一种整体式铰链力矩天平制造技术

本实用新型专利技术公开了一种整体式铰链力矩天平，包括：模型端，其下端整体加工有测量元件，测量元件的下端整体加工有固定端；模型端设置有用于连接测量舵的模型端圆孔和两个矩形槽，矩形槽分别开设在模型端圆孔的两侧；测量元件采用“曲回梁”形式；固定端整体加工有与测量元件同轴的扇形法兰面，扇形法兰面的对称面和对称面两侧45

【技术实现步骤摘要】
一种整体式铰链力矩天平


[0001]本技术属于风洞试验
，更具体地说，本技术涉及一种整体式铰链力矩天平。

技术介绍

[0002]铰链力矩天平是开展铰链力矩风洞试验的核心部件。天平与舵面的连接方式、天平与模型主体的连接方式、舵面的角度变换方式等均与试验数据的精准度密切相关。
[0003]目前常用的测量舵安装定位方式主要有以下两种：(1)锥面配合、平键定位、楔键拉紧；(2)测量舵与天平一体加工等。第一种方法拆卸模型比较困难，装拆过程中容易损坏天平；第二种适用于来流温度不高的低马赫数试验。
[0004]常用的舵偏角变换方式主要有以下两种：(1)角度片定位、螺钉压紧； (2)固定偏角整体加工。第一种方法需要模型有足够大的轴向空间，在保证足够结构强度的前提下放置角度片和压紧螺钉；第二种方法加工量较大，舵偏角更换也比较繁琐。
[0005]常用的天平与测量舵的组合方式也有两种：(1)天平保持不动，改变测量舵的角度；(2)天平与舵面同时转动。第一种方法天平测得的数据需要进行坐标系转换，有一定的转换误差，常用于模型尺寸较小的小口径风洞试验或需要进行舵面、全弹气动力同时测量风洞试验中；第二种方法不需要进行坐标系转换，转换误差较小。
[0006]飞行器的外形和控制舵的结构形式多种多样，目前没有通用的铰链力矩试验天平结构形式能够满足所有飞行器舵面铰链力矩的试验需求，本专利技术主要针对轴向尺寸较小、径向尺寸较大的模型铰链力矩试验，提出一种整体式天平结构，在保证舵面与天平、天平与模型主体连接可靠的前提下，装拆方便、定位准确、数据处理简便可靠。

