一种三自由度假支撑机构的制作方法

1.本发明涉及一种具有三自由度的假支撑机构，属于航空气动力风洞试验技术领域。


背景技术：

2.风洞试验时，由于支撑系统的存在使模型的流场产生畸变，产生支撑干扰。常规风洞试验中的支撑干扰分为“远场干扰”和“近场干扰”。风洞试验段本身流场的偏差以及中部支架的存在对试验段流场的影响为远场干扰。模型本身的支撑装置的存在以及模型由于支撑发生局部外形畸变对模型扰流的破坏为近场干扰。对于近场干扰的影响量常常通过试验修正的方法进行扣除。
3.试验修正方法最主要是“两步法”。首先，通过主支撑获得基本气动数据，再通过辅助支撑和组合支撑扣除主支撑干扰。在组合支撑时，辅助支撑支撑模型的同时，需利用假支撑模拟原有的主支撑外形，此时天平测力不包含假支撑的气动力。但由于辅助支撑本身刚度弱或试验迎角大等问题，假支撑与模型容易干涉，从而造成天平测力不准。
4.因此，亟需提出一种风洞试验用的三自由度假支撑机构，可实时调节假支撑的位置，避免了假支撑与模型干涉，解决天平测量不准的问题。


技术实现要素：

5.本发明研发目的是为了解决可实时调节假支撑的位置，避免了假支撑与模型干涉，解决天平测量不准的问题，在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。
6.本发明的技术方案：
7.一种三自由度假支撑机构，模型通过一种三自由度假支撑机构与辅助支架建立连接，包括俯仰传动机构、滚转传动机构、安装座、纵横向转接架，俯仰传动机构和滚转传动机构通过纵横向转接架建立连接，滚转传动机构后侧设置有安装座。
8.本发明为了解决装置可进行俯仰运动的问题，提出本发明的技术方案为：
9.优选的：所述俯仰传动机构包括俯仰主传动件、俯仰转轴、俯仰安装架、俯仰传动轴、直线导轨、电动缸和假尾支外壳连接件，电动缸输出端安装有俯仰传动轴，俯仰传动轴一端与俯仰主传动件后侧滑动连接，俯仰传动轴另一端与直线导轨建立滑动连接，俯仰主传动件前侧和俯仰安装架通过俯仰转轴铰接，俯仰主传动件前端设置有假尾支外壳连接件。
10.优选的：所述俯仰转轴外侧套装有俯仰转轴轴承，俯仰传动轴外侧套装有俯仰传动轴轴承。
11.本发明为了解决装置可进行圆周转动的问题，提出本发明的技术方案为：
12.优选的：所述滚转传动机构包括滚转传动轴、滚转传动轴承、滚转轴承外套、减速
器、电机，滚转传动轴外侧壁通过滚转传动轴承与滚转轴承外套建立转动连接，电机输出端通过减速器与滚转传动轴建立连接。
13.本发明为了解决实现整个机构相对于安装基体具有不同高度的问题，提出本发明的技术方案为：
14.优选的：所述安装座上下两侧均设置有限位块。
15.本发明具有以下有益效果：
16.1.本发明的一种三自由度假支撑机构，可实现假支撑三个自由度的调节，提高了支撑干扰修正试验的效率；
17.2.本发明的一种三自由度假支撑机构，针对不同的主支撑，可更换不同的假支撑外形壳体，适用于不同的支撑干扰修正试验；
18.3.本发明的一种三自由度假支撑机构，俯仰转轴距模型区较远，
±2°
调节范围的能够有效解决假支撑与模型的纵向干涉问题；
19.4.本发明的一种三自由度假支撑机构，滚转传动机构可实现
±
180
°
的调节范围，结合俯仰调节能够有效解决假支撑与模型的横向干涉问题；
附图说明
20.图1是一种三自由度假支撑机构的使用状态一图；
21.图2是一种三自由度假支撑机构的使用状态二图；
22.图3是一种三自由度假支撑机构的的结构图；
23.图4是本发明俯仰传动机构的架构示意图；
24.图5是本发明滚转传动机构的架构示意图；
25.图6是本发明的两种使用状态对应纵横转接架对比示意图；
26.图中0-1-模型，0-2-辅助支架，1-俯仰传动机构，2-滚转传动机构，3-安装座，4-纵横向转接架，5-俯仰主传动件，6-俯仰转轴，7-俯仰转轴轴承，8-俯仰安装架，9-俯仰传动轴，10-俯仰传动轴轴承，11-直线导轨，12-电动缸，13-假尾支外壳连接件，14-滚转传动轴，15-滚转传动轴承，16-滚转轴承外套，17-减速器，18-电机。
