[發(fā)明專利]一種風洞天平單矢量多元加載套裝置及其使用方法

有效

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• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111207901B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設計）人: 劉施然;呂治國;趙榮娟;黃軍
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01M9/04
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 李亞東

1.一種風洞天平單矢量多元加載套裝置，其特征在于：包括基座(1)、加載套外圈(2)、加載套中圈(3)、加載套內圈(4)、加載套下擺(5)和風洞天平(6)，加載套外圈(2)包括外套圈(21)和內套圈(22)，外套圈(21)兩側與加載套下擺(5)轉動連接，內套圈(22)轉動連接在外套圈(21)內，加載套中圈(3)插接在內套圈(22)中，加載套內圈(4)滑動連接在加載套中圈(3)內，加載套內圈(4)外開設有螺紋，加載套內圈(4)外螺紋連接有擋環(huán)(31)，擋環(huán)(31)側面與加載套中圈(3)抵接；風洞天平(6)一端插接在加載套內圈(4)內，風洞天平(6)另一端外套接有支桿(61)，支桿(61)架設在基座(1)上；加載套內圈(4)為方形柱體，所述螺紋為截斷螺紋且開設在加載套內圈(4)長度方向的四棱邊上，加載套中圈(3)為方形環(huán)狀，加載套中圈(3)內孔形狀也為方形，加載套內圈(4)插入加載套中圈(3)的方形內孔中；加載套中圈(3)與加載套內圈(4)的四個接觸面上均插接有銅條(24)，銅條(24)一側面抵接有鋼球(27)，加載套中圈(3)外螺紋連接有圓錐狀尖頭的螺釘(26)，螺釘(26)的錐面與鋼球(27)抵接，以使鋼球(27)推動銅條(24)另一側面與加載套內圈(4)抵接。

2.根據權利要求1所述的一種風洞天平單矢量多元加載套裝置，其特征在于：加載套中圈(3)的方形內孔外徑大于加載套內圈(4)，加載套中圈(3)與加載套內圈(4)的四個接觸面之間間隙小于0.05mm。

3.根據權利要求1所述的一種風洞天平單矢量多元加載套裝置，其特征在于：加載套中圈(3)左右兩側面上架設有橫向調節(jié)器(7)，橫向調節(jié)器(7)包括橫向雙頭推桿(71)和雙頭螺母(72)，橫向雙頭推桿(71)兩端為燕尾結構，中部開設有螺紋，雙頭螺母(72)螺紋連接在橫向雙頭推桿(71)中部，橫向雙頭推桿(71)兩端分別插接在加載套中圈(3)和內套圈(22)上，雙頭螺母(72)抵接在加載套中圈(3)上。

4.根據權利要求1所述的一種風洞天平單矢量多元加載套裝置，其特征在于：內套圈(22)上固連有橫向標尺(25)，橫向標尺(25)的表頭通過門字形的連接塊卡接在加載套中圈(3)外。

5.根據權利要求1所述的一種風洞天平單矢量多元加載套裝置，其特征在于：加載套內圈(4)遠離支桿(61)一端固連有天平姿態(tài)測量部件(41)，天平姿態(tài)測量部件(41)為撓性石英加速度計，加載套下擺(5)底部開設有槽，所述槽內插接有氣泡水平儀(53)，挖空所述槽的質量與氣泡水平儀(53)的質量相同。

6.根據權利要求1所述的一種風洞天平單矢量多元加載套裝置，其特征在于：基座(1)兩側鉸接有扇形的調節(jié)盤(11)，調節(jié)盤(11)外圓端面上設有弧狀的外齒，兩塊調節(jié)盤(11)之間通過桁架相互連接，支桿(61)轉動連接在所述桁架中部，調節(jié)盤(11)鉸接軸水平且與支桿(61)軸線垂直，基座(11)上固連有調節(jié)器(12)，調節(jié)器(12)套接在調節(jié)盤(11)外圓端面外，調節(jié)器(12)內轉動連接有齒輪并與調節(jié)盤(11)上的外齒嚙合。

7.根據權利要求1所述的一種風洞天平單矢量多元加載套裝置，其特征在于：基座(1)位于加載套外圈(2)一側架設有軸向測距裝置(8)，軸向測距裝置(8)包括絲杠(81)、運動塊(82)和光柵尺(83)，絲杠(81)轉動連接在基座(1)上，絲杠(81)軸線方向水平且與支桿(61)軸線方向平行，運動塊(82)螺紋連接在絲杠(81)上，光柵尺(83)固連在運動塊(82)上，光柵尺(83)長度方向與絲杠(81)長度方向垂直，光柵尺(83)靠近加載套外圈(2)一端上固連有千分表(84)，千分表(84)的表頭與加載套外圈(2)抵接。

8.根據權利要求1-7任意一項所述的一種風洞天平單矢量多元加載套裝置的使用方法，其特征在于：包括以下步驟，

Ⅰ.將風洞天平(6)安裝在加載套內圈(4)和支桿(61)上，并在加載套內圈(4)外套接加載套中圈(3)以及加載套外圈(2)，并在加載套外圈(2)外安裝加載套下擺(5)，隨后將支桿(61)插接在調節(jié)盤(11)上并使風洞天平(6)調整至水平；

Ⅱ.觀察氣泡水平儀(53)，調整外套圈(21)與內套圈(22)的相對位置，使氣泡水平儀(53)的氣泡位于正中位置；

Ⅲ.轉動絲杠(81)，使千分表(84)的表頭接觸外套圈(21)的前端面，并使表頭壓入千分表(84)內0.5mm，此時讀取光柵尺(83)讀數(shù)；

Ⅳ.計算軸向移動目標點的光柵尺(83)讀數(shù)，隨后轉動絲杠(81)使光柵尺(83)移動至計算位置；

Ⅴ.松開位于加載套中圈(3)兩側的擋環(huán)(31)，移動加載套中圈(3)和加載套外圈(2)整體，使得加載套外圈(2)的前端面大致接近千分表(84)的表土，然后通過轉動加載套中圈(3)后側面的擋環(huán)(31)，微調加載套中圈(3)和加載套外圈(2)的整體位置，使得千分表(84)的表頭與外套圈(21)前端面接觸，并使千分表(84)的表頭依然伸入千分表(84)內0.5mm，隨后轉動位于加載套中圈(3)前端面的擋環(huán)(31)，轉動絲桿(81)，使千分表(84)遠離加載套外圈(2)；

Ⅵ.讀取橫向標尺(25)的讀數(shù)，計算橫向移動目標點的位置，松開螺釘(26)并安裝橫向調節(jié)器(7)，通過旋動雙頭螺母(72)調節(jié)內套圈(22)與加載套中圈(3)之間的橫向相對距離，當橫向標尺(25)的讀數(shù)達到計算數(shù)值后，旋動螺釘(26)使鋼球(27)推動銅條(24)夾緊加載套中圈(3)，隨后拆下橫向調節(jié)器(7)；

Ⅶ.利用調節(jié)盤(11)和調節(jié)器(12)使風洞天平(6)調整至目標姿態(tài)，隨后調整外套圈(21)和內套圈(22)的相對位置，使氣泡水平儀(53)的氣泡位于正中位置，在加載連接端(52)上掛載砝碼，采集天平輸出。