一種伺服液壓控制的測試模型送進裝置製造方法

2023-09-18 23:51:35 7

一種伺服液壓控制的測試模型送進裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種伺服液壓控制的測試模型送進裝置，包括：水平移動機構，其包括水平導軌、水平移動本體以及水平液壓缸，水平移動本體可在水平液壓缸的驅動下相對水平導軌水平移動；垂直升降機構，其包括垂直升降導軌、升降本體以及垂直升降液壓缸，升降本體可相對該垂直升降導軌垂直移動；以及弧形攻角變換裝置，其包括液壓伺服馬達、蝸杆、扇形渦輪和攻角圓弧導軌，扇形渦輪與蝸杆嚙合配合，液壓伺服馬達驅動蝸杆轉動，進而驅動扇形渦輪相對攻角圓弧導軌移動，從而帶動設置在所述扇形渦輪上的測試模型轉動。本實發明可實現大噸位的模型送進，滿足多種模型共用一套送進裝置，且避免了模型送進時對測試數據的電磁幹擾。
【專利說明】一種伺服液壓控制的測試模型送進裝置

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種風洞試驗中的測試模型送進裝置，適用於大型風洞試驗中將測試 模型快速準確送入風洞中。

【背景技術】
[0002] 風洞試驗段內的測試模型送進裝置是航空航天科研生產過程中不可或缺的試驗 裝置，主要用於將測試模型快速精確送進到指定位置進行數據測試，包括水平方向和垂直 方向上的精確定位、以及由於測試模型在不同傾角測試的需要而在圓弧角度上的精確定 位。隨著工業空氣動力學的發展，該裝置已廣泛用於交通運輸、汽車製造、建築設計、風能利 用等試驗領域。模型送進裝置需要適應氣流速度高、溫度高的環境，能滿足不同試驗型號、 從幾十千克到幾噸各種規格、快速精確定位的試驗要求，同時在送進過程中不能對測試信 號產生電磁幹擾。
[0003] 現有的模型送進裝置均採用伺服電機送進，利用伺服電機驅動各方向運動機構， 將模型送入指定位置。這種模型送進的主要缺點是伺服電機承載小，無法滿足現階段的大 噸位測試模型的送進，通用性受到限制；同時，由於伺服電機需安裝於風洞試驗段內，當模 型送進時，容易對測試數據產生電磁幹擾。


