[实用新型]一种应用于高速风洞的自动滚转尾支撑机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于高速风洞的自动改变模型滚转角的尾支撑机构，属于风洞实验装备领域。

背景技术

风洞试验是进行空气动力学研究的三个基本手段之一。在风洞试验中，飞行器模型需要变化俯仰、偏航和滚转等姿态。

当前国内高速风洞多采用人工方法使模型与天平(或支撑机构)相对转动来实现模型的滚转姿态变化。人工更换的明显缺点是：更换麻烦，滚转角精度难以保证，单车次吹风只能实现一个滚转状态等。

部分风洞配备了一些自动滚转角机构。这些机构虽然能实现模型滚转角的自动变化，但多具有下述不足：结构体积较大，对风洞堵塞较严重，影响试验结果；机构中间为复杂驱动电机或传动机构，且采用常规步进电机或交流伺服电机驱动，机构中间难以布置走线空间，风洞测量传感器(如天平、测压传感器等)的信号线走线复杂，可靠性差；与模型支杆连接端接口与常规接头不一致，试验需加工专用支杆；机构安装接口特殊，将机构安装到风洞上需要较复杂的工序等。这些不足大大限制了它们的广泛使用。

发明内容

本实用新型解决的技术问题：克服现有技术的缺点，提供了一种应用于高速风洞的自动滚转尾支撑机构，该机构外形尺寸与风洞常规接头一致，采用中空结构设计和采用标准接口与模型支杆、风洞攻角机构连接，使其风洞堵塞度小，走线方便，安装简单，能满足大多数试验需求。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种应用于高速风洞的自动滚转尾支撑机构，包括输出接头、连接固定体、驱动单元和安装接头；连接固定体由轴承基座和壳体组成，驱动单元由电机、减速机和传动轴组成；输出接头通过轴承安装于轴承基座上，通过端盖、挡圈限制输出接头除滚转外的自由度，轴承基座、壳体和安装接头固定在一起，电机和减速机固定于壳体内，减速机的输出端通过传动轴与输出接头连接；试验时，风洞模型通过模型支杆固定于输出接头上，自动滚转尾支撑机构通过安装接头固定于风洞攻角机构上，输出接头在驱动单元驱动下相对安装接头转动，带动模型支杆及风洞模型相对风洞攻角机构转动，从而实现风洞模型的自动滚转。

所述的输出接头与模型支杆之间采用锥面配合，其锥面结构形式及尺寸均与常规接头配合锥一致。

所述的驱动单元采用中空同轴结构，其中的电机采用中空轴交流伺服电机，减速机采用中空轴谐波减速机，传动轴采用中空设计，两端设计成法兰形式。

所述的安装接头采用柱面配合与风洞攻角机构连接，并采用键作滚转定位，其结构尺寸与常规接头的固定端尺寸一致。

本实用新型的优点是：本实用新型结构形式使得能够通过外形尺寸的控制减少了机构对风洞的堵塞度；通过中空结构设计实现布线简单可靠；通过输出接头的连接端接口设计成与常规接头一致，使现有模型支杆能直接使用；通过安装接头的接口尺寸设计成常规接头的支架端接口尺寸一致，实现本机构安装简单，能满足大多数试验。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式：

一种应用于高速风洞的自动滚转尾支撑机构包括输出接头2、连接固定体、驱动单元和安装接头11。其中，连接固定体由轴承基座6和壳体9组成，驱动单元由电机10、减速机8和传动轴3组成。输出接头2通过一组圆锥滚子轴承5安装于轴承基座6上，并通过端盖4、挡圈7限制输出接头2相对于轴承基座6的除滚转外的其余5个自由度，轴承基座6、壳体9和安装接头11通过柱面配合及柱销连接固定在一起，电机10和减速机8作为整体固定于壳体9内，减速机8的输出端通过传动轴3与输出接头2连接，减速机8的外壳、轴承基座6和壳体9通过螺钉连接固定在一起。由于轴承基座6、壳体9、电机10、减速机8和安装接头11相对固定，输出接头2相对轴承基座6能且仅能转动，所以当电机10启动时，即可通过减速机8、传动轴3带动输出接头2相对轴承基座6转动，也即相对安装接头11转动，从而带动模型实现自动滚转。

输出接头2与模型支杆1之间采用锥面配合，其锥面结构形式及尺寸均与常规接头配合锥一致。

输出接头2与壳体9的外表面共同组成了机构外形面，其尺寸与风洞常规接头外形尺寸一致，以保证机构风洞阻塞度与常规接头一致。