[发明专利]基于混联机构的风洞大攻角动态实验装置

说明书

技术领域

本发明属于一种飞行器实验装置，特别涉及绕飞行器上某固定点实现三自由度转动的风洞大攻角动态实验装置。

背景技术

新一代飞行器要求具有较高的敏捷性和机动能力。为了研究飞行器机动过程中的非定常空气动力，需要在风洞试验技术上有所创新。目前，国内外在大迎角非定常空气动力学领域进行了许多研究，特别是在风洞试验技术方面，已建成了许多模拟战斗机机动飞行的大振幅动态实验装置。如在加拿大宇航研究院3米风洞中公开了一种动态实验装置(见：http://www.nrc-cnrc.gc.ca/eng/programs/iar/non-linear.html)；图为美国Stanford大学公开的的一套动态实验装置；俄罗斯中央空气流体动力研究中心也公开了相类似的动态实验装置。这些装置只能实现对模型姿态单自由度的运动控制。Virginia大学公开了的一套可实现两自由度运动的动态实验装置(见：http://www.aoe.vt.edu/research/facilities/dyppir)；南京航空航天大学自行研制了一套可实现俯仰-滚转两自由度运动的动态实验装置(见文献“俯仰-滚转耦合两自由度大振幅非定常实验技术”，南京航空航天大学学报，1999，31(2))。这些装置可以实现对模型姿态的两自由度运动控制。其他还有美国兰利中心3米风洞的动态实验装置，国内627所、29基地等单位也有类似的大振幅动态实验装置。

从这些的实验设备来看，大多数动态实验装置只能实现一个自由度的运动，少数实现了两个自由度的运动，而这些运动机构只能完成简单的简谐振荡运动，并不能真实模拟实际过失速机动飞行时战斗机的复杂运动。

从现有技术来看，与本发明最为接近的实验设备有德国DLR的MPM实验装置(见文献“Ground-based simulation of complex maneuvers of a delta-wing aircraft”，Journal of Aircraft，2008，45(1))。该装置采用的是六自由度并联驱动机构，可以实现对模型姿态的三自由度转动控制，但该运动装置的运动空间比较小，运动机构驱动比较复杂。

在本发明之前，完成绕飞行器上某固定点所能实现的转动最多为单自由度或两个自由度，并且这些装置所采用的多为串联、开链结构，动作响应慢；基于并联机构的模型姿态控制系统运动空间比较小，运动机构驱动复杂。本发明将克服这些缺点，并且具有运动空间大，机构自由度少，结构简单等特点。

发明内容

本发明的目在于提供一种工作空间大且响应速度好，并且控制简便的基于混联机构的风洞大攻角动态实验装置。

一种基于混联机构的风洞大攻角动态实验装置，其特征在于：

该实验装置包括基座、三条运动链、动平台；上述每条运动链均由位于中间的主动式移动副、联于主动式移动副下端的第一从动转动副和联于主动式移动副上端的第二从动转动副组成；第一从动转动副与基座相联，第二从动转动副与动平台相联；基座、动平台以及连接两者的三条运动链共同构成了一个具有两个移动和一个转动自由度的平面并联机构；

该实验装置还包括弯刀、第一主动转动关节、末端执行器、第二主动转动关节；弯刀的一端通过第一主动转动关节安装于动平台上，末端执行器通过第二主动转动关节安装于弯刀的另一端；上述第一转动关节的旋转轴垂直于动平台，第二转动关节的旋转轴平行于动平台，末端执行器自身的体轴与第二转动关节的旋转轴重合。

本发明的特点是：利用三自由度平面并联机构和串联的两自由度转动装置，完成绕飞行器上某固定点的空间三自由度转动。运动空间大、结构简单、成本低、容易实施。

附图说明

图1为本发明绕飞行器上某固定点实现三自由度转动装置的原理图。

图中标号名称：1.基座，2.第一从动转动副，3.主动式移动副，4.第二从动转动副，5.第一主动式转动关节，6.末端执行器，7.第二主动式转动关节，8.弯刀，9.动平台，MN.第一主动式转动关节的回转轴线，MP.第二主动式转动关节的回转轴线。

具体实施方式