本发明专利技术提供了一种基于非对称双臂机器人的自由射流全姿态进气装置，其特征在于，包括左侧壁(1)、短臂机构(2)、长臂机构(3)、右侧壁(4)、齿轮盘(5)、电机(6)，齿轮盘(5)安放于试验舱与空气稳定室连接处，电机(6)一端固定在试验舱中并通过齿轮与齿轮盘(5)连接；齿轮盘(5)的侧面中部开设矩形孔，左侧壁(1)与右侧壁(4)对称布置于齿轮盘(5)的矩形孔左右两侧的内壁上；短臂机构(2)与长臂机构(3)上下布置于左侧壁(1)与右侧壁(4)之间，短臂机构(2)与长臂机构(3)固定于齿轮盘(5)的上下两侧；左侧壁(1)、短臂机构(2)、长臂机构(3)和右侧壁(4)之间形成进气通道。
【技术实现步骤摘要】
一种基于非对称双臂机器人的自由射流全姿态进气装置
:风洞试验或航空发动机高空台气动试验。
技术介绍
自由射流试验作为模拟高空进气道-发动机匹配试验的重要手段，其进气装置(以下简称喷管)的作用是在自由射流试验中使经过该装置的气流在规定试验区域内达到试验要求模拟的马赫数、总压、气流角度等参数条件，以模拟飞机各种飞行姿态下，进气道前的来流。带姿态模拟的进气装置是建立自由射流流场的核心部件，其设计质量的高低，直接决定了自由射流的流场品质，决定了自由射流试验数据的可靠性和精度，决定了自由射流的试验能力以及舱的运行效率。对喷气飞机设计来说，机身和推进系统的匹配性设计是首要任务；航空舒适性，尤其是在大攻角和偏航角机动飞行时，要求飞机的各个零部件作为一个系统默契配合。风洞设备解决该试验的方法是通过调整飞机(发动机)在风洞试验段中的姿态来进行进发匹配试验，但是这种方式存在物理尺寸限制等诸多问题，而直接连接式高空台的自由射流试验可联合使用缩尺风洞试验和全尺寸发动机试验在部件级别评估进气道-发动机匹配性。但在直连式试验中必须配备用于模拟飞行姿态的模拟机构，而国外内针对该功能的模拟机构研究还相对较少。在某一具体试验舱中，为需满足不同型号发动机进行自由射流试验，一般情况是根据试验对象(进气道—发动机)具体特征设计不同尺寸的喷管，以提高试验效率，并完成相关的试验台架改造；同时该类姿态模拟机构复杂，安装空间较大，且姿态模拟角度有限。本文针对此类直连式自由射流试验，提出了一种基于非对称双臂机器人的自由射流全姿态进气装置。该机构不但结构紧凑，操作灵活，可满足不同发动机试验，且覆盖飞机飞行大攻角(俯仰角)和偏航角范围，保证了试验区优良的气流品质，运行效率大大提高。
技术实现思路
：设计面积可变的自由射流喷管与可灵活调节的姿态模拟机构，达到真实、准确模拟飞行器在机动飞行和加减速过程中连续变化的实际情况，提高喷管运行效率与实用性。本专利技术提供了一种基于非对称双臂机器人的自由射流全姿态进气装置，其特征在于，包括左侧壁(1)、短臂机构(2)、长臂机构(3)、右侧壁(4)、齿轮盘(5)、电机(6)，齿轮盘(5)安放于试验舱与空气稳定室连接处，电机(6)一端固定在试验舱中并通过齿轮与齿轮盘(5)连接；齿轮盘(5)的侧面中部开设矩形孔，左侧壁(1)与右侧壁(4)对称布置于齿轮盘(5)的矩形孔左右两侧的内壁上；短臂机构(2)与长臂机构(3)上下布置于左侧壁(1)与右侧壁(4)之间，短臂机构(2)与长臂机构(3)固定于齿轮盘(5)的上下两侧；左侧壁(1)、短臂机构(2)、长臂机构(3)和右侧壁(4)之间形成进气通道。