[发明专利]一种高速风洞的模型滚转角测量装置

说明书

技术领域

本发明属于风洞试验技术领域，具体涉及一种高速风洞的模型滚转角测量装置。

背景技术

随着机电一体化技术的发展，现有风洞滚转机构实现了电机与风洞支臂的一体化设计，中国专利（专利号201220364352.1）公开了一种风洞试验模型滚转控制装置。该风洞试验模型滚转控制装置应用于对风洞堵塞度要求较低的Φ0.5米高超声速风洞中，包括驱动电机、编码器、支架、旋转轴、轴承，该滚转控制装置将电机与支架做成一体，支架做成电机的定子，旋转轴做成电机的转子，编码器直接安装在旋转轴上，旋转轴的旋转角度直接由安装在它上面的编码器读出，为了天平走线，旋转轴为中空结构，编码器采用中空结构旋转编码器。由于0.6米量级的小型高速风洞对风洞堵塞度要求较高，因此风洞支臂的剖面截面面积较小；而空心旋转轴因风洞天平走线需要，外形尺寸又较大，致使中空结构旋转编码器难以应用于0.6米量级的小型高速风洞中。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高速风洞的模型滚转角测量装置。

本发明的高速风洞的模型滚转角测量装置，支杆天平模型组件通过键、拉杆、拉杆锁紧螺母固定在高速风洞的滚转机构中，天平线缆由拉杆的内孔引出；空心旋转轴由一件滚针结构的前轴承与一对角接触球轴承组成的后轴承组支撑定位；前轴承由风洞支臂定位，被前端盖压紧后固定；后轴承组由位于风洞支臂上的前挡块定位，被锁紧螺母压紧后固定；电机转子磁钢外贴于空心旋转轴表面，电机定子过盈安装在风洞支臂的内孔中，电机转子转动时，带动支杆天平模型组件转动；电机线和光栅信号线从滚转机构的尾部下端开孔处引出；其特征在于，将圆光栅固定在空心旋转轴上，空心旋转轴带动支杆天平模型组件和圆光栅旋转，圆光栅和空心旋转轴之间设置有调整垫片，用以调整圆光栅的轴向位置；光栅读数头固定在风洞支臂上，在光栅读数头安装面背部的风洞支臂上有顶丝结构，用以调整光栅读数头和圆光栅的相对纵向距离和角度。

所述的风洞支臂剖面的外形曲线的下半部为圆形，上半部为二次抛物线形状的曲线，上半部的曲线与下半部的曲线相切。

所述的调整垫片的厚度调整精度可达±0.01毫米。

所述的光栅读数头通过拉紧螺钉固定在风洞支臂内腔的安装平面上。

所述的顶丝结构包括拉紧螺钉和紧定螺钉；通过同时调节紧定螺钉，再拉紧拉紧螺钉，实现光栅读数头和圆光栅的纵向距离调整，纵向距离的调整精度为±0.01毫米；通过同时调节紧定螺钉Ⅰ和紧定螺钉Ⅲ，或紧定螺钉Ⅱ和紧定螺钉Ⅳ，再拉紧拉紧螺钉，实现光栅读数头和圆光栅的安装俯仰角度调整，安装俯仰角度的调整精度可达±2′；通过同时调节紧定螺钉Ⅰ和紧定螺钉Ⅱ，或紧定螺钉Ⅲ和紧定螺钉Ⅳ，再拉紧拉紧螺钉，实现光栅读数头和圆光栅的安装滚转角度调整，安装滚转角度的调整精度可达±2′。

将本发明的高速风洞的模型滚转角测量装置中的内置于风洞支臂内腔的圆光栅、光栅读数头，和外置于风洞外的细分盒、驱动器、计算机连接，组成角度测量系统，实时监控空心旋转轴的运动状态，以获得模型滚转角数值，所测的模型滚转角数值和实际的模型滚转角数值误差精度小于1′。

本发明的高速风洞的模型滚转角测量装置，采用一体化结构，避免了气流冲击载荷的干扰，具有测量装置尺寸小、结构紧凑、测量精度高、抗电磁干扰的优点。

附图说明

图1为本发明的高速风洞的模型滚转角测量装置的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B向局部俯视图；

图4是图1的Ⅰ局部放大图；

图中，1.支杆天平模型组件2.前端盖3.前轴承4.键5.空心旋转轴6.拉杆7.前挡块8.后轴承组9.锁紧螺母10.风洞支臂11.电机转子12.电机定子13.后端盖14.拉杆压紧螺母15.天平线缆16.电机线和光栅信号线17.调整垫片18.光栅支撑架19.圆光栅20.拉紧螺钉21.紧定螺钉22.光栅读数头23.圆光栅拉紧螺钉24.调整垫片拉紧螺钉211.紧定螺钉Ⅰ212.紧定螺钉Ⅱ213.紧定螺钉Ⅲ214.紧定螺钉Ⅳ。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

图1为本发明的高速风洞的模型滚转角测量装置的结构示意图；图2是图1的A-A剖视图；图3是图1的B向局部俯视图；图4是图1的Ⅰ的局部放大图。