CN207908134U - 一种可调角度的天平支杆系统支撑装置 - Google Patents

Abstract

一种可调角度的天平支杆系统支撑装置，包括支架、滚转机构组件、连杆和升降机构组件，滚转机构组件的一端固定在支架的顶端，另一端通过连杆与升降机构组件上的滑块连接，同时升降机固定在支架的中间层。滚转机构组件的芯轴固定待调角度的天平支杆系统，升降机构组件驱动滚转机构组件的一端上下运动，同时驱动滚转机构组件可驱动待调角度的天平支杆系统转动。本支撑装置应用了平面曲柄滑块机构运动原理，结构紧凑、承载能力强，操作便捷省力，可以用于天平支杆系统弹性角校准、风洞天平的检查及风洞模型试验系统的组装等。

Description

一种可调角度的天平支杆系统支撑装置

技术领域

本实用新型涉及一种天平支杆系统的支撑装置，属于机械设备设计领域。

背景技术

天平支杆系统是风洞试验过程中，飞行器模型的支撑和测量系统，其组装和调试通常是在风洞试验前进行。如图1所示，现有的天平支杆系统支撑装置 2，是由矩形钢焊接而成，俯视呈“十“字型，其上安装固定天平支杆的、呈圆环形状的套筒1，整个结构简单，刚度弱，无法承受大载荷，且不可以调节角度，无法模拟飞行器在风洞中的飞行姿态。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：提供一种承载能力大，且可以调节俯仰角度和滚转角度的天平支杆系统支撑装置。

本实用新型的技术方案是：

一种可调角度的天平支杆系统支撑装置，包括支架、滚转机构组件、连杆和升降机构组件；

支架的上端为U字型薄板，U字型薄板的下端面焊接有方形钢，方形钢的中部焊接有第二薄板，第二薄板与U字型薄板平行；

滚转机构组件安装在支架上端的U字型薄板上，升降机构组件安装在支架的第二薄板上，滚转机构组件和升降机构组件通过连杆连接。

所述滚转机构组件包括：底座、肋、前支座、芯轴、后支座、蜗杆座、蜗轮蜗杆；

芯轴的两端分别安装有前支座和后支座，前支座通过带有转轴的底座固定在支架的U字型薄板未开口的一侧，前支座绕底座的转轴转动，前支座与后支座的侧面通过肋固定，芯轴的内孔固定待调角度的天平支杆系统的天平支杆；后支座的一端安装有蜗轮蜗杆，蜗轮蜗杆中的蜗轮固定在芯轴上，并与芯轴的轴同轴，蜗轮蜗杆的蜗杆两端通过蜗杆座固定在后支座上，蜗轮与蜗轮啮合。

所述升降机构组件包括：滑块、直线导轨和升降机；

升降机固定在支架第二薄板上，升降机的丝杠端部与固定滑块固定；直线导轨固定在支架U字型薄板和第二薄板中间且与U字型薄板开口同侧的两块方形钢上；滑块中间开有通孔，通孔固定升降机的丝杠端部，滑块的两端固定在直线导轨上，且沿直线导轨滑动，滑块长边的端面与连杆铰接。

所述连杆为H型杆件，在四个端脚处打有通孔，通孔的轴线与H的横线平行，同一轴线的两个端脚铰接滚转机构组件的后支座，另外两个轴线相同端脚铰接升降机构组件滑块长边的端面。

所述滚转机构组件还包括锁紧环，锁紧环为周向开有缝隙的薄壁圆环，薄壁圆环缝隙处的圆环壁沿径向向圆环外弯折，锁紧环的外壁有凸台，凸台固定在滚转机构组件的前支座的端面上，锁紧环套在滚转机构组件芯轴的外壁。

所述滚转机构组件还包括第一轴承和第二轴承，第一轴承的内圈与芯轴的外径配合，第一轴承的外圈和前支座的内径配合；第二轴承的内圈与芯轴的外径配合，第二轴承的外圈和后支座的内径配合。

