一种用于高速自由射流风洞的四自由度模型支撑机构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于高速自由射流风洞的四自由度模型支撑机构，涉及高速空气动力试验设备及模型动态、静态支撑技术领域，包括：X机构；Y机构，其设置在X机构的内侧；侧滑基座，其设置在Y机构的内侧，侧滑基座与Y机构在竖直方向上为滑动连接；迎角机构，其滑动设置在侧滑基座上，迎角机构内侧滑动安装有弯刀支架，弯刀支架的上端安装有模型支杆。本发明专利技术提供的四自由度模型支撑机构具有定位精度高、承载能力大的特点，具备尾支撑、腹支撑的支撑方式，连接模型的支撑方式拓展性强，适用于大堵塞度、大载荷的高速自由射流风洞模型支撑。大载荷的高速自由射流风洞模型支撑。大载荷的高速自由射流风洞模型支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高速自由射流风洞的四自由度模型支撑机构


[0001]本专利技术属于高速空气动力试验设备及模型动态、静态支撑
，具体涉及一种用于高速自由射流风洞的四自由度模型支撑机构。

技术介绍

[0002]高速风洞是空气动力试验高速范围的关键试验设备，用于产生精确马赫数的气流，与精确支撑的模型作用，准确模拟和测量多种条件下飞行器的气动特性。高速风洞通常为闭口风洞，高速自由射流风洞是一类新型高速风洞，其试验段形式为开口结构，与常规闭口风洞相比，具有更大的试验段空间和更大的允许堵塞度。模型支撑机构是风洞的核心支撑机构，在高速自由射流风洞中，更大尺寸的模型带来更大的载荷，为了适应多种试验类型的需要，采用了具备投放（Y方向）功能的四自由度机构，并且使该四自由度机构具备五种模型支撑连接形式，适应多种类型的试验需求。
[0003]目前国内的高速风洞多为闭口风洞，其模型支撑机构多为单迎角机构，配合双转轴可以改变侧滑角，但改变侧滑角会导致迎角改变，且该装置承载能力较差；少数具备Y方向和X方向自由度机构运动能力的装置受制于弯刀支架支撑模式，承载能力偏小，支撑连接方式少。在大型高速射流风洞试验中，模型尺寸、载荷大幅增加，单纯依靠弯刀支架支撑的传统形式已经越来越不满足一些特殊试验的试验需求，尤其是一些测试部件尺寸大、结构形式特殊、结构强度刚度弱、需要多部位支撑。这就需要研究出一种模型支撑机构，既能提供多自由度运动能力，又具备灵活多样的支撑能力。
[0004]需要为某大型高速自由射流风洞研制一套模型支撑机构，该机构应具备四个运动自由度，即：两个角度自由度（迎角和侧滑角）和两个直线自由度（X方向和Y方向），两个角度自由度之间要解耦；同时该机构应具备多种模型支撑方式、能准确定位模型姿态、承载能力强、结构紧凑等特点。

