一种铰链力矩天平隔热装置的制作方法

1.本实用新型涉及高速风洞试验技术领域，更具体的说，本实用新型涉及一种铰链力矩天平隔热装置。


背景技术：

2.在开展铰链力矩试验时，为避免干扰铰链力矩天平测量结果的准确性，测量舵舵轴与模型主体之间必须保留0.5mm左右的缝隙。同时，为了能够将测量舵穿过模型本体安装到铰链力矩天平上，舵轴附近的模型本体必须分为前后或左右两块(以下称“盖板”)。试验前，将测量舵安装到天平上，然后将舵与天平的组合体安装到模型本体上，安装完毕后，将舵轴附近的盖板安装到模型本体上。如果盖板设计不合理或加工精度不高，则会在两块盖板之间留有缝隙。上述缝隙的存在，导致外部高温来流能够窜入模型内腔。如果不采取必要的技术措施，高温气体将导致铰链力矩天平产生较强的温度效应，严重影响测量结果的准确性。
3.目前，常用的降低铰链力矩天平温度效应的技术措施包括：(1)对天平进行温度补偿；(2)采用中温应变计贴片；(3)加装隔热套。试验结果表明，上述三种措施对减小天平温度效应有一定帮助。
4.但也存在一些问题：前两种措施是被动式的，没有从根本上解决高温气流对天平的直接作用；对于第三种措施，鉴于以往高超声速风洞口径较小，模型尺寸受到严格限制，往往无法安装隔热套或者只能在天平与舵面连接的一端安装隔热套，无法解决天平另一端的传热问题。
5.随着型号研制的发展，对铰链力矩试验数据精准度的要求日渐提高。因此，探索一种适用于高超声速风洞的铰链力矩天平隔热装置与使用方法对今后在开展此类风洞试验具有重要意义。


