一种大型高超声速高温风洞模型送进系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大型高超声速高温风洞模型送进系统，涉及风洞试验设备和模型动态、静态支撑技术领域，包括：支撑底座；Y向举升机构；轴向X平移机构，轴向X平移机构在水平轴向方向上与Y向举升机构为滑动连接；偏航机构，其滑动设置在轴向X平移机构的滑座上；俯仰攻角机构，其转动安装在偏航机构的偏航旋转体上，俯仰攻角机构上安装有用于承载模型的模型支撑平台。本发明专利技术将Y向举升机构、轴向X平移机构、偏航机构、俯仰攻角机构设置为串联式运动布局安装，具有支撑载荷大、平稳性好、对测量和控制信号无干扰、可靠性好的优点，实现了模型在大尺度高超声速风洞中的送进、姿态调整和四个自由度的精确定位功能。由度的精确定位功能。由度的精确定位功能。

【技术实现步骤摘要】
一种大型高超声速高温风洞模型送进系统


[0001]本专利技术属于风洞试验设备和模型动态、静态支撑
，更具体地说，本专利技术涉及一种大型高超声速高温风洞模型送进系统。

技术介绍

[0002]在进行相关风洞试验时，需要有模型送进系统将模型从试验段的吊舱内快速垂直运送到预定的流场区域位置并锁紧，在实验完成后再将模型快速退出流场，最终模型停止在试验段吊舱内。模型坐标系定义如下：坐标系原点O位于喷管出口截面与扩压器入口截面轴线的中点，设备流场轴向为X方向（指向扩压器），竖直向上方向为Y方向，在XY轴平面上模型轴线与流场轴线的夹角为俯仰角α，在XZ轴平面上模型轴线与流场轴线的夹角为偏航角β。模型气动载荷参数定义依据航空类和航天类国家标准GB/T 16638
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2008坐标轴系的规定。
[0003]其中模型的各自由度运动速度需要可程控设定并连续可调，攻角α和偏航角β可联动。系统运行过程中，包括运动和静止工作状态，平稳无振荡。另外根据试验环境条件对机构本体、驱动系统及线缆等采取必要的防热措施，试验时处于隔板上方的机构需做水冷防热设计。
[0004]按照上述主要技术指标要求，整个模型送进系统需具备空间4个自由度的运动功能，即沿X轴的轴向平移、沿Y轴的法向升降、绕Z轴的俯仰旋转和绕Y轴的偏航旋转。目前，缺少能够实现上述功能的风洞模型送进系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的是解决上述问题和/或缺陷，并提供后面将说明的优点。
[0006]为了实现根据本专利技术的这些目的和优点，提供了一种大型高超声速高温风洞模型送进系统，包括：支撑底座，其上两端分别设置有大立柱和小立柱，所述大立柱和小立柱之间滑动设置有Y向举升机构；轴向X平移机构，其设置在所述Y向举升机构的上端，所述轴向X平移机构在水平轴向方向上与Y向举升机构为滑动连接；偏航机构，其滑动设置在所述轴向X平移机构的滑座上；俯仰攻角机构，其安装在所述偏航机构的偏航旋转体上，所述俯仰攻角机构上安装有用于承载模型的模型支撑平台。
[0007]优选的是，其中，所述Y向举升机构的结构包括：所述大立柱和小立柱的内侧分别安装有多条竖直直线导轨；分体式Y向举升框架，其两侧分别安装有多个Y向直线导轨滑块，所述Y向直线导轨滑块滑动设置在竖直直线导轨上；两个Y向支撑座，其分别安装在所述支撑底座的两端且靠近大立柱和小立柱的内
侧，所述Y向支撑座上分别安装有Y向升降油缸，且两个Y向升降油缸为并联连接；所述Y向升降油缸的活塞杆上端与分体式Y向举升框架的外侧固定相接；所述Y向举升机构还设置有竖直Y向检测元件，所述Y向检测元件的Y向磁栅尺安装在大立柱和小立柱上，所述Y向举升框架上安装有Y向磁栅尺读数头支架，所述Y向磁栅尺读数头支架安装有Y向磁栅尺读数头。