进一步的，短臂机构(2)包括短臂型面板(2-1)、第一短臂轴销(2-2)、第一短臂驱动缸(2-3)、第二短臂轴销(2-4)、第三短臂轴销(2-5)、短臂中间壁(2-6)、第四短臂轴销(2-7)、第五短臂轴销(2-8)、第六短臂轴销(2-9)、第二短臂驱动缸(2-10)、L形短臂支撑臂(2-11)、第七短臂轴销(2-12)、第三短臂驱动缸(2-13)、第八短臂轴销(2-14)、第九短臂轴销(2-15)、第一短臂支座(2-16)、第二短臂支座(2-17)；第一短臂支座(2-16)、第二短臂支座(2-17)均固定在齿轮盘(5)上侧；L形短臂支撑臂(2-11)一端通过第九短臂轴销(2-15)与第二短臂支座(2-17)连接，另一端通过第四短臂轴销(2-7)与短臂中间壁(2-6)连接；短臂中间壁(2-6)通过第三短臂轴销(2-5)与短臂型面板(2-1)连接；第三短臂驱动缸(2-13)一端通过第八短臂轴销(2-14)与第一短臂支座(2-16)连接，另一端通过第七短臂轴销(2-12)连接L形短臂支撑臂(2-11)外侧；第二短臂驱动缸(2-10)一端通过第六短臂轴销(2-9)与L形短臂支撑臂(2-11)内侧连接，另一端通过第五短臂轴销(2-8)与短臂中间壁(2-6)内侧连接；第一短臂驱动缸(2-3)一端通过第二短臂轴销(2-4)与短臂中间壁(2-6)外侧连接，另一端通过第一短臂轴销(2-2)与短臂型面板(2-1)外侧连接。进一步的，长臂机构(3)包括长臂型面板(3-1)、第一长臂轴销(3-2)、第一长臂驱动缸(3-3)、第二长臂轴销(3-4)、第三长臂轴销(3-5)、长臂中间壁(3-6)、第四长臂轴销(3-7)、第五长臂轴销(3-8)、第六长臂轴销(3-9)、第二长臂驱动缸(3-10)、L形长臂支撑臂(3-11)、第七长臂轴销(3-12)、第三长臂驱动缸(3-13)、第八短臂轴销(3-14)、第九短臂轴销(3-15)、第一短臂支座(3-16)、第二短臂支座(3-17)；第一长臂支座(3-16)、第二长臂支座(3-17)均固定在齿轮盘(5)上侧；L形长臂支撑臂(3-11)一端通过第九长臂轴销(3-15)与第二长臂支座(3-17)连接，另一端通过第四长臂轴销(3-7)与长臂中间壁(3-6)连接；长臂中间壁(3-6)通过第三长臂轴销(3-5)与长臂型面板(3-1)连接；第三长臂驱动缸(3-13)一端通过第八长臂轴销(3-14)与第一长臂支座(3-16)连接，另一端通过第七长臂轴销(3-12)连接L形长臂支撑臂(3-11)外侧连接；第二长臂驱动缸(3-10)一端通过第六长臂轴销(3-9)与L形长臂支撑臂(3-11)内侧连接，另一端通过第五长臂轴销(3-8)与长臂中间壁(3-6)内侧连接；第一长臂驱动缸(3-3)一端通过第二长臂轴销(3-4)与长臂中间壁(3-6)外侧连接，另一端通过第一长臂轴销(3-2)与长臂型面板(3-1)外侧连接。进一步的，短臂型面板(2-1)的气动型面和长臂型面板(3-1)的气动型面对称。该装置针对不同飞行器试验的流量需求，通过调节短长壁型面板之间的位置关系实现喷管出口面积，出口距试验件中心点距离以及喷管中心的调整；同时还可以同时同步调节型面臂的角度实现俯仰的角度模拟。偏航姿态模拟是通过电机驱动齿轮带动左右侧壁、短长臂整体实现整体旋转。通过齿轮盘与短臂机构、长臂机构的结合，可以实现任意角度的气流喷射。为提高试验的运行效率，节省试验消耗，试验舱体内径往往比较有限，这就要求喷管机构设计紧凑。在有限的舱体空间内，为最大限度提高喷管设计指标(喷管出口面积与姿态模拟角度)，喷管的齿轮机构紧贴试验舱内径安装，而根据飞行器机动飞行时，俯冲角度较小，爬升角度较大的特点，将上下三连杆机械臂设计成非对称形式，以提高飞行器爬升模拟能力。优点：a)可同时满足多种飞行器不同进气流量、马赫数连续调节以及全姿态模拟的试验需求。b)非对称形式最大限度提高了试验舱的自由射流试验能力。效果：该基于非对称双臂机器人的自由射流全姿态进气装置工作模式多样，操作灵活，设计方法合理。