[发明专利]一种高速风洞三自由度模型支撑机构

说明书

本发明涉及一种高速风洞三自由度模型支撑机构，属于航空气动力风洞支撑试验领域。包括底座、支撑立柱、偏航平台、第一驱动装置、第一锁紧装置、俯仰平台、第二驱动装置、第二锁紧装置、模型、模型安装平台、第三驱动装置和第三锁紧装置，支撑立柱与底座和偏航平台连接，第一驱动装置与支撑立柱连接用于带动其做偏航运动，第二驱动装置与俯仰平台连接用于带动其做俯仰运动，模型安装平台与模型连接，第三驱动装置用于带动模型安装平台轴向运动，第一锁紧装置用于锁紧或松放偏航平台，第二锁紧装置用于锁紧或松放俯仰平台，第三锁紧装置用于锁紧或松放模型安装平台。实现三自由度运动，具备固定和变姿态两种工作方式，可以让飞行器模型定心运动。

技术领域

本发明涉及技术航空气动力风洞支撑试验技术领域，具体而言，涉及一种高速风洞三自由度模型支撑机构。

背景技术

在高速风洞中，为了模拟高速飞行器在复杂流场中对其造成的影响，三自由度模型支撑机构不仅需要对试验段模型起支撑作用，同时还要对试验段模型的位姿进行调整。目前大多数三自由度机构实现的三个自由度变化为攻角方向角度变化，竖直方向位置变化和水平方向位置变化。

某风洞的设计中，三自由度模型支撑机构实现的三个自由度变化为俯仰角度变化、偏航角度变化和轴向位置变化。试验模型通过三自由度支撑机构实现位姿调整、定位和锁紧。三自由度模型试验要求机构具备固定姿态和变姿态两种工作方式，固定姿态工作时，机构锁紧进行试验；变姿态工作时，机构具备三轴联动功能，机构根据设置的参数连续运动，试验过程中俯仰、偏航的旋转中心保持不变。

目前的三自由度机构在俯仰角度变化、偏航角度变化和轴向位置变化不是很方便，同时现有的三自由度机构只能实现一种工作方式，固定姿态或者变姿态工作方式，无法满足一种机构实现两种工作方式的要求。

发明内容

针对现有技术中上述的不足，本发明提供一种高速风洞三自由度模型支撑机构，能够很好的实现三自由度（俯仰、偏航和轴向移动）运动，并且具备固定姿态和变姿态两种工作方式，调节方便，试验稳定性好,同时可以让飞行器模型定心运动，无论机构的大小、飞行器模型的位置、安装方式等如何变化，飞行器模型均可以绕着指定的旋转中心做定心运动。

为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：

一种高速风洞三自由度模型支撑机构，包括底座、支撑立柱、偏航旋转轴、第一驱动装置、偏航导轨组、偏航平台、第一锁紧装置、前俯仰导轨安装台、后俯仰导轨安装台、俯仰平台、俯仰导轨组、第二驱动装置、第二锁紧装置、模型、模型安装平台、第三驱动装置和第三锁紧装置，支撑立柱与底座连接，支撑立柱远离底座的一端面包括相对设置的第一侧边和第二侧边及相对设置的第三侧边和第四侧边，偏航旋转轴的一端与第一侧边的中心连接，另一端与偏航平台转动连接，偏航导轨组安装于第二侧边、第三侧边和第四侧边，偏航平台与偏航导轨组滑动连接，第一驱动装置与第二侧边连接并用于带动偏航平台绕偏航旋转轴做偏航旋转运动，第一锁紧装置安装于第二侧边用于锁紧或松放偏航平台，俯仰平台的相对两侧面均安装有俯仰导轨组并均设置有前俯仰导轨安装台和后俯仰导轨安装台，俯仰导轨组与前俯仰导轨安装台的一端和后俯仰导轨安装台的一端滑动连接，前俯仰导轨安装台的另一端和后俯仰导轨安装台的另一端均与偏航平台连接，第二驱动装置与前俯仰导轨安装台连接并用于带动俯仰平台做俯仰运动，第二锁紧装置安装于后俯仰导轨安装台并用于锁紧或松放俯仰平台，俯仰平台远离偏航平台的一端面安装有直线导轨，模型安装平台的一端与模型连接，另一端滑动安装于直线导轨，俯仰平台远离偏航平台的一端面轴向开设有凹槽，第三驱动装置安装于凹槽并用于带动模型安装平台做轴向运动，第三锁紧装置安装于俯仰平台并用于锁紧或松放模型安装平台。

进一步地，本发明较佳的实施例中，偏航导轨组包括第一偏航导轨、第二偏航导轨和第三偏航导轨，第一偏航导轨为两个，两个第一偏航导轨分别对称设置于第三侧边和第四侧边，第二偏航导轨安装于第四侧边，两个第三偏航导轨分别对称设置于第三侧边和第四侧边，并位于第一偏航导轨与第二偏航导轨之间。