[0008]优选的是，其中，所述Y向支撑座上安装有两根导向柱，且两根导向柱分居Y向升降油缸的两侧，所述导向柱的上端分别与大立柱和小立柱固定连接；所述分体式Y向举升框架的两端分别与导向柱滑动连接，所述Y向举升框架两端分别安装有锁紧油缸，所述导向柱穿设在锁紧油缸中；所述大立柱和小立柱上分别对称安装有Y向电动缸，所述Y向电动缸的伸缩杆固定连接有Y向定位销，所述分体式Y向举升框架的两侧分别设置有与Y向定位销对应的Y向插销孔。
[0009]优选的是，其中，所述轴向X平移机构的结构包括：两条水平直线导轨，其安装在所述Y向举升机构的上表面；滑座，其下表面安装有X向导轨滑块，所述X向导轨滑块与水平直线导轨滑动连接；所述Y向举升机构的上表面安装有两根水平导向杆，所述滑座的两端滑动穿设在水平导向杆上；两个X向驱动油缸，其通过安装架安装在所述Y向举升机构的上表面，且两个X向驱动油缸分别位于两条水平直线导轨的外侧，所述滑座的两个侧面分别安装有X向连接座，所述X向驱动油缸的活塞杆与X向连接座转动连接；所述滑座的前端安装有两个水平锁紧油缸，所述水平导向杆穿设在水平锁紧油缸中；所述滑座的后端安装有多个X向电动缸，所述X向电动缸的伸缩杆固定连接有X向插销，所述Y向举升机构上开设有与X向插销相对应的X向定位孔；所述轴向X平移机构还设置有水平X向检测元件，所述水平X向检测元件的X向磁栅尺安装在Y向举升机构的Y向举升框架上，所述滑座上安装有X向磁栅尺读数头支架，所述X向磁栅尺读数头支架安装有X向磁栅尺读数头。
[0010]优选的是，其中，所述偏航机构的结构包括：圆弧导轨，其安装在所述滑座的上表面，所述滑座上表面的中部还设置有旋转旋心，所述滑座的上表面还安装有偏航连接座；偏航旋转体，其下表面安装有偏航导轨滑块，所述偏航导轨滑块滑动设置在所述圆弧导轨上，所述偏航旋转体通过交叉滚子轴承与旋转旋心转动连接；偏航驱动油缸，其缸体端部与所述偏航连接座转动连接，所述偏航驱动油缸的活塞杆与偏航旋转体的旋转连接座转动连接；所述偏航旋转体的后端设置有呈弧形结构的偏航导向夹紧条，所述滑座上的凸台上通过U型安装座安装有多个成弧形排布的偏航液压锁紧油缸，所述偏航液压锁紧油缸的两个偏航夹紧片分别与所述偏航导向夹紧条相抵接；所述偏航旋转体的后端还安装有偏航电动缸，所述偏航电动缸的伸缩杆固定连接有偏航定位销，所述滑座上设置有与偏航定位销相适配的偏航定位孔。
[0011]优选的是，其中，所述偏航机构内还设置有偏航检测机构，所述偏航检测机构包括：轴承支撑体，其固定安装在所述滑座上；编码器支架，其固定安装在所述轴承支撑体的内部，所述编码器支架内安装有偏航检测编码器，所述偏航检测编码器通过联轴器Ⅰ连接有检测轴，所述检测轴通过轴承与所述编码器支架转动连接；所述偏航旋转体内固定连接有检测轴支架，所述检测轴通过胀套固定在检测轴支架内。
[0012]优选的是，其中，所述俯仰攻角机构的结构包括：所述偏航旋转体的上固定安装有俯仰支架，所述偏航旋转体前端固定安装有油缸安装座，所述模型支撑平台通过俯仰支撑轴和支撑轴承与俯仰支架转动连接，所述油缸安装座上转动安装有俯仰驱动油缸；夹紧定位条，其为内侧设置有齿条的弯刀状结构，所述夹紧定位条的上端与模型支撑平台固定连接，下端活动设置在俯仰支架的槽体中；所述俯仰支架上安装有夹紧油缸，所述夹紧油缸的两个夹紧片分别位于夹紧定位条的两侧；所述俯仰支架内部还安装有电动缸，所述电动缸的伸缩杆上固定连接有定位块，所述定位块上设置有用于啮合固定夹紧定位条的齿条，所述定位块的上端和下端分别滑动连接有导向块。
[0013]优选的是，其中，所述俯仰攻角机构上设置有俯仰检测机构，所述俯仰检测机构包括：连接板，其上端安装在所述模型支撑平台的侧面，所述连接板的下端与俯仰支撑轴转动连接；俯仰检测编码器，其安装在所述俯仰支撑轴内部，所述俯仰检测编码器通过联轴器Ⅱ与连接板连接。
