[发明专利]一种两级迎角机构的单点腹撑装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种两级迎角机构的单点腹撑装置及控制方法，包括底座、弯刀和支杆底座，所述弯刀的两个相对外侧面上分别设置有第一导轨、齿条和第二导轨，所述底座上设置有弯刀支撑座，所述弯刀支撑座上设置有第一滑块和第一齿轮，所述支杆底座上设置有第二滑块和第二齿轮，所述第二滑块连接到第二导轨上，所述第二齿轮与齿条相互啮合，所述第一齿轮和第二齿轮各自与弯刀上不同侧面上的齿条啮合，所述第一齿轮和第二齿轮各自独立与驱动电机连接。本发明采用两级迎角机构达到‑30°—30°的大迎角范围，体积小，适用于狭小的安装空间，采用双电机驱动消隙结构，对安装误差、结构变形、齿轮磨损等问题进行补偿，实现长期保持消隙的效果。

技术领域

本发明涉及航空航天工业空气动力学风洞试验技术领域，具体涉及一种两级迎角机构的单点腹撑装置及控制方法。

背景技术

风洞试验常用腹撑装置分为单支杆腹撑、双支杆腹撑、多支杆腹撑装置等，而弯刀机构是一种弯刀状的单点腹撑装置，具有运行到任意角度对气流的影响基本相同，数据重复性好的特点。

弯刀机构的具有两种设置方式，第一种是设置在风洞外，不用考虑弯刀机构对风洞流场的影响，因此弯刀机构具有非常庞大的体积，可以进行较大迎角范围的调整。比如公开专利CN105157949A记载的方案。第二种是为了满足试验需要设置在风洞内，弯刀机构竖向安装在风洞内，对模型进行尾撑支撑。这种结构设置因为需要满足大迎角范围的调整，占用空间非常大，对模型有一定的干扰，达不到试验需求。比如公开专利CN110207939A或CN113029498A记载的方案。

发明内容

本发明的目的设计一种采用两级驱动的迎角机构，满足占用空间小、迎角范围大的应用场景，并消除两级驱动过程中的电机干扰，提高控制精度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种两级迎角机构的单点腹撑装置，包括底座、弯刀和支杆底座，

所述弯刀的两个相对外侧面上分别设置有第一导轨、齿条和第二导轨，

所述底座上设置有弯刀支撑座，所述弯刀支撑座上设置有第一滑块和第一齿轮，所述第一滑块连接到第一导轨上，所述第一齿轮与齿条相互啮合，

所述支杆底座上设置有第二滑块和第二齿轮，所述第二滑块连接到第二导轨上，所述第二齿轮与齿条相互啮合，

所述第一齿轮和第二齿轮各自与弯刀上不同侧面上的齿条啮合，所述第一齿轮与第一驱动电机连接，第二齿轮与第二驱动电机连接。

在上述技术方案中，所述弯刀支撑座为U形结构，其中一个U形面上只设置有第一滑块，相对的另一个U形面上分别设置有第一滑块、第一驱动电机和第一齿轮。

在上述技术方案中，支杆底座为U形结构，其中一个U形面上只设置有第二滑块，相对的另一个U形面上分别设置有第二滑块、第二驱动电机和第二齿轮。

在上述技术方案中，支杆底座只设置有第二滑块的U形面与弯刀支撑座上设置有第一滑块、第一驱动电机和第一齿轮的U形面共同连接到弯刀的同一侧面上；支杆底座上设置有第二滑块、第二驱动电机和第二齿轮与弯刀支撑座只设置有第一滑块的U形面共同连接到弯刀的同一侧面上。

在上述技术方案中，所述底座上设置有两个弯刀支撑座同时支撑弯刀，所述支杆底座上设置有两个第二齿轮与弯刀连接，两个第一齿轮和第二齿轮同时与齿条啮合。

一种两级迎角机构的单点腹撑装置的控制方法，第一级迎角机构为通过第二驱动电机驱动第二齿轮带动支杆底座沿着弯刀上的第二导轨滑动，实现迎角在[-20°， 20°] 的范围内调整，

第二级迎角机构为通过第一驱动电机驱动第一齿轮带动弯刀沿着第一导轨的方向在弯刀支撑座上滑动，实现迎角在[-10°， 10°] 的范围内调整。