一種通氣模型噴管出口參數(shù)連續(xù)式掃描測量裝置的制作方法

本發(fā)明屬于高超聲速風(fēng)洞通氣模型噴管出口參數(shù)測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通氣模型噴管出口參數(shù)連續(xù)式掃描測量裝置。

背景技術(shù)：

目前大多數(shù)通氣模型噴管出口參數(shù)測量裝置采用固定排架方式，單排架只能測量模型出口一列的壓力，而多排架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易影響出口氣流的品質(zhì)，甚至有可能造成出口氣流堵塞，而且即使是多排架，測量點數(shù)也有較大的局限性，靈活性也受到很大制約，一旦排架制作完畢很難再增加測量點數(shù)。此外排架上的測壓探針相對與模型出口的位置在試驗前調(diào)好后，在試驗中不能改變，這對研究出口處氣流的品質(zhì)有較大的制約。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于提供一種通氣模型噴管出口參數(shù)連續(xù)式掃描測量裝置，能夠在一次試驗中實現(xiàn)出口全截面間歇式或連續(xù)式掃描測量。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

本發(fā)明的目的在于提供一種通氣模型噴管出口參數(shù)連續(xù)式掃描測量裝置，該裝置包括移動/定位機構(gòu)，模型支架，模型背支撐和探針與測壓排架；移動/定位機構(gòu)設(shè)置在模型支架上，探針與測壓排架設(shè)置在移動/定位機構(gòu)，模型背支撐設(shè)置在模型支架上，模型背支撐上設(shè)置待測模型；模型支架設(shè)置在高超聲速風(fēng)洞中；

移動/定位機構(gòu)調(diào)整探針與測壓排架的姿態(tài)，改變探針與測壓排架相對于待測模型位置，測量待測模型內(nèi)流道出口總壓、靜壓參數(shù)。

進(jìn)一步，所述移動/定位機構(gòu)包括Y向運動結(jié)構(gòu)、Z向運動結(jié)構(gòu)和α向運動結(jié)構(gòu)；Y向運動結(jié)構(gòu)設(shè)置在Z向運動結(jié)構(gòu)上，α向運動結(jié)構(gòu)設(shè)置在Y向運動結(jié)構(gòu)上，探針與測壓排架設(shè)置在α向運動結(jié)構(gòu)上；

Z向運動結(jié)構(gòu)驅(qū)動Y向運動結(jié)構(gòu)和α向運動結(jié)構(gòu)實現(xiàn)橫向往復(fù)移動和定位，Y向運動結(jié)構(gòu)驅(qū)動α向運動結(jié)構(gòu)實現(xiàn)升降和定位，α向運動結(jié)構(gòu)驅(qū)動探針與測壓排架實現(xiàn)俯仰運動和定位。

進(jìn)一步，所述Y向運動結(jié)構(gòu)包括Y向交流伺服電機，Y向減速機，Y向聯(lián)軸器，圓弧錐齒輪軸，滾子軸承，水平圓弧錐齒輪，垂直圓弧錐齒輪，升降螺母以及升降絲杠；

Y向交流伺服電機與Y向減速機相連，Y向減速機通過Y向聯(lián)軸器與圓弧錐齒輪軸相連，圓弧錐齒輪軸通過滾子軸承與水平錐齒輪連接在一起，水平圓弧錐齒輪與垂直圓弧錐齒輪垂直嚙合，垂直圓弧錐齒輪上設(shè)置升降絲杠，升降絲杠上設(shè)置升降螺母；

Y向交流伺服電機通過Y向減速機與Y向聯(lián)軸器帶動圓弧錐齒輪軸旋轉(zhuǎn)，圓弧錐齒輪軸上的水平圓弧錐齒輪與其垂直嚙合的垂直圓弧錐齒輪正交傳動，帶動升降絲杠旋轉(zhuǎn)，升降螺母在升降絲杠上做升降運動。

進(jìn)一步，所述Z向運動結(jié)構(gòu)包括Z向交流伺服電機，Z向減速機，Z向聯(lián)軸器，Z向運動絲杠以及螺母；

Z向交流伺服電機與Z向減速機相連，Z向減速機通過Z向聯(lián)軸器與Z向運動絲杠相連，螺母設(shè)置在Z向運動絲杠上；

Z向交流伺服電機通過Z向減速機和Z向聯(lián)軸器帶動Z向運動絲杠旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)螺母在Z向運動絲杠上的橫向往復(fù)運動。

