一種基于平行四邊形機(jī)構(gòu)的風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)P椭螜C(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種基于平行四邊形機(jī)構(gòu)的風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)P椭螜C(jī)構(gòu),屬于飛行器研制試驗(yàn)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。由底座、旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、旋轉(zhuǎn)桿、擺動(dòng)伺服電機(jī)、擺動(dòng)桿一、擺動(dòng)桿二、擺動(dòng)桿三、擺動(dòng)桿四、滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、滾轉(zhuǎn)固定支架、模型支撐桿、飛行器模型的安裝組成。旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、擺動(dòng)伺服電機(jī)、滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和滾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)飛行器模型在機(jī)構(gòu)的導(dǎo)引下繞虛擬中心進(jìn)行三維運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)飛行器模型3個(gè)自由度的偏航運(yùn)動(dòng)、俯仰運(yùn)動(dòng)和滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。該模型支撐機(jī)構(gòu)能保證飛行器模型有足夠大的運(yùn)動(dòng)范圍,并且使飛行器模型在機(jī)構(gòu)的導(dǎo)引下其質(zhì)心位置保持不變的特性,滿足飛行器模型進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)的要求,提高飛行器模型進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)的效果。
【專利說(shuō)明】一種基于平行四邊形機(jī)構(gòu)的風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)P椭螜C(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種飛行器進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)的飛行器模型支撐機(jī)構(gòu),尤其是能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)引飛行器模型繞虛擬中心實(shí)現(xiàn)三維轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)P椭螜C(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu),屬于飛行器研制試驗(yàn)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)洞試驗(yàn)是研制飛行器必不可少的必要環(huán)節(jié),每一種飛行器的研制都需要在風(fēng)洞中進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn),飛行器進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)離不開模型支撐系統(tǒng)。飛行器模型進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)的模型支撐機(jī)構(gòu)的性能,直接影響到飛行器模型風(fēng)洞試驗(yàn)效果,從而影響到飛行器研制的質(zhì)量或成敗。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的就是為飛行器模型進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn),提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,性能優(yōu)化的基于平行四邊形機(jī)構(gòu)的風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)P椭螜C(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)飛行器模型在支撐機(jī)構(gòu)的導(dǎo)引下繞虛擬中心進(jìn)行三維轉(zhuǎn)動(dòng),以解決機(jī)構(gòu)在限制條件下能夠?qū)бw行器模型進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)動(dòng),保證飛行器模型有足夠大的運(yùn)動(dòng)范圍,并且使飛行器模型在機(jī)構(gòu)的導(dǎo)引下其質(zhì)心位置保持不變的特性。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是,一種基于平行四邊形機(jī)構(gòu)的風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)P椭螜C(jī)構(gòu),其特征是,設(shè)有底座、旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、旋轉(zhuǎn)桿、擺動(dòng)伺服電機(jī)、擺動(dòng)桿一、擺動(dòng)桿二、擺動(dòng)桿三、擺動(dòng)桿四、滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、滾轉(zhuǎn)固定支架、模型支撐桿、飛行器模型,旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)固定在底座上,旋轉(zhuǎn)桿固定在旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的電機(jī)軸上構(gòu)成旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),旋轉(zhuǎn)桿與底座垂直,旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)桿繞其軸線360度周轉(zhuǎn);擺動(dòng)桿一、擺動(dòng)桿二、擺動(dòng)桿三和擺動(dòng)桿四的一端分別通過(guò)旋轉(zhuǎn)副相連形成平行四邊形的四連桿機(jī)構(gòu),擺動(dòng)桿一、擺動(dòng)桿二的另一端