在喷管出口处能够得到一个明显的均匀试验区域，突破了真正意义的飞行器——发动机一体化模拟试验，应用前景良好。附图说明图1为进气装置三维视图；图2为进气装置部分元件正视图。1、左侧壁；2、短臂机构；3、长臂机构；4、右侧壁；5、齿轮盘；6、电机；2-1、短臂型面板；2-2、第一短臂轴销；2-3、第一短臂驱动缸；2-4、第二短臂轴销；2-5、第三短臂轴销；2-6、短臂中间壁；2-7、第四短臂轴销；2-8、第五短本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于非对称双臂机器人的自由射流全姿态进气装置，其特征在于，包括左侧壁(1)、短臂机构(2)、长臂机构(3)、右侧壁(4)、齿轮盘(5)、电机(6)，齿轮盘(5)安放于试验舱与空气稳定室连接处，电机(6)一端固定在试验舱中并通过齿轮与齿轮盘(5)连接；齿轮盘(5)的侧面中部开设矩形孔，左侧壁(1)与右侧壁(4)对称布置于齿轮盘(5)的矩形孔左右两侧的内壁上；短臂机构(2)与长臂机构(3)上下布置于左侧壁(1)与右侧壁(4)之间，短臂机构(2)与长臂机构(3)固定于齿轮盘(5)的上下两侧；左侧壁(1)、短臂机构(2)、长臂机构(3)和右侧壁(4)之间形成进气通道。
【技术特征摘要】
1.一种基于非对称双臂机器人的自由射流全姿态进气装置，其特征在于，包括左侧壁(1)、短臂机构(2)、长臂机构(3)、右侧壁(4)、齿轮盘(5)、电机(6)，齿轮盘(5)安放于试验舱与空气稳定室连接处，电机(6)一端固定在试验舱中并通过齿轮与齿轮盘(5)连接；齿轮盘(5)的侧面中部开设矩形孔，左侧壁(1)与右侧壁(4)对称布置于齿轮盘(5)的矩形孔左右两侧的内壁上；短臂机构(2)与长臂机构(3)上下布置于左侧壁(1)与右侧壁(4)之间，短臂机构(2)与长臂机构(3)固定于齿轮盘(5)的上下两侧；左侧壁(1)、短臂机构(2)、长臂机构(3)和右侧壁(4)之间形成进气通道；短臂机构(2)包括短臂型面板(2-1)、第一短臂轴销(2-2)、第一短臂驱动缸(2-3)、第二短臂轴销(2-4)、第三短臂轴销(2-5)、短臂中间壁(2-6)、第四短臂轴销(2-7)、第五短臂轴销(2-8)、第六短臂轴销(2-9)、第二短臂驱动缸(2-10)、L形短臂支撑臂(2-11)、第七短臂轴销(2-12)、第三短臂驱动缸(2-13)、第八短臂轴销(2-14)、第九短臂轴销(2-15)、第一短臂支座(2-16)、第二短臂支座(2-17)；第一短臂支座(2-16)、第二短臂支座(2-17)均固定在齿轮盘(5)上侧；L形短臂支撑臂(2-11)一端通过第九短臂轴销(2-15)与第二短臂支座(2-17)连接，另一端通过第四短臂轴销(2-7)与短臂中间壁(2-6)连接；短臂中间壁(2-6)通过第三短臂轴销(2-5)与短臂型面板(2-1)连接；第三短臂驱动缸(2-13)一端通过第八短臂轴销(2-14)与第一短臂支座(2-16)连接，另一端通过第七短臂轴销(2-12)连接L形短臂支撑臂(2-11)外侧；第二短臂驱动缸(2-10)一端通过第六短臂轴销(2-9)与L形短臂支撑臂(2-11)内侧连接，另...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴锋，陈鹏飞，范泽兵，杨桥，张有，
申请(专利权)人：中国燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：四川;51
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