CN211685680U - 用于支承飞行器模型的调节装置 - Google Patents

Abstract

一种用于支承飞行器模型的调节装置，该调节装置包括：模型连接机构、第一级连接机构、第一级调节机构、第二级连接机构以及第二级调节机构，其中，模型连接机构包括基座和用以固定飞行器模型的连接紧固件，第一级连接机构构造成将模型连接机构和第一级调节机构相连，并且第一级调节机构构造成六自由度调节，以调节固定到其上的第一级连接机构，第二级连接机构构造成将第一级调节机构和第二级调节机构相连，并且第二级调节机构构造成三自由度调节，以调节固定到其上的第二级连接机构。

Description

用于支承飞行器模型的调节装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于支承飞行器模型的调节装置，具体地，涉及一种在风洞试验中用于支承飞行器模型，并且对其六自由度调节以模拟各种工况的调节装置。

背景技术

飞行器在飞行中会面临各种工况，并且在各种工况下产生不同的姿态、振动、旋转以及诸如荷兰滚之类的特定飞行机动。通常，为了模拟飞行中的工况，需要对飞行器模型在风洞试验中施加较高的风力并且根据需要随时调节模型的工况。飞行器模型的支承装置是风洞试验必需的装置。通常，通过支承结构可以调节模型，并且观察各工况下模型的试验结果。

现有技术中，风洞试验模型的支承结构有几种类型：一种是如CN106124157A中公开的六自由度机构，通过箱体叠放、嵌套连接方式的固定型，其实现了六自由度控制，但是其缺点在于结构体积大，部件多，不易拆卸维护；二是如CN106168530B中公开的平台倾角机构，利用滑轨和安装框实现倾角控制，但是其缺点在于其仅为三自由度角度调节，不能满足试验中的所有需求；三是如CN205889166U中公开的六自由度运动装置，通过可转动的六个连接杆实现六自由度控制，缺点在于结构复杂，部件多，不易拆卸维护；四是如US7909303B2中公开的运动装置，通过6个连接杆利用铰接方式实现六自由度控制，其仅能作大范围的六自由度控制，不能精确模拟诸如震动、荷兰滚等工况。

因此，仍然存在对现有用于支承飞行器模型的调节装置作进一步改进的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种用于支承飞行器模型的调节装置，既可以实现六自由度调节功能，同时也可以在风洞试验中实现模型的动态控制，扩展风洞试验调节机构的功能。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种用于支承飞行器模型的调节装置，该调节装置包括：模型连接机构、第一级连接机构、第一级调节机构、第二级连接机构以及第二级调节机构，其中，模型连接机构包括基座和用以固定飞行器模型的连接紧固件，第一级连接机构构造成将模型连接机构和第一级调节机构相连，并且第一级调节机构构造成六自由度调节，以调节固定到其上的第一级连接机构，第二级连接机构构造成将第一级调节机构和第二级调节机构相连，并且第二级调节机构构造成三自由度调节，以调节固定到其上的第二级连接机构。

根据本实用新型的一个方面，第一级连接机构包括能调节长度的作动筒，从而能相对于第一级调节机构纵向地调节模型连接机构的位置。

根据本实用新型的一个方面，第一级调节机构包括：上部支承座，该上部支承座构造成与第一级连接机构相连；下部支承座，该下部支承座构造成与第二级连接机构相连；以及多个作动筒，该多个作动筒中的每一个具有相对的上端部和下端部，上端部固定到上部支承座，下端部固定到下部支承座，以将上部支承座与下部支承座相连。

根据本实用新型的一个方面，上部支承座和下部支承座分别为圆盘形，下部支承座的直径大于上部支承座的直径，并且上部支承座和下部支承座隔开一定距离对中设置，多个作动筒为六个作动筒，该六个作动筒中的一个作动筒沿与相邻的两侧的两个作动筒沿不同的方向从下部支承座延伸到上部支承座，使得所述一个作动筒的上端部与所述两个作动筒中的一个的上端部相邻，而所述一个作动筒的下端部与所述两个作动筒中的另一个的下端部相邻。