【發明內容】

[0004] 針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供一種承載噸位大、電磁幹擾小、 自動化程度高的模型送進裝置，可以解決目前的送進裝置承載小、易產生電磁幹擾的問題。
[0005] 本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案為：
[0006] -種伺服液壓控制的測試模型送進裝置，用於在風洞試驗中將測試模型送入指定 位置，其特徵在於，該送進裝置包括：
[0007] 水平移動機構，其包括水平導軌、呈框架結構的水平移動本體以及與該水平移動 本體連接的水平液壓缸，該水平移動本體下部設置於水平導軌上，其可在所述水平液壓缸 的驅動下相對該水平導軌水平移動；
[0008] 垂直升降機構，其包括固定設置在所述水平移動本體框架結構上的垂直升降導 軌、位於所述框架結構內的升降本體以及與該升降本體連接的垂直升降液壓缸，所述升降 本體設置於垂直升降導軌上並可在所述垂直升降液壓缸的驅動下相對該垂直升降導軌垂 直移動；
[0009] 弧形攻角變換機構，其包括設置在所述升降本體上的液壓伺服馬達、蝸杆、扇形渦 輪和攻角圓弧導軌，其中，所述扇形渦輪設置於所述攻角圓弧導軌上，並與蝸杆嚙合配合， 所述液壓伺服馬達用於驅動所述蝸杆轉動，進而驅動所述扇形渦輪相對所述攻角圓弧導軌 移動，從而帶動設置在所述扇形渦輪上的測試模型轉動，實現測試模型的定位。
[0010] 作為本發明的改進，所述水平移動機構的水平移動位移檢測通過安裝在水平移動 裝置上的讀頭採集安裝於垂直升降導軌上的磁柵尺實現。 toon] 作為本發明的改進，所述垂直升降機構的位移檢測通過安裝在垂直升降裝置上的 讀頭採集安裝於垂直升降導軌上的磁柵尺實現。
[0012] 作為本發明的改進，所述弧形攻角變換裝置的角位移通過旋轉編碼器進行檢測。
[0013] 作為本發明的改進，所述垂直伺服液壓缸固定在水平移動本體的底部。
[0014] 作為本發明的改進，所述水平液壓缸、垂直升降液壓缸以及液壓伺服馬達通過液 壓伺服裝置進行伺服控制。
[0015] 作為本發明的改進，所述弧形攻角變換裝置還包括錐齒輪，其設置在液壓伺服馬 達和蝸杆之間，分別與液壓伺服馬達的輸出軸和蝸杆連接，用於將該液壓伺服馬達的動力 傳輸到蝸杆上。
[0016] 本發明中，伺服液壓裝置可安裝於風洞試驗段外部。
[0017] 本發明中，試驗測試模型安裝於弧形攻角變換裝置上，弧形攻角變換裝置通過液 壓伺服馬達驅動錐齒輪、蝸杆、扇形渦輪，沿著倆根攻角圓弧導軌在垂直升降裝置上作圓弧 運動，位置通過旋轉編碼器進行檢測；垂直升降裝置通過通過四根垂直升降導軌在水平移 動裝置上作垂直升降運動，位置檢測通過安裝升降裝置上的讀頭採集安裝於垂直升降導軌 上的磁柵尺實現；水平移動裝置通過四根水平移動導軌在試驗段內進行水平方向運動，位 置檢測通過安裝水平移動裝置上的讀頭採集安裝於垂直升降導軌上的磁柵尺實現。
[0018] 本發明中，三個軸通過液壓裝置提供動力，通過運動控制裝置實現對液壓伺服閥 進行調速定位，通過磁柵尺和旋轉編碼器位置反饋進行精確定位。
[0019] 本發明的工作過程為：該裝置處於工作初始位置時，水平移動液壓缸全部縮回至 最左端，垂直升降液壓縮回至最低位置，弧形攻角變換裝置處於水平狀態，以此位置建立坐 標系。當需要做實驗時，可以根據用戶要求進行自動設置先後順序進行動作，也可以多軸聯 動。
[0020] 水平移動時，裝置通過液壓缸驅動沿水平方向的四根導軌作水平運動；垂直升降 時，垂直升降裝置通過液壓缸驅動沿垂直方向的四根導軌作垂直升降運動；圓弧攻角運動 時，攻角裝置通過液壓馬達驅動錐齒輪、蝸杆、扇形渦輪沿圓弧導軌作圓弧運動。
[0021] 與現有技術相比，本發明的有益效果在於：
[0022] 1、動力源採用液壓裝置，同時伺服液壓可承載大噸位模型滿足高精度的快速試 驗，實現了多種模型共用一套試驗裝置；
[0023] 2、伺服液壓裝置的液壓電機安裝在試驗段外，避免了運動時對測試數量產生電磁 幹擾。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1為本發明實施例的送進裝置的結構主視圖；
[0025] 圖2為圖1中的A-A剖視圖；
[0026] 圖3為圖1中的B-B剖視圖；
[0027] 圖4為本發明實施例的送進裝置的弧形攻角變換裝置的錐齒輪結構圖；
[0028] 圖5為本發明實施例的送進裝置的弧形攻角變換裝置的渦輪蝸杆機構圖。

