專利名稱：大載荷腹撐機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大載荷腹撐機(jī)構(gòu)，主要是用于大型風(fēng)洞試驗(yàn)的大載荷模型的腹部支撐測(cè)力機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在大尺寸、大載荷的風(fēng)洞中，進(jìn)行模型腹部支撐形式的測(cè)力試驗(yàn)時(shí)，必須解決機(jī)構(gòu)在大載荷的試驗(yàn)條件下剛強(qiáng)度與阻塞度的關(guān)系問(wèn)題。為滿足剛強(qiáng)度要求，使用一般的支桿形式必然導(dǎo)致機(jī)構(gòu)的尺寸過(guò)大，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)在風(fēng)洞中的阻塞度相應(yīng)增大，影響試驗(yàn)效果。為了取得滿意的試驗(yàn)結(jié)果，采用模塊化設(shè)計(jì)，降低機(jī)構(gòu)的復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)平衡剛強(qiáng)度與阻塞度的關(guān)系問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種大載荷腹撐機(jī)構(gòu)，滿足在大型風(fēng)洞中大載荷試驗(yàn)條件下進(jìn)行模型腹部支撐形式的測(cè)力試驗(yàn)要求。本發(fā)明的技術(shù)方案是在外式天平上安裝腹撐機(jī)構(gòu)，伺服電機(jī)與諧波減速器連接立式安裝放置在外式天平的中心孔內(nèi)，下支桿基體為腹撐機(jī)構(gòu)的安裝基體，連軸器一端連接諧波減速器，連軸器另一端連接滾珠絲杠，并安置在下支桿基體內(nèi)，滾珠絲杠通過(guò)下部的深溝球軸承和雙向推力球軸承得到定位和承載，整體提籃式滑桿和滾珠絲母配合連接，套裝在滾珠絲杠上，限位撞塊安裝在整體提籃式滑桿上，整體提籃式滑桿的直桿伸出下支桿基體，并與連桿連接，連桿連接模型托板，驅(qū)動(dòng)模型托板繞主銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)，鏡像支桿和上支桿為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，上支桿安裝在下支桿基體上，鏡像支桿以模型托板為對(duì)稱面，鏡像支桿結(jié)構(gòu)對(duì)稱安裝。本發(fā)明的大載荷腹撐機(jī)構(gòu)采用縱式布局，伺服電機(jī)立式安裝、諧波減速器立式安裝，滾珠絲杠與諧波減速器采用連軸器連接。由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)諧波減速器，諧波減速器帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，滾珠絲杠將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成滾珠絲母的直線運(yùn)動(dòng)，滾珠絲母及整體提籃式的滑桿驅(qū)動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，最終連桿驅(qū)動(dòng)與模型連接的模型托板實(shí)現(xiàn)繞主銷軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。減小大載荷腹撐機(jī)構(gòu)的尺寸，減少機(jī)構(gòu)零部件的數(shù)量，使機(jī)構(gòu)具有更好的剛強(qiáng)度。本發(fā)明的大載荷腹撐機(jī)構(gòu)采用整體提籃式的滑桿連接滾珠絲母和連桿，由于滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)的滾珠絲母，滾珠絲母承擔(dān)滑塊的角色，減小連桿的運(yùn)動(dòng)幅度，提高機(jī)構(gòu)的剛強(qiáng)度。整體提籃式的滑桿是從下支桿的下部向上穿入安裝的，只需另開很小的工藝安裝槽，從而避免了分體滑桿過(guò)大的安裝工藝孔槽降低機(jī)構(gòu)剛強(qiáng)度的問(wèn)題。
四

圖1為本發(fā)明整體及與外式天平的安裝連接示意圖；圖2為圖1的A向視圖3機(jī)構(gòu)滑桿、直線軸承部分的局部放大圖；圖4為圖3的C-C剖視圖。其中1是鏡像支桿、2是模型托板、3是主銷軸、4是上支桿、5是連桿、6是下支桿基體、7是滾珠絲杠、8是整體提籃式滑桿、9是滾珠絲母、10是限位撞塊、11是深溝球軸承、 12是雙向推力球軸承、13是連軸器、14是諧波減速器、15是伺服電機(jī)、16是外式天平、17是限位滑片、18是緊定螺釘、19是限位滑塊、20是微動(dòng)開關(guān)、21是直線軸承、22是滾針軸承、23 是連接塊、M是直線導(dǎo)軌。