進(jìn)一步，所述Y向運動結(jié)構(gòu)設(shè)置在Z向運動結(jié)構(gòu)的螺母上。

進(jìn)一步，所述α向運動結(jié)構(gòu)包括α向俯仰交流伺服電機，α向聯(lián)軸器，蝸桿，渦輪，齒輪軸，大齒圈，旋轉(zhuǎn)板以及圓弧滑塊；

α向俯仰交流伺服電機通過α向聯(lián)軸器與蝸桿相連，蝸桿與渦輪連接，帶動蝸桿和渦輪運動；

渦輪與齒輪軸相連，齒輪軸與大齒圈嚙合形成齒輪傳動；大齒圈與旋轉(zhuǎn)板固連，圓弧滑塊設(shè)置在旋轉(zhuǎn)板上。

進(jìn)一步，所述α向運動結(jié)構(gòu)設(shè)置在Y向運動結(jié)構(gòu)的升降螺母上。

進(jìn)一步，所述探針與測壓排架包括支桿，測壓排架和探針；支桿末端設(shè)置測壓排架，測壓排架上設(shè)置探針。

進(jìn)一步，所述探針與測壓排架的設(shè)置在α向運動結(jié)構(gòu)圓弧滑塊上。

本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

(1)本發(fā)明一種通氣模型噴管出口參數(shù)連續(xù)式掃描測量裝置定位精度高，減小由于探針定位不準(zhǔn)而影響數(shù)據(jù)質(zhì)量；

(2)本發(fā)明一種通氣模型噴管出口參數(shù)連續(xù)式掃描測量裝置，實現(xiàn)了在流場中測量排架三自由度變換姿態(tài)，可有效減少人工移動和固定測量耙的次數(shù)，能調(diào)節(jié)探針的俯仰方向，保證探針與氣流流向盡可能一致從而可提高總、靜壓測量的準(zhǔn)確性，保證了測量耙的精度與準(zhǔn)度，有效減少了試驗準(zhǔn)備時間以及試驗車次，提高了試驗效率，降低了勞動強度；

(3)本發(fā)明一種通氣模型噴管出口參數(shù)連續(xù)式掃描測量裝置，機構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理，適應(yīng)于安裝裝置的空間大小有限的環(huán)境；

(4)本發(fā)明一種通氣模型噴管出口參數(shù)連續(xù)式掃描測量裝置，一次試驗可實現(xiàn)全截面間歇式或連續(xù)式掃描，得到內(nèi)流道出口壓力的均勻性及穩(wěn)定性。

(5)本發(fā)明一種通氣模型噴管出口參數(shù)連續(xù)式掃描測量裝置結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理、移動性能良好、移動快速且定位精度高、穩(wěn)定性好、可靠性高、可滿足全截面間歇式或連續(xù)式掃描測量通氣模型內(nèi)流道出口截面壓力的測試需求，能夠廣泛應(yīng)用于風(fēng)洞試驗等領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種通氣模型噴管出口參數(shù)連續(xù)式掃描測量裝置示意圖；

圖2是本發(fā)明排架移動/定位機構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明Y向運動結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明Z向運動結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明α向運動結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明探針與測壓耙組裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-移動/定位機構(gòu)，2-模型支架，3-模型背支撐，4-探針與測壓排架，5-α圓弧導(dǎo)軌，6-Y向運動絲杠，7-Y向運動導(dǎo)軌滑塊，8-Y向交流伺服電機，9-Y向減速機，10-Y向聯(lián)軸器，11-圓弧錐齒輪軸，12-滾子軸承，13-水平圓弧錐齒輪，14-垂直圓弧錐齒輪，15-升降螺母，16-升降絲杠，17-Z向交流伺服電機，18-Z向減速機，19-Z向聯(lián)軸器，20-Z向運動絲杠，21-螺母，22-α向俯仰交流伺服電機，23-α向聯(lián)軸器，24-蝸桿，25-渦輪，26-齒輪軸，27-大齒圈，28-旋轉(zhuǎn)板，29-圓弧滑塊，30-支桿，31-測壓排架，32-探針。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明一種通氣模型噴管出口參數(shù)連續(xù)式掃描測量裝置作詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明一種通氣模型噴管出口參數(shù)連續(xù)式掃描測量裝置，包括移動/定位機構(gòu)1，模型支架2，模型背支撐3和探針與測壓排架4；移動/定位機構(gòu)1設(shè)置在模型支架2上，探針與測壓排架4設(shè)置在移動/定位機構(gòu)1，模型背支撐3設(shè)置在模型支架2上，模型背支撐3上設(shè)置待測模型；模型支架2設(shè)置在高超聲速風(fēng)洞中；

移動/定位機構(gòu)1可調(diào)整探針與測壓排架4的姿態(tài)，改變探針與測壓排架4相對于待測模型位置，測量待測模型內(nèi)流道出口總壓、靜壓等參數(shù)。

