【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风洞试验装置，尤其涉及一种风洞光学窗口切换装置及方法。
技术介绍
1、在风洞设备上，可以进行测热、测力和测压等多种试验。风洞试验时，试验模型安装在风洞试验段内，试验段是一个密闭的箱体，试验时该箱体内被抽吸为真空。为便于观测，会在箱体上开设光学窗口，为了更好地密封，一般在试验段上尽量少的开观测窗口，但在进行不同试验时可能会需要不同的光学窗口。例如，在测热试验时，可通过红外热像仪与风洞试验段或者纹影镜筒上的红外光学窗口，测量试验模型表面热流；而在开展测力、测压流场诊断试验时，需要安装上纹影光学窗口，对试验流场进行显示分析。
2、目前，原先光学窗口更换方式是通过人工更换光学窗口。该方法存在的主要问题是光学窗口一般质量相对较大(以纹影光学玻璃为例，通光口径800mm的k9光学玻璃加上附件质量就能达到200kg左右)，安装不方便，并且安装也具有一定要求(例如，密封性要求等)，因此，在更换光学窗口时一般需要3-4人，借助航吊，用时1天到2天，更换效率低。此外，玻璃易碎，价格贵，更换纹影光学窗口风险大。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种风洞光学窗口切换装置及方法，提高光学窗口的更换效率和可靠性。
2、为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种风洞光学窗口切换装置，包括：
3、两个第一移动副，间隔设置，每个第一移动副包括水平滑轨和沿水平滑轨滑动的水平滑块，两个第一移动副的水平滑轨平行设置；
4、第一驱动部，通过第一传动
5、存放箱，位于两个第一移动副之间，在沿水平滑块的滑动方向上具有多个用于放置光学窗口的放置槽，每个放置槽均平行于待安装光学窗口的端面；
6、两个第二移动副，每个第二移动副均包括竖直架和托举滑块，两个竖直架分别安装在两个水平滑块上，每个竖直架均包括多个间隔平行设置导向柱，托举滑块套设在多个导向柱上，且能够带动托举滑块沿导向柱的轴向滑动；
7、第二驱动部，通过第二传动换向结构驱动两个托举滑块沿导向柱同步滑动；以及
8、控制器，用于控制第一驱动部和第二驱动部工作，使托举滑块能够托举待安装的光学窗口移动至安装位置或者将更换下来光学窗口移动至放置槽内。
9、可选地，每个托举滑块上间隔设有两个导向定位柱，每个待安装的光学窗口的托举处相对应地设有两个导向定位孔。
10、可选地，在待安装光学窗口的端面或者光学窗口安装面上设置传感器，传感器与控制器信号连接，用于检测光学窗口的安装状态并反馈至控制器。
11、可选地，传感器为测距传感器或压力传感器；或
12、传感器有多个，至少有一个测距传感器和至少一个压力传感器。
13、可选地，光学窗口包括固定框、移动板和设置在移动板上的光学玻璃；
14、风洞光学窗口切换装置还包括调节装置，调节装置包括调节块、调节螺柱和两个平行间隔设置的移动部，移动部包括滑杆和多个连接块，多个连接块通过直线轴承间隔套设在滑杆上，滑杆与移动板平行，且两端与固定框连接，移动板与两个移动部的连接块固定连接；
15、调节装置设置两个移动部之间，调节块固定在移动板上，调节螺柱与滑杆平行，其一端穿过固定框与调节块螺纹连接，且调节螺柱与固定框螺纹连接，通过旋转调节螺柱，移动板能够沿滑杆的轴向相对固定框移动。
16、可选地，水平滑块上设有内螺纹，第一传动换向结构分别通过一水平丝杠与水平滑块螺纹配合，水平丝杠转动驱动水平滑块沿水平滑轨滑动；
17、每个竖直架中，在多个导向柱之间设有一竖直丝杠，竖直丝杠的一端与第二传动换向结构连接，托举滑块套设在多个导向柱上，且与竖直丝杠螺纹配合连接，多个导向柱环绕竖直丝杠均匀分布，竖直丝杠转动能够带动托举滑块沿导向柱的轴向滑动。
18、可选地，第一传动换向结构包括两个第一换向器，两个第一换向器之间通过第一传动杆传动连接，两个第一换向器分别与两个水平丝杠连接；
19、第二传动换向结构包括两个第二换向器，两个第二换向器之间通过第二传动杆传动连接，两个第二换向器通过安装座分别固定在竖直架的上端，并分别与两个竖直丝杠连接。
20、可选地，风洞光学窗口切换装置还设有第一行程开关，第一行程开关与控制器连接，用于限制水平滑块的行程；和/或
21、风洞光学窗口切换装置还设有第二行程开关，第二行程开关与控制器连接，用于限制托举滑块的行程。
22、可选地，第一驱动部和第二驱动部均为伺服电机。
23、第二方面，本专利技术还提供了一种风洞光学窗口切换方法，采用第一方面中任一实现方式的风洞光学窗口切换装置进行风洞光学窗口切换，步骤如下：
