本發(fā)明屬于風(fēng)洞天平標(biāo)定技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

風(fēng)洞試驗是在飛行器的研制過程中了解飛行器性能、降低飛行器研制風(fēng)險和成本的重要手段。風(fēng)洞應(yīng)變天平用于測量作用在模型六個自由度上氣動力和力矩，為飛行器的飛行角度、外形設(shè)計等方面的研究提供重要資料。風(fēng)洞天平實際上是一個六分量測力傳感器，將作用在模型上的力和力矩沿三個相互垂直的坐標(biāo)軸分解，由此實現(xiàn)精確測量，其測量原理是應(yīng)變測量。

在天平投入使用之前，其內(nèi)部配有多片敏感元件的一體化彈性體結(jié)構(gòu)已經(jīng)經(jīng)過精確標(biāo)定，但是隨著當(dāng)今飛行器的速度不斷加快，風(fēng)洞實驗的馬赫數(shù)早已提升到了5～9馬赫，作為風(fēng)洞實驗的數(shù)據(jù)收集裝置，在多次承受巨大的沖擊之后其內(nèi)部傳遞特性會有較快的退化，由此對風(fēng)洞應(yīng)變天平的標(biāo)定需求也提升了。

天平本身具有復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)，隨著傳遞特性的改變，不同部位的傳遞特退化程度各異，在標(biāo)定測試中急需可以根據(jù)坐標(biāo)來進(jìn)行加載的手段。

目前國內(nèi)外關(guān)于風(fēng)洞天平的標(biāo)定裝置相關(guān)資料很少，為了滿足天平標(biāo)定實現(xiàn)坐標(biāo)式加載的需要，提高標(biāo)定結(jié)果的精確程度，保證整個機構(gòu)控制精度，本天平標(biāo)定平臺的研究是必要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)洞天平標(biāo)定平臺，它能有效地解決整機伺服系統(tǒng)實現(xiàn)坐標(biāo)式的選擇加載部位問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種風(fēng)洞天平標(biāo)定平臺，包括平臺底座、帶有光柵尺的平臺導(dǎo)軌和齒條，平臺底座的兩側(cè)設(shè)有齒條，平臺底座一端設(shè)有固定加載架，固定加載架設(shè)有矩形底座，矩形底座上方設(shè)有中間架，中間架兩側(cè)立柱的底部與矩形底座的面板固定，中間架的上方設(shè)有電機支座和電機一，電機一的輸出軸通過聯(lián)軸器一與滾珠絲杠一上端通過軸承四連接，滾珠絲杠一下端通過軸承一和軸承端蓋一與底座面板的中部固定；中間架的立柱內(nèi)側(cè)設(shè)有豎直導(dǎo)軌一，電動缸托板一的背部設(shè)有與豎直導(dǎo)軌一配合的滑塊一，以及與滾珠絲杠一配合的絲杠螺母一，電動缸托板一的正面設(shè)有電動缸一和稱重傳感器一；

平臺底座設(shè)有兩臺加載龍門架，龍門架的立柱中段下部設(shè)有移動機構(gòu)，立柱上段的上部與橫梁固定，下部通過螺栓與立柱中段固定，龍門架的立柱上段的頂部設(shè)有電機二，電機二通過端蓋與橫梁固定，電機二的輸出軸通過聯(lián)軸器二與絲杠二的上端連接，絲杠二上端設(shè)有軸承二41，通過軸承端蓋二與立柱上段上部固定，絲杠二的下端通過軸承三與立柱上段下部連接，與絲杠二配合的絲杠螺母二固定在電動缸托板二上，電動缸托板二的背部設(shè)有與豎直導(dǎo)軌二配合的滑塊二，電動缸托板二的外側(cè)通過螺栓與設(shè)有稱重傳感器二的電動缸二固定；

龍門架橫梁中部設(shè)有電動缸三和稱重傳感器三。

所述固定加載架通過均布于底部的螺栓與平臺底座固定。

所述底座面板矩形底座通過螺栓固定。

本發(fā)明的優(yōu)點與效果：它通過分布于整個平臺的數(shù)個伺服電機和帶有光柵尺的導(dǎo)軌可以實現(xiàn)高精度的位置閉環(huán)控制，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后的機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)最小化的加載形變和整機質(zhì)量的控制。相比于之前的結(jié)構(gòu)。具有兩個能精確移動的龍門架，通過龍門架有較長的移動距離可實現(xiàn)對不同型號的天平進(jìn)行標(biāo)定，安裝有多個電動缸可以實現(xiàn)加載力的精確控制以及三個方向同時加載，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后最大加載力10Kn時整機最大形變量不超過0.01mm。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立體圖

圖2為本發(fā)明的主視圖

圖3為本發(fā)明的固定加載架的立體圖

圖4為本發(fā)明的固定加載架的爆炸圖

圖5為本發(fā)明的移動加載龍門架的爆炸視圖

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

本發(fā)明的一種具體實施方式：

一種風(fēng)洞天平標(biāo)定平臺，平臺底座22的兩側(cè)設(shè)有齒條23和帶有光柵尺的平臺導(dǎo)軌24通過帶有光柵尺的平臺導(dǎo)軌24可實現(xiàn)閉環(huán)控制，平臺底座22一端設(shè)有固定加載架，固定加載架設(shè)有矩形底座25，矩形底座25上方設(shè)有中間架28，中間架28兩側(cè)立柱27的底部與矩形底座的面板26固定，中間架28的上方設(shè)有電機支座2和電機一1，電機一1的輸出軸通過聯(lián)軸器一3與滾珠絲杠一33上端通過軸承四40連接，滾珠絲杠一33下端通過軸承一35和軸承端蓋一34與底座面板26的中部固定；中間架28的立柱內(nèi)側(cè)設(shè)有豎直導(dǎo)軌一5，電動缸托板一6背部設(shè)有與豎直導(dǎo)軌一5配合的滑塊一4，以及與滾珠絲杠一33配合的絲杠螺母一38，電動缸托板一6的正面設(shè)有電動缸一7和稱重傳感器一8。