【具體實施方式】
[0029] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並 不用於限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特徵只要 彼此之間未構成衝突就可以相互組合。
[0030] 5所示，本實施例的伺服液壓控制的模型送進裝置主要包括水平移動裝置、垂直升 降裝置和弧形攻角變換裝置。
[0031] 其中，水平移動裝置包括水平導軌11、呈框架結構的水平移動本體8以及與該水 平移動本體8連接的水平液壓缸2。
[0032] 垂直升降機構包括固定設置在所述水平移動本體8的框架結構上的垂直升降導 軌12、位於所述框架結構內的升降本體9以及與該升降本體9連接的垂直升降液壓缸3。
[0033] 弧形攻角變換裝置包括設置在所述升降本體9上的液壓伺服馬達4、蝸杆15、扇形 渦輪16和攻角圓弧導軌13。扇形渦輪16設置於所述攻角圓弧導軌13上，並與蝸杆15齧 合配合，所述液壓伺服馬達4用於驅動所述蝸杆15轉動，進而驅動所述扇形渦輪16相對所 述攻角圓弧導軌13移動。
[0034] 該裝置的水平伺服液壓缸2定端固定在試驗段內壁，活動端與水平移動本體8連 接；垂直伺服液壓缸3定端固定在水平移動本體8的底部，活動端與垂直升降本體9連接； 伺服液壓馬達4和弧形攻角變換裝置其他部件均安裝於垂直升降本體9上，試驗測試模型 安裝於弧形攻角變換裝置的扇形渦輪16上。
[0035] 液壓伺服裝置1用於控制水平伺服液壓缸2、垂直伺服液壓缸3和伺服液壓馬達 4,液壓伺服裝置1可以安裝在風洞試驗段外部，最大可能地減小了電磁幹擾。
[0036] 水平移動機構的水平移動位移、垂直升降機構的位移檢測和弧形攻角變換裝置的 角位移分別通過水平軸光柵尺5、垂直軸光柵尺6、旋轉編碼器7進行檢測和反饋。
[0037] 該裝置的初始狀態是水平移動液壓缸2將水平移動本體8縮回至最左端，垂直升 降液壓缸3將垂直升降本體9降低至最低位置，弧形攻角變換裝置處於水平位置，以此位置 建立坐標系。當測試試驗模型安裝於弧形攻角變換裝置10上，完成流場測試，滿足進行試 驗時，可以進行自動設置先後順序進行動作，也可以多軸聯動。水平移動時，水平伺服液壓 缸2驅動水平移動本體8沿水平方向的四根導軌作水平運動；垂直升降時，垂直伺服液壓缸 3驅動垂直升降本體9沿垂直方向的四根導軌作垂直升降運動；變換攻角時，伺服液壓馬達 4驅動弧形攻角變換裝置10進而驅動錐齒輪14、蝸杆15、扇形渦輪16沿圓弧導軌作圓弧運 動。通過三軸將測試模型快速精確運行到測試指定位置進行模型測試試驗。
[0038] 本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以 限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含 在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種伺服液壓控制的測試模型送進裝置，用於在風洞試驗中將測試模型送入指定位 置，其特徵在於，該送進裝置包括： 水平移動機構，其包括水平導軌（11)、呈框架結構的水平移動本體（8)以及與該水平 移動本體（8)連接的水平液壓缸（2)，該水平移動本體（8)下部設置於水平導軌（11)上，其 可在所述水平液壓缸（2)的驅動下相對該水平導軌（11)水平移動； 垂直升降機構，其包括固定設置在所述水平移動本體（8)框架結構上的垂直升降導軌 (12)、位於所述框架結構內的升降本體（9)以及與該升降本體（9)連接的垂直升降液壓缸 (3)，所述升降本體（9)設置於垂直升降導軌（12)上並可在所述垂直升降液壓缸（3)的驅 動下相對該垂直升降導軌（12)垂直移動；以及 弧形攻角變換裝置，其包括設置在所述升降本體（9)上的液壓伺服馬達（4)、蝸杆 (15)、扇形渦輪（16)和攻角圓弧導軌（13)，其中，所述扇形渦輪（16)設置於所述攻角圓弧 導軌（13)上，並與蝸杆（15)嚙合配合，所述液壓伺服馬達（4)用於驅動所述蝸杆（15)轉 動，進而驅動所述扇形渦輪（16)相對所述攻角圓弧導軌（13)移動，從而帶動設置在所述扇 形渦輪（16)上的測試模型轉動，實現測試模型的定位。
2. 根據權利要求1所述的一種伺服液壓控制的測試模型送進裝置，其特徵在於，所述 水平移動機構的水平移動位移檢測通過安裝在水平移動本體（8)上的讀頭採集安裝於垂 直升降導軌（12)上的水平軸磁柵尺（5)實現。
3. 根據權利要求1或2所述的一種伺服液壓控制的測試模型送進裝置，其特徵在於，所 述垂直升降機構的位移檢測通過安裝在垂直升降本體（9)上的讀頭採集安裝於垂直升降 導軌（12)上的垂直軸磁柵尺（6)實現。
4. 根據權利要求1-3中任一項所述的一種伺服液壓控制的測試模型送進裝置，其特徵 在於，所述弧形攻角變換裝置的角位移通過旋轉編碼器（7)進行檢測。
5. 根據權利要求1-4中任一項所述的一種伺服液壓控制的測試模型送進裝置，其特徵 在於，所述垂直伺服液壓缸（3)固定在水平移動本體（8)的框架結構底部。
6. 根據權利要求1-5中任一項所述的一種伺服液壓控制的測試模型送進裝置，其特徵 在於，所述水平液壓缸、垂直升降液壓缸以及液壓伺服馬達通過液壓伺服裝置進行伺服控 制。
7. 根據權利要求1-6中任一項所述的一種伺服液壓控制的測試模型送進裝置，其特徵 在於，所述弧形攻角變換裝置還包括錐齒輪（14)，其設置在液壓伺服馬達（4)和蝸杆（15) 之間，分別與液壓伺服馬達（4)的輸出軸和蝸杆（15)連接，用於將該液壓伺服馬達（4)的 動力傳輸到蝸杆（15)上。
【文檔編號】G01M9/04GK104089752SQ201410341069
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月17日 優先權日:2014年7月17日
【發明者】林正東, 王毅 申請人:湖北三江航天紅陽機電有限公司