控制分離體模型滾轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種應(yīng)用于軌跡捕獲系統(tǒng)的控制分離體模型滾轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，屬于試驗(yàn)空氣動力學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]軌跡捕獲系統(tǒng)是在風(fēng)洞試驗(yàn)中模擬飛行器級間分離，機(jī)彈、外掛物分離時(shí)分離體與母體之間相互干擾流場的風(fēng)洞試驗(yàn)系統(tǒng)，在試驗(yàn)過程中，根據(jù)安裝于分離體模型內(nèi)的天平測得的氣動力，解算飛行力學(xué)方程，得到分離體模型下一步的姿態(tài)和位移，計(jì)算機(jī)將命令輸入到多自由度運(yùn)動機(jī)構(gòu)中，各運(yùn)動機(jī)構(gòu)根據(jù)指令完成分離體模型的位置和姿態(tài)改變。
[0003]在試驗(yàn)過程中分離體模型的姿態(tài)改變包括滾轉(zhuǎn)角度的改變，因此在整套系統(tǒng)中需要一套控制導(dǎo)彈滾轉(zhuǎn)姿態(tài)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)模型滾轉(zhuǎn)姿態(tài)的改變。但是分離體模型通常較小，考慮到風(fēng)洞堵塞度以及整套運(yùn)動機(jī)構(gòu)對模型氣動力的干擾等問題，滾轉(zhuǎn)運(yùn)動機(jī)構(gòu)的體積要小，但是要輸出滿足試驗(yàn)要求的扭矩實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)模型滾轉(zhuǎn)角度的改變，同時(shí)滾轉(zhuǎn)角度控制的精度要高，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0004]考慮到空間限制以及干擾等問題，目前國內(nèi)的軌跡捕獲系統(tǒng)的滾轉(zhuǎn)運(yùn)動機(jī)構(gòu)大多采用拐接頭的方式，將滾轉(zhuǎn)運(yùn)動機(jī)構(gòu)安裝在距離模型較遠(yuǎn)的位置，從而降低滾轉(zhuǎn)運(yùn)動機(jī)構(gòu)對模型尾部流場的干擾(附圖4)，但是在滾轉(zhuǎn)電機(jī)帶動拐接頭滾轉(zhuǎn)過程中，模型除滾轉(zhuǎn)外出現(xiàn)其他方向的位移，需要對其進(jìn)行補(bǔ)償，才能使模型到達(dá)真實(shí)位置，損失系統(tǒng)的設(shè)計(jì)位移，限制了模型本身的移動范圍，且?guī)砀嗾`差，增加工作時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是提供一種應(yīng)用于軌跡捕獲系統(tǒng)的控制分離體模型滾轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，能夠在捕獲軌跡試驗(yàn)中，直接實(shí)現(xiàn)分離體模型的滾轉(zhuǎn)控制，無須補(bǔ)償，使模型短時(shí)間內(nèi)到達(dá)試驗(yàn)要求的姿態(tài)。本發(fā)明的控制分離體模型滾轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)是直接安裝在分離體模型尾部(參照圖3)，同時(shí)兼顧模型阻塞度、尾部流場干擾等問題，無須對滾轉(zhuǎn)過程進(jìn)行補(bǔ)償，精度可達(dá)0.1°。
[0006]本發(fā)明的控制分離體模型滾轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)包括:支桿、接頭、套筒、驅(qū)動控制裝置和尾錐，所述支桿的一端與所述接頭的前端以同中心軸的方式緊固相連，其另一端用于安裝天平和分離體模型，所述接頭以能夠自由旋轉(zhuǎn)的方式安裝于所述套筒的前端開口處，所述接頭具有后端軸，當(dāng)所述接頭安裝在所述套筒上時(shí)，所述后端軸伸進(jìn)所述套筒中，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)整體安裝于所述套筒內(nèi)，所述驅(qū)動控制裝置的驅(qū)動軸與所述后端軸緊固相連，從而能夠驅(qū)動所述后端軸帶動所述接頭和所述支桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，所述尾錐堵塞在所述套筒的后端開
□ O
[0007]優(yōu)選所述驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)變壓器、減速器、電機(jī)和編碼器，所述旋轉(zhuǎn)變壓器通過軸承固定在所述后端軸上，所述后端軸通過聯(lián)軸器與所述減速器軸相連，所述減速器通過轉(zhuǎn)接套筒固定在所述套筒中，所述減速器軸與所述電機(jī)的驅(qū)動軸相連，所述電機(jī)與所述編碼器相連，并且所述后端軸、所述減速器軸，所述電機(jī)的驅(qū)動軸和所述編碼器的中心軸均位于所述套筒的中軸線上，所述尾錐在所述編碼的后端堵塞住所述套筒。