平臺底座22設(shè)有兩臺加載龍門架，龍門架的立柱中段20下部設(shè)有移動機構(gòu)21，立柱上段19的上部與橫梁12固定，下部通過螺栓與立柱中段20固定，龍門架的立柱上段19的頂部設(shè)有電機二10，電機二10通過端蓋11與橫梁12固定，電機二10的輸出軸通過聯(lián)軸器二17與絲杠二18的上端連接，絲杠二18設(shè)有軸承二41，通過軸承端蓋二36與立柱上段19上部固定，絲杠二18的下端通過軸承三42與立柱上段19下部連接；與絲杠二18配合的絲杠螺母二31固定在電動缸托板二14連接的絲杠螺母二32上，電動缸托板二14的背部設(shè)有與豎直導(dǎo)軌二16配合的滑塊二15，電動缸托板二14的外側(cè)通過螺栓與設(shè)有稱重傳感器二30的電動缸二13固定。

龍門架橫梁12中部設(shè)有電動缸三9和稱重傳感器三29。

所述固定加載架通過均布于底部的螺栓與平臺底座22固定。

所述底座面板26矩形底座25通過螺栓固定。

移動加載龍門架由移動機構(gòu)21，龍門架立柱中段20，龍門架立柱上段19和龍門架橫梁12組成，這三部分都通過四周均布的螺栓連接。其中龍門架立柱上段19通過螺栓與龍門架立柱中段20固定，龍門架立柱上段19的頂部裝有軸承端蓋二36，軸承二41和絲杠二18，絲杠二18的底部通過軸承三42與龍門架立柱中段20連接，絲杠螺母二31裝在連接了電動缸托板二14的絲杠螺母二32上，電動缸托板二14同時和兩組滑塊二15、豎直導(dǎo)軌二16連接以實現(xiàn)其上下移動，電動缸托板二14的外側(cè)通過螺栓連接上了一個電動缸二13以實現(xiàn)其上下方向的加載位置改變，電動缸二13同時與一個稱重傳感器二30連接以實現(xiàn)加載力的測量。龍門架立柱上段19通過螺栓與龍門架橫梁12連接，同時立柱內(nèi)部的絲杠二18配合了軸承二4、聯(lián)軸器二17最終與電機二10連接。龍門架橫梁12上方通過螺栓裝有電機二10和電機端蓋11，龍門架橫梁12中部裝有電動缸三9和稱重傳感器三29以實現(xiàn)上方的加載和加載力的測量。固定加載架通過均布于底部的螺栓與平臺底座22固定連接。固定加載架由底部的底座25通過螺栓連接底座蓋板26，底座蓋板26的中部裝有軸承端蓋一34、軸承一35和滾珠絲杠一33，底座蓋板26通過螺栓連接了兩側(cè)的立柱27，兩側(cè)的立柱27外側(cè)都裝有豎直導(dǎo)軌一5、滑塊一4并與電動缸托板一6連接，電動缸托板一6背部的絲杠螺母一38與和絲杠螺母座37連接，外側(cè)與電動缸一7和稱重傳感器一8以實現(xiàn)固定端的加載和加載力的測量，由于絲杠副和導(dǎo)軌滑塊副的存在可實現(xiàn)加載部位的上下改變。中間架28兩側(cè)立柱27的上方通過一系列的螺栓固定、電機支座2和電機一1，中部的滾珠絲杠一33配合了絲杠螺母一38、軸承端蓋一39，兩端的軸承三42和軸承四40以及聯(lián)軸器一3最終與電機一1連接。

本發(fā)明的工作原理：在實際工作時，首先將天平固定在平臺底座22上，需要進(jìn)行移動端側(cè)方加載時，通過移動機構(gòu)21將龍門架移動到需要的位置，此時齒條23和自帶剎車的移動機構(gòu)21可實現(xiàn)龍門架的定位，然后通過電機二10帶動絲杠二18，而絲杠二18、絲杠螺母座二32與電動缸托板二14都是螺栓固定于一體，于是電機二10可控制電動缸二13上下移動來找到合適的加載位置，通過控制器控制電動缸二13進(jìn)行加載；當(dāng)需要垂直加載時，同樣將龍門架移動到需要的位置，然后通過控制器直接控制上端電動缸三9直接進(jìn)行加載。當(dāng)需要固定端加載時，可通過電機一1帶動滾珠絲杠一33轉(zhuǎn)動，滾珠絲杠一33、絲杠螺母座37與電動缸托板一6都是螺栓固定于一體，于是電機一1可控制電動缸一7上下移動來找到合適的加載位置。整套系統(tǒng)采用伺服電機閉環(huán)控制，可以到達(dá)較高的控制精度。通過有限元計算后形變量控制到最小。