本實(shí)用新型屬于汽車試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于汽車模型風(fēng)洞試驗(yàn)的支撐裝置。

背景技術(shù)：

原始汽車模型風(fēng)洞測力天平支撐系統(tǒng)的支撐機(jī)構(gòu)為四輪定位支撐機(jī)構(gòu)，如圖1和圖2所示，將四根定位支撐柱3上端穿過天平轉(zhuǎn)盤2后，分別對齊插入汽車模型1四個車輪11底部預(yù)先鉆好的定位孔中，定位支撐柱3下端通過螺紋和天平立柱4聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)汽車模型1的定位、固定；天平立柱4與天平測力系統(tǒng)的輪、軸距調(diào)節(jié)裝置(圖中沒畫出)連接；輪、軸距調(diào)節(jié)裝置配合大、小偏心輪可使天平測力系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)適合不同輪、軸距的汽車模型。測力試驗(yàn)時，風(fēng)對汽車模型的作用力通過定位支撐柱3、天平立柱4以及輪、軸距調(diào)節(jié)裝置傳到天平測力系統(tǒng)的測力傳感器，實(shí)現(xiàn)氣動力的測量。

在長期的實(shí)驗(yàn)過程中表明，該種四輪定位支撐機(jī)構(gòu)存在以下缺點(diǎn)：

①汽車側(cè)傾試驗(yàn)不易操作，汽車模型不能打開，每次側(cè)傾時布置側(cè)傾軟管不方便。

②汽車模型安裝困難，支桿組件有內(nèi)應(yīng)力：車輪底部的鉆孔直徑只有2cm, 不僅對模型安裝造成一定的困難，安裝誤差會使得定位支撐柱3與垂直方向有夾角，造成定位支撐柱對汽車模型的內(nèi)應(yīng)力，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響。

③很難保證汽車模型水平，當(dāng)車輪底部預(yù)先鉆好的孔深度不一致時，會導(dǎo)致汽車模型俯仰角、側(cè)傾角的安裝誤差，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

④汽車模型的姿態(tài)不可調(diào)，車輪底部的支撐方式使得模型的俯仰角，側(cè)傾角不可調(diào)，使得試驗(yàn)單一化。

⑤無法進(jìn)行車輪旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)，汽車模型的支撐安裝犧牲了車輪的自由度，使得試驗(yàn)單一化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有的四輪定位支撐機(jī)構(gòu)存在的上述缺陷，提供一種新型的用于汽車模型風(fēng)洞試驗(yàn)的支撐裝置，既能消除支撐元件間的彎曲內(nèi)應(yīng)力、又能實(shí)現(xiàn)模型高度以及側(cè)傾、俯仰角度可調(diào)節(jié)的風(fēng)洞試驗(yàn)。

本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于汽車模型風(fēng)洞試驗(yàn)的支撐裝置，包括支撐汽車模型的定位支撐柱 3，所述定位支撐柱3為伸縮結(jié)構(gòu)，在定位支撐柱3的頂端通過至少有兩個轉(zhuǎn)動自由度的關(guān)節(jié)組件6與汽車模型底部連接，所述關(guān)節(jié)組件6設(shè)置于汽車模型1 的底部靠近側(cè)裙的位置。

進(jìn)一步的，所述關(guān)節(jié)組件6包括關(guān)節(jié)支撐軸61、關(guān)節(jié)套62和關(guān)節(jié)座63；

所述關(guān)節(jié)座63固定設(shè)置在汽車模型的底部，所述關(guān)節(jié)套62轉(zhuǎn)動裝配在關(guān)節(jié)座63上，所述關(guān)節(jié)套62相對關(guān)節(jié)座63的轉(zhuǎn)動形成關(guān)節(jié)組件的第一個轉(zhuǎn)動自由度；

所述關(guān)節(jié)支撐軸61垂直于關(guān)節(jié)套軸線布置在關(guān)節(jié)套62上，所述定位支撐柱3的頂端固定設(shè)有關(guān)節(jié)頭34，所述關(guān)節(jié)頭34通過間隙配合套裝在關(guān)節(jié)支撐軸 61上，所述關(guān)節(jié)頭34相對關(guān)節(jié)支撐軸61的轉(zhuǎn)動形成關(guān)節(jié)組件的第二個轉(zhuǎn)動自由度。