五具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖，給出如下具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。大載荷腹撐機(jī)構(gòu)，在外式天平[16]上安裝腹撐機(jī)構(gòu)，伺服電機(jī)[15]與諧波減速器連接立式安裝放置在外式天平[16]的中心孔內(nèi)，下支桿基體[6]為腹撐機(jī)構(gòu)的安裝基體，連軸器[13] —端連接諧波減速器[14]，連軸器[13]另一端連接滾珠絲杠[7]，并安置在下支桿基體W]內(nèi)，滾珠絲杠[7]通過(guò)下部的深溝球軸承[11]和雙向推力球軸承[12] 得到定位和承載，整體提籃式滑桿[8]和滾珠絲母[9]配合連接，套裝在滾珠絲杠[7]上， 限位撞塊[10]安裝在整體提籃式滑桿[8]上，整體提籃式滑桿[8]的直桿伸出下支桿基體W]，并與連桿[5]連接，連桿[5]連接模型托板[2]，驅(qū)動(dòng)模型托板[2]繞主銷軸[3]轉(zhuǎn)動(dòng)，鏡像支桿[1]和上支桿[4]為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，上支桿[4]安裝在下支桿基體[6]上，鏡像支桿[1]以模型托板[2]為對(duì)稱面，鏡像支桿[1]結(jié)構(gòu)對(duì)稱安裝。如圖1所示，腹撐機(jī)構(gòu)安裝在外式天平[16]上，諧波減速器[14]和伺服電機(jī)[15] 放置在外式天平[16]的中心孔內(nèi)。下支桿基體W]為主要部件的安裝基體。連軸器[13] 通過(guò)普通平鍵連接諧波減速器[14]和滾珠絲杠[7]。滾珠絲杠[7]通過(guò)下部的深溝球軸承 [11]和雙向推力球軸承[12]定位、承載，整體提籃式滑桿[8]和滾珠絲母[9]使用內(nèi)六角螺釘連接。限位撞塊[10]使用螺釘與整體提籃式滑桿[8]連接。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)連桿[5]驅(qū)動(dòng)連接模型的模型托板[2]繞主銷軸[3]旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)模型的攻角變化。鏡像支桿 [1]和上支桿[4]為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，滿足兩步法的試驗(yàn)要求。如圖2所示，微動(dòng)開關(guān)[20]安裝在限位滑塊[19]上，限位滑塊[19]可在限位滑片[17]上自由滑動(dòng)，確定上下限位置后，可用緊定螺釘[18]將限位滑塊[19]固定。如圖3所示，直線軸承[21]起到承受滑桿[8]的徑向載荷的作用，滾珠絲杠[7] 的上部利用尺寸小、載荷較大滾針軸承[22]定位、承載。如圖4所示，滑桿[8]與連桿[5]的連接部裝有直線導(dǎo)軌[24]來(lái)起到直線導(dǎo)向和承載作用，滑桿[8]與直線導(dǎo)軌滑塊的連接利用了異型的連接塊[23]。本大載荷腹撐機(jī)構(gòu)為非線性機(jī)構(gòu)在試驗(yàn)前需提前標(biāo)定出模型托板旋轉(zhuǎn)特定角度， 相應(yīng)的需要給伺服電機(jī)[15]輸入的脈沖數(shù)，使試驗(yàn)時(shí)能獲得準(zhǔn)確的試驗(yàn)角度。對(duì)于一些未標(biāo)定的特殊角度，可采用插值法通過(guò)軟件計(jì)算出機(jī)構(gòu)輸出該角度伺服電機(jī)所需要的脈沖數(shù)。事前標(biāo)定雖然較費(fèi)時(shí)間，但通過(guò)標(biāo)定，在過(guò)程中可獲得精確的角度輸出。本機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)模型士40°的攻角變化。本機(jī)構(gòu)采用了帶偏心距的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)形式，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程為由伺服電機(jī)[15]驅(qū)動(dòng)諧波減速器[14]，減速器[14]帶動(dòng)絲母 [9]帶預(yù)壓的滾珠絲杠[7]旋轉(zhuǎn)，絲杠[7]將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成滾珠絲母[9]的直線運(yùn)動(dòng)，絲母[9]及滑桿[8]驅(qū)動(dòng)連桿[5]運(yùn)動(dòng)，最終連桿[5]驅(qū)動(dòng)與模型連接的模型托板[2]實(shí)現(xiàn)繞主銷軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其中，由滾珠絲杠[7]驅(qū)動(dòng)的滾珠絲母[9]承擔(dān)滑塊的角色，為提高機(jī)構(gòu)的剛強(qiáng)度，同時(shí)減小連桿[5]的運(yùn)動(dòng)幅度，采用整體提籃式滑桿[8]連接滾珠絲母[9] 和連桿[5]。