分別通過(guò)旋轉(zhuǎn)副與旋轉(zhuǎn)桿相連,擺動(dòng)桿三和擺動(dòng)桿四的另一端分別通過(guò)旋轉(zhuǎn)副與滾轉(zhuǎn)固定支架相連,擺動(dòng)伺服電機(jī)固定在旋轉(zhuǎn)桿上,擺動(dòng)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接擺動(dòng)桿一構(gòu)成擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),滾轉(zhuǎn)固定支架軸心線與擺動(dòng)桿一和擺動(dòng)桿二平行;模型支撐桿安裝在滾轉(zhuǎn)固定支架上形成旋轉(zhuǎn)副,滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)固定在模型支撐桿一端,模型支撐桿另一端尾桿上固定飛行器模型構(gòu)成滾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、滾轉(zhuǎn)固定支架、模型支撐桿、飛行器模型軸線重合,滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模型支撐桿繞軸線周轉(zhuǎn),飛行器模型隨模型支撐桿轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng),飛行器模型的模型質(zhì)心位置始終在旋轉(zhuǎn)桿的延長(zhǎng)線上。
[0005]所述四連桿平行四邊形結(jié)構(gòu)的擺動(dòng)桿二與擺動(dòng)桿一平行,擺動(dòng)桿三和擺動(dòng)桿四分別通過(guò)旋轉(zhuǎn)副與擺動(dòng)桿一和擺動(dòng)桿二相連,擺動(dòng)桿三與擺動(dòng)桿四平行。
[0006]所述旋轉(zhuǎn)桿繞其軸線360度周轉(zhuǎn)帶動(dòng)包括擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和滾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的整個(gè)模型支撐機(jī)構(gòu)繞電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)飛行器模型的偏航運(yùn)動(dòng)。
[0007]所述擺動(dòng)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)桿一上、下擺動(dòng),從而帶動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)中的其他三根擺動(dòng)桿擺動(dòng),擺動(dòng)桿三和擺動(dòng)桿四與滾轉(zhuǎn)固定支架相連,滾轉(zhuǎn)固定支架與飛行器模型軸線重合,從而控制飛行器模型做俯仰運(yùn)動(dòng)。
[0008]所述滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模型支撐桿旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)尾桿上的飛行器模型實(shí)現(xiàn)滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0009]所述尾桿上固定飛行器模型由所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和滾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)3個(gè)自由度的偏航運(yùn)動(dòng)、俯仰運(yùn)動(dòng)和滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0010]本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、簡(jiǎn)單,性能好,能夠?qū)崿F(xiàn)飛行器模型在機(jī)構(gòu)的導(dǎo)引下繞虛擬中心進(jìn)行三維運(yùn)動(dòng),以解決機(jī)構(gòu)在限制條件下能夠?qū)бw行器模型進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)飛行器模型3個(gè)自由度的偏航運(yùn)動(dòng)、俯仰運(yùn)動(dòng)和滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),保證飛行器模型有足夠大的運(yùn)動(dòng)范圍,并且使飛行器模型在機(jī)構(gòu)的導(dǎo)引下其質(zhì)心位置保持不變的特性,滿足飛行器模型進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)的要求,提高飛行器模型進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)的效果。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0013]圖3為本發(fā)明的的運(yùn)行流程圖。
[0014]圖4為本發(fā)明的偏航運(yùn)動(dòng)運(yùn)行原理圖。
[0015]圖5為本發(fā)明的俯仰運(yùn)動(dòng)運(yùn)行原理圖。
[0016]圖6為本發(fā)明的滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)行原理圖。
[0017]圖中:1底座、2旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、3旋轉(zhuǎn)桿、4擺動(dòng)伺服電機(jī)、5擺動(dòng)桿一、6擺動(dòng)桿二、7擺動(dòng)桿三、8擺動(dòng)桿四、9滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、10滾轉(zhuǎn)固定支架、11模型支撐桿、12飛行器模型、13模型質(zhì)心位置。