所述滚转机构组件中蜗轮蜗杆具有自锁功能。

所述支架U字型薄板的下端面焊接的方形钢数量为四根，且长度相等，相互平行且垂直于U字型薄板；所述滑块为长条金属块。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

1)本装置应用了平面曲柄滑块机构运动原理，可以调节天平支杆系统的俯仰角和滚转角，能够模拟飞行器的各种飞行姿态；

2)本装置在调节俯仰角和滚转角时，分别靠升降机和蜗轮蜗杆驱动，二者相互独立，互不影响，可以实现任意俯仰角和滚转角的组合；

3)本装置采用的蜗轮蜗杆传动和螺旋升降机，均具有自锁功能，可以防止运动反向；

4)本装置通过驱动升降机丝杠的运动，实现俯仰角度的调节，升降机产生 0.1mm的行程误差，所引起的俯仰角度变化不到1'，俯仰角定位精度高；

5)本装置通过蜗轮蜗杆传动，实现滚转角的调节，可实现调节范围为 0～360°，角度变化大；通过锁紧环锁紧，定位精准。

附图说明

图1是现有天平支杆系统支撑装置示意图；

图2是本实用新型一种天平支杆系统的支撑装置的结构示意图；

图3是本实用新型支架100结构示意图；

图4是本实用新型滚转机构组件200示意图；

图5是本实用新型滚转机构组件200剖面示意图；

图6是本实用新型升降机构组件400示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步介绍。

如图2是所示的一种可调角度的天平支杆系统支撑装置，其包括支架100、滚转机构组件200、连杆300和升降机构组件400。支架100的第三层固定在地面上，滚转机构组件200中的底座201和升降机构组件400中的升降机403 分别固定在支架100的第一层钢板和第二层钢板上；所述滚转机构组件200中的后支座206和升降机构组件400中的滑块401之间通过连杆300连接。

图3所示支架100主要由3块钢板和14根长度不同的方形钢(110mm× 110mm×3mm)焊接而成，从上到下，按照钢板划分为三层：第一层、第二层和第三层，第一层钢板上固定滚转机构组件200，第二层钢板上固定升降机构组件400，第二层钢板固定在地面上；同时，在第一层和第二层之间，支架的一侧，安装有固定直线导轨的安装板，并且其长度方向与所述支架100的高度方向一致。

图4是所述滚转机构组件200，图5所示其剖面结构示意图。所述滚转机构组件200包括底座201、肋202、前支座203、锁紧环204、芯轴205、后支座206、蜗杆座207、蜗轮蜗杆208和轴承209等。前支座203与后支座 206通过轴承209支撑着芯轴205；前支座203与底座201相连，且可绕底座 201竖梁上突出的圆柱轴轴线旋转；蜗轮蜗杆组合208中的蜗杆固定在与后支座206相固定的蜗杆座207上，蜗轮固定在芯轴205上，二者形成蜗轮蜗杆啮合，驱动蜗杆，可使蜗轮带动芯轴205与之一起绕其轴线转动；锁紧环204固定在前支座203上，拧紧锁紧环204上缝隙处的螺钉，可使其抱紧芯轴205，防止其转动。

底座201，其外形为倒“T”字型，横梁上布置有沉头孔，竖梁上伸出一端圆柱轴。

前支座203，其外形为方型，中间加工阶梯孔，用于布置轴承209，两侧各布置一个圆孔，与底座201竖梁上伸出的圆柱轴配合；同时，有两个槽，用于固定肋202。

锁紧环204，下方的两个圆孔用于将其固定在前支座203上，上方缝隙处的圆孔，用于穿螺钉，当拧紧螺钉时，缝隙缩小，锁紧环204将紧紧的将芯轴205锁住，从而将其固定。

后支座206，其外形为方型，中间加工阶梯孔，用于布置第二个轴承209；两侧上部位置的缺口用于固定蜗杆座207；中间位置开槽，用于固定肋202；下方的凸起，用于与连杆300相连。