技术实现思路

[0007]本技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0008]为了实现根据本技术的这些目的和其它优点，提供了一种整体式铰链力矩天平，包括：
[0009]模型端，其下端整体加工有测量元件，所述测量元件的下端整体加工有固定端；
[0010]所述模型端设置有用于连接测量舵的模型端圆孔和两个矩形槽，所述矩形槽分别开设在模型端圆孔的两侧；
[0011]所述固定端整体加工有与测量元件同轴的扇形法兰面，所述扇形法兰面的对称面和对称面两侧45
°
夹角处各布置2个用于定位的锥销孔Ⅰ，所述扇形法兰面的底部整体加工有用于连接模型本体的圆柱段。
[0012]优选的是，其中，所述测量元件的结构包括：
[0013]两个测量梁Ⅰ，其关于铰链力矩天平左右对称面对称，所述测量梁Ⅰ靠近测量舵一端与铰链力矩天平的模型端相连，远离测量舵一端固定连接有截止板Ⅰ，所述测量梁Ⅰ的前
后两端加工有半圆形槽；
[0014]四根测量梁Ⅱ，其关于铰链力矩天平中心对称，四根测量梁Ⅱ的外侧边构成四个直角，测量梁Ⅱ朝向测量梁Ⅰ的表面与测量梁Ⅰ的表面平行；每根测量梁Ⅱ的一端与截止板Ⅰ相接，另一端连接有截止板Ⅱ；
[0015]两根测量梁Ⅲ，其对称设置在所述测量梁Ⅰ的两侧，所述测量梁Ⅲ靠近测量舵一端与截止板Ⅱ相连，远离测量舵一端与铰链力矩天平固定端相连，所述测量梁Ⅱ朝向测量梁Ⅲ的表面与测量梁Ⅲ的左右表面平行。
[0016]优选的是，其中，所述模型端上开设有锥度为1∶5的锥销孔Ⅲ，所述模型端上与锥销孔Ⅲ相对的一侧开设有圆柱通孔；
[0017]所述测量舵的转轴处设置有第一圆柱轴，其端面设置有第二圆柱轴，所述第二圆柱轴的端面设置有第三圆柱轴，所述第二圆柱轴的直径小于第一圆柱轴且大于第三圆柱轴；
[0018]所述第三圆柱轴的两侧分别固定设置有矩形凸起，所述矩形凸起与模型端的矩形槽相适配；所述第三圆柱开设有销孔，所述销孔最下端与第三圆柱轴线接近，所述销孔的下端开设有螺纹孔Ⅰ，所述螺纹孔Ⅰ和销孔将第三圆柱轴贯穿；所述铰链力矩天平与测量舵采用小间隙配合，测量舵的矩形凸起嵌入至铰链力矩天平的矩形槽中，测量舵的第三圆柱轴穿入至模型端圆孔中，所述铰链力矩天平与测量舵通过在锥销孔Ⅲ、销孔、螺纹孔Ⅰ、圆柱通孔装入螺纹销Ⅰ实现定位、紧固。
[0019]优选的是，其中，所述模型本体开设有与圆柱段相适配的圆柱孔，以圆柱孔中心点为圆心的两个分度圆上分别开设有多个锥销孔Ⅱ，所述锥销孔Ⅱ的大端朝向铰链力矩天平一侧，且所述大端直径与锥销孔Ⅰ的小径相等，所述锥销孔Ⅱ中开设有螺纹孔Ⅱ；锥销孔Ⅰ和与之对齐的锥销孔Ⅱ中装入有螺纹销Ⅱ；
[0020]所述圆柱孔中心开设有通孔，所述铰链力矩天平的圆柱段中心位置开设有螺纹孔Ⅱ，所述铰链力矩天平与模型本体通过螺栓拉紧。
[0021]优选的是，其中，两圈锥销孔Ⅱ所在分度圆直径与两圈锥销孔Ⅰ所在分度圆直径对应相等；
[0022]所述模型本体内圈分度圆上等角度设置有8个锥销孔Ⅱ，相邻两个锥销孔Ⅱ之间的夹角为20
°
；所述模型本体外圈分度圆上设置有5个锥销孔Ⅱ，其中位于中心位置处的锥销孔Ⅱ与其两侧的两个锥销孔Ⅱ之间的夹角为 20
°
，最外层的两个锥销孔Ⅱ与中心位置处锥销孔Ⅰ的夹角为60
°
。
[0023]优选的是，其中，所述截止板Ⅰ与铰链力矩天平固定端之间，截止板Ⅱ与铰链力矩模型端之间均保持有间隙。
[0024]优选的是，其中，所述铰链力矩天平的测量元件中心位置开设有圆孔，所述圆孔开设至铰链力矩天平固定端的前端面。
[0025]本技术至少包括以下有益效果：本技术的铰链力矩天平设置了模型端圆孔和两个矩形槽，通过模型端圆孔和矩形槽实现了与测量舵的整体固定，在将测量舵安装至铰链力矩天平形成组合体，并安装至模型本体后，可实现测量舵与铰链力矩天平组合体的整体角度偏转，只需通过改变铰链力矩天平的定位角度，即可获得所需的舵偏角。本技术提供的整体式铰链力矩天平能够在轴向尺寸较小、径向尺寸较大的模型空间内，通过
将铰链力矩天平锥销孔Ⅰ与模型本体锥销孔Ⅱ对齐实现舵偏角的变换，避免了坐标系转换，提高了舵偏角变换效率。
[0026]本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0027]图1为本技术提供的铰链力矩天平结构示意图；
[0028]图2为本技术提供的铰链力矩天平正面结构示意图；
[0029]图3为铰链力矩天平底部结构示意图；
[0030]图4为测量舵的结构示意图；
[0031]图5为测量舵和铰链力矩天平组合体的结构示意图；
[0032]图6为模型本体结构示意图；
[0033]图7为测量舵和铰链力矩天平组合体与模型本体的安装结构示意图；
[0034]图8为螺纹销Ⅰ结构示意图；
[0035]图9为螺纹销Ⅱ结构示意图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0037]应当理解，本文所使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种整体式铰链力矩天平，其特征在于，包括：模型端，其下端整体加工有测量元件，所述测量元件的下端整体加工有固定端；所述模型端设置有用于连接测量舵的模型端圆孔和两个矩形槽，所述矩形槽分别开设在模型端圆孔的两侧；所述固定端整体加工有与测量元件同轴的扇形法兰面，所述扇形法兰面的对称面和对称面两侧45
°
夹角处各布置2个用于定位的锥销孔Ⅰ，所述扇形法兰面的底部整体加工有用于连接模型本体的圆柱段；所述模型本体开设有与圆柱段相适配的圆柱孔，以圆柱孔中心点为圆心的两个分度圆上分别开设有多个锥销孔Ⅱ，所述锥销孔Ⅱ的大端朝向铰链力矩天平一侧，且所述大端直径与锥销孔Ⅰ的小径相等，所述锥销孔Ⅱ中开设有螺纹孔Ⅱ；锥销孔Ⅰ和与之对齐的锥销孔Ⅱ中装入有螺纹销Ⅱ；所述圆柱孔中心开设有通孔，所述铰链力矩天平的圆柱段中心位置开设有螺纹孔Ⅱ，所述铰链力矩天平与模型本体通过螺栓拉紧。2.如权利要求1所述的整体式铰链力矩天平，其特征在于，所述测量元件的结构包括：两个测量梁Ⅰ，其关于铰链力矩天平左右对称面对称，所述测量梁Ⅰ靠近测量舵一端与铰链力矩天平的模型端相连，远离测量舵一端固定连接有截止板Ⅰ，所述测量梁Ⅰ的前后两端加工有半圆形槽；四根测量梁Ⅱ，其关于铰链力矩天平中心对称，四根测量梁Ⅱ的外侧边构成四个直角，测量梁Ⅱ朝向测量梁Ⅰ的表面与测量梁Ⅰ的表面平行；每根测量梁Ⅱ的一端与截止板Ⅰ相接，另一端连接有截止板Ⅱ；两根测量梁Ⅲ，其对称设置在所述测量梁Ⅰ的两侧，所述测量梁Ⅲ靠近测量舵一端与截止板Ⅱ相连，远离测量舵一端与铰链力矩天平固定端相连，所述测量梁Ⅱ朝向测量梁Ⅲ的表面与测量梁Ⅲ的左右表面平行。3.如权利要求1所述的整体式铰链力矩天...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒海峰，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所，
类型：新型
国别省市：