要求2所述的用于试车台试验的防冲击锁死装置，其特征在于，所述直线驱动机构还包括：

电机及减速器，所述电机及减速器固定在所述第二支座上，且其输出轴与所述滚珠丝杠通过键连接，驱动所述滚珠丝杠旋转。

4.如权利要求2所述的用于试车台试验的防冲击锁死装置，其特征在于，所述第一滑块和第二滑块上分别设置有左耳片、右耳片和导向块，所述第二滑块与第一滑块具有相同的耳片和导向块；

所述第一球头顶杆和第二球头顶杆上分别设置有球头、第一凸轴以及第二凸轴。

5.如权利要求4所述的用于试车台试验的防冲击锁死装置，其特征在于，所述底座上还设置有导向槽，与所述第一滑块和第二滑块上的导向块配合。

6.如权利要求4所述的用于试车台试验的防冲击锁死装置，其特征在于，所述锁紧装置还包括多个连杆、第三支座、第四支座；

所述连杆的一端通过凸轴分别与所述第一球头顶杆和第二球头顶杆铰接，另一端通过销轴和耳片分别与所述第一滑块和第二滑块铰接；

所述第三支座和第四支座作为支撑导轨与所述第一球头顶杆和第二球头顶杆分别润滑配合。

7.如权利要求6所述的用于试车台试验的防冲击锁死装置，其特征在于，具有四个相同的所述连杆：第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆；

所述第一连杆和第三连杆的一端与所述第一滑块铰接，另一端分别与所述第一球头顶杆和第二球头顶杆铰接；

所述第二连杆和第四连杆的一端与所述第二滑块铰接，另一端分别与所述第一球头顶杆和第二球头顶杆铰接。

8.如权利要求7所述的用于试车台试验的防冲击锁死装置，其特征在于，

所述第一连杆的一端与所述第一球头顶杆上的第一凸轴铰接，另一端与所述第一滑块上的右耳片配合，并通过第一销轴铰接；

所述第二连杆的一端与所述第一球头顶杆上的第二凸轴铰接，另一端与所述第二滑块上的右耳片配合，并通过第二销轴铰接；

所述第三连杆的一端与所述第二球头顶杆上的第一凸轴铰接，另一端与所述第一滑块上的左耳片配合，并通过第三销轴铰接；

所述第四连杆的一端与所述第二球头顶杆上的第二凸轴铰接，另一端与所述第二滑块上的左耳片配合，并通过第四销轴铰接。

9.如权利要求2所述的用于试车台试验的防冲击锁死装置，其特征在于，所述直线驱动机构还包括第一轴承、第二轴承、第一端盖和第二端盖；

所述滚珠丝杠由所述第一支座和第二支座通过所述第一轴承和第二轴承同支撑连接，轴承内圈与滚珠丝杠两端配合，轴承外圈与支座配合；

第一端盖和第二端盖分别安装在所述第一支座和第二支座的端部。

10.如权利要求4所述的用于试车台试验的防冲击锁死装置，其特征在于，模型内腔上设置有与所述球头相同半径的凹型半球面，模型被锁紧时，球头与凹型半球面完全配合。