本发明专利技术提供了一种适用于小型风洞的叶片动态失速试验装置，主要包括伺服电机、传动组件、测试组件和机架，所述传动组件包含变径调节盘、正弦机构和齿轮齿条机构，所述测试组件包含力传感器、角位移编码器、转轴和叶片模型；本发明专利技术通过所述伺服电机和所述传动组件带动叶片模型做变频俯仰运动，通过所述测试组件获得动态失速瞬态气动力，通过所述变径调节盘实现叶片模型俯仰运动幅度大小的调节；本发明专利技术提供的试验装置，能够实现叶片模型变频变幅的连续平稳俯仰运动，结构简单可靠，适用于小型风洞叶片模型动态失速气动性能试验。洞叶片模型动态失速气动性能试验。洞叶片模型动态失速气动性能试验。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于小型风洞的叶片动态失速试验装置
[0001]本专利技术涉及一种适用于小型风洞的叶片动态失速试验装置，属于风洞试验
技术介绍
[0002]风力机叶片动态失速过程中翼型瞬态升阻力系数的变化规律对于风力机设计至关重要；风洞实验是获得翼型瞬态升阻力系数变化规律的重要手段；叶片动态失速风洞试验需要实现叶片模型连续往复攻角变化的俯仰运动，同时能够实现对这种俯仰运动的相关参数进行变参数试验，如变频率和变幅度；目前，实现叶片模型俯仰运动的现有风洞试验装置可以分为以下几类：(1)通过私服电机+曲柄摇杆机构实现；(2)通过计算机主控+交流伺服电机直接驱动实现；(3)通过液压伺服阀+摆动油缸驱动实现；方法(1)由于采用的四杆机构存在速度急回特性，上仰和下俯运动过程的速度不一致，机构惯性矩较大，容易产生附加动载荷，降低了运动精度，磨损大、噪音高；方法(2)对电机与控制要求较高，大攻角下的气动负载冲击直接作用在驱动机构上，冲击振动较大，装置使用维护成本高；方法(3)运动频率不高，存在油泄露、换向冲击和精度偏低等问题；因此，需要开发一种简单有效的适用于小型风洞的风力机叶片动态失速试验装置。
技术实现思路
[0003]为解决上述问题，本专利技术提供一种适用于小型风洞的叶片动态失速试验装置，能够实现叶片模型连续平稳俯仰运动，还可以实现变频率和变幅度，结构简单可靠。
[0004]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
[0005]一种适用于小型风洞的叶片动态失速试验装置，其特征在于：主要包括伺服电机、传动组件、测试组件和机架；所述伺服电机2与所述机架1固定连接；所述传动组件与所述伺服电机2通过联轴器3连接；所述传动组件与所述测试组件固定连接，所述测试组件与所述机架1固定连接；所述传动组件包括支撑座4、变径调节盘5、销轴6、正弦机构7、齿轮10、齿条11；所述变径调节盘5安装固定在所述支撑座4上；所述支撑座4固定在所述机架1上；所述正弦机构7通过所述销轴6与所述变径调节盘5活动连接；所述正弦机构7包括水平杆7
‑
1、竖直杆7
‑
2、第一滑槽7
‑
3、第二滑槽7
‑
4、滑块8、固定滑块9；所述水平杆7
‑
1、所述垂直杆7
‑
2、所述第一滑槽7
‑
3和所述第二滑槽7
‑
4为一体结构；所述销轴6与所述滑块8固定连接，所述滑块8与所述第一滑槽7
‑
3滑动连接；所述固定滑块9与所述第二滑槽7
‑
4滑动连接；所述固定滑块9与所述机架固定连接；所述齿轮10和所述齿条11配对啮合；所述齿条11水平固定安装在所述水平杆7
‑
1上；所述测试组件包括转轴12、角位移编码器13、力传感器14、吊钩15、叶片模型16；所述转轴12与所述齿轮10固定连接；所述角位移编码器13固定安装于所述转轴12上；所述叶片模型16与所述转轴12固定连接；所述转轴12通过所述吊钩15转动连接；所述吊钩15与所述力传感器14固定连接；所述力传感器14与所述机架1固定连接。
[0006]进一步地，本专利技术所述的变径调节盘5上沿周向按渐开线函数规律开设m个铰接孔
5
‑
1，所述渐开线参数方程为其中，i＝1，2，3...m，(x
i
，y
i
)为第i个所述铰接孔5
‑
1的圆心位置，r
b
为所述渐开线基圆半径，为均布的周向角；所述周向角的取值范围为[0，2π]，所述铰接孔5
‑
1的数目m不少于2个；优选的，所述铰接孔5
‑
1的数目m为12个，周向角取值间隔为π/6。
[0007]进一步地，本专利技术所述的变径调节盘5与所述正弦机构7对心布置，所述对心布置具体指的是所述变径调节盘5的几何中心点o与所述正弦机构7上的所述第二滑槽7
