一种流体多自由度主动调节装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种流体多自由度主动调节装置，包括：依次安装在两端开口的筒体结构中的流动测试前段B、流动测试段C和流动测试后段D；流动测试前段B包括：两个相对设置的调节板A，每个调节板A相背面设置姿态调整机构A，姿态调整机构A用于调节调节板A的三维姿态，以模拟叶片的入口流场的流速、俯仰角和倾角的改变；流动测试后段D内部结构及连接关系与流动测试前段B一致；调节板A的三维姿态均包括：竖直平移运动、俯仰运动和侧倾运动；竖直平移运动为调节板A沿Y向的平移运动，俯仰运动为调节板A绕X向的转动，侧倾运动为调节板A绕Z向转动；流动测试段C用于放置被测样件。

A multi degree of freedom active adjusting device for fluid

The invention discloses a fluid multi degree of freedom active regulating device, which comprises: a flow test front section B, a flow test section C and a flow test rear section D successively installed in a cylinder structure with two ends open; a flow test front section B comprises: two relatively arranged regulating plates a, each regulating plate a is provided with an attitude adjusting mechanism a at the back, and the attitude adjusting mechanism a is used to regulate the three-dimensional of the regulating plate a The attitude is to simulate the change of flow velocity, pitch angle and inclination of the flow field at the inlet of the blade; the internal structure and connection relationship of section d after the flow test are consistent with that of section B before the flow test; the three-dimensional attitude of regulating plate a includes: vertical translation, pitch and roll motion; vertical translation is the translation of regulating plate a along the Y direction, pitch is the rotation of regulating plate a around the X direction, and side The tilting motion is that the adjusting plate a rotates in Z direction; the flow test section C is used to place the tested sample.