[0014]优选的是，其中，所述Y向举升机构上还设置有热防风组件，所述热防风组件的结构包括：两块防风导向板，其通过支架安装在所述Y向举升机构的上方，且两块防风导向板分居偏航机构、俯仰攻角机构的两侧；所述防风导向板在水平X方向上滑动连接有多层防风冷却隔热板，每层防风冷却隔热板之间设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型高超声速高温风洞模型送进系统，其特征在于，包括：支撑底座，其上两端分别设置有大立柱和小立柱，所述大立柱和小立柱之间滑动设置有Y向举升机构；轴向X平移机构，其设置在所述Y向举升机构的上端，所述轴向X平移机构在水平轴向方向上与Y向举升机构为滑动连接；偏航机构，其滑动设置在所述轴向X平移机构的滑座上；俯仰攻角机构，其安装在所述偏航机构的偏航旋转体上，所述俯仰攻角机构上安装有用于承载模型的模型支撑平台。2.如权利要求1所述的大型高超声速高温风洞模型送进系统，其特征在于，所述Y向举升机构的结构包括：所述大立柱和小立柱的内侧分别安装有多条竖直直线导轨；分体式Y向举升框架，其两侧分别安装有多个Y向直线导轨滑块，所述Y向直线导轨滑块滑动设置在竖直直线导轨上；两个Y向支撑座，其分别安装在所述支撑底座的两端且靠近大立柱和小立柱的内侧，所述Y向支撑座上分别安装有Y向升降油缸，且两个Y向升降油缸为并联连接；所述Y向升降油缸的活塞杆上端与分体式Y向举升框架的外侧固定相接；所述Y向举升机构还设置有竖直Y向检测元件，所述Y向检测元件的Y向磁栅尺安装在大立柱和小立柱上，所述分体式Y向举升框架上安装有Y向磁栅尺读数头支架，所述Y向磁栅尺读数头支架安装有Y向磁栅尺读数头。3.如权利要求2所述的大型高超声速高温风洞模型送进系统，其特征在于，所述Y向支撑座上安装有两根导向柱，且两根导向柱分居Y向升降油缸的两侧，所述导向柱的上端分别与大立柱和小立柱固定连接；所述分体式Y向举升框架的两端分别与导向柱滑动连接，所述分体式Y向举升框架两端分别安装有锁紧油缸，所述导向柱穿设在锁紧油缸中；所述大立柱和小立柱上分别对称安装有Y向电动缸，所述Y向电动缸的伸缩杆固定连接有Y向定位销，所述分体式Y向举升框架的两侧分别设置有与Y向定位销对应的Y向插销孔。4.如权利要求1所述的大型高超声速高温风洞模型送进系统，其特征在于，所述轴向X平移机构的结构包括：两条水平直线导轨，其安装在所述Y向举升机构的上表面；滑座，其下表面安装有X向导轨滑块，所述X向导轨滑块与水平直线导轨滑动连接；所述Y向举升机构的上表面安装有两根水平导向杆，所述滑座的两端滑动穿设在水平导向杆上；两个X向驱动油缸，其通过安装架安装在所述Y向举升机构的上表面，且两个X向驱动油缸分别位于两条水平直线导轨的外侧，所述滑座的两个侧面分别安装有X向连接座，所述X向驱动油缸的活塞杆与X向连接座转动连接；所述滑座的前端安装有两个水平锁紧油缸，所述水平导向杆穿设在水平锁紧油缸中；所述滑座的后端安装有多个X向电动缸，所述X向电动缸的伸缩杆固定连接有X向插销，所述Y向举升机构上开设有与X向插销相对应的X向定位孔；所述轴向X平移机构还设置有水平X向检测元件，所述水平X向检测元件的X向磁栅尺安装在Y向举升机构的分体式Y向举升框架上，所述滑座上安装有X向磁栅尺读数头支架，所述
X向磁栅尺读数头支架安装有X向磁栅尺读数头。5.如权利要求1所述的大型高超声速高温风洞模型送进系统，其特征在于，所述偏航机构的结构包括：圆弧导轨，其安装在所述滑座的上表面，所述滑座上表面的中部还设置有旋转旋心，所述滑座的上表面还安装有偏航连接座；偏航旋转体，其下表面安装有...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘德贤，陈德江，朱超，部绍清，吴斌，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：