[发明专利]一种风洞地面效应试验用背部支撑装置

权利要求书

1.一种风洞地面效应试验用背部支撑装置，其特征在于，包括X型基座(1)、主提升机构(3)、尾提升机构(4)、侧滑角机构(2)、天平固定框(5)和运动控制器；

所述X型基座(1)与风洞支撑框架相连；所述侧滑角机构(2)固定设置在X型基座(1)的中央，所述主提升机构(3)和尾提升机构(4)均安装于侧滑角机构(2)上，由侧滑角机构(2)提供整个装置的侧滑角变化；所述主提升机构(3)位于X型基座(1)的正下方，所述尾提升机构(4)位于X型基座(1)的一侧且末端向X型基座(1)的正下方延伸，所述主提升机构(3)和尾提升机构(4)的末端通过天平固定框(5)连接，且所述天平固定框(5)上设置有天平以固定飞行器模型；由主提升机构(3)、尾提升机构(4)、天平固定框(5)、X型基座(1)相互连接后共同构成平行双滑块曲柄机构；

所述运动控制器与主提升机构(3)、尾提升机构(4)和侧滑角机构(2)的信号控制端电连接，通过运动控制器控制主提升机构(3)、尾提升机构(4)和侧滑角机构(2)，实现飞行器模型的升降、迎角、侧滑角三个自由度可控运动。

2.根据权利要求1所述的一种风洞地面效应试验用背部支撑装置，其特征在于，所述侧滑角机构(2)包括伺服电机一(21)、蜗轮蜗杆减速器一(23)和蜗轮蜗杆副(24)，所述伺服电机一(21)通过弹性联轴器(22)与蜗轮蜗杆减速器一(23)相连接，所述蜗轮蜗杆减速器一(23)带动蜗轮蜗杆副(24)运动，由蜗轮蜗杆减速器和蜗轮蜗杆副(24)组成的两级传动结构，所述蜗轮蜗杆副(24)连接主提升机构(3)和尾提升机构(4)，带动主提升机构(3)和尾提升机构(4)运动；

侧滑角运动机构中采用两级减速，两级减速器中第一级为蜗轮蜗杆减速器一(23)，通过弹性联轴器(22)与伺服电机一(21)连接；第二级为蜗轮蜗杆副(24)；两级减速串联驱动整个侧滑角运动机构转动，从而带动主提升机构(3)和尾提升机构(4)实现飞行器模型的侧滑角运动。

3.根据权利要求1所述的一种风洞地面效应试验用背部支撑装置，其特征在于，所述主提升机构(3)包括伺服电机二(31)、蜗轮蜗杆减速器二(32)、T型丝杠副(34)、主力柱(33)、轴承和主支杆(36)，在所述主力柱(33) 的顶端设置伺服电机二(31)和蜗轮蜗杆减速器二(32)，所述T型丝杠副(34)、轴承和主支杆(36)依次从主立柱内部穿过；所述伺服电机二(31)通过蜗 轮蜗杆减速器二驱动连接T型丝杠副(34)顶端，所述T型丝杠副(34)的底端通过轴承连接主支杆(36)，所述主支杆(36)的底端与天平固定框(5)铰接；所述伺服电机二(31)依次驱动蜗轮蜗杆减速器二(32)、T型丝杠副(34)、轴承、主支杆(36)，实现主支杆(36)上下滑动；所述主提升机构(3)穿过侧滑角运动机构，且主提升机构(3)主支杆(36)纵轴与侧滑角运动机构旋转轴重合。

4.根据权利要求3所述的一种风洞地面效应试验用背部支撑装置，其特征在于，所述主提升机构(3)中采用铜套镶嵌石墨轴承(35)和导向键约束上下运动之外的五个自由度，铜套镶嵌石墨轴承(35)安装在主力柱(33)上下两端内，轴承内嵌套主支杆(36)，主支杆(36)沿轴承上下运动。

5.根据权利要求1所述的一种风洞地面效应试验用背部支撑装置，其特征在于，所述尾提升机构(4)包括尾支杆(41)、杆端轴承(42)和直线运动模块(43)，直线运动模块(43)通过杆端轴承(42)和尾支杆(41)的顶端连接，所述尾支杆(41)的底端与天平固定框(5)铰接。

6.根据权利要求5所述的一种风洞地面效应试验用背部支撑装置，其特征在于，所述直线运动模块(43)包括伺服电机三和蜗轮蜗杆减速器三，所述伺服电机三通过蜗轮蜗杆减速器三连接杆端轴承(42)驱动尾支杆(41)运动。

7.根据权利要求1所述的一种风洞地面效应试验用背部支撑装置，其特征在于，所述运动控制器采用非线性控制，根据风洞试验中飞行器模型高度要求，调整主提升机构(3)和尾提升机构(4)，由尾提升机构(4)调整尾支杆(41)长度至所需范围，使飞行器模型处于该高度下零度迎角状态；通过使尾提升机构(4)中滑块阶梯移动并同时标定试验模型实际迎角的方式，获得给定脉冲数与实际迎角的非线性对应关系，更新程序中控制参数；试验中当操作员给定模型迎角后，运动控制器根据前述标定的非线性关系返算出对应脉冲数控制电机运动。