[发明专利]大型跨声速风洞大载荷模型捕获轨迹试验的六自由度系统

摘要

本发明提供一种大型跨声速风洞大载荷模型捕获轨迹试验的六自由度系统，包括横向运动机构、法向运动机构、轴向运动机构和三自由度姿态运动机构。解决了捕获轨迹试验中六自由度机构行程小、承载能力低、刚度差的问题。所述的横向运动机构安装在试验段上、下壁板背风面上，法向运动机构安装在横向运动机构上，轴向运动机构安装在法向运动机构上，三自由度姿态运动机构安装在轴向运动机构上，三自由度姿态运动机构采用滚装、俯仰和滚转运动来实现机构末端俯仰、偏航和滚装运动。第一级滚转机构与轴向运动机构连接，依次串联安装俯仰机构和第二级滚转机构。本发明具有大运动行程、高承载能力和刚度，较高的运动精度和较小的堵塞度。

主权项

一种大型跨声速风洞大载荷模型捕获轨迹试验的六自由度系统，包括横向运动机构、法向运动机构、轴向运动机构和三自由度姿态运动机构，其特征在于：所述的横向运动机构安装在试验段上、下壁板背风面上，法向运动机构安装在横向运动机构上，轴向运动机构安装在法向运动机构上，三自由度姿态运动机构安装在轴向运动机构上，所述的横向运动机构包括第一丝杠、横向直线导轨、第一减速器、第一伺服电机，横向直线导轨安装在上、下壁板背风面基座上，第一丝杠、第一减速器和第一伺服电机安装在下壁板背风面基座上，第一伺服电机通过第一减速器与第一丝杠连接，第一丝杠与法向基座的下端面连接；法向基座的上、下端面与横向直线导轨滑动连接，从而使法向运动机构沿风洞横线运动；所述的法向运动机构包括第二丝杠、第二直线导轨、第二减速器、第二伺服电机和法向基座，第二伺服电机、第二减速器、第二丝杠和第二直线导轨均安装在法向基座上，第二丝杠和第二直线导轨平行，第二伺服电机通过第二减速器与第二丝杠连接，从而使轴向运动机构沿风洞法向运动；所述的轴向运动机构包括第三丝杠、第三直线导轨、第三减速器、第三伺服电机、轴向基座、连接板和第一滑块，第三丝杠、第三直线导轨、第三减速器和第三伺服电机安装在轴向基座上，第三丝杠和第三直线导轨平行，第三直线导轨上安装有第一滑块，第一滑块与连接板固定连接，连接板与第三丝杠连接，连接板上安装在法向运动机构上，第三伺服电机通过第三减速器与第三丝杠连接，从而轴向基座实现轴向运动；所述的三自由度姿态运动机构包括第一级滚转机构、俯仰机构和第二级滚转机构；所述的俯仰机构包括电动缸、第四直线导轨、连杆、俯仰基座和第二滑块，电动缸和第四直线导轨安装在俯仰基座上，连杆一端与第二滑块铰接，连杆的另一端与第二级滚转机构铰接，电动缸的伸缩杆与第二滑块连接；所述的第一级滚转机构包括滚转壳体、第一谐波减速器，第一轴承和第四伺服电机；俯仰基座与滚转壳体之间安装有第一轴承，滚转壳体与轴向基座连接，第一谐波减速器的输出端与俯仰基座连接，第四伺服电机驱动第一谐波减速器实现俯仰基座绕风洞轴线±360°转动；所述的第二级滚转机构通过转轴铰接在俯仰基座上，电动缸伸缩杆运动时，第二滑块沿风洞轴线运动，通过连杆驱动第二级滚转机构绕该转轴转动，从而实现第二级滚转机构的俯仰运动；所述的第二级滚转机构包括外壳、第二谐波减速器、第五伺服电机、第二轴承，外挂物尾杆、内轴和联轴器，外壳通过转轴铰接在俯仰基座上，外壳内装有第二谐波减速器、第五伺服电机、第二轴承内轴和联轴器；第二谐波减速器通过齿轮与第五伺服电机连接，第二谐波减速器的输出端通过联轴器与内轴连接，内轴和外壳之间安装有第二轴承，内轴与外挂物尾杆连接。