根据本实用新型的一个方面，多个作动筒中的每一个为伸缩式作动筒，所述多个作动筒各自相对独立地动作从而以六自由度调节固定到其上的第一级连接机构，从而使模型实现振动以及荷兰滚的动态模拟。

根据本实用新型的一个方面，第二级连接机构包括能调节长度的作动筒，从而能相对于第二级调节机构纵向地调节第一级调节机构的位置。

根据本实用新型的一个方面，第二级调节机构包括支承部、内支架、中支架和外支架，其中，第二级连接机构固定到支承部，支承部通过第三转动机构枢转地连接至内支架，使得支承部能相对于内支架围绕Z轴转动，内支架通过第一转动机构枢转地连接至中支架，使得内支架能相对于中支架围绕X轴转动，中支架通过第二转动机构枢转地连接至外支架，使得中支架能相对于外支架围绕Y轴转动。

根据本实用新型的一个方面，第二级调节机构包括支承部、内支架、中支架、外支架以及底座，支承部固定至内支架，内支架通过第一转动机构枢转连接到中支架，内支架能相对于中支架围绕X轴转动，中支架通过第二转动机构枢转连接到外支架，中支架能相对于外支架围绕Y轴转动，外支架通过第三转动机构枢转地连接至底座，使得外支架能相对于底座围绕Z轴转动。

根据本实用新型的一个方面，第一轴转动机构包括两个枢转部，枢转部共轴地安装在内支架的相对的外侧，第二转动机构包括两个枢转部，枢转部共轴地安装在中支架的相对的外侧。

根据本实用新型的一个方面，第二级调节机构还包括多个内置电机，多个内置电机构造成连接至第一转动机构、第二转动机构、第三转动机构中的每一个。

本实用新型的用于支承飞行器模型的调节装置，与现有调节装置相比，结构简单、整体性好，既可以实现六自由度调节功能，同时也可以实现模型的动态控制，扩展风洞试验中对飞行器模型的动态控制。并且还可以用于在航空科普展示飞机不同姿态、振动、旋转以及诸如荷兰滚之类的特定飞行机动。

附图说明

图1是根据本实用新型的优选实施例的调节装置的立体图，

图2a是根据本实用新型的优选实施例的调节装置的第一级调节机构的局部放大俯视图，

图2b是根据本实用新型的优选实施例的调节装置的第一级调节机构的局部放大侧视图，

图3a是根据本实用新型的优选实施例的调节装置的第二级调节机构的俯视图，

图3b是根据本实用新型的优选实施例的调节装置的第二级调节机构的侧俯视图，

图4是根据本实用新型的另一实施例的调节装置的立体图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型的用于支承飞行器模型的调节装置的优选实施例中，调节装置100包括模型连接机构10、第一级连接机构20、第一级调节机构30、第二级连接机构40以及第二级调节机构50。

在该优选实施例中，如图1所示的，定义Z轴方向为从模型连接机构10朝向第一级调节机构20的方向，以Z表示。

定义Y轴方向为垂直于Z轴方向的第二级调节机构50的一组转动机构所共线的方向，以Y表示。

定义X轴方向为垂直于Z轴方向以及Y轴方向的第二级调节机构50的另一组转动机构所共线的方向，以X表示。

在该优选实施例中，如图1中所示，模型连接机构10包括基座和连接紧固件。基座构造成适用于支承飞行器模型的形状和尺寸，连接紧固件的连接方式包括但不限于螺栓紧固、销紧固、卡扣紧固等，以将飞行器模型固定在基座上，从而阻止该模型因外力(例如风力)或者本身惯性(例如震动、旋转)的作用而相对于模型连接机构的任何运动。

在该优选实施例中，第一级连接机构20构造成一端连接至模型连接机构10，且另一端连接至第一级调节机构30，上述连接方式包括但不限于螺栓紧固、销紧固、卡扣紧固等，以将第一级调节机构30和模型连接机构10相连。第一级连接机构20可以是固定长度的支承构件，也可以是能够伸缩的支承机构(参见图1)，包括能调节长度的作动筒，从而能相对于第一级调节机构纵向地调节模型连接机构的位置，从而对试验模型进行纵向调节。

