[发明专利]一种亚跨超声速风洞90°大攻角装置

权利要求书

1.一种亚跨超声速风洞90°大攻角装置，其特征在于：包括下底板(1)、限位器(2)，立柱(3)、上底板(4)、伺服电机减速机组件(5)、主输出齿轮(6)、大直径齿轮(7)、主丝杠螺母组件(8)、辅丝杠螺母组件(9)、小直径齿轮(10)、竖直锥齿轮组件(11)、水平锥齿轮组件(12)、配重组件(13)、辅丝杠转接头组件(14)、主丝杠转接头组件(15)、拉杆(16)、油杯(17)、拉线传感器组件(18)、密封板(19)、管线组件(20)、支臂(21)、支杆(22)、管接头组件(23)、支撑段(24)、天平模型支杆组件(25)、直线导轨(26)、滑块组件(27)、假支杆(28)；

下底板(1)通过立柱(3)和上底板(4)连接；在立柱(3)的上、下行程极限处安装限位器(2)限制配重组件(13)上下运动；

伺服电机减速机组件(5)、主输出齿轮(6)、大直径齿轮(7)、主丝杠螺母组件(8)、辅丝杠螺母组件(9)、小直径齿轮(10)、竖直锥齿轮组件(11)、水平锥齿轮组件(12)、配重组件(13)均安装在上底板(4)上；所述竖直锥齿轮组件(11)、水平锥齿轮组件(12)互相垂直组成手摇机构；

伺服电机减速机组件(5)的输出轴与主输出齿轮(6)固定连接；大直径齿轮(7)与主丝杠螺母组件(8)的螺母座固定连接；主丝杠螺母组件(8)通过主丝杠转接头组件(15)与支臂(21)固定连接；小直径齿轮(10)与辅丝杠螺母组件(9)的螺母座固定连接；辅丝杠螺母组件(9)通过辅丝杠转接头组件(14)与拉杆(16)固定连接；拉杆(16)和支杆(22)、支杆(22)和支撑段(24)、支臂(21)和支撑段(24)通过滚针轴承相连形成相对转动，使得拉杆(16)、支臂(21)、支杆(22)、支撑段(24)组成偏心曲柄滑块机构；

油杯(17)固定安装在支臂(21)的挡板上；

拉线传感器组件(18)拉线一端固连在支臂(21)，一端固定于下底板(1)；

密封板(19)固定在下底板(1)上；

管线组件(20)一端连接在支撑段(24)尾端，一端固定在下底板(1)上；

固定在支臂(21)的直线导轨(26)和固定于下底板(1)上的滑块组件(27)实现竖直相对运动；

运动流程如下：该偏心曲柄滑块机构采用伺服电机减速机组件(5)作为驱动，经过由一个主输出齿轮(6)、一个大直径齿轮(7)和小直径齿轮(10)组成的减速齿轮组传动；大直径齿轮(7)通过主丝杠螺母组件(8)带动支臂(21)，小直径齿轮(10)通过辅丝杠螺母组件(9)带动拉杆(16)；拉杆(16)、支臂(21)、支杆(22)、支撑段(24)组成偏心曲柄滑块机构；通过拉杆(16)与支臂(21)之间差动实现相对运动，其相对运动距离的不同，使安装在支撑段(24)的天平模型支杆组件(25)抬头、低头，形成正、负攻角，并保持各个攻角下模型在试验段上、下壁板间均匀分布；该机构攻角变化范围-15°～90°，通过更换主输出齿轮(6)、大直径齿轮(7)、小直径齿轮(10)实现改变齿数比，并且改变机构支杆(22)长度和支撑段(24)偏转角度，可将攻角角度扩大到120°；可以扩大超音速和亚音速条件下的风洞大攻角试验能力；

风洞测控系统的攻角反馈系统通过用外部的象限仪测量安装在支撑段(24)上的假支杆(28)实际转动的角度，并用安装在支臂(21)上的拉线传感器组件(18)的电位器，得到攻角度数和电位器反馈电压对应关系，得到-15°～90°甚至120°攻角和电位的拟合关系式进行反馈控制；

支臂(21)通过直线导轨(26)和安装于下底板(1)上的滑块组件(27)实现竖直运动；支臂(21)材质为30CrMnSiA，分为上、中、下三部分，上部分横截面为带矩形凹槽的结构，凹槽安装固定直线导轨(26)；中间部分横截面为夹角为45°的尖楔形结构，下部分纵截面为前端为15°，后端为60°尖角型结构。

2.根据权利要求1所述的一种亚跨超声速风洞90°大攻角装置，其特征在于：支撑段(24)为带预偏30°的拐接头；支撑段(24)预偏角度由0°到60°，整个机构实现60°到120°的攻角；支撑段(24)材质为30CrMnSiA。

3.根据权利要求1所述的一种亚跨超声速风洞90°大攻角装置，其特征在于：与支撑段(24)连接的外部支杆周向上加工0°-360°键槽和楔子孔。