進(jìn)一步的，所述關(guān)節(jié)座63通過法蘭結(jié)構(gòu)固定在汽車模型底部，所述關(guān)節(jié)套 62轉(zhuǎn)動套裝在關(guān)節(jié)座63的關(guān)節(jié)套凸臺631上，所述關(guān)節(jié)套62和關(guān)節(jié)套凸臺631 上分別設(shè)有位置對應(yīng)的調(diào)節(jié)孔，通過調(diào)節(jié)鎖緊螺釘64穿過重合的調(diào)節(jié)孔，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)套62和關(guān)節(jié)套凸臺631之間的位置鎖定。

進(jìn)一步的，所述關(guān)節(jié)套62的同一徑向兩端設(shè)有同軸的兩個關(guān)節(jié)支撐軸套 621，所述關(guān)節(jié)支撐軸61插裝在兩個關(guān)節(jié)支撐軸套621之間。

進(jìn)一步的，所述關(guān)節(jié)支撐軸61的兩端設(shè)置伸出關(guān)節(jié)支撐軸套的螺紋段，在該螺紋段上螺接定位螺母611。

在本實(shí)用新型的支撐裝置中，所述定位支撐柱3包括定位支撐柱下部31和定位支撐柱上部32，其中定位支撐柱下部31固定設(shè)置在試驗(yàn)系統(tǒng)的天平立柱上，定位支撐柱上部32通過螺紋結(jié)構(gòu)與定位支撐柱下部31伸縮連接，所述定位支撐柱上部32頂端與關(guān)節(jié)組件連接。

進(jìn)一步的，所述定位支撐柱上部32和定位支撐柱下部31之間的螺紋結(jié)構(gòu)上設(shè)有定位支撐柱微調(diào)螺母33。

在本實(shí)用新型中，所述關(guān)節(jié)組件6優(yōu)選設(shè)置在汽車模型1的內(nèi)腔底面，所述汽車模型1通過可拆分的上車體12和下車體13拼裝，所述定位支撐柱3穿過下車體13與汽車模型內(nèi)部的關(guān)節(jié)組件連接。

進(jìn)一步的，所述上車體12或下車體13上固定設(shè)有定位板，所述上車體12 和下車體13通過定位板對齊，所述上車體12和下車體13之間通過連接板和連接螺釘固定連接。

本實(shí)用新型的定位支撐柱通過關(guān)節(jié)組件與汽車模型連接，通過關(guān)節(jié)組件可調(diào)整汽車俯仰角度和側(cè)傾角度，同時關(guān)節(jié)組件的自由度還能夠?qū)Χㄎ恢沃诎惭b過程中的內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行適應(yīng)，避免影響到試驗(yàn)結(jié)果。具體的本實(shí)用新型具有如下幾點(diǎn)有益效果：

(1)安裝簡單，定位支撐柱與汽車模型不會有內(nèi)應(yīng)力。本實(shí)用新型的支撐裝置改變了原模型的單一固定剛性支撐的形式，在汽車模型的底部開孔直徑可以達(dá)到10cm，定位支撐柱可以輕易地穿過汽車模型與內(nèi)部的關(guān)節(jié)組件連接，不會與汽車模型殼體干涉，安裝簡單，且定位支撐柱通過具有自由度的關(guān)節(jié)組件進(jìn)行支撐，不會因?yàn)榕c汽車模型剛性連接而產(chǎn)生彎曲內(nèi)應(yīng)力。

(2)調(diào)節(jié)汽車模型水平位置。本實(shí)用新型的支撐裝置中定位支撐柱可伸縮調(diào)整，通過調(diào)節(jié)定位支撐柱上部和定位支撐柱下部之間的長度，微調(diào)汽車模型水平狀態(tài)下的試驗(yàn)。

(3)汽車模型的姿態(tài)可調(diào)。通過可伸縮調(diào)整的定位支撐柱結(jié)合具有多個自由度的關(guān)節(jié)組件，實(shí)現(xiàn)對汽車模型的高度調(diào)整，關(guān)節(jié)組件中的關(guān)節(jié)軸設(shè)置在相應(yīng)的位置，可作為汽車模型角度調(diào)整的擺動鉸軸，同時還可實(shí)現(xiàn)汽車模型俯仰角、側(cè)傾角可調(diào)，模擬汽車在上、下坡或轉(zhuǎn)彎的行駛狀態(tài)下進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)。

(4)調(diào)整方便。將關(guān)節(jié)組件設(shè)置在汽車內(nèi)部，汽車模型采用上下分體式結(jié)構(gòu)，可將模型打開后快速方便地對汽車模型的支撐狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。汽車模型在側(cè)傾測試時也可打開汽車模型連接管路，側(cè)傾模塊也可方便地置于模型腹中，當(dāng)管路有問題時，便于更換軟管。