在该优选实施例中，第一级调节机构30用作模型调节装置的动态控制机构。第一级调节机构30构造成六自由度调节，以调节固定到其上的第一级连接机构20。如图1中所示，第一级调节机构30包括上部支承座31、下部支承座32以及六个作动筒33，其中，上部支承座31构造成与第一级连接机构20相连，下部支承座32构造成与第二级连接机构40相连，六个作动筒33的每一个具有相对的上端部和下端部，上端部固定到上部支承座31，下端部固定到下部支承座32，上述连接方式和固定方式包括但不限于螺栓紧固、焊接、粘合等，以将上部支承座与下部支承座相连。

六个作动筒33是伸缩式作动筒，它们的布置方式具体参见图2a和2b。其中，每个作动筒沿与相邻的两侧的两个作动筒沿不同的方向从下部支承座32延伸到上部支承座31，使得所述一个作动筒的上端部与所述两个作动筒中的一个的上端部相邻，而所述一个作动筒的下端部与所述两个作动筒中的另一个的下端部相邻。

在该优选实施例中，如图2a和2b中所示，第一级调节机构30的六个作动筒布置成其中每一个的上端部和下端部分别与相邻的不同的两个作动筒的上端部和下端部相邻，并且六个作动筒构造成能够操作地调节其各自的长度，以六自由度调节固定到其上的第一级连接机构，以程控液压驱动方式调节各作动筒的伸缩，用于实现小范围的六自由度调节，从而实现模型的动态模拟(如振动、荷兰滚等)。

在该优选实施例中，第二级连接机构40构造成一端连接至第一级调节机构30，且另一端连接至第二级调节机构50，上述连接方式包括但不限于螺栓紧固、销紧固、卡扣紧固等，以将第一级调节机构30和第二级调节机构50相连，该连接方式包括但不限于螺栓紧固、销紧固、卡扣紧固等。第二级连接机构是固定长度的支柱(参见图1)，但是不限于此，而是也可以是能够伸缩的支承机构。

在该优选实施例中，第二级调节机构50用作模型调节装置的转角机构。第二级调节机构50被构造成三自由度调节，以大范围地转动调节固定到其上的第二级连接机构40。如图1所示，第二级调节机构50包括支承部51(参见图3)、内支架52、中支架53和外支架54，其中，第二级连接机构40固定到支承部51，连接方式包括但不限于螺栓紧固、焊接、粘合等。根据本实用新型的未示出的实施例，并且容易想到的，支承部51可以与第二级连接机构40一体成型，以更牢固、更稳定地支承整个上部结构。

在优选实施例中，如图3a和3b中所示，支承部51通过第三转动机构56Z枢转地连接至内支架52。支承部51呈扁平的圆形板，并且嵌入内支架52中，第三转动机构56Z构造成在支承部51下方将其枢转地连接至内置电机57，根据本实用新型的未示出的实施例，并且容易想到的，第三转动机构56Z构造成围绕支承部51，例如构造成直齿、面齿(冠齿)或斜齿的齿轮或齿圈等。并且其中，在内支架52中安装有内置电机57，使得支承部51能相对于内支架52围绕Z轴转动，并且容易想到的，内置电机的位置不限于此。

在优选实施例中，内支架52通过第一转动机构枢56X转地连接至中支架53，使得内支架52能相对于中支架53围绕X轴转动。内支架52为倒圆的正方形板，但是形状和尺寸不限于此，而是适用在此的任何形状和尺寸。其中，两个第一转动机构56X共轴地安装在内支架52的相对的外侧，并且其中，在中支架53中安装有内置电机57以用于驱动第一转动机构56X，并且容易想到的，内置电机的位置不限于此。

在优选实施例中，中支架53通过第二转动机构56Y枢转地连接至外支架54，使得中支架53能相对于外支架54围绕Y轴转动。中支架53为倒圆的正方形框，但是形状和尺寸不限于此，而是适用在此的任何形状和尺寸。其中，两个第二转动机构56Y共轴地安装在中支架53的相对的外侧，并且其中，在外支架54中安装有内置电机57以用于驱动第二转动机构，并且容易想到的，内置电机的位置不限于此。

