一种伺服液压控制的测试模型送进装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种伺服液压控制的测试模型送进装置，包括：水平移动机构，其包括水平导轨、水平移动本体以及水平液压缸，水平移动本体可在水平液压缸的驱动下相对水平导轨水平移动；垂直升降机构，其包括垂直升降导轨、升降本体以及垂直升降液压缸，升降本体可相对该垂直升降导轨垂直移动；以及弧形攻角变换装置，其包括液压伺服马达、蜗杆、扇形涡轮和攻角圆弧导轨，扇形涡轮与蜗杆啮合配合，液压伺服马达驱动蜗杆转动，进而驱动扇形涡轮相对攻角圆弧导轨移动，从而带动设置在所述扇形涡轮上的测试模型转动。本实发明可实现大吨位的模型送进，满足多种模型共用一套送进装置，且避免了模型送进时对测试数据的电磁干扰。
【专利说明】一种伺服液压控制的测试模型送进装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种风洞试验中的测试模型送进装置，适用于大型风洞试验中将测试 模型快速准确送入风洞中。
【背景技术】
[0002] 风洞试验段内的测试模型送进装置是航空航天科研生产过程中不可或缺的试验 装置，主要用于将测试模型快速精确送进到指定位置进行数据测试，包括水平方向和垂直 方向上的精确定位、以及由于测试模型在不同倾角测试的需要而在圆弧角度上的精确定 位。随着工业空气动力学的发展，该装置已广泛用于交通运输、汽车制造、建筑设计、风能利 用等试验领域。模型送进装置需要适应气流速度高、温度高的环境，能满足不同试验型号、 从几十千克到几吨各种规格、快速精确定位的试验要求，同时在送进过程中不能对测试信 号产生电磁干扰。
[0003] 现有的模型送进装置均采用伺服电机送进，利用伺服电机驱动各方向运动机构， 将模型送入指定位置。这种模型送进的主要缺点是伺服电机承载小，无法满足现阶段的大 吨位测试模型的送进，通用性受到限制；同时，由于伺服电机需安装于风洞试验段内，当模 型送进时，容易对测试数据产生电磁干扰。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种承载吨位大、电磁干扰小、 自动化程度高的模型送进装置，可以解决目前的送进装置承载小、易产生电磁干扰的问题。
[0005] 本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：
[0006] -种伺服液压控制的测试模型送进装置，用于在风洞试验中将测试模型送入指定 位置，其特征在于，该送进装置包括：
[0007] 水平移动机构，其包括水平导轨、呈框架结构的水平移动本体以及与该水平移动 本体连接的水平液压缸，该水平移动本体下部设置于水平导轨上，其可在所述水平液压缸 的驱动下相对该水平导轨水平移动；
[0008] 垂直升降机构，其包括固定设置在所述水平移动本体框架结构上的垂直升降导 轨、位于所述框架结构内的升降本体以及与该升降本体连接的垂直升降液压缸，所述升降 本体设置于垂直升降导轨上并可在所述垂直升降液压缸的驱动下相对该垂直升降导轨垂 直移动；
[0009] 弧形攻角变换机构，其包括设置在所述升降本体上的液压伺服马达、蜗杆、扇形涡 轮和攻角圆弧导轨，其中，所述扇形涡轮设置于所述攻角圆弧导轨上，并与蜗杆啮合配合， 所述液压伺服马达用于驱动所述蜗杆转动，进而驱动所述扇形涡轮相对所述攻角圆弧导轨 移动，从而带动设置在所述扇形涡轮上的测试模型转动，实现测试模型的定位。
[0010] 作为本发明的改进，所述水平移动机构的水平移动位移检测通过安装在水平移动 装置上的读头采集安装于垂直升降导轨上的磁栅尺实现。 toon] 作为本发明的改进，所述垂直升降机构的位移检测通过安装在垂直升降装置上的 读头采集安装于垂直升降导轨上的磁栅尺实现。
[0012] 作为本发明的改进，所述弧形攻角变换装置的角位移通过旋转编码器进行检测。
[0013] 作为本发明的改进，所述垂直伺服液压缸固定在水平移动本体的底部。
[0014] 作为本发明的改进，所述水平液压缸、垂直升降液压缸以及液压伺服马达通过液 压伺服装置进行伺服控制。