[0008]優(yōu)選所述接頭與所述支桿采用脹緊連接和鍵連接的方式接合，以防止在旋轉(zhuǎn)過程中，二者之間出現(xiàn)軸向和周向的位移，所述接頭與所述套筒之間采用兩個(gè)軸承固定，以保證所述接頭能夠有旋轉(zhuǎn)自由度，而不存在徑向和軸向位移。
[0009]優(yōu)選在所述套筒的上壁的位于所述接頭后端的軸承的后部的位置設(shè)有開孔，所述開孔通過蓋板封堵。
[0010]優(yōu)選所述蓋板的厚度大于所述套筒壁的厚度，當(dāng)所述蓋板蓋在所述開孔上時(shí)，所述蓋板剛好擋在用于位于所述接頭后部的軸承后端的上部。
[0011]優(yōu)選所述套筒的下部的壁上開有上下兩層走線槽，分別用于編碼器線和電機(jī)線的走線。
[0012]優(yōu)選還包括連接頭，所述連接頭以與所述套筒軸線成30度夾角位于所述套筒前端的下部，分別經(jīng)過各自的所述走線槽的所述編碼器線和所述電機(jī)線以及旋轉(zhuǎn)變壓器線均經(jīng)由所述連接頭與控制系統(tǒng)相連。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0014]1.本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)在風(fēng)洞軌跡捕獲試驗(yàn)中模型滾轉(zhuǎn)姿態(tài)控制，模型角度改變能夠達(dá)到±360°，且堵塞度低，控制精度高，可達(dá)到0.1°，控制響應(yīng)時(shí)間短，剛度高。
[0015]2.本發(fā)明將滾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)直接安裝在模型尾部驅(qū)動模型滾轉(zhuǎn)，除滾轉(zhuǎn)外不存在其他方向位移及角度改變，無須補(bǔ)償修正，避免因修正帶來的誤差，機(jī)構(gòu)精度高。
[0016]3.本發(fā)明將電機(jī)線與編碼器線分開，兩條走線槽分別走線，避免二者產(chǎn)生信號干擾，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0017]4.本發(fā)明采用了旋轉(zhuǎn)變壓器實(shí)時(shí)監(jiān)測導(dǎo)彈末端的滾轉(zhuǎn)角度，避免利用編碼器測量滾轉(zhuǎn)角度中含有減速器機(jī)械間隙等帶來的誤差。
【附圖說明】
[0018]圖1為控制分離體模型滾轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2為控制分離體模型滾轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)外觀圖。
[0020]圖3為本發(fā)明的控制分離體模型滾轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)安裝位置示意圖。
[0021]圖4為現(xiàn)有的軌跡捕獲系統(tǒng)中滾轉(zhuǎn)運(yùn)動機(jī)構(gòu)安裝位置示意圖。
[0022]符號說明
[0023]1.支桿2.接頭3.套筒4.旋轉(zhuǎn)變壓器5.軸承6.蓋板
[0024]7.聯(lián)軸器8.減速器9.電機(jī)10.編碼器11.轉(zhuǎn)接套筒12.走線槽
[0025]13.走線槽14.尾錐15.出口 16.軸承17.入口 18.入口 19.后端軸
[0026]20.連接頭21.出口 22.母機(jī)23.分離體模型24.滾轉(zhuǎn)運(yùn)動機(jī)構(gòu)
[0027]25.拐接頭和支桿26.分離體模型27.母機(jī)模型
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面根據(jù)附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方案進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0029]如圖1、2所示，本發(fā)明應(yīng)用于軌跡捕獲系統(tǒng)的控制分離體模型滾轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)通過將控制分離體模型滾轉(zhuǎn)的驅(qū)動控制裝置串聯(lián)式安裝在套筒3中，并通過接頭2與支撐天平和分離體膜型的支桿I連接，套筒3的后端安裝有尾錐14，這樣，在將本發(fā)明的控制分離體模型滾轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)中時(shí)，其堵塞度低(參照圖3)，并且由于驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)直接通過接頭控制支桿I旋轉(zhuǎn)，由支桿I帶動分離體膜型旋轉(zhuǎn)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)模型角度±360°的改變，控制精度高，能夠達(dá)到0.1°，并且控制響應(yīng)時(shí)間短，剛度高。
[0030]在本實(shí)施例中，接頭2與支桿I以同中心軸的方式通過脹緊連接和鍵連接的方式配合，防止在旋轉(zhuǎn)過程中，可防止二者之間出現(xiàn)滑動錯(cuò)位等現(xiàn)象，避免二者之間出現(xiàn)軸向和周向的