在优选实施例中，如图3a和3b中所示，外支架54支承整个调节装置。外支架54两个连接端部为倒圆的三角形板，底部为矩形的板，但是形状和尺寸不限于此，而是适用在此的任何形状和尺寸。并且容易想到的，使得外支架54一体成型以更牢固、更稳定地支承整个上部结构。

整个第二级调节机构50的第一至第三转动机构56X、56Y、56Z由对应的内置电机57以程控液压驱动，从而对试验模型进行大范围三自由度角度调节。

但是，本实用新型的转角机构的实施方式不限于此。

图4中示出了根据本实用新型的另一实施例的调节装置200。其中，调节装置200包括模型连接机构210、第一级连接机构220、第一级调节机构230、第二级连接机构240以及第二级调节机构250。除非另有说明，否则调节装置200的各机构与调节装置100的对应机构相同。

在该实施例中，如图4所示的，定义Z轴方向为从模型连接机构10朝向第一级调节机构20的方向，以Z表示。

定义Y轴方向为垂直于Z轴方向的第二级调节机构50的一组转动机构所共线的方向，以Y表示。

定义X轴方向为垂直于Z轴方向以及Y轴方向的第二级调节机构50的另一组转动机构所共线的方向，以X表示。

根据该实施例，调节装置200的第二级连接机构240与第一级连接机构20相似，即与调节装置100的第一级连接机构20相似，也是能够伸缩的支承机构，包括能调节长度的作动筒，从而能相对于第二级调节机构250纵向地调节第一级连接机构20的位置，从而对其支承的第二级连接机构240、第一级调节机构30、第一级连接机构20以及试验模型整体地的进行纵向调节，以增加调节范围。

根据本实用新型的另一实施例的第二级调节机构250，其包括支承部251、内支架252、中支架253、外支架254以及底座255。

在该实施例中，如图4中所示，支承部251固定至内支架252。支承部251呈圆柱状，但是形状和尺寸不限于此，而是适用在此的任何形状和尺寸。并且容易想到的，使得支承部251与内支架252一体成型以获得更牢固的连接，以稳定地支承整个上部结构。

在该实施例中，内支架252通过第一转动机构枢转地连接至中支架253。内支架252为圆环形，但是形状和尺寸不限于此，而是适用在此的任何形状和尺寸。其中，第一转动机构256X共轴地安装在内支架252的相对的外侧，并且由外部电路驱动，使得内支架252能相对于中支架253围绕X轴转动。

在该实施例中，中支架253通过第二转动机构枢转地连接至外支架254，内支架252为圆环形，但是形状和尺寸不限于此，而是适用在此的任何形状和尺寸。其中，第二转动机构256Y共轴地安装在中支架253的相对的外侧，并且由外部电路驱动，使得中支架253能相对于外支架254围绕Y轴转动。

在实施例中，外支架254通过第三转动机构256Z枢连接至底座255，外支架254为半圆环形，但是形状和尺寸不限于此，而是适用在此的任何形状和尺寸。其中，第三转动机构256Z由外部电路驱动，使得外支架254能相对于底座255围绕Z轴转动。

整个第二级调节机构250的各转动机构由外部电路驱动，以对试验模型进行大范围三自由度角度调节。

尽管以上已经描述了各种实施例，但应当理解，它们以示例而非限制的方式提出。对相关领域技术人员而言显而易见的是，所公开的主题可以其它特定的形式实施而不脱离其精神和必要特征。因此，以上所描述的实施例在所有方面被认为是示例性而非限制性的，并不作为对本实用新型做任何限制的依据。

Claims (10)

1.一种用于支承飞行器模型的调节装置，其特征在于，所述调节装置包括：

模型连接机构(10)、第一级连接机构(20)、第一级调节机构(30)、第二级连接机构(40)以及第二级调节机构(50)，其中，

所述模型连接机构(10)包括基座和连接紧固件，以固定飞行器模型，

所述第一级连接机构(20)构造成将所述模型连接机构(10)和所述第一级调节机构(30)相连，并且所述第一级调节机构(30)构造成六自由度调节，以调节固定到其上的所述第一级连接机构(20)，