如圖2所示，所述移動/定位機構(gòu)1包括Y向運動結(jié)構(gòu)、Z向運動結(jié)構(gòu)和α向運動結(jié)構(gòu)；Y向運動結(jié)構(gòu)設(shè)置在Z向運動結(jié)構(gòu)上，α向運動結(jié)構(gòu)設(shè)置在Y向運動結(jié)構(gòu)上，探針與測壓排架4設(shè)置在α向運動結(jié)構(gòu)上；

所述移動/定位機構(gòu)1具有三自由度(y、z、α)姿態(tài)自動運動變化和位移調(diào)整功能，所述移動/定位機構(gòu)1結(jié)構(gòu)為箱型結(jié)構(gòu)，提高了其在風(fēng)洞中的穩(wěn)定性。

Z向運動結(jié)構(gòu)能夠驅(qū)動Y向運動結(jié)構(gòu)和α向運動結(jié)構(gòu)的橫向往復(fù)移動和定位，Y向運動結(jié)構(gòu)能夠驅(qū)動α向運動結(jié)構(gòu)的的升降和定位，α向運動結(jié)構(gòu)能夠驅(qū)動探針與測壓排架4的俯仰運動和定位。

如圖3所示，所述Y向運動結(jié)構(gòu)包括Y向交流伺服電機8，Y向減速機9，Y向聯(lián)軸器10，圓弧錐齒輪軸11，滾子軸承12，水平圓弧錐齒輪13，垂直圓弧錐齒輪14，升降螺母15以及升降絲杠16；

Y向交流伺服電機8與Y向減速機9相連，Y向減速機10通過Y向聯(lián)軸器10與圓弧錐齒輪軸11相連，圓弧錐齒輪軸11通過滾子軸承12與水平錐齒輪13連接在一起，水平圓弧錐齒輪13與垂直圓弧錐齒輪14垂直嚙合，垂直圓弧錐齒輪14上設(shè)置升降絲杠16，升降絲杠16上設(shè)置升降螺母15；

Y向交流伺服電機8通過Y向減速機9與Y向聯(lián)軸器10帶動圓弧錐齒輪軸11旋轉(zhuǎn)，圓弧錐齒輪軸11上的水平圓弧錐齒輪13與其垂直嚙合的垂直圓弧錐齒輪14正交傳動，帶動升降絲杠16旋轉(zhuǎn)，升降螺母15在升降絲杠16上做升降運動。

如圖4所示，所述Z向運動結(jié)構(gòu)包括Z向交流伺服電機17，Z向減速機18，Z向聯(lián)軸器19，Z向運動絲杠20以及螺母21；

Z向交流伺服電機17與Z向減速機18相連，Z向減速機18通過Z向聯(lián)軸器19與Z向運動絲杠20相連，螺母21設(shè)置在Z向運動絲杠20上；

Z向交流伺服電機17通過Z向減速機18和Z向聯(lián)軸器19帶動Z向運動絲杠20旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)螺母21在Z向運動絲杠20上的橫向往復(fù)運動。

所述Y向運動結(jié)構(gòu)設(shè)置在Z向運動結(jié)構(gòu)的螺母21上。

如圖5所示，所述α向運動結(jié)構(gòu)包括α向俯仰交流伺服電機22，α向聯(lián)軸器23，蝸桿24，渦輪25，齒輪軸26，大齒圈27，旋轉(zhuǎn)板28以及圓弧滑塊29；

α向俯仰交流伺服電機22通過α向聯(lián)軸器23與蝸桿24相連，蝸桿24與渦輪25連接，帶動蝸桿24和渦輪25運動；

渦輪25與齒輪軸26相連，齒輪軸26與大齒圈27嚙合形成齒輪傳動；大齒圈27與旋轉(zhuǎn)板28固連，圓弧滑塊29設(shè)置在旋轉(zhuǎn)板28上。

所述α向運動結(jié)構(gòu)設(shè)置在Y向運動結(jié)構(gòu)的升降螺母15上。

如圖6所示，所述探針與測壓排架4包括支桿30，測壓排架31和探針32；

支桿30末端設(shè)置測壓排架31，測壓排架31上設(shè)置探針32。

所述探針與測壓排架4的支桿30首端設(shè)置在α向運動結(jié)構(gòu)圓弧滑塊29上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理、移動性能良好、移動快速且定位精度高、穩(wěn)定性好、可靠性高，能夠?qū)崿F(xiàn)全截面間歇式或連續(xù)式掃描測量通氣模型內(nèi)流道出口截面壓力。