【技术实现步骤摘要】
一种流体多自由度主动调节装置
本专利技术涉及流体流动自由度调节
，具体涉及一种流体多自由度主动调节装置。
技术介绍
针对封闭轮腔测量问题，尤其是旋转机械内流场测试，往往存在空间小、测量难、成本高等问题，同时旋转机械往往还存在多种不同工况，导致内流场流动状态众多，单一的水洞实验自由度不高，难以通过调节流场来满足流场测试需求，要测试多种工况则需要定制多种水洞实验包箱，造成了极大的不便和浪费，因此急需一种可对流体进行多自由度主动调节的装置，使内流场测试实验中被测物体以及来流流场和出口流场的方向均可自由调节，便于低成本且高效地模拟各个不同工况下内流场流动测试问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种流体多自由度主动调节装置，能够对流体进行多自由度主动调节。本专利技术的技术方案为：一种流体多自由度主动调节装置，包括：依次安装在两端开口的筒体结构中的流动测试前段B、流动测试段C和流动测试后段D；所述流动测试前段B包括：两个相对设置的调节板A，每个调节板A相对面的背面设置姿态调整机构A，所述姿态调整机构A用于调节调节板A的三维姿态，以模拟叶片的入口流场的流速、俯仰角和倾角的改变；所述流动测试后段D包括：两个相对设置的调节板B，每个调节板B相对面的背面设置姿态调整机构B，所述姿态调整机构B用于调节调节板B的三维姿态，以模拟叶片的出口流场的流速、俯仰角和倾角的改变；所述调节板A和调节板B的三维姿态均包括：竖直平移运动、俯仰运动和侧倾运动；以所述调节板A为例，所述竖直平移运动为调节板A沿Y向的平移运动，所述俯仰运动为调节板A绕X向的转动，所述侧倾运动为调节板A绕Z向转动；所述流动测试段C用于放置被测样件。作为一种优选方案，所述姿态调整机构A包括：并列设置且不共面的杆A、杆B和杆C，流动测试前段B的筒壁对杆A、杆B和杆C沿X向和Z向的平移运动分别有限位作用；所述调节板A与杆A通过球铰连接，杆A相对所述调节板A具有沿Y向的平移自由度和绕Y向的转动自由度；所述调节板A与杆B通过连杆A连接，杆B相对所述调节板A具有Y向的平移自由度；所述调节板A与杆C通过连杆B连接，杆C相对所述调节板A具有Y向的平移自由度。作为一种优选方案，所述姿态调整机构B包括：并列设置且不共面的杆A、杆B和杆C，流动测试前段B的筒壁对杆A、杆B和杆C沿X向和Z向的平移运动分别有限位作用；所述调节板B与杆A通过球铰连接，杆A相对所述调节板B具有沿Y向的平移自由度和绕Y向的转动自由度；所述调节板B与杆B通过连杆A连接，杆B相对所述调节板B具有Y向的平移自由度；所述调节板B与杆C通过连杆B连接，杆C相对所述调节板B具有Y向的平移自由度。作为一种优选方案，还包括设置在流动测试前段B之前的流动调整段A，所述流动调整段A用于减小流动之间的涡流结构。作为一种优选方案，流动调整段A采用流动调整器，其中间设置有具有设定强度的栅格形成的蜂巢或矩形或三角形或圆形结构。作为一种优选方案，流动测试段C中被测样件上设置旋转升降台，所述旋转升降台用于驱动被测样件以Z向为转轴旋转或沿Z向平移。作为一种优选方案，流动测试段C的筒壁选用透明材料。有益效果：(1)本专利技术可以根据叶片的实际入口和/或出口形状对应的结构参数，主动控制姿态调整机构A和/或姿态调整机构B的运动，实现调节板A和/或调节杆B的空间三维姿态调整，从而模拟叶片的入口和/或出口的方向，进而引导流体的流动方向。(2)本专利技术根据不同工况下入口和/或出口流场的流速和方向，模拟并测量不同工况下的叶轮内流场信息。(3)本专利技术测试实验段为透明材质，可以便于观察流动结构和开展相关流场测量试验。附图说明图1为本专利技术一个实施例中装置结构示意图。图2为本专利技术一个实施例中多自由度调节板的原理图。图3为本专利技术一个实施例中多自由度调节板的位置示意图。图4为本专利技术一个实施例中的两自由度旋转升降台的工作示意图。其中，1-流动调整器，2-调节板A，3-旋转升降台，4-调节板B，5-被测样件具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本实施例提供了一种流体多自由度主动调节装置，能够对流体进行多自由度(俯仰、侧倾和竖直平移)主动调节。如图1所示，该流体多自由度主动调节装置包括依次安装在两端开口的筒体结构中的流动测试前段B、流动测试段C和流动测试后段D，其中，流动测试前段B包括两个相对设置的调节板A2，每个调节板A2相对面的背面设置姿态调整机构A，姿态调整机构A用于调整与之相连的调节板A2的三维姿态(俯仰、侧倾和竖直平移)，进而调节两个调节板A2的相对位置，以模拟叶片入口流场流速、俯仰角和倾角的改变；流动测试后段D包括两个相对设置的调节板B4，每个调节板B4相对面的背面设置姿态调整机构B，姿态调整机构B用于调整与之相连的调节板B4的三维姿态(俯仰、侧倾和竖直平移)，进而调整两个调节板B4的三维姿态(俯仰、侧倾和竖直平移)，以模拟叶片出口流场的流速、俯仰角和倾角的改变；流动测