蜗杆座207，左侧两个沉头孔用于将其固定在后支座206上，右侧的孔用于安装蜗轮蜗杆组件208中的蜗杆。

连杆300，其外形为“H”型，一端与后支座206上凸起连接，另一端与滑块401连接。

图6所示为升降机构组件400，包括滑块401、导轨402和升降机403，所述滑块401的两端分别固定在导轨402上，中间部位与升降机403的丝杠固连；所述导轨402固定在支架100中的导轨安装版105上；滑块401在升降机403的驱动作用下，沿着导轨402做竖直运动。

滑块401，上方中间位置的凸起用于与连杆300相连，中间的通孔用于与升降机403的丝杠相连；在两端，将其固定在直线导轨402上。

本实用新型的工作原理是：天平支杆系统固定在芯轴205上，驱动升降机 403，带动滑块401沿着直线导轨402运动，天平支杆系统随芯轴205一起绕底座201与前支座203之间相对运动的转轴转动，即实现天平支杆系统俯仰角度的变化，升降机203具有自锁功能，可以防止反向运动；根据蜗轮蜗杆啮合传动原理，驱动蜗轮蜗杆组件208中的蜗杆，与蜗轮固连的芯轴205便可绕自身轴线转动，从而可实现天平支杆系统滚转角度的调节，达到预定角度后，通过锁紧环204将芯轴205锁紧。本装置最终可达到的技术要求如下：

1)承载能力达到1吨；

2)可实现俯仰角度-5°～15°的变化，滚转角度0～360°的变化；

3)定位精准，且运动不可逆。

一种可调角度的天平支杆系统支撑装置，包括支架100、滚转机构组件200、连杆300和升降机构组件400；

支架100的上端为U字型薄板，薄板的下端面焊接有四根长度相等且相互平行的方形钢，方形钢的中部焊接有第二薄板，第二薄板与U字型薄板平行；

滚转机构组件200包括底座201、肋202、前支座203、芯轴205、后支座206、蜗杆座207、蜗轮蜗杆208；

芯轴205的两端分别安装有前支座203和后支座206，前支座203和后支座206均可绕芯轴205的轴与芯轴205相对转动，前支座203通过带有转轴的底座201固定在支架100的U字型薄板未开口的一侧，前支座203可绕底座201的转轴转动，前支座203与后支座206的侧面通过肋202固定，芯轴 205的内孔固定待调角度的天平支杆系统的天平支杆；后支座206的一端安装有蜗轮蜗杆208，蜗轮蜗杆208中的蜗轮固定在芯轴205上，并与芯轴205的轴同轴，蜗轮蜗杆208蜗杆的两端通过蜗杆座207固定在后支座206上，蜗轮与蜗轮啮合；

升降机构组件400包括滑块401、直线导轨402和升降机403；

升降机403固定在支架100第二薄板上，升降机403的丝杠端部与固定滑块401固定；直线导轨402固定在支架100U字型薄板和第二薄板中间且与U 字型薄板开口同侧的两块方形钢上；滑块401为长条金属块，中间开有通孔，通孔固定升降机403的丝杠端部，滑块401的两端固定在直线导轨402上，且沿直线导轨滑动，滑块401长边的端面与连杆300铰接。

连杆300为H型，在四个端脚处打有通孔，通孔的轴线与H的横线平行，同一轴线的两个端脚铰接滚转机构组件200的后支座206，另外两个轴线相同端脚铰接升降机构组件400长边的端面。

滚转机构组件200还包括锁紧环204，锁紧环204为周向开有缝隙的薄壁圆环，薄壁圆环缝隙处的圆环壁沿径向向圆环外弯折，锁紧环204的外壁有凸台，凸台固定在滚转机构组件200的前支座203的端面上，锁紧环204套在滚转机构组件200芯轴205的外壁，锁紧环204的内径与滚转机构组件200芯轴205的外径过盈配合，夹紧弯折的薄板可锁紧滚转机构组件200芯轴205 与前支座203间的相对转动。

滚转机构组件200还包括第一轴承209和第二轴承，第一轴承209的内圈与芯轴205的外径配合，第一轴承209的外圈和前支座203的内径配合；第二轴承的内圈与芯轴205的外径配合，第二轴承的外圈和后支座206的内径配合。

本实用新型不局限于上述应用，类似应用场合均可使用。

Claims (9)