技术实现要素：

6.本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
7.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种铰链力矩天平隔热装置，包括：
8.模型主体、铰链力矩天平、测量舵、隔热装置，其特征在于，所述模型主体呈顶部封闭的空筒状，所述模型主体的底端可拆卸连接有盖板；
9.所述铰链力矩天平位于所述模型主体内，所述隔热装置沿所述铰链力矩天平的外壁与其套设连接，且所述模型主体的顶部穿过所述隔热装置的顶端与所述铰链力矩天平的固定端可拆卸连接，所述测量舵的连接端穿过所述隔热装置的底端与所述铰链力矩天平的测量端可拆卸连接。
10.优选的是，其中，所述隔热装置包括固定端隔热套和测量端隔热套，所述固定端隔
热套呈顶端封闭的空筒状，所述测量端隔热套呈底端封闭的空筒状；所述固定端隔热套与所述铰链力矩天平套设连接，且所述固定端隔热套的顶端内侧与所述铰链力矩天平的固定端抵靠；所述测量端隔热套与所述铰链力矩天平套设连接，且所述测量端隔热套套设在所述固定端隔热套的外侧，所述测量端隔热套的底端内侧与所述铰链力矩天平的测量端抵靠。
11.优选的是，其中，所述模型主体的顶部穿过所述隔热装置的顶端与所述铰链力矩天平的固定端可拆卸连接的方式为：所述铰链力矩天平的固定端对称设置有多个第一螺纹孔，所述固定端隔热套的顶端对应多个所述第一螺纹孔设置有多个第一通孔，所述模型主体的顶部对应多个所述第一螺纹孔设置有多个第一连接孔，所述模型主体通过多个螺栓依次穿过多个所述第一连接孔、多个所述第一通孔与所述铰链力矩天平的多个所述第一螺纹孔可拆卸链接。
12.优选的是，其中，所述测量舵的连接端穿过所述隔热装置的底端与所述铰链力矩天平的测量端可拆卸连接的方式为：所述铰链力矩天平的测量端对称设置有多个第二螺纹孔，所述测量端隔热套对应多个所述第二螺纹孔设置有多个第二通孔，所述测量舵的连接端对应多个所述第二螺纹孔设置有多个第二连接孔，所述测量舵通过多个螺栓依次穿过多个所述第二连接孔、多个所述第二通孔与所述铰链力矩天平的多个所述第二螺纹孔可拆卸连接。
13.优选的是，其中，所述铰链力矩天平的固定端对称的设置有两个第一定位孔，所述固定端隔热套的顶端对应两个所述第一定位孔设置有两个第二定位孔，所述模型主体的顶部对应两个所述第一定位孔设置有两个第三定位孔；所述铰链力矩天平的测量端对称设置有两个第四定位孔，所述测量端隔热套对应两个所述第四定位孔设置有两个第五定位孔，所述测量舵的连接端对应两个所述第四定位孔设置有两个第六定位孔。
14.优选的是，其中，所述固定端隔热套的周壁内侧与所述铰链力矩天平的周壁之间保持至少3mm的缝隙，所述测量端隔热套的外壁直径比固定端隔热套的外壁直径至少大6mm，所述测量端隔热套的外壁与所述模型主体的内侧周壁之间保持至少3mm的间隙，所述固定端隔热套的底端与所述测量端隔热套的内侧底端至少距离3mm，所述测量端隔热套的顶端与所述模型主体的内侧顶端至少距离3mm。
15.优选的是，其中，所述固定端隔热套的顶端厚度为3mm，所述固定端隔热套的周壁厚度不小于2mm；所述测量端隔热套的底端厚度为3mm，所述测量端隔热套的周壁厚度不小于2mm。
16.优选的是，其中，所述测量舵的连接端与所述盖板之间保持0.5mm的缝隙。
17.优选的是，其中，所述模型主体的一侧一体成型凸出设置有连接轴，所述连接轴设置有贯通至所述模型主体内部的引线孔，所述固定端隔热套的周壁一侧贯通设置有第一缺口，所述测量端隔热套的周壁一侧对应所述第一缺口贯通设置有第二缺口，且所述第一缺口与所述第二缺口形成用于铰链力矩天平的线出线的出线孔。
18.本实用新型至少包括以下有益效果：
19.其一，通过本实用新型能够减小了测量舵和模型主体传热对铰链力矩天平的影响，提高了实现数据的可靠性。
20.其二，通过各部件之间形成的通过缝隙或间隙，能够有效防止了窜入模型主体内
的高温气流对铰链力矩天平的直接冲刷，并且高温气流通过缝隙和间隙能够在模型主内流通，减缓了高温气流冲刷对铰链力矩天平的影响，提高了实现数据的可靠性。
21.其三，通过设置的定位孔在进行组装是能够快速准确的对各部件组装，提高工作效率、保障各部件连接位置的准确性、保障试验顺利进行。
22.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明：
23.图1为本实用新型的结构示意图。
24.图2为本实用新型的剖视图。
25.图3为本实用新型的固定端隔热套结构示意图。
26.图4为本实用新型的测量端隔热套结构示意图。
27.图5为本实用新型的铰链力矩天平固定端结构示意图。
28.图6为本实用新型的铰链力矩天平测量端结构示意图。
29.图7为本实用新型的测量舵结构示意图。
具体实施方式：
30.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
31.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
32.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.图1示出了本实用新型的一种实现形式，其中包括：
36.模型主体1、铰链力矩天平2、测量舵4、隔热装置3，其特征在于，所述模型主体1呈
顶部封闭的空筒状，所述模型主体1的底端可拆卸连接有盖板13；
37.所述铰链力矩天平2位于所述模型主体1内，所述隔热装置3沿所述铰链力矩天平2的外壁与其套设连接，且所述模型主体1的顶部穿过所述隔热装置3的顶端与所述铰链力矩天平2的固定端可拆卸连接，所述测量舵4的连接端穿过所述隔热装置3的底端与所述铰链力矩天平2的测量端可拆卸连接。
38.在这种技术方案中减小了测量舵4和模型主体1传热对铰链力矩天平2的影响，提高了实现数据的可靠性。工作原理：铰链力矩天平2沿外壁套设有隔热装置3，测量舵4的连接端穿过隔热装置3的顶端与铰链力矩天平2的测量端可拆卸连接的方式，能够通过隔热装置3能够有效阻隔测量舵4作业时产生热量对铰链力矩天平2的影响，模型主体1的顶部穿过隔热装置3的顶端与铰链力矩天平2的固定端可拆卸连接的方式，能够阻隔作业时模型主体1与铰链力矩天平2连接处的热传递，隔热装置3沿铰链力矩天平2的外壁与其套设连接的方式，能够有效阻隔作业时模型主体1内窜入的高温气流对铰链力矩天平2的影响，提高实现数据的可靠性。