24、风洞光学窗口切换装置安装到位后，分别获取放置在各放置槽内的光学窗口取出位置坐标和光学窗口安装位置坐标，根据存储的坐标信息设定第一移动副和第二移动副的移动路径和速度，并存储在控制器内形成针对每个光学窗口的取出安装和拆卸放回的指令；
25、切换光学窗口过程中：
26、拆卸已安装的光学窗口时，触发拆卸放回指令，托举滑块移动到设定位置对已安装光学窗口提供支撑，将固定螺栓拆除后，第一驱动部和第二驱动部分别驱动第一移动副和第二移动副执行指令将拆卸的光学窗口放回到相对应的放置槽内；
27、触发取出安装指令，第一驱动部和第二驱动部分别驱动第一移动副和第二移动副执行指令，托举滑块移动到设定位置取出光学窗口并移动至待安装位置，通过固定螺栓将光学窗口固定后，第一移动副和第二移动副回到设定的初始位置，完成待切换的光学窗口的安装。
28、本专利技术的上述技术方案具有如下优点：
29、本专利技术提供的风洞光学窗口切换装置，包括两个第一移动副、第一驱动部、第一传动换向结构、存放箱、两个第二移动副、第二驱动部和第二传动换向结构，其中，两个第一移动副间隔设置，存放箱位于两个第一移动副之间，该存放箱沿水平滑块的滑动方向上具有多个用于放置光学窗口的放置槽，每个放置槽均平行于待安装光学窗口的端面。每个第一移动副包括水平滑轨和沿水平滑轨滑动的水平滑块，两个第一移动副的水平滑轨平行设置。每个第二移动副均包括竖直架和托举滑块竖直架均包括多个间隔平行设置导向柱，托举滑块套设在多个导向柱上，且能够带动托举滑块沿导向柱的轴向滑动。第一驱动部通过第一传动换向结构驱动两个水平滑块沿水平滑轨同步滑动，第二驱动能够通过第二传动换向结构驱动两个托举滑块沿导向柱同步滑动。控制器用于控制第一驱动部和第二驱动部工作，使托举滑块能够托举待安装的光学窗口移动至安装位置或者将更换下来光学窗口移动至放置槽内。该装置采用一个驱动部同步驱动两个移动副实现水平移动，采用另外一个驱动部同步驱动两个移动副实现竖直移动，不但结构简单而且移动同步性好，能够较好地保证移动的稳定性和准确性，降低安装难度，提高安装效果，大大节约了风洞试验准备时间，降低了光学窗口更换风险。
【技术保护点】
1.一种风洞光学窗口切换装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的风洞光学窗口切换装置，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的风洞光学窗口切换装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的风洞光学窗口切换装置，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的风洞光学窗口切换装置，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的风洞光学窗口切换装置，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的风洞光学窗口切换装置，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的风洞光学窗口切换装置，其特征在于：
9.根据权利要求1所述的风洞光学窗口切换装置，其特征在于：
10.一种风洞光学窗口切换方法，其特征在于：采用如权利要求1-9任一项所述的风洞光学窗口切换装置进行风洞光学窗口切换，步骤如下：
【技术特征摘要】
1.一种风洞光学窗口切换装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的风洞光学窗口切换装置，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的风洞光学窗口切换装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的风洞光学窗口切换装置，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的风洞光学窗口切换装置，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的风洞光学窗...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明，李震乾，
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：发明
国别省市：
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