一種高速風(fēng)洞的模型滾轉(zhuǎn)角測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于風(fēng)洞試驗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高速風(fēng)洞的模型滾轉(zhuǎn)角測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有風(fēng)洞滾轉(zhuǎn)機構(gòu)實現(xiàn)了電機與風(fēng)洞支臂的一體化設(shè)計，中國專利(專利號201220364352.1)公開了一種風(fēng)洞試驗?zāi)Ｐ蜐L轉(zhuǎn)控制裝置。該風(fēng)洞試驗?zāi)Ｐ蜐L轉(zhuǎn)控制裝置應(yīng)用于對風(fēng)洞堵塞度要求較低的Φ0.5米高超聲速風(fēng)洞中，包括驅(qū)動電機、編碼器、支架、旋轉(zhuǎn)軸、軸承，該滾轉(zhuǎn)控制裝置將電機與支架做成一體，支架做成電機的定子，旋轉(zhuǎn)軸做成電機的轉(zhuǎn)子，編碼器直接安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度直接由安裝在它上面的編碼器讀出，為了天平走線，旋轉(zhuǎn)軸為中空結(jié)構(gòu)，編碼器采用中空結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)編碼器。由于0.6米量級的小型高速風(fēng)洞對風(fēng)洞堵塞度要求較高，因此風(fēng)洞支臂的剖面截面面積較小;而空心旋轉(zhuǎn)軸因風(fēng)洞天平走線需要，外形尺寸又較大，致使中空結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)編碼器難以應(yīng)用于0.6米量級的小型高速風(fēng)洞中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高速風(fēng)洞的模型滾轉(zhuǎn)角測量裝置。
[0004]本發(fā)明的高速風(fēng)洞的模型滾轉(zhuǎn)角測量裝置，支桿天平模型組件通過鍵、拉桿、拉桿鎖緊螺母固定在高速風(fēng)洞的滾轉(zhuǎn)機構(gòu)中，天平線纜由拉桿的內(nèi)孔引出；空心旋轉(zhuǎn)軸由一件滾針結(jié)構(gòu)的前軸承與一對角接觸球軸承組成的后軸承組支撐定位;前軸承由風(fēng)洞支臂定位，被前端蓋壓緊后固定;后軸承組由位于風(fēng)洞支臂上的前擋塊定位，被鎖緊螺母壓緊后固定；電機轉(zhuǎn)子磁鋼外貼于空心旋轉(zhuǎn)軸表面，電機定子過盈安裝在風(fēng)洞支臂的內(nèi)孔中，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，帶動支桿天平模型組件轉(zhuǎn)動；電機線和光柵信號線從滾轉(zhuǎn)機構(gòu)的尾部下端開孔處引出；其特征在于，將圓光柵固定在空心旋轉(zhuǎn)軸上，空心旋轉(zhuǎn)軸帶動支桿天平模型組件和圓光柵旋轉(zhuǎn)，圓光柵和空心旋轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置有調(diào)整墊片，用以調(diào)整圓光柵的軸向位置;光柵讀數(shù)頭固定在風(fēng)洞支臂上，在光柵讀數(shù)頭安裝面背部的風(fēng)洞支臂上有頂絲結(jié)構(gòu)，用以調(diào)整光柵讀數(shù)頭和圓光柵的相對縱向距離和角度。
[0005]所述的風(fēng)洞支臂剖面的外形曲線的下半部為圓形，上半部為二次拋物線形狀的曲線，上半部的曲線與下半部的曲線相切。