為減少機(jī)構(gòu)零部件的數(shù)量同時(shí)使機(jī)構(gòu)具有更好的剛強(qiáng)度，整體提籃式滑桿[8] 是從下支桿基體W]的下部向上穿入安裝的，只需另開很小的工藝安裝槽，從而避免了分體滑桿過(guò)大的安裝工藝孔槽降低機(jī)構(gòu)剛強(qiáng)度的問(wèn)題。為減小機(jī)構(gòu)的尺寸，機(jī)構(gòu)的大多數(shù)零部件采用縱式布局伺服電機(jī)[15]立式安裝、諧波減速器[14]立式安裝，絲杠[7]與減速器[14]采用連軸器[13]連接。為保證滑桿[8]在大載荷條件下仍能精確沿直線運(yùn)動(dòng)，在滑桿[8]的中部采用直線軸承[21]承受徑向載荷，在滑桿[8]與連桿[5]的連接處采用高精度大載荷的直線導(dǎo)軌 [24]起承載和導(dǎo)向作用。機(jī)構(gòu)的限位是由連接在滑桿[8]上的限位撞塊[10]觸碰可在限位滑片[17]隨意滑動(dòng)的限位滑塊[19]上安裝的微動(dòng)開關(guān)[20]來(lái)實(shí)現(xiàn)的。上下限位置的調(diào)節(jié)通過(guò)調(diào)節(jié)限位滑塊[19]來(lái)實(shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)好位置后旋緊限位滑塊[19]上的緊定螺釘[18]，使上下限位置固定。將限位撞塊[10]改成倒T型可實(shí)現(xiàn)上下限的兩級(jí)限位。機(jī)構(gòu)的各銷軸均采取表面硬化工藝，各銷孔配合面內(nèi)側(cè)直角邊均采用倒圓角工藝，避免了在大模型大載荷條件下模型的高頻震動(dòng)產(chǎn)生的銷軸“咬死”現(xiàn)象。本機(jī)構(gòu)適用于應(yīng)用外式天平的兩步法試驗(yàn)技術(shù)，電機(jī)和減速器安放于天平大中心孔內(nèi)，最大效果上節(jié)省了空間。本發(fā)明能夠在常壓和增壓的風(fēng)速下可以安全運(yùn)行，機(jī)構(gòu)最大變形2mm，保證了腹撐試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。
權(quán)利要求
1.大載荷腹撐機(jī)構(gòu)，其特征在于在外式天平[16]上安裝腹撐機(jī)構(gòu)，伺服電機(jī)[15]與諧波減速器[14]連接立式安裝放置在外式天平[16]的中心孔內(nèi)，下支桿基體[6]為腹撐機(jī)構(gòu)的安裝基體，連軸器[13] —端連接諧波減速器[14]，連軸器[13]另一端連接滾珠絲杠[7]，并安置在下支桿基體W]內(nèi)，滾珠絲杠[7]通過(guò)下部的深溝球軸承[11]和雙向推力球軸承[12]得到定位和承載，整體提籃式滑桿[8]和滾珠絲母[9]配合連接，套裝在滾珠絲杠[7]上，限位撞塊[10]安裝在整體提籃式滑桿[8]上，整體式提籃滑桿[8]的直桿伸出下支桿基體W]，并與連桿[5]連接，連桿[5]連接模型托板[2]，驅(qū)動(dòng)模型托板[2]繞主銷軸[3]轉(zhuǎn)動(dòng)，鏡像支桿[1]和上支桿[4]為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，上支桿[4]安裝在下支桿基體[6] 上，鏡像支桿[1]以模型托板[2]為對(duì)稱面，鏡像支桿[1]結(jié)構(gòu)對(duì)稱安裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及大載荷腹撐機(jī)構(gòu)，主要是用于大型風(fēng)洞試驗(yàn)的大載荷模型的腹部支撐測(cè)力機(jī)構(gòu)。為滿足在大型風(fēng)洞中大載荷試驗(yàn)條件下進(jìn)行模型腹部支撐形式的測(cè)力試驗(yàn)要求，給出發(fā)明技術(shù)方案在外式天平[16]上安裝腹撐機(jī)構(gòu)，伺服電機(jī)[15]與諧波減速器[14]立式安裝，下支桿基體[6]為安裝基體，連軸器[13]連接諧波減速器[14]和滾珠絲杠[7]，整體提籃式滑桿[8]和滾珠絲母[9]配合連接，套裝在滾珠絲杠[7]上，整體提籃式滑桿[8]的直桿伸出下支桿基體[6]，并通過(guò)連桿[5]連接模型托板[2]，驅(qū)動(dòng)模型托板[2]繞主銷軸[3]轉(zhuǎn)動(dòng)，鏡像支桿[1]結(jié)構(gòu)對(duì)稱安裝。減小機(jī)構(gòu)的尺寸和零部件的數(shù)量，使機(jī)構(gòu)具有更好的剛強(qiáng)度。
文檔編號(hào)G01M9/04GK102175419SQ20101062126
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者于彥澤, 張國(guó)友, 徐輝 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)空氣動(dòng)力研究院