(5)可進(jìn)行車輪旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)。本實(shí)用新型改變了支撐裝置與汽車模型的支撐位置，解放了輪胎轉(zhuǎn)動自由度，可對輪胎進(jìn)行轉(zhuǎn)動試驗(yàn)。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的汽車模型支撐示意圖。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的汽車模型支撐位置局部示意圖。

圖3為實(shí)施例中的支撐裝置與汽車模型的整體示意圖。

圖4為實(shí)施例中的下車體及關(guān)節(jié)組件裝配示意圖。

圖5為實(shí)施例中的定位支撐柱示意圖。

圖6為實(shí)施例中的關(guān)節(jié)組件示意圖。

圖7為實(shí)施例中的關(guān)節(jié)套示意圖。

圖8為實(shí)施例中的關(guān)節(jié)座示意圖。

圖9為實(shí)施例中的汽車模型在側(cè)傾調(diào)整中的關(guān)節(jié)組件位置示意圖。

圖10為實(shí)施例中的汽車模型在俯仰調(diào)整中的關(guān)節(jié)組件位置示意圖。

圖中標(biāo)號：

1-汽車模型，11-車輪，12-上車體，13-下車體；

2-天平轉(zhuǎn)盤，

3-定位支撐柱，31-定位支撐柱下部，32-定位支撐柱上部，33-定位支撐柱微調(diào)螺母，34-關(guān)節(jié)頭；

4-天平立柱，

51-前后定位板，52-側(cè)面連接板，53-連接螺釘；

6-關(guān)節(jié)組件，61-關(guān)節(jié)支撐軸，611-定位螺母，62-關(guān)節(jié)套，621-關(guān)節(jié)支撐軸套，622-第一調(diào)節(jié)孔，63-關(guān)節(jié)座，631-關(guān)節(jié)套凸臺，632-第二調(diào)節(jié)孔，64- 調(diào)節(jié)鎖緊螺釘。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

參見圖3和圖4，圖示中的用于汽車模型風(fēng)洞試驗(yàn)的支撐裝置為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方案，具體包括定位支撐柱3和關(guān)節(jié)組件6，定位支撐柱3一端與天平測試系統(tǒng)的天平立柱(如圖1和圖2所示)固定連接，另一端通過關(guān)節(jié)組件6 連接到汽車模型1的底部，將汽車模型支撐在天平轉(zhuǎn)盤上。

定位支撐柱3和關(guān)節(jié)組件6均為四組，分別對應(yīng)汽車模型底部靠近側(cè)裙的位置進(jìn)行支撐，在汽車模型的兩側(cè)側(cè)裙位置分別對稱設(shè)置兩組，可盡量靠近車輪位置設(shè)置，以提高汽車模型整體的支撐穩(wěn)定性。

本實(shí)施例中的關(guān)節(jié)組件6設(shè)置在汽車模型1的內(nèi)部，為了方便對汽車模型內(nèi)部的關(guān)節(jié)組件進(jìn)行調(diào)節(jié)，將汽車模型1設(shè)置為分體結(jié)構(gòu)，包括沿車體水平外壁切分的上車體12和下車體13，在上車體12和下車體13的拼合處通過設(shè)置定位板和連接板將兩個車體固定連接。

在本實(shí)施例中，下車體12的前后內(nèi)壁固定設(shè)置前后定位板51，前后定位板 51的下半部分別通過螺釘或其他固定連接方式緊固在下車體12上，前后定位板 51的上半部突出下車體的頂面，在將上車體13罩裝在下車體上時，可通過突出的前后定位板貼緊上車體前后內(nèi)壁，實(shí)現(xiàn)上、下車體之間的快速對齊；下車體 12和上車體13的左右側(cè)面之間設(shè)置側(cè)面連接板52，與定位板相同的是，側(cè)面連接板52上半部和下半部分別與上車體和下車體的內(nèi)部接觸，不同是，在側(cè)面連接板52的上半部和上車體12之間、以及側(cè)面連接板52的下半部和下車體13 之間分別通過連接螺釘53固定連接，將上、下車體固連成一個整體，在拆分汽車模型時，可通過拆開側(cè)面連接板52與其中一個車體之間的連接螺釘53，即可完成兩個車體的分離。

