[发明专利]一种高速风洞旋转模型同步试验装置

说明书

本发明公开了一种高速风洞旋转模型同步试验装置，包括弹体模型外壳、舵面、舵轴、卡爪、偏心凸轮、电机、支撑轴。电机轴固定在后部的支撑轴上，电机外壳与弹体模型外壳相连，通过控制电机控制信号改变电机的转速，从而改变整个模型的旋转速度。同时，偏心凸轮固定在电机轴上，随着模型外壳的转动，通过卡爪与偏心凸轮之间的相互作用使舵面产生偏打，而整个装置无需变动。舵面与弹体可以实现同步旋转，不需要两套单独的设备进行驱动。本发明中的偏心凸轮上的小圆柱与平面有多种不同的角度，通过更换不同的偏心凸轮可以改变舵面偏打的最大角度，从而提高了装置的应用范围，提高了装置的使用灵活性，降低了制造难度，使之更具工程实用性。

技术领域

本发明属于高速风洞试验设备技术领域，具体是一种高速风洞旋转模型同步试验装置。

背景技术

在高速风洞试验中，模型的设计与准备是十分重要的环节。在传统的高速风洞实验中，舵片的摆动与弹体模型的旋转是通过两套不同的控制系统进行控制，这就会导致二者时间上的不同步以及相位的不同步，影响试验的结果。因此，在高速风洞试验中，试验机构的同步运行十分重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高速风洞旋转模型同步试验装置，该装置能够精确保证弹体模型的舵面摆动以及整个弹体旋转同步旋转。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种高速风洞旋转模型同步试验装置，包括弹体模型外壳、舵面、舵轴、卡爪、偏心凸轮、电机和支撑轴；所述电机安装在所述弹体模型外壳内部，所述电机的末端固定在所述支撑轴上，所述偏心凸轮与所述电机的电机轴连接；所述舵轴纵向插入所述弹体模型外壳，所述舵面安装在所述舵轴末端；所述卡爪位于所述弹体模型外壳内部，且所述卡爪与所述舵轴之间固定连接；所述卡爪与所述偏心凸轮之间使用线接触约束。

通过控制电机控制信号改变电机的转速，从而改变整个弹体模型的旋转速度。偏心凸轮固定在电机轴上，随着弹体模型外壳的转动，通过卡爪与偏心凸轮之间的相互作用使舵面产生偏打，而整个装置无需变动。

进一步的，所述偏心凸轮上的小圆柱与平面的角度固定，将所述偏心凸轮替换为其他偏心凸轮，所述其他偏心凸轮的小圆柱与平面的角度与所述偏心凸轮不同。通过更换不同的偏心凸轮可以改变舵面偏打的最大角度，从而提高了装置的应用范围，提高了装置的使用灵活性，降低了制造难度，使之更具工程实用性。

进一步的，所述电机中轴为所述弹体模型外壳的固定轴，所述电机外壳与所述弹体模型外壳的内壁固定连接。

进一步的，所述偏心凸轮为后半部分与电机转轴同步旋转，所述偏心凸轮前半部小圆柱绕同一点旋转。

进一步的，所述偏心凸轮转轴与卡爪转轴相交于一点，同时，所述偏心凸轮前半部所绕点为所述相交点。

进一步的，所述舵面偏打的频率与弹体模型外壳旋转的频率相同，二者实现同步。

根据以上技术方案，该高速风洞旋转模型同步试验装置工作原理为：弹体模型整体采用外转子电机驱动，电机中轴为弹体模型的固定轴。并且电机外壳与弹体模型外壳的内壁固连，通过电机的转动以实现弹体模型的定频率的转动。电机轴的一端连接有一个偏心凸轮，通过卡爪和偏心凸轮的相对运动以实现卡爪绕固定轴的摆动，同时卡爪与舵面通过舵轴固连，以此实现弹体模型旋转与舵面振荡频率的同步。舵面振荡角度可以通过偏心凸轮与中心轴线的偏移距离进行调整，不同的偏心距离可实现对应的固定舵面振荡角度，其振荡频率的调节可以通过改变驱动电机的转速来实现。