一种风洞试验变迎角装置的制作方法

1.本发明属于风洞试验领域，具体涉及一种风洞试验变迎角装置。


背景技术：

2.在风洞试验时，需要实现模型的迎角的变化来模拟模型在风场中的不同角度状态。因此模型需要安装到变迎角的机构当中。传统变迎角机构通过在弧形基座上加工齿轮，通过齿轮啮合实现迎角的变化，但是该装置需要通过圆弧形导轨承受载荷，同时，弧形齿加工精度很难保证，导致变迎角精度很难达到设计要求。


技术实现要素：

3.基于以上不足之处，本发明提供一种风洞试验变迎角装置，通过电机驱动滚珠丝杠运动，减少了加工误差误差的传递，使得变迎角的精度达到了试验设计要求。
4.本发明的所采用的技术方案是：一种风洞试验变迎角装置，包括迎角驱动系统、模型承载运动基座和弧形导轨机构，模型安装在模型承载运动基座上，所述的模型承载运动基座滑动连接于弧形导轨机构上，迎角驱动系统固定连接在弧形导轨机构的底座侧面，迎角驱动系统的驱动系与模型承载运动基座连接，进而驱动模型承载运动基座在弧形导轨机构上做弧线运动，从而实现模型变迎角。
5.进一步的，所述的迎角驱动系统包括电机、滚珠丝杠、水平向平行导轨、水平向滑块、竖直向平行导轨和竖直向滑块，所述的水平向滑块安装在水平向平行导轨上，滚珠丝杠与水平向平行导轨平行，电机通过减速器驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠与水平向滑块连接，带动水平向滑块延水平向平行导轨往复运动，竖直向平行导轨垂直固定安装在水平向滑块上，竖向滑块安装在竖直向平行导轨上，竖向滑块与模型承载运动基座连接。
6.进一步的，所述的弧形导轨机构包括两条平行的弧形导轨，两条平行的弧形导轨安装在弧形导轨机构的底座上。
7.进一步的，所述的模型承载运动基座包括基座和多组上、下导轮，基座的一侧与竖向滑块连接，基座的两侧均分别安装有上、下导轮，每组的上、下导轮将一根弧形导轨夹在中间。
8.进一步的，所述的模型承载运动基座还包括预紧机构，预紧机构的一端与基座连接，另外一端与下导轮连接，用于将上、下导轮与弧形导轨紧密贴合。
9.进一步的，所述的弧形导轨的其中一条其横截面下部份为向下凸起的v形。
10.进一步的，所述的基座的一侧的下导轮为v型滚轮。
11.进一步的，所述的v型滚轮与l形预紧块的一端通过轴连接，l形预紧块的中心通过预紧轴与基座的下端连接，基座上开有孔，预紧螺栓穿过所述的孔与l形预紧块的另外一端相接触，通过紧固预紧螺栓带动l形预紧块绕着预紧轴旋转，进而带动v型滚轮与其相对应侧的弧形导轨的v形斜面紧密贴合。
12.进一步的，两条所述的平行的弧形导轨的两端均有限位挡块。
13.本发明具有的优点和有益效果：本发明提高了整个试验系统的控制精度，进而提高了风洞试验的变迎角的试验精度和效率及试验数据的可靠性。同时提高了试验的机构稳定性，具有可重复性好，刚度大，变形小的优点。
附图说明
14.图1为本发明的一种风洞试验变迎角装置的立体结构示意图；
15.图2为本发明的一种风洞试验变迎角装置的二维主视图；
16.图3为图2的a-a剖视图；
17.图4为图2的俯视图；
18.图5为本发明的弧形导轨机构及弧形导轨机构的内侧立体图；
19.图6为模型承载运动基座的剖视图一；
20.图7为模型承载运动基座的剖视图二。
具体实施方式
21.下面根据说明书附图举例对本发明做进一步的说明：
22.实施例1
23.如图1所示，一种风洞试验变迎角装置，包括迎角驱动系统1、模型承载运动基座2和弧形导轨机构3，模型安装在模型承载运动基座2上，所述的模型承载运动基座2滑动连接于弧形导轨机构3上，迎角驱动系统1固定连接在弧形导轨机构3的底座侧面，迎角驱动系统1的驱动系与模型承载运动基座2连接，进而驱动模型承载运动基座2在弧形导轨机构3上做弧线运动，从而实现模型变迎角。
24.如图2-3所示，所述的弧形导轨机构3包括互相平行的内侧弧形导轨31和外侧弧形导轨32，内侧弧形导轨31和外侧弧形导轨32安装在弧形导轨机构3的底座34上，两条内侧弧形导轨31和外侧弧形导轨32的两端均有限位挡块33，用于限制运动系统极限运动位置，防止碰撞及掉落等安全事故发生。
25.如图4-5所示，迎角驱动系统1包括电机11、滚珠丝杠12、水平向平行导轨13、水平向滑块14、竖直向平行导轨15和竖直向滑块16，所述的水平向滑块14安装在水平向平行导轨13上，滚珠丝杠12位于水平向平行导轨13的中间且轴向与其平行，电机11通过减速器驱动滚珠丝杠12，滚珠丝杠12与水平向滑块14连接，带动水平向滑块14延水平向平行导轨13能够往复运动，竖直向平行导轨15垂直固定安装在水平向滑块14上，竖向滑块16安装在竖直向平行导轨15上，并能延竖直向平行导轨15上下滑动，竖向滑块16与模型承载运动基座2连接。本实施例通过滚珠丝杠12将电机11的旋转运动转变成水平向运动滑块14的直线运动，再带动竖直向运动滑块16横向运动，从而驱动模型承载运动基2座沿着弧形轨道运动，因此，再转变成模型承载运动基座2的圆弧运动，通过模型承载运动基座连接试验模型，从而实现模型变迎角。
26.如图5-7所示，所述的模型承载运动基座2包括基座21和四组上、下导轮，基座21的一侧与竖向滑块16连接，基座2的内侧和外侧前、后端分别安装有上导轮22和下导轮，每组上、下导轮将一根弧形导轨夹在中间。所述的模型承载运动基座2还包括四组预紧机构28，分别安装在基座21的前和后部的两侧下端，每组预紧机构28包括l形预紧块24、预紧轴25和
预紧螺栓27，每侧的下导轮与l形预紧块24的一端通过滚轮轴26连接，l形预紧块24的中心通过预紧轴25与基座21的前部或后部的下端连接，前部和后部的每侧基座下端开有孔，预紧螺栓穿过该孔与l形预紧块24的另外一端相接触，通过紧固预紧螺栓27带动l形预紧块24绕着预紧轴25旋转，进而带动四组上、下导轮与两侧弧形导轨相紧密贴合，用于承受风洞试验时上拔力，同时内侧的下导轮为v型滚轮23，内侧弧形导轨31的横截面下部份为向下凸起的v形，两v形斜面互相配合，用于承受横向力，防止运动系统横向串动，保证运动精度。
27.本实施例通过电机11驱动滚珠丝杠12进行旋转运动，滚珠丝杠12上的水平向滑块14带动竖直向滑块16做水平直线运动，竖直向滑块16驱动模型承载运动基座2沿着弧形导轨做圆弧运动，同时竖直向滑块16沿竖直向平行导轨15做上下运动；随着不同的运动位置，模型承载运动基座2高度不断变化，进而在做圆弧运动时可实现模型做迎角变化。


