[發明專利]并聯六連桿式風洞天平復位機構及復位方法

有效

• 申請號: 201410001718.2
• 申請日: 2014-01-03
• 公開（公告）號: CN103837318B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 陳景偉;陶愛華;那鑫晨;李福東;梁桂范
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司哈爾濱空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02;G01M9/06
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所23118
• 代理人: 陳曉光

技術領域

本發明涉及一種并聯六連桿式風洞天平復位機構及復位方法。

背景技術

隨著飛行器的設計對風洞試驗數據精準度的要求不斷提高，風洞試驗朝著精細化的方向發展。作為風洞試驗中力/力矩最主要的測量裝置，測力天平的性能直接影響試驗數據的準確性。天平的精準度主要由天平的校準公式決定，而天平公式的精確度很大程度上依賴天平靜校臺的性能。另外隨著科研型號任務的不斷增多，對于天平校準的時間限制也越來越嚴格，因此又對天平校準設備高效性有了新的要求。

風洞天平校準設備的性能將直接影響天平靜校的質量和效率，按加載坐標軸系的不同，可分為地軸系天平校準設備和體軸系天平校準設備。地軸系天平校準設備不進行天平復位調整，結構簡單。而體軸系天平校準設備需要通過校準設備的自動調整系統保證天平加載狀態不變，即保證施加載荷的方向始終與天平體軸系一致。原有的體軸系加載設備均為塔形結構，其運用六臺電機進行六分量（X，Y，Z，Mx，My，Mz）變形復位，各復位電機間存在相互影響，復位精度低，速度慢。

發明內容

本發明的目的提供一種并聯六連桿式風洞天平復位機構及復位方法，以解決體軸系靜校臺復位精度低，速度慢的問題。

本發明通過下述技術方案實現的：

并聯六連桿式風洞天平復位機構，其組成包括：控制計算機，所述的控制計算機分別連接復位運動控制部分、變形及位置測量部分，所述的變形及位置測量部分包括測位傳感器、所述的復位運動控制部分包括運動控制單元及復位保護單元、所述的復位運動控制部分連接復位運動執行部分、所述的控制計算機連接控制電機及復位保護單元，所述的測位傳感器安裝在測量天平即加載梁運動的位置，所述的測位傳感器連接控制計算機；運動控制單元和控制電機，所述的測位傳感器對應連接六個連桿機構，保護裝置連接六個連桿機構及加載梁。

所述的并聯六連桿式風洞天平復位機構，所述的六個連桿機構為六臺高精度伺服電機驅動的六根并聯連桿，其中豎直方向三角形布置X，My，Mz三個自由度的X方向連桿：連桿X1，連桿X2和連桿X3，兩根控制Z，Mx兩個自由度Z方向連桿，即水平Z向平行布置兩根連桿Z1，連桿Z2，一根控制Y一個自由度Y方向連桿即水平Y向中間布置一根連桿Y1，共六根連桿組成并聯六連桿復位機構，推動臺體的移動和轉動，實現快速精確復位。

所述的并聯六連桿式風洞天平復位機構，所述的復位運動控制部分包括與所述的控制機計算機連接的多軸運動控制卡，所述的多軸運動控制卡連接所述的復位運動執行部分，所述的復位運動執行部分包括六臺諧波減速器、一一對應連接六個連桿機構的六根滾珠絲杠，6臺所述的測位傳感器一一對應連接六個連桿機構。

一種風洞天平復位方法，其步驟為：當系統加載后加載梁產生偏移，激光位移傳感器測得的加載梁偏移量，通過加載梁的變形通過激光跟蹤儀控制器USB口傳入控制計算機，控制計算機根據六根連桿的伸縮量；傳入多軸運動控制卡，多軸運動控制卡對六根連桿的伸縮量進行插補，再傳入六臺伺服電機的驅動控制器，控制六臺交流伺服電機按比例同時轉動，然后通過多軸運動控制卡，六臺諧波減速器、六根滾珠絲杠、驅動六根連桿的伸縮使加載梁復位偏移量減少，激光位移傳感器再測得的加載梁偏移量，再次進行復位，當偏移量達到復位的精度要求復位結束。

所述的風洞天平復位方法，所述的控制六臺交流伺服電機按比例同時轉動過程中，六臺高精度伺服電機驅動的六根并聯連桿，三根X方向連桿控制X，My，Mz三個自由度，兩根Z方向連桿控制Z，Mx兩個自由度，一根Y方向控制Y一個自由度，當其中一個或多個桿進行運動時，其它桿進行聯動控制。

有益效果：

1、以上所述的并聯六連桿式風洞天平復位機構包括分別由六臺高精度伺服電機驅動的六根并聯連桿，三根X方向連桿控制X，My，Mz三個自由度，兩根Z方向連桿控制Z，Mx兩個自由度，一根Y方向控制Y一個自由度。當其中一個或多個桿進行運動時，其它桿進行聯動控制。

以上所述的靜校臺臺體姿態的計算機通過控制六套交流伺服。為了使臺體能夠平穩快速地復位，需對這六套交流伺服進行聯動控制，因此在復位系統中采用了運動控制單元即多軸運動控制器，它能代替控制計算機完成六連桿的位置、速度的聯動控制。

本發明通過并聯六連桿進行天平復位的方式，通過反饋實現準確快速復位的要求；提高天平復位的精準度和速度。