专利名称：一种用于风洞大振幅滚转振动试验的测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是滚转振动装置，具体说就是能够测量飞行器大幅滚转振动时气动特性的一种用于风洞大振幅滚转振动试验的测量装置。属于航空气动力风洞试验技术领域。
背景技术：
现代战斗机为了适应近距格斗和全方位实施攻击的要求，突出地追求超机动性和敏捷性，前者主要与大幅度、大角速率运动形态有关，后者主要指飞行器快速地从一种飞行状态转为另一种状态的瞬态响应能力。这二者给飞行器设计带来的主要问题是这两者都与气动力的非定常、非线性有密切关系，在特定的飞行状态下，气动力的非定常和非线性影响占统治地位。因此，为了把握现代战斗机的空气动力特性，解决关键气动力问题，在风洞中开展模型大振幅动态试验研制是十分必要和迫切的。在风洞前期试验中发现，用程序控制伺服电机自身的往复运动的方式来驱动模型滚转振动，在设定小角度振幅和频率时，电机输出扭矩还是可以满足需求的，模型实际振幅角度误差也在接受范围之内；但当电机设定角度达到大振幅滚转试验所要求的角度和频率时，由于模型转动惯量过大，电机的输出扭矩难以满足模型做正弦滚转振动的要求。现有的滚转设备难以满足试验需要。
实用新型内容本实用新型是为了解决上述大振幅滚转试验中出现的问题，而设计一套滚转振动机构，通过此机构把电机的连续旋转运动转变为模型的大振幅滚转正弦振动，能满足风洞试验需要的一种风洞大振幅滚转振动试验的测量装置。采用的技术方案是一种用于风洞大振幅滚转振动试验的测量装置，包括电机、减速器、振动机构、Π 型支架、天平支杆、六分量天平；所述的振动机构包括支座、上滑轨、下滑轨、上滑块、下滑块、U型块，所述的电机输出轴与减速器连接，通过减速器壳体前端与支座固定连接，支座的前端与Π型支架的后端固定连接，天平支杆的前端与六分量天平固定连接，天平支杆后端插入Π型支架内腔中，并由第一轴承和第二轴承予以支撑，U型块固定在上、下滑块上，上、 下滑轨固定在支座上，其特征在于所述的减速器输出轴前端设有电机偏心轮，电机偏心轮插入U型块的后滑道中；天平支杆后端设有支杆偏心轮，支杆偏心轮插入U型块的前滑道中。本实用新型的工作原理若要检测飞行器大幅滚转振动时的气动特性，需要设计一种滚转振动机构能够使模型做大振幅滚转振动，且振动要平稳。本机构可以实现模型振幅为60度正弦波滚转振动。r ι sm约=i -sm θ天平支杆前端设有常规六分量天平，通过在天平测量元件不同位置上粘贴的应变片组成的电桥可以测量飞行器模型试验时所受到的气动力载荷。[0009]双正弦机构运动原理数学方程为电机偏心轮偏心半径为r、支杆偏心轮偏心半径为R。电机偏心轮和支杆偏心轮每个时刻都有如下函数关系(r<R)当5—9『时 q — 6Cf 所以 .Qff .树秦R
口ι -巧—our ■ sin yu = K · sin ου2
r ■ sm = R -ski θθλ = sm θ &: arcsin(sm B1) = arcsin(Μ)模型的滚转运动曲线是一个反函数曲线是反函数曲线β = arcsmC^sm成.)和标准正弦函数i = ^sin ^的对比图说明0二 arcsrnC f sm _和5 = 叙是很接近的，滚转角变化规律可当作正弦波曲线。本实用新型的特点(1)本实用新型采用大振幅试验双正弦滚转振动测量装置总体振动结构布局，即电机、减速器、振动机构、Π架中部、天平支杆、六分量天平整体连接形式，准确地完成了飞行器模型大振幅滚转振动试验的气动特性的测量。(2)本实用新型采用了“双正弦振动机构”使滚转振动机构呈特殊结构。(3)本实用新型设计科学、合理、富有创意，整体结构紧凑，体积小、低功耗、成本低廉，性能稳定、可靠，环境适用性和实用性较强，具有较好的发展前景。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型的“双正弦”运动转换机构局部结构示意图。图3是本实用新型的电机偏心轮和支杆偏心轮角度差示意图。
具体实施方式
一种用于风洞大振幅滚转振动试验的测量装置，包括电机1、减速器2、振动机构、 Π型支架9、天平支杆11、六分量天平12;所述的振动机构包括支座8、上滑轨4、下滑轨15、 上滑块5、下滑块16、U型块6，所述的电机1输出轴与减速器2连接，通过减速器2壳体前端与支座8固定连接，支座8的前端与Π型支架9的后端固定连接，天平支杆11的前端与六分量天平12固定连接，天平支杆11后端插入Π型支架9内腔中，并由第一轴承10和第二轴承17予以支撑，U型块6固定在上、下滑块5、16上，上、下滑轨4、15固定在支座8上， 其特征在于所述的减速器输出轴前端设有电机偏心轮3，电机偏心轮3插入U型块6的后滑道13中；天平支杆11后端设有支杆偏心轮7，支杆偏心轮7插入U型块的前滑道14中。
权利要求1. 一种用于风洞大振幅滚转振动试验的测量装置，包括电机(1)、减速器(2)、振动机构、Π型支架(9)、天平支杆(11)、六分量天平(12);所述的振动机构包括支座(8)、上滑轨 (4)、下滑轨(15)、上滑块(5)、下滑块(16)、U型块(6)，所述的电机(1)输出轴与减速器(2) 连接，通过减速器(2)壳体前端与支座(8)固定连接，支座(8)的前端与Π型支架(9)的后端固定连接，天平支杆(11)的前端与六分量天平(12)固定连接，天平支杆(11)后端插入Π 型支架(9)内腔中，并由第一轴承(10)和第二轴承(17)予以支撑，U型块(6)固定在上、下滑块(5)、(16)上，上、下滑轨(4)、(15)固定在支座(8)上，其特征在于所述的减速器输出轴前端设有电机偏心轮(3)，电机偏心轮(3)插入U型块(6)的后滑道(13)中；天平支杆(11) 后端设有支杆偏心轮(7)，支杆偏心轮(7)插入U型块的前滑道(14)中。
专利摘要一种用于风洞大振幅滚转振动试验的测量装置。电机通过减速器与双正弦机构支座相连，U型块固定在滑块上，滑轨固定在支座的上下框架上。减速器输出轴前端设有偏心轮，偏心轮插入U型块的后滑道中；天平支杆后端也设有偏心轮，偏心轮插入U型块的前滑道中。本实用新型是一种新型的大振幅滚转振动试验测量装置，通过设计特殊的“双正弦滚转振动”机构形式，可以实现飞行器的大幅度滚转振动，并通过支杆前端的六分量天平测量飞型器大幅滚转振动的动态气动特性，能够满足风洞试验要求。
文档编号G01M9/06GK201993222SQ201120086120
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者崔青, 徐 明, 李勇, 江春茂, 潘金柱, 白云龙 申请人:中国航空工业第一集团公司沈阳空气动力研究所