本實(shí)施例中的定位支撐柱3為通過螺紋連接的分體伸縮結(jié)構(gòu)，如圖5所示，該定位支撐柱3為通過螺紋連接的兩段式柱體，其中定位支撐柱下部31底端與天平立柱固定連接，定位支撐柱下部31的頂端和定位支撐柱上部32的底端通過螺紋接頭實(shí)現(xiàn)伸縮連接。該螺紋結(jié)構(gòu)具體體現(xiàn)為：在其中一端設(shè)置套筒，另一端設(shè)置外螺紋段，將套筒端套裝在螺紋段上，在螺紋段上還螺接一定位支撐柱微調(diào)螺母33，套筒端部通過定位支撐柱微調(diào)螺母33支撐定位，通過調(diào)節(jié)定位支撐柱微調(diào)螺母33在螺紋段上的位置，可調(diào)節(jié)定位支撐柱的整體高度。

在定位支撐柱上部32的頂端設(shè)置環(huán)形的關(guān)節(jié)頭34，用于與關(guān)節(jié)組件6形成關(guān)節(jié)連接。

具體如圖6至圖8所示，關(guān)節(jié)組件6包括關(guān)節(jié)支撐軸61、關(guān)節(jié)套62和關(guān)節(jié)座63。

其中，關(guān)節(jié)座63固定設(shè)置在汽車模型1的下車體底部，采用以法蘭結(jié)構(gòu)與下車體13固定連接，關(guān)節(jié)座63的中心軸線上設(shè)置一筒形的關(guān)節(jié)套凸臺631，在下車體上開孔與關(guān)節(jié)套凸臺的內(nèi)孔對接，用于定位支撐柱3穿過下車體與關(guān)節(jié)組件連接。關(guān)節(jié)套62為一筒形構(gòu)件，其內(nèi)徑與關(guān)節(jié)套凸臺631的外徑之間形成間隙配合，將關(guān)節(jié)套62轉(zhuǎn)動套裝在在關(guān)節(jié)座63上，關(guān)節(jié)套62在同一徑向方向的兩端設(shè)有同軸的兩個關(guān)節(jié)支撐軸套621，關(guān)節(jié)支撐軸61垂直于關(guān)節(jié)套的軸線并穿過兩個關(guān)節(jié)支承軸套621，定位支撐柱上部穿過關(guān)節(jié)座和關(guān)節(jié)套，并將頂端的關(guān)節(jié)頭34套裝在關(guān)節(jié)支撐軸61上，關(guān)節(jié)頭34和關(guān)節(jié)支撐軸61之間同樣采用間隙配合，關(guān)節(jié)支撐柱3對關(guān)節(jié)組件及汽車模型形成支撐的同時，還能夠相對與關(guān)節(jié)支撐軸61擺動和橫向滑動。在關(guān)節(jié)支撐軸61的兩端通過螺接定位螺母611，防止關(guān)節(jié)支撐軸從關(guān)節(jié)支承軸套中脫出。

本實(shí)施例中的定位支撐柱和關(guān)節(jié)組件之間形成兩個轉(zhuǎn)動自由度和一個直線滑動自由度，其中關(guān)節(jié)套62相對關(guān)節(jié)座63的轉(zhuǎn)動形成關(guān)節(jié)組件的第一個轉(zhuǎn)動自由度，該轉(zhuǎn)動自由度在調(diào)節(jié)好汽車模型狀態(tài)后需要保持，因此在關(guān)節(jié)套62上設(shè)有第一調(diào)節(jié)孔622，在關(guān)節(jié)座的關(guān)節(jié)套凸臺631上設(shè)有位置對應(yīng)的第二調(diào)節(jié)孔 632，通過調(diào)節(jié)鎖緊螺釘64穿過重合的調(diào)節(jié)孔，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)套62和關(guān)節(jié)套凸臺631 之間不同角度的位置鎖定。

定位支撐柱的關(guān)節(jié)頭34相對關(guān)節(jié)支撐軸61的轉(zhuǎn)動形成關(guān)節(jié)組件的第二個轉(zhuǎn)動自由度，同時關(guān)節(jié)頭還可相對于關(guān)節(jié)支撐軸61之間還形成了關(guān)節(jié)支撐座的滑動直線自由度。通過調(diào)節(jié)定位支撐柱的伸縮可實(shí)現(xiàn)汽車模型的水平調(diào)整，以及汽車模型的整體高度調(diào)節(jié)，結(jié)合關(guān)節(jié)組件的兩個轉(zhuǎn)動自由度，可實(shí)現(xiàn)汽車模型的整體側(cè)傾和俯仰調(diào)節(jié)，同時，定位支撐柱和關(guān)節(jié)組件之間的滑動自由度還可消除定位支撐柱在于汽車模型支撐受力情況下產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

