[发明专利]一种基于双尾支撑和张线支撑的模型支撑装置及方法

摘要

本发明属于传感器及测控技术领域，涉及一种基于双尾支撑和张线支撑的模型支撑装置及方法，用于飞行器模型空间六维力测量。该装置包括支撑架、双尾支撑系统和张线支撑系统。支撑架是由多个纵向横梁和竖梁组成的立方体结构；张线支撑系统共四个，均布在支撑架顶部相邻两个纵向横梁之间，四者底部分别连接一根张线，张线的另一端连接飞行器模型的背部；双尾支撑系统安装在支撑架的竖梁上，双尾支撑系统上设有两根水平刚性杆，水平刚性杆的另一端固定连接在飞行器模型的尾部，实现飞行器模型的尾部双杆支撑。本发明兼具张线支撑气动干扰小和硬式支撑系统稳定性好的优点，能够有效解决狭长、大质量飞行器模型在单独尾支撑方式时的大振动、失稳难题。

主权项

1.一种基于双尾支撑和张线支撑的模型支撑装置，其特征在于，所述的基于双尾支撑和张线支撑的模型支撑装置包括支撑架(I)、双尾支撑系统(II)和张线支撑系统(IV)；所述的支撑架(I)是由多个纵向横梁和竖梁组成的立方体框架结构；所述的张线支撑系统(IV)共四个，分别为第一张线支撑系统(IV1)、第二张线支撑系统(IV2)、第三张线支撑系统(IV3)和第四张线支撑系统(IV4)，四者均布在支撑架(I)顶部相邻两个纵向横梁之间，四者分别与一根张线(V)的一端连接，四根张线(V)的另一端与飞行器模型(III)的背部连接；所述的双尾支撑系统(II)安装在支撑架(I)的竖梁上，位于立方体框架结构内部，双尾支撑系统(II)上设有两根尾撑杆(27)，尾撑杆(27)固定连接在飞行器模型(III)的尾部，实现飞行器模型(III)的尾部双杆支撑；所述的张线支撑系统(IV)，包括伺服电机a(1)、燕尾导轨滑台(2)、燕尾导轨滑块(3)、转接板a(4)、伺服电机b(5)、滚珠丝杆a(6)、张线夹(7)、张线拉紧器(8)、光轨导杆(11)、直线导轨滑块(12)、直线导轨滑台a(13)、直线导轨副(14)、转接板b(15)和H型横梁(16)；所述的燕尾导轨滑台(2)固定在支撑架(I)的纵向横梁(I‑1)上，燕尾导轨滑台(2)上设有燕尾导轨滑块(3)，伺服电机a(1)带动燕尾导轨滑块(3)沿燕尾导轨滑台(2)运动；所述的转接板a(4)固定在燕尾导轨滑块(3)上；所述的直线导轨副(14)通过转接板b(15)连接在支撑架(I)的纵向横梁(I‑2)上，直线导轨副(14)上设有滑块；所述的H型横梁(16)一端固定安装在转接板a(4)上，与燕尾导轨滑块(3)同步运动；H型横梁(16)的另一端安装在转接板b(15)上，并与直线导轨副(14) 的滑块连接；所述的直线导轨滑台a(13)安装在H型横梁(16)的底部，其上设有滚珠丝杠a(6)、光轨导杆(11)和直线导轨滑块(12)；所述滚珠丝杠a(6)安装在所述直线滑台a(13)的纵向中间位置；所述的两根光轨导杆安装在所述滚珠丝杠a(6)的两侧成对称分布；所述直线导轨滑块(12)安装在光轨导杆(11)上；所述滚珠丝杆a(6)的一端安装有伺服电机b(5)；所述的张线夹(7)安装在直线导轨滑块(12)的底部；所述的张线拉紧器(8)安装在张线夹(7)的底部；所述的张线拉紧器(8)由拉紧器套(9)和两个调紧器(10)构成；所述的拉紧器套(9)带有反向螺纹孔，两个调紧器(10)分别安装在拉紧器套(9)的两端；端部的调紧器(10)与张线(V)连接，通过转动拉紧器套(9)，实现张线(V)长度的调节；所述的双尾支撑系统(II)包括直线导轨滑台b(20)、承载板b(21)、直线导轨滑台c(22)、伺服电机d(23‑1)、伺服电机e(23‑2)、滚珠丝杆c(24‑1)、滚珠丝杆d(24‑2)、横向底座a(25‑1)、横向底座b(25‑2)、锥孔座a(26‑1)、锥孔座b(26‑2)、尾撑杆a(27‑1)、尾撑杆b(27‑2)和H型转接板(28)；所述的直线导轨滑台b(20)通过H型转接板(28)固定安装在支撑架(I)的竖梁上；直线导轨滑台b(20)上设有滑块、承载板a(18)和滚珠丝杆b(19)，承载板a(18)、滚珠丝杆b(19)与直线导轨滑台b(20)的轨道平行；滚珠丝杆b(19)安装于直线导轨滑台b(20)的滑块上，承载板a(18)位于滚珠丝杆b(19)的两侧；所述的滚珠丝杆b(19)与伺服电机c(17)连接，伺服电机c(17)带动滚珠丝杆b(19)转动，进而滑块沿滚珠丝杆b(19)运动，同时将一部分力分载到承载板a(18)上；所述的直线导轨滑台c(22)为左右对称结构，与直线导轨滑台b(20)垂直布置；所述的直线导轨滑台c(22)与直线导轨滑台b(20)的滑块相接触，直线导轨滑台c(22)随直线导轨滑台b(20)的滑块沿滚珠丝杆b(19)做直线运动，实现双尾支撑系统(II)高度的调节；所述的直线导轨滑台c(22)上沿水平方向安装有同轴的滚珠丝杆c(24‑1)和滚珠丝杆d(24‑2)，滚珠丝杆c(24‑1)和滚珠丝杆d(24‑2)安装在直线导轨滑台c(22)上的滑块上；滚珠丝杆c(24‑1)与伺服电机d(23‑1)连接，滚珠丝杆d(24‑2)与伺服电机e(23‑2)连接；直线导轨滑台c(22)上的滑块随着滚珠丝杆c(24‑1)和滚珠丝杆d(24‑2)而运动；所述的横向底座a(25‑1)和横向底座b(25‑2)安装在直线导轨滑台c(22)的滑块上，横向底座a(25‑1)和横向底座b(25‑2)上分别设有锥孔座a(26‑1)和锥孔座b(26‑2)；所述的尾撑杆a(27‑1)和尾撑杆b(27‑2)分别穿过锥孔座a(26‑1)和锥孔座b(26‑2)，从而固定在横向底座a(25‑1)和横向底座b(25‑2)上；尾撑杆a(27‑1)和尾撑杆b(27‑2)的另一端与飞行器模型(III)尾部端面上两侧位置的锥形尾撑孔连接，尾撑杆a(27‑1)和尾撑杆b(27‑2)的对称分布在所述飞行器模型(III)的两侧，且与飞行器模型(III)的轴线平行；尾撑杆a(27‑1)和尾撑杆b(27‑2)随直线导轨滑台c(22)上的滑块运动，同时将一部分力分载到承载板b(21)上，实现了双尾支撑装置跨距的调节；所述的张线(V)与飞行器模型(III)的连接处安装单向力传感器，用于测量张线的张力；所述的尾撑杆a(27‑1)和尾撑杆b(27‑2)与飞行器模型(III)尾部的连接处安装三向力传感器，用于测量刚性尾撑杆所受的三向力。