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]一種基于平行四邊形機(jī)構(gòu)的風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)P椭螜C(jī)構(gòu),由底座1、旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)2、旋轉(zhuǎn)桿3、擺動(dòng)伺服電機(jī)4、擺動(dòng)桿一 5、擺動(dòng)桿二 6、擺動(dòng)桿三7、擺動(dòng)桿四8、滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)9、滾轉(zhuǎn)固定支架10、模型支撐桿11、飛行器模型12等安裝連接組成,旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)固定在底座上,旋轉(zhuǎn)桿固定在旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的電機(jī)軸上構(gòu)成旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),旋轉(zhuǎn)桿與底座垂直,旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)桿繞其軸線360度周轉(zhuǎn);擺動(dòng)桿一、擺動(dòng)桿二、擺動(dòng)桿三和擺動(dòng)桿四的一端分別通過(guò)旋轉(zhuǎn)副相連形成平行四邊形的四連桿機(jī)構(gòu),擺動(dòng)桿一、擺動(dòng)桿二的另一端分別通過(guò)旋轉(zhuǎn)副與旋轉(zhuǎn)桿相連,擺動(dòng)桿三和擺動(dòng)桿四的另一端分別通過(guò)旋轉(zhuǎn)副與滾轉(zhuǎn)固定支架相連,擺動(dòng)伺服電機(jī)固定在旋轉(zhuǎn)桿上,擺動(dòng)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接擺動(dòng)桿一構(gòu)成擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),滾轉(zhuǎn)固定支架軸心線與擺動(dòng)桿一和擺動(dòng)桿二平行;模型支撐桿安裝在滾轉(zhuǎn)固定支架上形成旋轉(zhuǎn)副,滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)固定在模型支撐桿一端,模型支撐桿另一端尾桿上固定飛行器模型構(gòu)成滾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、滾轉(zhuǎn)固定支架、模型支撐桿、飛行器模型軸線重合,滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模型支撐桿繞軸線周轉(zhuǎn),飛行器模型隨模型支撐桿轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng),飛行器模型的模型質(zhì)心位置13始終在旋轉(zhuǎn)桿的延長(zhǎng)線上。
[0020]所述四連桿平行四邊形結(jié)構(gòu)的擺動(dòng)桿二與擺動(dòng)桿一平行,擺動(dòng)桿三和擺動(dòng)桿四分別通過(guò)旋轉(zhuǎn)副與擺動(dòng)桿一和擺動(dòng)桿二相連,擺動(dòng)桿三與擺動(dòng)桿四平行。
[0021]所述旋轉(zhuǎn)桿繞其軸線360度周轉(zhuǎn)帶動(dòng)包括擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和滾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的整個(gè)模型支撐機(jī)構(gòu)繞電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)飛行器模型的偏航運(yùn)動(dòng)。
[0022]所述擺動(dòng)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)桿一上、下擺動(dòng),從而帶動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)中的其他三根擺動(dòng)桿擺動(dòng),擺動(dòng)桿三和擺動(dòng)桿四與滾轉(zhuǎn)固定支架相連,滾轉(zhuǎn)固定支架與飛行器模型軸線重合,從而控制飛行器模型做俯仰運(yùn)動(dòng)。
[0023]所述滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模型支撐桿旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)尾桿上的飛行器模型實(shí)現(xiàn)滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0024]所述尾桿上固定飛行器模型由所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和滾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)3個(gè)自由度的偏航運(yùn)動(dòng)、俯仰運(yùn)動(dòng)和滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0025]旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)桿繞其軸線360度周轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)整個(gè)機(jī)構(gòu)周轉(zhuǎn)。整個(gè)機(jī)構(gòu)自由度為3,固定于尾桿上的飛行器模型可以實(shí)現(xiàn)3個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)??刂?個(gè)主動(dòng)關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),使飛行器模型在保持模型質(zhì)心位置不變的同時(shí),飛行器模型的3個(gè)空間姿態(tài)角能夠獲得需要的運(yùn)動(dòng)。
[0026]本發(fā)明導(dǎo)引飛行器模型繞虛擬中心轉(zhuǎn)動(dòng),機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)分別由旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、擺動(dòng)伺服電機(jī)、滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)提供。