试段C用于放置被测样件5(如叶轮旋转机械的叶片)；进一步的，该流动多自由度主动调节装置还包括设置在流动测试前段B之前的流动调整段A，流动调整段A用于调整进入流动测试前段B的流场，使流场更加平稳；进一步的，令来流方向为水平方向，调节板A2在流动测试前段B的空腔内的三维姿态以及调节板B4在流动测试后段D的空腔内的三维姿态均包括竖直平移运动、俯仰运动和侧倾运动，令竖直方向为Y向，来流方向为Z向，与来流方向和竖直方向垂直的方向为X向建立笛卡尔坐标系，其中，调节板A2或调节板B4的竖直平移运动表示调节板A2或调节板B4沿Y向的平移运动，调节板A2或调节板B4的俯仰运动和侧倾运动分别用俯仰角和倾角表征调节板A2或调节板B4运动状态，俯仰角表示的是调节板A2或调节板B4绕X向转动的角度；倾角(即侧倾角)表示的是调节板A2或调节板B4绕Z向转动的角度。进一步的，如图2和图3所示，姿态调整机构A和姿态调整机构B的结构和调节方法均一致，其结构均包括并列设置且不共面的杆A、杆B和杆C，流动测试前段B对应的筒壁的相对面分别开设有通孔，两个调节板A2对应的姿态调整机构A中的杆A、杆B和杆C分别从对应的通孔中伸出，便于方便操作者调整；同理，流动测试后段D对应的筒壁的相对面分别开设有通孔，两个调节板B4对应的姿态调整机构B分别从对应的通孔中伸出，便于方便操作者调整。以调节板A2对应的姿态调整机构A为例：其中，调节板A2与杆A通过球铰连接，由于筒体结构上的通孔对杆A沿X向和Z向的平移运动分别有限位作用，杆A相对调节板A2具有两个自由度(即沿Y向的平移自由度和绕Y向的转动自由度)，调节板A2与杆B通过连杆A连接，杆B相对调节板A2具有Y向的平移自由度(即连杆A一端与调节板A2通过球铰连接，另一端与杆B销接，由于筒体结构上的通孔对杆B沿X向和Z向的平移运动分别有限位作用，则杆B相对连杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流体多自由度主动调节装置，其特征在于，包括：依次安装在两端开口的筒体结构中的流动测试前段B、流动测试段C和流动测试后段D；/n所述流动测试前段B包括：两个相对设置的调节板A(2)，每个调节板A(2)相对面的背面设置姿态调整机构A，所述姿态调整机构A用于调节调节板A(2)的三维姿态，以模拟叶片的入口流场的流速、俯仰角和倾角的改变；/n所述流动测试后段D包括：两个相对设置的调节板B(4)，每个调节板B(4)相对面的背面设置姿态调整机构B，所述姿态调整机构B用于调节调节板B(4)的三维姿态，以模拟叶片的出口流场的流速、俯仰角和倾角的改变；/n所述调节板A(2)和调节板B(4)的三维姿态均包括：竖直平移运动、俯仰运动和侧倾运动；以所述调节板A(2)为例，所述竖直平移运动为调节板A(2)沿Y向的平移运动，所述俯仰运动为调节板A(2)绕X向的转动，所述侧倾运动为调节板A(2)绕Z向转动；/n所述流动测试段C用于放置被测样件(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种流体多自由度主动调节装置，其特征在于，包括：依次安装在两端开口的筒体结构中的流动测试前段B、流动测试段C和流动测试后段D；
所述流动测试前段B包括：两个相对设置的调节板A(2)，每个调节板A(2)相对面的背面设置姿态调整机构A，所述姿态调整机构A用于调节调节板A(2)的三维姿态，以模拟叶片的入口流场的流速、俯仰角和倾角的改变；
所述流动测试后段D包括：两个相对设置的调节板B(4)，每个调节板B(4)相对面的背面设置姿态调整机构B，所述姿态调整机构B用于调节调节板B(4)的三维姿态，以模拟叶片的出口流场的流速、俯仰角和倾角的改变；
所述调节板A(2)和调节板B(4)的三维姿态均包括：竖直平移运动、俯仰运动和侧倾运动；以所述调节板A(2)为例，所述竖直平移运动为调节板A(2)沿Y向的平移运动，所述俯仰运动为调节板A(2)绕X向的转动，所述侧倾运动为调节板A(2)绕Z向转动；
所述流动测试段C用于放置被测样件(5)。


2.如权利要求1所述的流体多自由度主动调节装置，其特征在于，所述姿态调整机构A包括：并列设置且不共面的杆A、杆B和杆C，流动测试前段B的筒壁对杆A、杆B和杆C沿X向和Z向的平移运动分别有限位作用；
所述调节板A(2)与杆A通过球铰连接，杆A相对所述调节板A(2)具有沿Y向的平移自由度和绕Y向的转动自由度；所述调节板A(2)与杆B通过连杆A连接，杆B相对所述调节板A(2)具有Y向的平移自由度；所述调节板A(2)与杆C通过连杆B连接，杆C相对所述调节板A(2)具有Y向的平移自由度。


3.如权利要求1或2所述的流体多自由度主动调节装置，其特征在于，所述姿态调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫清东，柯志芳，魏巍，刘城，郭猛，谢文浩，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11