‑
4的中心线n
‑
n共线。
[0008]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0009]1、本专利技术的变径调节盘和正弦机构采用对心布置，不会出现急回特性，上仰和下俯运动速度一致，实现叶片模型连续平稳俯仰运动，有利于动态失速风洞试验精度的提高。
[0010]2、本专利技术的变径调节盘可以按渐开线规律自由开设多个铰接孔，能够实现叶片模型俯仰运动的幅度大小的改变。
[0011]3、本专利技术通过齿轮齿条与正弦机构传动，结构简单紧凑，运行平稳，冲击小，提升了装置的可靠性。
附图说明
[0012]图1是本专利技术的适用于小型风洞的叶片动态失速试验装置的结构示意图；
[0013]图2是本专利技术的适用于小型风洞的叶片动态失速试验装置的局部放大图；
[0014]图3是本专利技术的传动组件的正视图；
[0015]图中：1、机架，2、伺服电机，3、联轴器，4、支撑座，5、变径调节盘，6、销轴，7、正弦机构，8、滑块，9、固定滑块，10、齿轮，11、齿条，12、转轴，13、角位移编码器，14、力传感器，15、吊钩，16、叶片模型。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术专利进行进一步描述。
[0017]如图1～2所示，本专利技术提供的适用于小型风洞的叶片动态失速试验装置，主要包括伺服电机、传动组件、测试组件和机架；所述伺服电机2与所述机架1固定连接；所述传动组件与所述伺服电机2通过联轴器3连接；所述传动组件与所述测试组件固定连接，所述测试组件与所述机架1固定连接；所述传动组件包括支撑座4、变径调节盘5、销轴6、正弦机构7、齿轮10、齿条11；所述变径调节盘5安装固定在所述支撑座4上；所述支撑座4固定在所述机架1上；所述正弦机构7通过所述销轴6与所述变径调节盘5活动连接；所述正弦机构7包括水平杆7
‑
1、竖直杆7
‑
2、第一滑槽7
‑
3、第二滑槽7
‑
4、滑块8、固定滑块9；所述水平杆7
‑
1、所述垂直杆7
‑
2、所述第一滑槽7
‑
3和所述第二滑槽7
‑
4为一体结构；所述销轴6与所述滑块8固定连接，所述滑块8与所述第一滑槽7
‑
3滑动连接；所述固定滑块9与所述第二滑槽7
‑
4滑动连接；所述固定滑块9与所述机架固定连接；所述齿轮10和所述齿条11配对啮合；所述齿条11水平固定安装在所述水平杆7
‑
1上；所述测试组件包括转轴12、角位移编码器13、力传感器14、吊钩15、叶片模型16；所述转轴12与所述齿轮10固定连接；所述角位移编码器13固定
安装于所述转轴12上；所述叶片模型16与所述转轴12固定连接；所述转轴12通过所述吊钩15转动连接；所述吊钩15与所述力传感器14固定连接；所述力传感器14与所述机架1固定连接。
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于小型风洞的叶片动态失速试验装置，其特征在于：主要包括伺服电机、传动组件、测试组件和机架；所述伺服电机与所述机架固定连接；所述传动组件与所述伺服电机通过联轴器连接；所述传动组件与所述测试组件固定连接，所述测试组件与所述机架固定连接；所述传动组件包括支撑座、变径调节盘、销轴、正弦机构、齿轮、齿条；所述变径调节盘安装固定在所述支撑座上；所述支撑座固定在所述机架上；所述正弦机构通过所述销轴与所述变径调节盘活动连接；所述正弦机构包括水平杆、竖直杆、第一滑槽、第二滑槽、滑块、固定滑块；所述水平杆、所述垂直杆、所述第一滑槽和所述第二滑槽为一体结构；所述销轴与所述滑块固定连接，所述滑块与所述第一滑槽滑动连接；所述固定滑块与所述第二滑槽滑动连接；所述固定滑块与所述机架固定连接；所述齿轮和所述齿条配对啮合；所述齿条水平固定安装在所述水平杆上；所述测试组件包括转轴、角位移编码器、力传感器、吊钩、叶片模型；所述转轴与所述齿轮固定连接；所述角位移...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐新姿，郭颜威，彭锐涛，何文双，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：
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