[發明專利]基于混聯機構的風洞大攻角動態實驗裝置

無效

• 申請號: 201010267915.0
• 申請日: 2010-08-30
• 公開（公告）號: CN101929915A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 史志偉;李鷺揚;程克明;沈宏良
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00;G01M9/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐小紅

技術領域

本發明屬于一種飛行器實驗裝置，特別涉及繞飛行器上某固定點實現三自由度轉動的風洞大攻角動態實驗裝置。

背景技術

新一代飛行器要求具有較高的敏捷性和機動能力。為了研究飛行器機動過程中的非定常空氣動力，需要在風洞試驗技術上有所創新。目前，國內外在大迎角非定常空氣動力學領域進行了許多研究，特別是在風洞試驗技術方面，已建成了許多模擬戰斗機機動飛行的大振幅動態實驗裝置。如在加拿大宇航研究院3米風洞中公開了一種動態實驗裝置(見：http://www.nrc-cnrc.gc.ca/eng/programs/iar/non-linear.html)；圖為美國Stanford大學公開的的一套動態實驗裝置；俄羅斯中央空氣流體動力研究中心也公開了相類似的動態實驗裝置。這些裝置只能實現對模型姿態單自由度的運動控制。Virginia大學公開了的一套可實現兩自由度運動的動態實驗裝置(見：http://www.aoe.vt.edu/research/facilities/dyppir)；南京航空航天大學自行研制了一套可實現俯仰-滾轉兩自由度運動的動態實驗裝置(見文獻“俯仰-滾轉耦合兩自由度大振幅非定常實驗技術”，南京航空航天大學學報，1999，31(2))。這些裝置可以實現對模型姿態的兩自由度運動控制。其他還有美國蘭利中心3米風洞的動態實驗裝置，國內627所、29基地等單位也有類似的大振幅動態實驗裝置。

從這些的實驗設備來看，大多數動態實驗裝置只能實現一個自由度的運動，少數實現了兩個自由度的運動，而這些運動機構只能完成簡單的簡諧振蕩運動，并不能真實模擬實際過失速機動飛行時戰斗機的復雜運動。

從現有技術來看，與本發明最為接近的實驗設備有德國DLR的MPM實驗裝置(見文獻“Ground-based?simulation?of?complex?maneuvers?of?a?delta-wing?aircraft”，Journal?of?Aircraft，2008，45(1))。該裝置采用的是六自由度并聯驅動機構，可以實現對模型姿態的三自由度轉動控制，但該運動裝置的運動空間比較小，運動機構驅動比較復雜。

在本發明之前，完成繞飛行器上某固定點所能實現的轉動最多為單自由度或兩個自由度，并且這些裝置所采用的多為串聯、開鏈結構，動作響應慢；基于并聯機構的模型姿態控制系統運動空間比較小，運動機構驅動復雜。本發明將克服這些缺點，并且具有運動空間大，機構自由度少，結構簡單等特點。

發明內容

本發明的目在于提供一種工作空間大且響應速度好，并且控制簡便的基于混聯機構的風洞大攻角動態實驗裝置。

一種基于混聯機構的風洞大攻角動態實驗裝置，其特征在于：

該實驗裝置包括基座、三條運動鏈、動平臺；上述每條運動鏈均由位于中間的主動式移動副、聯于主動式移動副下端的第一從動轉動副和聯于主動式移動副上端的第二從動轉動副組成；第一從動轉動副與基座相聯，第二從動轉動副與動平臺相聯；基座、動平臺以及連接兩者的三條運動鏈共同構成了一個具有兩個移動和一個轉動自由度的平面并聯機構；

該實驗裝置還包括彎刀、第一主動轉動關節、末端執行器、第二主動轉動關節；彎刀的一端通過第一主動轉動關節安裝于動平臺上，末端執行器通過第二主動轉動關節安裝于彎刀的另一端；上述第一轉動關節的旋轉軸垂直于動平臺，第二轉動關節的旋轉軸平行于動平臺，末端執行器自身的體軸與第二轉動關節的旋轉軸重合。

本發明的特點是：利用三自由度平面并聯機構和串聯的兩自由度轉動裝置，完成繞飛行器上某固定點的空間三自由度轉動。運動空間大、結構簡單、成本低、容易實施。

附圖說明

圖1為本發明繞飛行器上某固定點實現三自由度轉動裝置的原理圖。

圖中標號名稱：1.基座，2.第一從動轉動副，3.主動式移動副，4.第二從動轉動副，5.第一主動式轉動關節，6.末端執行器，7.第二主動式轉動關節，8.彎刀，9.動平臺，MN.第一主動式轉動關節的回轉軸線，MP.第二主動式轉動關節的回轉軸線。

具體實施方式