一种风洞模型俯仰、侧滑和滚转角远程操控的试验装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116007882A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211486271.3(22)申请日2022.11.24(71)申请人中国航天空气动力技术研究院地址100074北京市丰台区云岗西路17号(72)发明人李广良张晨凯周键赵金莎张远晖谢峰王帅蒋文国魏忠武董金刚欧平张江(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009专利代理师徐晓艳(51)Int.Cl.G01M9/00(2006.01)G01M9/08(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种风洞模型俯仰、侧滑和滚转角远程操控的试验装置(57)摘要本发明涉及一种风洞模型俯仰、侧滑和滚转角远程操控的试验装置，包括自动变俯仰机构、自动变滚转组件和自动变侧滑机构，自动变俯仰机构在第二电机组件的驱动下实现刀臂、自动变滚转组件和自动变侧滑机构的整体俯仰运动。传动轴分别与第一电机组件的转子和支臂的圆柱段固连，在第一电机组件的驱动下实现支臂整体滚转运动。自动变侧滑机构一端与传动轴固连，另一端与试验模型的尾支杆固连，对试验模型进行导向并支承径向力和法向力，驱动试验模型实现侧滑角度变换，并对侧滑角度进行精确反馈测量。本发明实现了试验模型在风洞试验过程中的俯仰、偏航和滚转角度的远程控制，大大提高了试验效率，减少了人为拆装模型的误差。CN116007882ACN116007882A权利要求书1/2页1.一种风洞模型俯仰、侧滑和滚转角远程操控的试验装置，风洞的固定位置处安装有第二电机组件(4)，其特征在于，包括自动变俯仰机构、自动变滚转组件和自动变侧滑机构；自动变俯仰机构的转轴、自动变滚转组件的转轴和自动变侧滑机构的转轴交汇于一点，且两两垂直；自动变俯仰机构套接在自动变滚转组件的外侧，自动变俯仰机构与第二电机组件(4)的输出轴连接，自动变俯仰机构在第二电机组件(4)的驱动下实现自动变俯仰机构、自动变滚转组件和自动变侧滑机构的整体俯仰运动；自动变滚转组件包括第一电机组件(1)和传动轴(2)，传动轴(2)结构中空，传动轴(2)一端与第一电机组件(1)固连，另一端与自动变侧滑机构固连，自动变滚转组件在第一电机组件(1)的驱动下实现自动变侧滑机构的整体滚转运动；自动变侧滑机构的一端与传动轴(2)固连，另一端与试验模型的尾支杆固连，自动变侧滑机构对试验模型进行导向并支承试验模型的径向力和法向力，驱动试验模型实现侧滑角度变换，并对侧滑角度进行精确反馈测量。2.根据权利要求1所述的一种风洞模型俯仰、侧滑和滚转角远程操控的试验装置，其特征在于，所述自动变俯仰机构包括刀臂组件(7)、第一弧形滚动导轨(8)和第一齿轮传动副；刀臂组件(7)包括上扇形刀臂、下扇形刀臂和中间中空轴(72)，第一齿轮传动副包括第一齿轮(5)和第一齿条(6)，第一齿轮(5)和第一齿条(6)啮合；自动变俯仰机构的刀臂中空轴(72)后端与第一电机组件(1)的定子固连，刀臂中空轴(72)中间段与传动轴(2)套合，刀臂中空轴(72)前端与自动变侧滑机构套合；第二电机组件(4)的输出轴与第一齿轮(5)固连，第一齿条(6)、第一弧形滚动导轨(8)均固定在下扇形刀臂上，且第一弧形滚动导轨(8)的一端通过滑块连接到风洞设备；第二电机组件(4)驱动第一齿轮传动副旋转，带动刀臂组件(7)作俯仰运动，第一弧形滚动导轨(8)对刀臂组件(7)的仰角度变换起支撑导向作用。3.根据权利要求2所述的一种风洞模型俯仰、侧滑和滚转角远程操控的试验装置，其特征在于，所述刀臂中空轴(72)中间段通过第一轴承(3)与传动轴(2)套合。4.根据权利要求1所述的一种风洞模型俯仰、侧滑和滚转角远程操控的试验装置，其特征在于，所述第一电机组件(1)包括中空伺服电机、谐波减速器、第一电机编码器和第一电机制动器；中空伺服电机的输出轴一端连接谐波减速器，输出轴另一端连接第一电机制动器，第一电机制动器的输出连接第一电机编码器；谐波减速器的输出轴与传动轴(2)固连。5.根据权利要求1所述的一种风洞模型俯仰、侧滑和滚转角远程操控的试验装置，其特征在于，所述自动变侧滑机构包括支臂(9)、弯刀(26)、蜗轮蜗杆副、第三电机组件(23)、第二齿轮传动副、两个第二弧形滚动导轨、N个弧形滑动导轨、限位钉(17)、编码器(20)、第二轴承(22)、第三轴承(25)和第四轴承(21)，N>2；支臂(9)包括圆柱段和U形段，弯刀(26)包括圆锥段、扇形段、限位槽，蜗轮蜗杆副包括蜗轮(10)和蜗杆(11)，第二齿轮传动副包括第二弧形齿条(18)和第二齿轮轴(19)，第二弧形齿条(18)与第二齿轮轴(19)啮合，在弯刀(26)的扇形段上、下两面各布置一个不同半径尺寸的第二弧形滚动导轨，在支臂(9)的U型段的上、