具体实施方式
27.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
28.本发明所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。
29.具体实施方式一：结合图1-图6说明本实施方式，本实施方式的一种三自由度假支
撑机构，如图1和2所示，模型0-1通过一种三自由度假支撑机构与辅助支架0-2建立连接，包括俯仰传动机构1、滚转传动机构2、安装座3和纵横向转接架4，俯仰传动机构1和滚转传动机构2通过纵横向转接架4建立连接，滚转传动机构2后侧设置有安装座3。仰传动机构1带动模型0-1实现俯仰运动，滚转传动机构2带动模型0-1实现转动；
30.所述俯仰传动机构1包括俯仰主传动件5、俯仰转轴6、俯仰安装架8、俯仰传动轴9、直线导轨11、电动缸12和假尾支外壳连接件13，电动缸12输出端安装有俯仰传动轴9，俯仰传动轴9一端与俯仰主传动件5后侧滑动连接，俯仰传动轴9另一端与直线导轨11建立滑动连接，俯仰主传动件5前侧和俯仰安装架8通过俯仰转轴6铰接，俯仰主传动件5前端设置有假尾支外壳连接件13。电动缸12推动俯仰传动轴9，带动俯仰主传动件5将直线位移转化为角度，假尾支外壳连接件13可连接不同的模型0-1外形壳体。直线导轨11的安装提高了俯仰传动机构1的刚度。俯仰转轴6距模型区较远，
±2°
调节范围的能够有效解决假支撑与模型的纵向干涉问题；
31.所述俯仰转轴6外侧套装有俯仰转轴轴承7，俯仰传动轴9外侧套装有俯仰传动轴轴承10。
32.所述滚转传动机构2包括滚转传动轴14、滚转传动轴承15、滚转轴承外套16、减速器17、电机18，滚转传动轴14外侧壁通过滚转传动轴承15与滚转轴承外套16建立转动连接，电机18输出端通过减速器17与滚转传动轴14建立连接。电机18输出端的减速器17驱动传动轴14实现机构的滚转自由度
±
180
°
范围的实时调节，结合俯仰调节能够有效解决假支撑与模型的横向干涉问题。
33.所述安装座3上下两侧均设置有限位块。安装座3与安装基体之间添加不同高度的限位块，可实现整个机构相对于安装基体的不同高度。
34.纵横向转接架4具有俯仰角度，更换不同的纵横向转接架4和假支撑外形壳体，如图6所示，可实现俯仰传动机构与滚转传动机构的相对位置变化，适用于不同的支撑干扰修正试验。
35.工作原理为：
36.俯仰传动机构1安装在滚转传动机构2的输出端。电动缸12推动俯仰传动轴9，带动俯仰主传动件5将直线位移转化为角度。直线导轨11的安装提高了传动机构的刚度。俯仰传动机构1可实现
±2°
的实时调节范围。
37.滚转传动机构14安装在安装座3上，电机18驱动滚转传动轴14实现机构的滚转自由度实时调节，可调节范围为
±
180
°
。
38.安装座3与安装基体之间添加不同高度的限位块，可实现整个机构相对于安装基体的不同高度。
39.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
40.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方
法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
41.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
42.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
43.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
44.需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。
45.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。