39.如上述方案中，所述隔热装置3包括固定端隔热套31和测量端隔热套32，所述固定端隔热套31呈顶端封闭的空筒状，所述测量端隔热套32呈底端封闭的空筒状；所述固定端隔热套31与所述铰链力矩天平2套设连接，且所述固定端隔热套32的顶端内侧与所述铰链力矩天平2的固定端抵靠；所述测量端隔热套32与所述铰链力矩天平2套设连接，且所述测量端隔热套32套设在所述固定端隔热套31的外侧，所述测量端隔热套32的底端内侧与所述铰链力矩天平2的测量端抵靠。通过固定端隔热套31和测量端隔热套32与铰链力矩天平2分别上下套设的连接方式，便于隔热装置3与铰链力矩天平2进行连接，同时测量端隔热套32的周壁位于固定端隔热套31的周壁外侧保障了隔热效果。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
40.如上述方案中，所述模型主体1的顶部穿过所述隔热装置3的顶端与所述铰链力矩天平2的固定端可拆卸连接的方式为：所述铰链力矩天平2的固定端对称设置有多个第一螺纹孔21，所述固定端隔热套31的顶端对应多个所述第一螺纹孔21设置有多个第一通孔312，所述模型主体1的顶部对应多个所述第一螺纹孔21设置有多个第一连接孔14，所述模型主体1通过多个螺栓依次穿过多个所述第一连接孔14、多个所述第一通孔312与所述铰链力矩天平2的多个所述第一螺纹孔21可拆卸链接。采用这种方案保障铰链力矩天平2固定端与固定端隔热套31、模型主体1的连接稳定性，同时保障了固定端隔热套31对铰链力矩天平2固定端的隔热效果。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
41.如上述方案中，所述测量舵4的连接端穿过所述隔热装置3的底端与所述铰链力矩天平2的测量端可拆卸连接的方式为：所述铰链力矩天平2的测量端对称设置有多个第二螺纹孔23，所述测量端隔热套32对应多个所述第二螺纹孔23设置有多个第二通孔322，所述测量舵4的连接端对应多个所述第二螺纹孔23设置有多个第二连接孔41，所述测量舵4通过多个螺栓依次穿过多个所述第二连接孔41、多个所述第二通孔322与所述铰链力矩天平2的多个所述第二螺纹孔23可拆卸连接。采用这种方案保障铰链力矩天平2测量端与测量端隔热套32、测量舵4的连接稳定性，同时保障了测量端隔热套32对铰链力矩天平2测量端的隔热
效果。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
42.如上述方案中，所述铰链力矩天平2的固定端对称的设置有两个第一定位孔22，所述固定端隔热套31的顶端对应两个所述第一定位孔22设置有两个第二定位孔313，所述模型主体1的顶部对应两个所述第一定位孔22设置有两个第三定位孔；所述铰链力矩天平2的测量端对称设置有两个第四定位孔24，所述测量端隔热套32对应两个所述第四定位孔24设置有两个第五定位孔323，所述测量舵4的连接端对应两个所述第四定位孔24设置有两个第六定位孔42。在进行组装时，使用销钉贯穿两个第一定位孔22、两个第二定位孔313、两个第三定位孔进行定位，定位后再通过螺栓将铰链力矩天平2的固定端、固定端隔热套31和模型主体1进行可拆卸连接；使用销钉贯穿两个第四定位孔24、两个第五定位孔323、两个第六定位孔42进行定位，定位后通过螺栓将测量端隔热套32、铰链力矩天平2的测量端、测量舵4的连接端进行可拆卸连接。通过设置的定位孔在进行组装是能够快速准确的对各部件组装，提高工作效率、保障各部件连接位置的准确性、保障试验顺利进行。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
43.如上述方案中，所述固定端隔热套31的周壁内侧与所述铰链力矩天平2的周壁之间保持至少3mm的缝隙，所述测量端隔热套32的外壁直径比固定端隔热套31的外壁直径至少大6mm，所述测量端隔热套32的外壁与所述模型主体1的内侧周壁之间保持至少3mm的间隙，所述固定端隔热套31的底端与所述测量端隔热套32的内侧底端至少距离3mm，所述测量端隔热套32的顶端与所述模型主体1的内侧顶端至少距离3mm。采用这种方案有效防止了窜入模型主体1内的高温气流对铰链力矩天平2的直接冲刷，并且高温气流通过缝隙和间隙能够在模型主1内流通，减缓了高温气流冲刷对铰链力矩天平2的影响，提高试验数据的可靠性。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
44.如上述方案中，所述固定端隔热套31的顶端厚度为3mm，所述固定端隔热套31的周壁厚度不小于2mm；所述测量端隔热套32的底端厚度为3mm，所述测量端隔热套32的周壁厚度不小于2mm。采用这种方案保障了固定隔热套31与模型主体1连接处的隔热效果，保障了测量端隔热套32与测量舵4连接处的隔热效果，还保障了铰链力矩天平2周壁的隔热效果。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
45.如上述方案中，所述测量舵4的连接端与所述盖板13之间保持0.5mm的缝隙。采用这种方案避免了盖板13对测量结果的干扰，保障测量结果的准确性。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
46.如上述方案中，所述模型主体1的一侧一体成型凸出设置有连接轴11，所述连接轴11设置有贯通至所述模型主体1内部的引线孔12，所述固定端隔热套31的周壁一侧贯通设置有第一缺口311，所述测量端隔热套32的周壁一侧对应所述第一缺口311贯通设置有第二缺口321，且所述第一缺口311与所述第二缺口321形成用于铰链力矩天平2的线出线的出线孔。铰链力矩天平2的线穿过第一缺口311和第二缺口321形成的穿线孔，再由引线孔12穿
出，采用这种方案便于天平2走线，并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
47.如上述方案中，所述一种铰链力矩天平隔热装置的使用方法包括以下步骤：
48.步骤一，试验准备时，将铰链力矩天平2的测量端、测量端隔热套32和测量舵4套装在一起；
49.步骤二，调整测量端隔热套32方向，使其第二缺口321朝向铰链力矩天平2的引线孔12一侧；
50.步骤三，将铰链力矩天平2的测量端、测量端隔热套32和测量舵4用销钉定位、螺钉紧固；
51.步骤四，固定端隔热套31安放在模型主体1内，并调整其第一缺口311朝向引线孔12一侧；
52.步骤五，将天平线引入引线孔12内；
53.步骤六，将模型主体1、铰链力矩天平2的固定端和固定端隔热套31用销钉或角度片定位、螺钉紧固；
54.步骤七，检查铰链力矩天平2输出信号；
55.步骤八，检查无误后，将盖板13安装在模型主体1上，开展试验。
56.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。