1.一种可调角度的天平支杆系统支撑装置，其特征在于，包括：支架(100)、滚转机构组件(200)、连杆(300)和升降机构组件(400)；

支架(100)的上端为U字型薄板，U字型薄板的下端面焊接有方形钢，方形钢的中部焊接有第二薄板，第二薄板与U字型薄板平行；

滚转机构组件(200)安装在支架(100)上端的U字型薄板上，升降机构组件(400)安装在支架(100)的第二薄板上，滚转机构组件(200)和升降机构组件(400)通过连杆(300)连接。

2.根据权利要求1所述的一种可调角度的天平支杆系统支撑装置，其特征在于，所述滚转机构组件(200)包括：底座(201)、肋(202)、前支座(203)、芯轴(205)、后支座(206)、蜗杆座(207)、蜗轮蜗杆(208)；

芯轴(205)的两端分别安装有前支座(203)和后支座(206)，前支座(203)通过带有转轴的底座(201)固定在支架(100)的U字型薄板未开口的一侧，前支座(203)绕底座(201)的转轴转动，前支座(203)与后支座(206)的侧面通过肋(202)固定，芯轴(205)的内孔固定待调角度的天平支杆系统的天平支杆；后支座(206)的一端安装有蜗轮蜗杆(208)，蜗轮蜗杆(208)中的蜗轮固定在芯轴(205)上，并与芯轴(205)的轴同轴，蜗轮蜗杆(208)蜗杆的两端通过蜗杆座(207)固定在后支座(206)上，蜗轮与蜗轮啮合。

3.根据权利要求1所述的一种可调角度的天平支杆系统支撑装置，其特征在于，所述升降机构组件(400)包括：滑块(401)、直线导轨(402)和升降机(403)；

升降机(403)固定在支架(100)第二薄板上，升降机(403)的丝杠端部与固定滑块(401)固定；直线导轨(402)固定在支架(100)U字型薄板和第二薄板中间且与U字型薄板开口同侧的两块方形钢上；滑块(401)中间开有通孔，通孔固定升降机(403)的丝杠端部，滑块(401)的两端固定在直线导轨(402)上，且沿直线导轨滑动，滑块(401)长边的端面与连杆(300)铰接。

4.根据权利要求3所述的一种可调角度的天平支杆系统支撑装置，其特征在于：所述连杆(300)为H型杆件，在四个端脚处打有通孔，通孔的轴线与H的横线平行，同一轴线的两个端脚铰接滚转机构组件(200)的后支座(206)，另外两个轴线相同端脚铰接升降机构组件(400)滑块(401)长边的端面。

5.根据权利要求3所述的可调角度的天平支杆系统支撑装置，其特征在于：所述滑块(401)为长条金属块。

6.根据权利要求1-5任一所述的可调角度的天平支杆系统支撑装置，其特征在于：所述滚转机构组件(200)还包括锁紧环(204)，锁紧环(204)为周向开有缝隙的薄壁圆环，薄壁圆环缝隙处的圆环壁沿径向向圆环外弯折，锁紧环(204)的外壁有凸台，凸台固定在滚转机构组件(200)的前支座(203)的端面上，锁紧环(204)套在滚转机构组件(200)芯轴(205)的外壁。

7.根据权利要求6所述的可调角度的天平支杆系统支撑装置，其特征在于：所述滚转机构组件(200)还包括第一轴承(209)和第二轴承，第一轴承(209)的内圈与芯轴(205)的外径配合，第一轴承(209)的外圈和前支座(203)的内径配合；第二轴承的内圈与芯轴(205)的外径配合，第二轴承的外圈和后支座(206)的内径配合。

8.根据权利要求7所述的可调角度的天平支杆系统支撑装置，其特征在于，所述滚转机构组件(200)中蜗轮蜗杆(208)具有自锁功能。

9.根据权利要求8所述的可调角度的天平支杆系统支撑装置，其特征在于：所述支架(100)U字型薄板的下端面焊接的方形钢数量为四根，且长度相等，相互平行且垂直于U字型薄板。