技术实现思路

[0005]本专利技术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。
[0006]为了实现根据本专利技术的这些目的和优点，提供了一种用于高速自由射流风洞的四自由度模型支撑机构，包括：X机构；Y机构，其设置在所述X机构的内侧，且所述Y机构与X机构在水平方向上为滑动连接；侧滑基座，其设置在所述Y机构的内侧，且所述侧滑基座与Y机构在竖直方向上为滑动连接；迎角机构，其滑动设置在所述侧滑基座上，所述迎角机构内侧滑动安装有弯刀支架，所述弯刀支架的上端安装有模型支杆。
[0007]优选的是，其中，所述X机构的结构包括：X机构框架，其为顶部无横梁的矩形结构中空框架，所述X机构框架内部的左右两侧分别安装有两组水平直线导轨，同侧的两组水平直线导轨之间安装有X机构伺服油缸；所述Y机构的左右两侧分别固定设置有两组连X机构滑块，每组连X机构滑块均对应滑动安装在所述水平直线导轨上；所述Y机构的外侧固定设置有X机构油缸连接座，所述X机构伺服油缸的活塞杆与X机构油缸连接座相接。
[0008]优选的是，其中，所述Y机构的结构包括：Y机构框架，其为顶部、后部无横梁的矩形结构中空框架，所述Y机构框架的左右两个内侧分别安装有两组竖直直线导轨，同侧的两组竖直直线导轨之间安装有Y机构伺服油缸；所述侧滑基座的两侧分别固定有两组连Y机构滑块，每组连Y机构滑块均对应滑动安装在所述竖直直线导轨上；所述侧滑基座的两侧分别固定设置有Y机构伺服油缸连接座，所述Y机构伺服油缸的活塞杆与Y机构伺服油缸连接座相接。
[0009]优选的是，其中，所述侧滑基座的结构包括：侧滑基座框架，其为具有顶部平板结构的封闭式矩形结构，所述侧滑基座上表面设置有侧滑基座旋心孔和与侧滑基座旋心孔同心、共面的三个圆弧导轨；所述圆弧导轨的外侧设置有侧滑伺服油缸，所述侧滑伺服油缸的端部通过侧滑油缸固定旋心与侧滑基座框架铰接；所述迎角机构的底部固定设置有两组连侧滑基座滑块，所述连侧滑基座滑块与所述圆弧导轨滑动连接；所述迎角机构的底部还固定设置有与侧滑基座旋心孔转动连接的连侧滑基座旋心孔销轴；所述迎角机构的外侧设置有侧滑油缸连接座，所述侧滑伺服油缸的活塞杆与侧滑油缸连接座铰接。
[0010]优选的是，其中，所述迎角机构的结构包括：迎角机构框架，其内部设置有一对同心、共面的迎角机构圆弧导轨，所述迎角机构圆弧导轨的下方设置有迎角机构伺服油缸，所述迎角机构伺服油缸的端部与迎角机构框架铰接；所述弯刀支架的外侧固定设置有连迎角机构滑块，所述连迎角机构滑块与迎角机构圆弧导轨为滑动连接；所述弯刀支架的底部设置有连迎角机构油缸销轴孔，所述迎角机构伺服油缸的活塞杆与连迎角机构油缸销轴孔铰接。
[0011]优选的是，其中，所述弯刀支架的结构包括：下部支架；中部支架，其可拆卸连接在所述下部支架的上端，所述中部支架的上端设置有用于连接模型支杆的连接锥孔。
[0012]优选的是，其中，所述中部支架与下部支架的可拆卸连接方式为：所述中部支架与下部支架通过多个平行于铅垂面的平面搭接，再通过大销子以及多个螺钉连接紧固。
[0013]优选的是，其中，所述X机构的下端设置有X机构下横梁，X机构的前端和后端分别设置有X机构前横梁和X机构后横梁，所述X机构的下端还设置有多个下底座，所述X机构的上端设置有X机构连接面；所述Y机构的内侧的竖直方向上还设置有多个Y方向固定孔；所述Y机构的下端设置有Y机构下横梁，所述Y机构的前端设置有Y机构前横梁，所述Y机构的上端设置有Y机构支撑连接面；所述侧滑基座的上表面设置有连接平台，所述侧滑基座的内侧设置有与Y方向固定孔相适配的Y方向固定销轴；所述侧滑基座的上表面还开设有侧滑基座零位孔；所述迎角机构的底部设置有与侧滑基座零位孔相适配的迎角机构零位销。
[0014]优选的是，其中，所述迎角机构上端安装有斜拉模型支架，所述斜拉模型支架的结构包括：斜拉杆，其包括下斜拉杆，所述迎角机构上安装有斜拉杆底座，所述下斜拉杆与斜拉杆底座通过销轴转动连接；上斜拉杆，其下端与所述下斜拉杆通过锁紧螺杆相接；将所述弯刀支架的中部支架拆除，将立刀支架安装在弯刀支架的下部支架上，所述立刀支架上安装有模型，所述上斜拉杆的上端与所述立刀支架转动连接；所述迎角机构上还安装有前支柱底座，所述前支柱底座通过U型安装件与前支柱转动连接，所述下斜拉杆从U型安装件中穿过并与锁紧螺杆相接；所述迎角机构的后端还设置有后支柱底座，所述后支柱底座通过销轴转动连接有后支柱。