所述第二级连接机构(40)构造成将所述第一级调节机构(30)和所述第二级调节机构(50)相连，并且所述第二级调节机构(50)构造成三自由度调节，以调节固定到其上的所述第二级连接机构(40)。

2.如权利要求1所述的调节装置，其特征在于，

所述第一级连接机构(20)包括能调节长度的作动筒，从而能相对于所述第一级调节机构(30)纵向地调节所述模型连接机构(10)的位置。

3.如权利要求1所述的调节装置，其特征在于，

所述第一级调节机构(30)包括：

上部支承座(31)，所述上部支承座(31)构造成与所述第一级连接机构(20)相连；

下部支承座(32)，所述下部支承座(32)构造成与所述第二级连接机构(40)相连；以及多个作动筒(33)，所述多个作动筒(33)中的每一个具有相对的上端部和下端部，所述上端部固定到所述上部支承座(31)，所述下端部固定到所述下部支承座(32)，以将所述上部支承座(31)与所述下部支承座(32)相连。

4.如权利要求3所述的调节装置，其特征在于，

所述上部支承座(31)和所述下部支承座(32)分别为圆盘形，所述下部支承座(32)的直径大于所述上部支承座(31)的直径，并且所述上部支承座(31)和所述下部支承座(32)隔开一定距离对中设置；

所述多个作动筒(33)为六个作动筒，所述六个作动筒中的一个作动筒沿与相邻的两侧的两个作动筒沿不同的方向从所述下部支承座(32)延伸到所述上部支承座(31)，使得所述一个作动筒的上端部与所述两个作动筒中的一个的上端部相邻，而所述一个作动筒的下端部与所述两个作动筒中的另一个的下端部相邻。

5.如权利要求3所述的调节装置，其特征在于，

所述多个作动筒(33)中的每一个为伸缩式作动筒，所述多个作动筒各自相对独立地动作从而以六自由度调节固定到其上的所述第一级连接机构(20)，从而使所述模型实现振动以及荷兰滚的动态模拟。

6.如权利要求1所述的调节装置，其特征在于，

所述第二级连接机构(40)包括能调节长度的作动筒，从而能相对于所述第二级调节机构(50)纵向地调节所述第一级调节机构(30)的位置。

7.如权利要求1所述的调节装置，其特征在于，

所述第二级调节机构(50)包括支承部(51)、内支架(52)、中支架(53)和外支架(54)，其中，

所述第二级连接机构固定到所述支承部(51)，

所述支承部(51)通过第三转动机构(56Z)枢转地连接至所述内支架(52)，使得所述支承部(51)能相对于所述内支架(52)围绕Z轴转动，

所述内支架(52)通过第一转动机构(56X)枢转地连接至所述中支架(53)，使得所述内支架(52)能相对于所述中支架(53)围绕X轴转动，

所述中支架(53)通过第二转动机构(56Y)枢转地连接至所述外支架(54)，使得所述中支架(53)能相对于所述外支架(54)围绕Y轴转动。

8.如权利要求1所述的调节装置，其特征在于，

所述第二级调节机构(50)包括支承部(51)、内支架(52)、中支架(53)、外支架(54)以及底座(55)，

所述支承部(51)固定至所述内支架(52)，

所述内支架通过第一转动机构(56X)枢转连接到所述中支架，所述内支架能相对于所述中支架围绕X轴转动，

所述中支架通过第二转动机构(56Y)枢转连接到所述外支架，所述中支架能相对于所述外支架围绕Y轴转动，

所述外支架(54)通过第三转动机构(56Z)枢转地连接至所述底座(55)，使得所述外支架(54)能相对于所述底座(55)围绕Z轴转动。

9.如权利要求7或8所述的调节装置，其特征在于，

所述第一转动机构(56X)包括两个枢转部，所述枢转部共轴地安装在所述内支架(52)的相对的外侧，

所述第二转动机构(56Y)包括两个枢转部，所述枢转部共轴地安装在所述中支架(53)的相对的外侧。

10.如权利要求7所述的调节装置，其特征在于，

所述第二级调节机构(50)还包括多个内置电机(57)，所述多个内置电机(57)构造成连接至所述第一转动机构、所述第二转动机构、所述第三转动机构中的每一个。

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