技术特征：
1.一种风洞试验变迎角装置，包括迎角驱动系统、模型承载运动基座和弧形导轨机构，模型安装在模型承载运动基座上，其特征在于：所述的模型承载运动基座滑动连接于弧形导轨机构上，迎角驱动系统固定连接在弧形导轨机构的底座侧面，迎角驱动系统的驱动系与模型承载运动基座连接，进而驱动模型承载运动基座在弧形导轨机构上做弧线运动，从而实现模型变迎角。2.根据权利要求1所述的一种风洞试验变迎角装置，其特征在于：所述的迎角驱动系统包括电机、滚珠丝杠、水平向平行导轨、水平向滑块、竖直向平行导轨和竖直向滑块，所述的水平向滑块安装在水平向平行导轨上，滚珠丝杠与水平向平行导轨平行，电机通过减速器驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠与水平向滑块连接，带动水平向滑块延水平向平行导轨往复运动，竖直向平行导轨垂直固定安装在水平向滑块上，竖向滑块安装在竖直向平行导轨上，竖向滑块与模型承载运动基座连接。3.根据权利要求2所述的一种风洞试验变迎角装置，其特征在于：所述的弧形导轨机构包括两条平行的弧形导轨，两条平行的弧形导轨安装在弧形导轨机构的底座上。4.根据权利要求3所述的一种风洞试验变迎角装置，其特征在于：所述的模型承载运动基座包括基座和多组上、下导轮，基座的一侧与竖向滑块连接，基座的两侧均分别安装有上、下导轮，每组的上、下导轮将一根弧形导轨夹在中间。5.根据权利要求4所述的一种风洞试验变迎角装置，其特征在于：所述的模型承载运动基座还包括预紧机构，预紧机构的一端与基座连接，另外一端与下导轮连接，用于将上、下导轮与弧形导轨紧密贴合。6.根据权利要求5所述的一种风洞试验变迎角装置，其特征在于：所述的弧形导轨的其中一条其横截面下部份为向下凸起的v形。7.根据权利要求6所述的一种风洞试验变迎角装置，其特征在于：所述的基座的一侧的下导轮为v型滚轮。8.根据权利要求7所述的一种风洞试验变迎角装置，其特征在于：所述的v型滚轮与l形预紧块的一端通过轴连接，l形预紧块的中心通过预紧轴与基座的下端连接，基座上开有孔，预紧螺栓穿过所述的孔与l形预紧块的另外一端相接触，通过紧固预紧螺栓带动l形预紧块绕着预紧轴旋转，进而带动v型滚轮与其相对应侧的弧形导轨的v形斜面紧密贴合。9.根据权利要求3-8任一向所述的一种风洞试验变迎角装置，其特征在于：两条所述的平行的弧形导轨的两端均有限位挡块。

技术总结
本发明公开一种风洞试验变迎角装置，包括迎角驱动系统、模型承载运动基座和弧形导轨机构，模型安装在模型承载运动基座上，所述的模型承载运动基座滑动连接于弧形导轨机构上，迎角驱动系统固定连接在弧形导轨机构的底座侧面，迎角驱动系统的驱动系与模型承载运动基座连接，进而驱动模型承载运动基座在弧形导轨机构上做弧线运动，从而实现模型变迎角。本发明提高了整个试验系统的控制精度，进而提高了风洞试验的变迎角的试验精度和效率及试验数据的可靠性，具有可重复性好，刚度大，变形小的优点。点。点。


技术研发人员：刘发 杨帅 韩若飞 冯立静 张国友
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所
技术研发日：2021.10.26
技术公布日：2022/1/25