以下結(jié)合圖9和圖10詳細(xì)說明本實(shí)施例如何調(diào)整汽車模型進(jìn)行側(cè)傾和俯仰測試。

如圖9所示，圖示中為汽車模型調(diào)整為側(cè)傾狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)的狀態(tài)，側(cè)傾是指將汽車模型的車體左右兩側(cè)設(shè)置成不同高度，模擬車輛在轉(zhuǎn)彎行駛過程中因離心力形成的車體側(cè)傾試驗(yàn)。在側(cè)傾狀態(tài)下，要求汽車模型的其中一側(cè)高度與另一側(cè)高度不同，通常做法是在調(diào)平車體后，直接將其中一側(cè)的定位支撐柱3 調(diào)低或調(diào)高。同時還需要將關(guān)節(jié)組件6的關(guān)節(jié)支撐軸61通過關(guān)節(jié)套轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)成沿車體前后方向(圖中的x向)，這樣，在調(diào)節(jié)汽車模型一側(cè)的定位支撐柱高度時，定位支撐柱可以以關(guān)節(jié)支撐軸為鉸軸，適應(yīng)汽車模型在調(diào)整高度時車體左右兩側(cè)的上下擺動，避免采用剛性連接造成的內(nèi)應(yīng)力增加。

具體的試驗(yàn)步驟如下：

1.連接好定位支撐柱3與天平立柱。

2.打開汽車模型，將下車體13按照對應(yīng)的位置穿過四根定位支撐柱；

3.擰開關(guān)節(jié)套62和關(guān)節(jié)座63之間的調(diào)節(jié)鎖緊螺釘64，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)套62，將其上連接的關(guān)節(jié)支撐軸61的軸線方向調(diào)整至與車體前后方向一致(如圖9中的 x向)；

4.將所有關(guān)節(jié)組件的關(guān)節(jié)支撐軸61的位置調(diào)整到位后，鎖緊關(guān)節(jié)套62和關(guān)節(jié)座63之間的調(diào)節(jié)鎖緊螺釘64，確保關(guān)節(jié)座與關(guān)節(jié)套之間無相對運(yùn)動；

5.根據(jù)所需的側(cè)傾角度調(diào)節(jié)同一側(cè)的定位支撐柱3的長度；

6.蓋上上車體12，并從側(cè)面擰緊上、下車體之間的連接螺釘53，確保安全后，可以側(cè)傾風(fēng)洞試驗(yàn)。

如圖10所示，圖示中為汽車模型調(diào)整為俯仰狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)的狀態(tài)，俯仰是指將汽車模型的車體前后設(shè)置成不同高度，模擬車輛在上坡或下坡行駛過程中形成的車體俯仰試驗(yàn)。在俯仰狀態(tài)下，要求汽車模型車體的前后高度不同，通常做法是在調(diào)平車體后，直接將前方或后方的定位支撐柱3調(diào)低或調(diào)高。同時還需要將關(guān)節(jié)組件6的關(guān)節(jié)支撐軸61通過關(guān)節(jié)套轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)成沿車體左右方向 (圖中的y向)，這樣，在調(diào)節(jié)汽車模型一側(cè)的定位支撐柱高度時，定位支撐柱可以以關(guān)節(jié)支撐軸為鉸軸，適應(yīng)汽車模型的前后上下擺動，避免采用剛性連接造成的內(nèi)應(yīng)力增加。

俯仰試驗(yàn)的具體步驟與側(cè)傾試驗(yàn)相似，不同的僅僅是在第3步中將關(guān)節(jié)支撐軸61的軸線方向調(diào)整至與車體左右方向一致(如圖10中的y向)，再調(diào)節(jié)同位于前方或后方的定位支撐柱的高度。

另外，本實(shí)施例中的定位支撐柱與關(guān)節(jié)組件連接的位置不占用輪胎區(qū)域，解放了輪胎的轉(zhuǎn)動自由度，可在風(fēng)洞試驗(yàn)下進(jìn)行輪胎的轉(zhuǎn)動試驗(yàn)。

以上實(shí)施例是對本實(shí)用新型的說明，并非對本實(shí)用新型的限定，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的具體工作原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)，本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。