[0015] 作为本发明的改进，所述弧形攻角变换装置还包括锥齿轮，其设置在液压伺服马 达和蜗杆之间，分别与液压伺服马达的输出轴和蜗杆连接，用于将该液压伺服马达的动力 传输到蜗杆上。
[0016] 本发明中，伺服液压装置可安装于风洞试验段外部。
[0017] 本发明中，试验测试模型安装于弧形攻角变换装置上，弧形攻角变换装置通过液 压伺服马达驱动锥齿轮、蜗杆、扇形涡轮，沿着俩根攻角圆弧导轨在垂直升降装置上作圆弧 运动，位置通过旋转编码器进行检测；垂直升降装置通过通过四根垂直升降导轨在水平移 动装置上作垂直升降运动，位置检测通过安装升降装置上的读头采集安装于垂直升降导轨 上的磁栅尺实现；水平移动装置通过四根水平移动导轨在试验段内进行水平方向运动，位 置检测通过安装水平移动装置上的读头采集安装于垂直升降导轨上的磁栅尺实现。
[0018] 本发明中，三个轴通过液压装置提供动力，通过运动控制装置实现对液压伺服阀 进行调速定位，通过磁栅尺和旋转编码器位置反馈进行精确定位。
[0019] 本发明的工作过程为：该装置处于工作初始位置时，水平移动液压缸全部缩回至 最左端，垂直升降液压缩回至最低位置，弧形攻角变换装置处于水平状态，以此位置建立坐 标系。当需要做实验时，可以根据用户要求进行自动设置先后顺序进行动作，也可以多轴联 动。
[0020] 水平移动时，装置通过液压缸驱动沿水平方向的四根导轨作水平运动；垂直升降 时，垂直升降装置通过液压缸驱动沿垂直方向的四根导轨作垂直升降运动；圆弧攻角运动 时，攻角装置通过液压马达驱动锥齿轮、蜗杆、扇形涡轮沿圆弧导轨作圆弧运动。
[0021] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0022] 1、动力源采用液压装置，同时伺服液压可承载大吨位模型满足高精度的快速试 验，实现了多种模型共用一套试验装置；
[0023] 2、伺服液压装置的液压电机安装在试验段外，避免了运动时对测试数量产生电磁 干扰。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 图1为本发明实施例的送进装置的结构主视图；
[0025] 图2为图1中的A-A剖视图；
[0026] 图3为图1中的B-B剖视图；
[0027] 图4为本发明实施例的送进装置的弧形攻角变换装置的锥齿轮结构图；
[0028] 图5为本发明实施例的送进装置的弧形攻角变换装置的涡轮蜗杆机构图。
【具体实施方式】
[0029] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0030] 5所示，本实施例的伺服液压控制的模型送进装置主要包括水平移动装置、垂直升 降装置和弧形攻角变换装置。
[0031] 其中，水平移动装置包括水平导轨11、呈框架结构的水平移动本体8以及与该水 平移动本体8连接的水平液压缸2。
[0032] 垂直升降机构包括固定设置在所述水平移动本体8的框架结构上的垂直升降导 轨12、位于所述框架结构内的升降本体9以及与该升降本体9连接的垂直升降液压缸3。
[0033] 弧形攻角变换装置包括设置在所述升降本体9上的液压伺服马达4、蜗杆15、扇形 涡轮16和攻角圆弧导轨13。扇形涡轮16设置于所述攻角圆弧导轨13上，并与蜗杆15啮 合配合，所述液压伺服马达4用于驱动所述蜗杆15转动，进而驱动所述扇形涡轮16相对所 述攻角圆弧导轨13移动。
[0034] 该装置的水平伺服液压缸2定端固定在试验段内壁，活动端与水平移动本体8连 接；垂直伺服液压缸3定端固定在水平移动本体8的底部，活动端与垂直升降本体9连接； 伺服液压马达4和弧形攻角变换装置其他部件均安装于垂直升降本体9上，试验测试模型 安装于弧形攻角变换装置的扇形涡轮16上。
[0035] 液压伺服装置1用于控制水平伺服液压缸2、垂直伺服液压缸3和伺服液压马达 4,液压伺服装置1可以安装在风洞试验段外部，最大可能地减小了电磁干扰。
[0036] 水平移动机构的水平移动位移、垂直升降机构的位移检测和弧形攻角变换装置的 角位移分别通过水平轴光栅尺5、垂直轴光栅尺6、旋转编码器7进行检测和反馈。