[0006]所述的調(diào)整墊片的厚度調(diào)整精度可達±0.01毫米。
[0007]所述的光柵讀數(shù)頭通過拉緊螺釘固定在風(fēng)洞支臂內(nèi)腔的安裝平面上。
[0008]所述的頂絲結(jié)構(gòu)包括拉緊螺釘和緊定螺釘;通過同時調(diào)節(jié)緊定螺釘，再拉緊拉緊螺釘，實現(xiàn)光柵讀數(shù)頭和圓光柵的縱向距離調(diào)整，縱向距離的調(diào)整精度為±0.01毫米;通過同時調(diào)節(jié)緊定螺釘I和緊定螺釘m，或緊定螺釘π和緊定螺釘IV，再拉緊拉緊螺釘，實現(xiàn)光柵讀數(shù)頭和圓光柵的安裝俯仰角度調(diào)整，安裝俯仰角度的調(diào)整精度可達±2?通過同時調(diào)節(jié)緊定螺釘I和緊定螺釘Π，或緊定螺釘m和緊定螺釘IV，再拉緊拉緊螺釘，實現(xiàn)光柵讀數(shù)頭和圓光柵的安裝滾轉(zhuǎn)角度調(diào)整，安裝滾轉(zhuǎn)角度的調(diào)整精度可達±2\
[0009]將本發(fā)明的高速風(fēng)洞的模型滾轉(zhuǎn)角測量裝置中的內(nèi)置于風(fēng)洞支臂內(nèi)腔的圓光柵、光柵讀數(shù)頭，和外置于風(fēng)洞外的細分盒、驅(qū)動器、計算機連接，組成角度測量系統(tǒng)，實時監(jiān)控空心旋轉(zhuǎn)軸的運動狀態(tài)，以獲得模型滾轉(zhuǎn)角數(shù)值，所測的模型滾轉(zhuǎn)角數(shù)值和實際的模型滾轉(zhuǎn)角數(shù)值誤差精度小于廠。
[0010]本發(fā)明的高速風(fēng)洞的模型滾轉(zhuǎn)角測量裝置，采用一體化結(jié)構(gòu)，避免了氣流沖擊載荷的干擾，具有測量裝置尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、測量精度高、抗電磁干擾的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的高速風(fēng)洞的模型滾轉(zhuǎn)角測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的A-A剖視圖；
圖3是圖1的B向局部俯視圖；
圖4是圖1的I局部放大圖；
圖中，1.支桿天平模型組件2.前端蓋3.前軸承4.鍵5.空心旋轉(zhuǎn)軸6.拉桿
7.前擋塊8.后軸承組9.鎖緊螺母10.風(fēng)洞支臂11.電機轉(zhuǎn)子12.電機定子13.后端蓋14.拉桿壓緊螺母15.天平線纜16.電機線和光柵信號線17.調(diào)整墊片18.光柵支撐架19.圓光柵20.拉緊螺釘21.緊定螺釘22.光柵讀數(shù)頭23.圓光柵拉緊螺釘24.調(diào)整墊片拉緊螺釘211.緊定螺釘I 212.緊定螺釘Π 213.緊定螺釘ΙΠ214.緊定螺釘IV。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0013]圖1為本發(fā)明的高速風(fēng)洞的模型滾轉(zhuǎn)角測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是圖1的B向局部俯視圖；圖4是圖1的I的局部放大圖。