飛行器模型在機(jī)構(gòu)的導(dǎo)引下繞虛擬中心轉(zhuǎn)動(dòng),所能實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)分別為偏航運(yùn)動(dòng)、俯仰運(yùn)動(dòng)和滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于平行四邊形機(jī)構(gòu)的風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)P椭螜C(jī)構(gòu),其特征是,設(shè)有底座(1)、旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(2)、旋轉(zhuǎn)桿(3)、擺動(dòng)伺服電機(jī)(4)、擺動(dòng)桿一(5)、擺動(dòng)桿二(6)、擺動(dòng)桿三(7)、擺動(dòng)桿四(8)、滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(9)、滾轉(zhuǎn)固定支架(10)、模型支撐桿(11)、飛行器模型(12),旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(2)固定在底座(1)上,旋轉(zhuǎn)桿(3)固定在旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(2)的電機(jī)軸上構(gòu)成旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),旋轉(zhuǎn)桿(3)與底座(1)垂直,旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(2)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)桿(3)繞其軸線360度周轉(zhuǎn);擺動(dòng)桿一(5)、擺動(dòng)桿二(6)、擺動(dòng)桿三(7)和擺動(dòng)桿四(8)的一端分別通過(guò)旋轉(zhuǎn)副相連形成平行四邊形的四連桿機(jī)構(gòu),擺動(dòng)桿一(5)、擺動(dòng)桿二(6)的另一端分別通過(guò)旋轉(zhuǎn)副與旋轉(zhuǎn)桿(3)相連,擺動(dòng)桿三(7)和擺動(dòng)桿四(8)的另一端分別通過(guò)旋轉(zhuǎn)副與滾轉(zhuǎn)固定支架(10)相連,擺動(dòng)伺服電機(jī)(4)固定在旋轉(zhuǎn)桿(3)上,擺動(dòng)伺服電機(jī)(4)驅(qū)動(dòng)連接擺動(dòng)桿一構(gòu)成擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),滾轉(zhuǎn)固定支架(10)軸心線與擺動(dòng)桿一(5)和擺動(dòng)桿二(6)平行;模型支撐桿(11)安裝在滾轉(zhuǎn)固定支架(10 )上形成旋轉(zhuǎn)副,滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(9 )固定在模型支撐桿(11)一端,模型支撐桿(11)另一端尾桿上固定飛行器模型(12)構(gòu)成滾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(9)、滾轉(zhuǎn)固定支架(10)、模型支撐桿(11)、飛行器模型(12)軸線重合,滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(9)驅(qū)動(dòng)控制模型支撐桿(11)繞軸線周轉(zhuǎn),飛行器模型(12)隨模型支撐桿(11)轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng),飛行器模型(12)的模型質(zhì)心位置(13)始終在旋轉(zhuǎn)桿(3)的延長(zhǎng)線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于平行四邊形機(jī)構(gòu)的風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)P椭螜C(jī)構(gòu),其特征是,所述四連桿平行四邊形結(jié)構(gòu)的擺動(dòng)桿二(6)與擺動(dòng)桿一(5)平行,擺動(dòng)桿三(7)和擺動(dòng)桿四(8)分別通過(guò)旋轉(zhuǎn)副與擺動(dòng)桿一(5)和擺動(dòng)桿二(6)相連,擺動(dòng)桿三(7)與擺動(dòng)桿四(8)平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于平行四邊形機(jī)構(gòu)的風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)P椭螜C(jī)構(gòu),其特征是,所述旋轉(zhuǎn)桿(3)繞其軸線360度周轉(zhuǎn)帶動(dòng)包括擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和滾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的整個(gè)模型支撐機(jī)構(gòu)繞電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)飛行器模型的偏航運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于平行四邊形機(jī)構(gòu)的風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)P椭螜C(jī)構(gòu),其特征是,所述擺動(dòng)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)桿一上、下擺動(dòng),從而帶動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)中的其他三根擺動(dòng)桿擺動(dòng),擺動(dòng)桿三和擺動(dòng)桿四與滾轉(zhuǎn)固定支架相連,滾轉(zhuǎn)固定支架與飛行器模型(12)軸線重合,從而控制飛行器模型(12)做俯仰運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于平行四邊形機(jī)構(gòu)的風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)P椭螜C(jī)構(gòu),其特征是,所述滾轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(9)驅(qū)動(dòng)模型支撐桿(11)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)尾桿上的飛行器模型(12)實(shí)現(xiàn)滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于平行四邊形機(jī)構(gòu)的風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)P椭螜C(jī)構(gòu),其特征是,所述尾桿上固定飛行器模型(12)由所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和滾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)3個(gè)自由度的偏航運(yùn)動(dòng)、俯仰運(yùn)動(dòng)和滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】G01M9/08GK104458197SQ201410641585
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】陳文家, 邵子宴, 李鷺揚(yáng), 胡勇金, 李關(guān)鍵 申請(qǐng)人:揚(yáng)州大學(xué)