[0015]优选的是，其中，所述四自由度模型支撑机构上还设置有模型支架，所述模型支架安装在侧滑基座、Y机构或X机构上；所述模型支架的结构包括：下部支撑，其结构为四根立柱或多根横梁的支撑结构，其中所述立柱通过下部过渡块固定安装在侧滑基座的连接平台上，所述横梁安装在Y机构的Y机构框架或X机构的X机构框架上；四根立柱中，宽方向的两根立柱之间固定设置有连接横梁，长方向的两根立柱下端之间连接有下梁，长方向的两根立柱上端之间连接有上梁；支撑平台，其设置在所述立柱或横梁上；多根支撑柱，其成对固定设置在所述支撑平台上，所述模型固定在支撑柱的上端，且所述支撑柱的截面为叶片结构。
[0016]本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高速自由射流风洞的四自由度模型支撑机构，其特征在于，包括：X机构；Y机构，其设置在所述X机构的内侧，且所述Y机构与X机构在水平方向上为滑动连接；侧滑基座，其设置在所述Y机构的内侧，且所述侧滑基座与Y机构在竖直方向上为滑动连接；迎角机构，其滑动设置在所述侧滑基座上，所述迎角机构内侧滑动安装有弯刀支架，所述弯刀支架的上端安装有模型支杆；所述X机构与Y机构之间、Y机构与侧滑基座之间、侧滑基座与迎角机构之间以及迎角机构与弯刀支架之间均设置有动力机构。2.根据权利要求1所述的用于高速自由射流风洞的四自由度模型支撑机构，其特征在于，所述X机构的结构包括：X机构框架，其为顶部无横梁的矩形结构中空框架，所述X机构框架内部的左右两侧分别安装有两组水平直线导轨，同侧的两组水平直线导轨之间安装有X机构伺服油缸；所述Y机构的左右两侧分别固定设置有两组连X机构滑块，每组连X机构滑块均对应滑动安装在所述水平直线导轨上；所述Y机构的外侧固定设置有X机构油缸连接座，所述X机构伺服油缸的活塞杆与X机构油缸连接座相接。3.根据权利要求1所述的用于高速自由射流风洞的四自由度模型支撑机构，其特征在于，所述Y机构的结构包括：Y机构框架，其为顶部、后部无横梁的矩形结构中空框架，所述Y机构框架的左右两个内侧分别安装有两组竖直直线导轨，同侧的两组竖直直线导轨之间安装有Y机构伺服油缸；所述侧滑基座的两侧分别固定有两组连Y机构滑块，每组连Y机构滑块均对应滑动安装在所述竖直直线导轨上；所述侧滑基座的两侧分别固定设置有Y机构伺服油缸连接座，所述Y机构伺服油缸的活塞杆与Y机构伺服油缸连接座相接。4.根据权利要求1所述的用于高速自由射流风洞的四自由度模型支撑机构，其特征在于，所述侧滑基座的结构包括：侧滑基座框架，其为具有顶部平板结构的封闭式矩形结构，所述侧滑基座上表面设置有侧滑基座旋心孔和与侧滑基座旋心孔同心、共面的三个圆弧导轨；所述圆弧导轨的外侧设置有侧滑伺服油缸，所述侧滑伺服油缸的端部通过侧滑油缸固定旋心与侧滑基座框架铰接；所述迎角机构的底部固定设置有两组连侧滑基座滑块，所述连侧滑基座滑块与所述圆弧导轨滑动连接；所述迎角机构的底部还固定设置有与侧滑基座旋心孔转动连接的连侧滑基座旋心孔销轴；所述迎角机构的外侧设置有侧滑油缸连接座，所述侧滑伺服油缸的活塞杆与侧滑油缸连接座铰接。5.根据权利要求1所述的用于高速自由射流风洞的四自由度模型支撑机构，其特征在于，所述迎角机构的结构包括：迎角机构框架，其内部设置有一对同心、共面的迎角机构圆弧导轨，所述迎角机构圆弧
导轨的下方设置有迎角机构伺服油缸，所述迎角机构伺服油缸的端部与迎角机构框架铰接；所述弯刀支架的外侧固定设置有连迎角机构滑块，所述连迎角机构滑块与迎角机构圆弧导轨为滑动连接；所述弯刀支架的底部设置有连迎角机构油缸销轴孔，所述迎角机构伺服...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶成，白本奇，曾利权，尹疆，李聪健，熊能，蒋明华，凌忠伟，黄昊宇，何川，詹健，张胜，罗太元，祖孝勇，刘为杰，田嘉懿，吴琦，夏语，朱红艳，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：