[0037] 该装置的初始状态是水平移动液压缸2将水平移动本体8缩回至最左端，垂直升 降液压缸3将垂直升降本体9降低至最低位置，弧形攻角变换装置处于水平位置，以此位置 建立坐标系。当测试试验模型安装于弧形攻角变换装置10上，完成流场测试，满足进行试 验时，可以进行自动设置先后顺序进行动作，也可以多轴联动。水平移动时，水平伺服液压 缸2驱动水平移动本体8沿水平方向的四根导轨作水平运动；垂直升降时，垂直伺服液压缸 3驱动垂直升降本体9沿垂直方向的四根导轨作垂直升降运动；变换攻角时，伺服液压马达 4驱动弧形攻角变换装置10进而驱动锥齿轮14、蜗杆15、扇形涡轮16沿圆弧导轨作圆弧运 动。通过三轴将测试模型快速精确运行到测试指定位置进行模型测试试验。
[0038] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以 限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种伺服液压控制的测试模型送进装置，用于在风洞试验中将测试模型送入指定位 置，其特征在于，该送进装置包括： 水平移动机构，其包括水平导轨（11)、呈框架结构的水平移动本体（8)以及与该水平 移动本体（8)连接的水平液压缸（2)，该水平移动本体（8)下部设置于水平导轨（11)上，其 可在所述水平液压缸（2)的驱动下相对该水平导轨（11)水平移动； 垂直升降机构，其包括固定设置在所述水平移动本体（8)框架结构上的垂直升降导轨 (12)、位于所述框架结构内的升降本体（9)以及与该升降本体（9)连接的垂直升降液压缸 (3)，所述升降本体（9)设置于垂直升降导轨（12)上并可在所述垂直升降液压缸（3)的驱 动下相对该垂直升降导轨（12)垂直移动；以及 弧形攻角变换装置，其包括设置在所述升降本体（9)上的液压伺服马达（4)、蜗杆 (15)、扇形涡轮（16)和攻角圆弧导轨（13)，其中，所述扇形涡轮（16)设置于所述攻角圆弧 导轨（13)上，并与蜗杆（15)啮合配合，所述液压伺服马达（4)用于驱动所述蜗杆（15)转 动，进而驱动所述扇形涡轮（16)相对所述攻角圆弧导轨（13)移动，从而带动设置在所述扇 形涡轮（16)上的测试模型转动，实现测试模型的定位。
2. 根据权利要求1所述的一种伺服液压控制的测试模型送进装置，其特征在于，所述 水平移动机构的水平移动位移检测通过安装在水平移动本体（8)上的读头采集安装于垂 直升降导轨（12)上的水平轴磁栅尺（5)实现。
3. 根据权利要求1或2所述的一种伺服液压控制的测试模型送进装置，其特征在于，所 述垂直升降机构的位移检测通过安装在垂直升降本体（9)上的读头采集安装于垂直升降 导轨（12)上的垂直轴磁栅尺（6)实现。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的一种伺服液压控制的测试模型送进装置，其特征 在于，所述弧形攻角变换装置的角位移通过旋转编码器（7)进行检测。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的一种伺服液压控制的测试模型送进装置，其特征 在于，所述垂直伺服液压缸（3)固定在水平移动本体（8)的框架结构底部。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的一种伺服液压控制的测试模型送进装置，其特征 在于，所述水平液压缸、垂直升降液压缸以及液压伺服马达通过液压伺服装置进行伺服控 制。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的一种伺服液压控制的测试模型送进装置，其特征 在于，所述弧形攻角变换装置还包括锥齿轮（14)，其设置在液压伺服马达（4)和蜗杆（15) 之间，分别与液压伺服马达（4)的输出轴和蜗杆（15)连接，用于将该液压伺服马达（4)的 动力传输到蜗杆（15)上。
【文档编号】G01M9/04GK104089752SQ201410341069
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】林正东, 王毅 申请人:湖北三江航天红阳机电有限公司