[0014]如圖1-圖4所示，支桿天平模型組件1通過鍵4、拉桿6、拉桿壓緊螺母14固定在高速風(fēng)洞的滾轉(zhuǎn)機構(gòu)中，天平線纜15由拉桿6的內(nèi)孔引出；空心旋轉(zhuǎn)軸5由一件滾針結(jié)構(gòu)的前軸承3與一對角接觸球軸承組成的后軸承組8支撐定位;前軸承3由風(fēng)洞支臂10定位，被前端蓋2壓緊后固定;后軸承組8由位于風(fēng)洞支臂10上的前擋塊7定位，被鎖緊螺母9壓緊后固定；電機轉(zhuǎn)子11磁鋼外貼于空心旋轉(zhuǎn)軸5表面，電機定子12過盈安裝在風(fēng)洞支臂10的內(nèi)孔中，電機轉(zhuǎn)子11轉(zhuǎn)動時，帶動支桿天平模型組件1轉(zhuǎn)動；電機線和光柵信號線16從滾轉(zhuǎn)機構(gòu)的尾部下端開孔處引出；其特征在于，將圓光柵19固定在空心旋轉(zhuǎn)軸5上，空心旋轉(zhuǎn)軸5帶動支桿天平模型組件1和圓光柵19旋轉(zhuǎn)，圓光柵19和空心旋轉(zhuǎn)軸5之間設(shè)置有調(diào)整墊片17，用以調(diào)整圓光柵19的軸向位置;光柵讀數(shù)頭22固定在風(fēng)洞支臂10上，在光柵讀數(shù)頭22安裝面背部的風(fēng)洞支臂10上有頂絲結(jié)構(gòu)，用以調(diào)整光柵讀數(shù)頭22和圓光柵19的相對縱向距離和角度。
[0015]所述的風(fēng)洞支臂10剖面的外形曲線的下半部為圓形，上半部為二次拋物線形狀的曲線，上半部的曲線與下半部的曲線相切。
[0016]所述的調(diào)整墊片17的厚度調(diào)整精度為±0.01毫米。
[0017]所述的光柵讀數(shù)頭22通過拉緊螺釘20固定在風(fēng)洞支臂10內(nèi)腔的安裝平面上。
[0018]所述的頂絲結(jié)構(gòu)包括拉緊螺釘20和緊定螺釘21;通過同時調(diào)節(jié)緊定螺釘21，再拉緊拉緊螺釘20，實現(xiàn)光柵讀數(shù)頭22和圓光柵19的縱向距離調(diào)整，縱向距離的調(diào)整精度為土0.01毫米;通過同時調(diào)節(jié)緊定螺釘1211和緊定螺釘m213，或緊定螺釘Π 212和緊定螺釘IV214，再拉緊拉緊螺釘20，實現(xiàn)光柵讀數(shù)頭22和圓光柵19的安裝俯仰角度調(diào)整，安裝俯仰角度的調(diào)整精度為±2、通過同時調(diào)節(jié)緊定螺釘1231和緊定螺釘Π 212，或緊定螺釘ΙΠ213和緊定螺釘IV214，再拉緊拉緊螺釘20，實現(xiàn)光柵讀數(shù)頭22和圓光柵19的安裝滾轉(zhuǎn)角度調(diào)整，安裝滾轉(zhuǎn)角度的調(diào)整精度為±2\
[0019]后端蓋13用于將光柵讀數(shù)頭22、圓光柵19等零件封閉在風(fēng)洞支臂10內(nèi)，光柵支撐架18用于支撐圓光柵19，圓光柵拉緊螺釘23用于連接固定圓光柵19和光柵支撐架18，調(diào)整墊片拉緊螺釘24用于連接固定空心旋轉(zhuǎn)軸5、調(diào)整墊片17和光柵支撐架18。
[0020]將內(nèi)置于風(fēng)洞支臂內(nèi)腔的圓光柵、光柵讀數(shù)頭，和外置于風(fēng)洞外的細分盒、驅(qū)動器、計算機連接，組成角度測量系統(tǒng)，實時監(jiān)控空心旋轉(zhuǎn)軸的運動狀態(tài)，以獲得模型滾轉(zhuǎn)角數(shù)值，所測的模型滾轉(zhuǎn)角數(shù)值和實際的模型滾轉(zhuǎn)角數(shù)值誤差精度小于廠。
[0021]本發(fā)明不局限于上述【具體實施方式】，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員從上述構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高速風(fēng)洞的模型滾轉(zhuǎn)角測量裝置，高速風(fēng)洞滾轉(zhuǎn)機構(gòu)中的支桿天平模型組件(1)通過鍵(4)、拉桿(6)、拉桿壓緊螺母(14)固定在高速風(fēng)洞的滾轉(zhuǎn)機構(gòu)中，天平線纜(15)由拉桿(6 )的內(nèi)孔引出；空心旋轉(zhuǎn)軸(5 )由一件滾針結(jié)構(gòu)的前軸承(3 )與一對角接觸球軸承組成的后軸承組(8)支撐定位;前軸承(3)由風(fēng)洞支臂(10)定位，被前端蓋(2)壓緊后固定；后軸承組(8)由位于風(fēng)洞支臂(10)上的前擋塊(7)定位，被鎖緊螺母(9)壓緊后固定；電機轉(zhuǎn)子(11)磁鋼外貼于空心旋轉(zhuǎn)軸(5)表面，電機定子(12)過盈安裝在風(fēng)洞支臂(10)的內(nèi)孔中，電機轉(zhuǎn)子(11)用于帶動支桿天平模型組件(1)轉(zhuǎn)動；電機線和光柵信號線(16)從滾轉(zhuǎn)機構(gòu)的尾部下端開孔處引出；其特征在于，將圓光柵(19)固定在空心旋轉(zhuǎn)軸(5)上，空心旋轉(zhuǎn)軸(5)帶動支桿天平模型組件(1)和圓光柵(19)旋轉(zhuǎn)，圓光柵(19)和空心旋轉(zhuǎn)軸(5)之間設(shè)置有調(diào)整墊片(17)，用以調(diào)整圓光柵(19)的軸向位置;光柵讀數(shù)頭(22)固定在風(fēng)洞支臂(10)上，在光柵讀數(shù)頭(22)安裝面背部的風(fēng)洞支臂(10)上有頂絲結(jié)構(gòu)，用以調(diào)整光柵讀數(shù)頭(22)和圓光柵(19)的相對縱向距離和角度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速風(fēng)洞的模型滾轉(zhuǎn)角測量裝置，其特征在于，所述的風(fēng)洞支臂(10)剖面的外形曲線的下半部為圓形，上半部為二次拋物線曲線，上半部的曲線與下半部的曲線相切。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速風(fēng)洞的模型滾轉(zhuǎn)角測量裝置，其特征在于，所述的光柵讀數(shù)頭(22)通過拉緊螺釘(20)固定在風(fēng)洞支臂(10)內(nèi)腔的安裝平面上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速風(fēng)洞的模型滾轉(zhuǎn)角測量裝置，其特征在于，所述的頂絲結(jié)構(gòu)包括拉緊螺釘(20)和緊定螺釘(21)，用于調(diào)整光柵讀數(shù)頭(22)和圓光柵(19)的縱向距離、俯仰角度和滾轉(zhuǎn)角度。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高速風(fēng)洞的模型滾轉(zhuǎn)角測量裝置，該測量裝置將圓光柵固定在空心旋轉(zhuǎn)軸上，光柵讀數(shù)頭內(nèi)置于風(fēng)洞支臂上，光柵讀數(shù)頭采集圓光柵在旋轉(zhuǎn)時的數(shù)據(jù)。圓光柵、光柵讀數(shù)頭和外置于風(fēng)洞外的細分盒、驅(qū)動器、計算機連接，組成角度測量系統(tǒng)，實時監(jiān)控空心旋轉(zhuǎn)軸的運動狀態(tài)，獲得模型滾轉(zhuǎn)角數(shù)值。本發(fā)明的高速風(fēng)洞的模型滾轉(zhuǎn)角測量裝置采用一體化結(jié)構(gòu)，避免了氣流沖擊載荷的干擾，具有測量裝置尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、測量精度高、抗電磁干擾的優(yōu)點，所測的模型滾轉(zhuǎn)角數(shù)值和實際的模型滾轉(zhuǎn)角數(shù)值誤差精度小于1′。
【IPC分類】G01M9/06
【公開號】CN105444983
【申請?zhí)枴緾N201510928700
【發(fā)明人】唐淋偉, 劉剛, 榮祥森, 馮明, 王偉仲, 王玉花, 查俊, 凌忠偉, 陳海峰
【申請人】中國空氣動力研究與發(fā)展中心高速空氣動力研究所
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月15日