用于风洞模型的三轴旋转试验装置的制作方法

本实用新型涉及一种三轴旋转装置，具体的为一种用于风洞模型的三轴旋转试验装置。

背景技术：

在风洞试验中进行的测力和测压试验都需要通过旋转模型来模拟不同风向下模型的受力情况。实际试验中共需进行三个自由度的旋转，在笛卡尔坐标系中分别对应围绕X、Y和Z轴的旋转。然而，传统的风洞试验中的转盘装置通常只能够进行一轴旋转或者两轴旋转，目前缺乏方便准确的试验装置实现风洞模型的三轴任意旋转。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种用于风洞模型的三轴旋转试验装置，能够方便准确地实现三轴旋转，以便于在风洞试验中进行的测力和测压试验中来模拟不同风向下模型的受力情况。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于风洞模型的三轴旋转试验装置，包括模型底座、连接叉和连接件，所述连接叉位于所述模型底座和所述连接件之间；

所述连接叉与所述模型底座之间设有第一轴旋转机构，所述第一轴旋转机构包括与所述连接叉的轴线垂直的第一旋转轴，所述连接叉和/或所述模型底座旋转配合套装在所述第一旋转轴上；

所述连接叉与所述连接件之间设有第二轴旋转机构，所述第二轴旋转机构包括同时与所述连接叉轴线、连接件轴线和第一旋转轴垂直的第二旋转轴，所述连接叉和/或所述连接件旋转配合套装在所述第二旋转轴上；

所述连接件背向所述连接叉的一端设有用于驱动所述连接件沿轴向旋转的第三轴旋转驱动机构。

进一步，所述连接叉面向所述模型底座的端面上设有连接槽Ⅰ，所述第一旋转轴设置在所述连接槽Ⅰ的两侧壁之间，且所述模型底座上设有插入所述连接槽Ⅰ内并旋转配合套装在所述第一旋转轴上的连接凸起Ⅰ。

进一步，所述连接槽Ⅰ的两侧壁上对应设有同轴的安装通孔Ⅰ，所述第一旋转轴安装在所述安装通孔Ⅰ内。

进一步，所述连接叉面向所述连接件的端面上设有连接槽Ⅱ，所述第二旋转轴设置在所述连接槽Ⅱ的两侧壁之间，且所述连接件上设有插入所述连接槽Ⅱ内并旋转配合套装在所述第二旋转轴上的连接凸起Ⅱ。

进一步，所述连接槽Ⅱ的两侧壁上对应设有同轴的安装通孔Ⅱ，所述第二旋转轴安装在所述安装通孔Ⅱ内。

进一步，所述连接凸起Ⅱ面向所述连接槽Ⅱ端部呈弧形。

进一步，所述第三轴旋转驱动机构包括与所述连接件固定连接并与所述连接件同轴设置的蜗轮和与所述蜗轮啮合的蜗杆；或所述第三轴旋转驱动机构包括与所述连接件固定连接并与所述连接件同轴设置的带轮和套装在所述带轮上的传动带；或所述第三轴旋转驱动机构包括与所述连接件固定连接并与所述连接件同轴设置的链轮和套装在所述链轮上的传动链；或所述第三轴旋转驱动机构包括与所述连接件固定连接并与所述连接件同轴设置的齿轮和与所述齿轮啮合的主动齿轮。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型用于风洞模型的三轴旋转试验装置，通过设置第一旋转轴，能够实现连接叉与模型底座之间的相对旋转；通过设置第二旋转轴，能够实现连接叉与连接件之间的相对旋转；通过设置第三旋转驱动机构，能够驱动连接件绕其轴线旋转，进而带动连接叉和模型底座也绕连接件的轴线旋转；通过将第二旋转轴设置为同时与连接叉轴线、连接件轴线和第一旋转轴垂直，如此即可实现三个相互垂直的方向上的自由旋转，即能够实现风洞模型的俯仰角（绕X轴旋转）、偏航角（绕Y轴旋转）、翻滚角（绕Z轴旋转）的准确、快捷和独立调整，以便于在风洞试验中进行的测力和测压试验中来模拟不同风向下模型的受力情况。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型用于风洞模型的三轴旋转试验装置实施例的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为本实施例第三轴旋转驱动机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，为本实用新型用于风洞模型的三轴旋转试验装置实施例的结构示意图。本实施例的用于风洞模型的三轴旋转试验装置，包括模型底座1、连接叉2和连接件3，连接叉2位于模型底座1和连接件3之间。连接叉2与模型底座1之间设有第一轴旋转机构，第一轴旋转机构包括与连接叉2的轴线垂直的第一旋转轴4，连接叉2和/或模型底座1旋转配合套装在第一旋转轴4上。本实施例的连接叉2面向模型底座1的端面上设有连接槽Ⅰ5，第一旋转轴4设置在连接槽Ⅰ5的两侧壁之间，且模型底座1上设有插入连接槽Ⅰ5内并旋转配合套装在第一旋转轴4上的连接凸起Ⅰ6。具体的，连接槽Ⅰ5的两侧壁上对应设有同轴的安装通孔Ⅰ，第一旋转轴4安装在安装通孔Ⅰ内，本实施例的第一旋转轴4为安装在安装通孔Ⅰ内的螺栓，即本实施例的连接叉2和模型底座1旋转配合套装在第一旋转轴4上。

连接叉2与连接件3之间设有第二轴旋转机构，第二轴旋转机构包括同时与连接叉2轴线、连接件3轴线和第一旋转轴4垂直的第二旋转轴7，连接叉2和/或连接件3旋转配合套装在第二旋转轴7上。本实施例的连接叉2面向连接件3的端面上设有连接槽Ⅱ8，第二旋转轴7设置在连接槽Ⅱ8的两侧壁之间，且连接件3上设有插入连接槽Ⅱ8内并旋转配合套装在第二旋转轴7上的连接凸起Ⅱ9。连接凸起Ⅱ9面向连接槽Ⅱ8端部呈弧形，避免干涉。本实施例的连接槽Ⅱ8的两侧壁上对应设有同轴的安装通孔Ⅱ，第二旋转轴7安装在安装通孔Ⅱ内，本实施例的第二旋转轴7为安装在安装通孔Ⅱ内的螺栓，即本实施例的连接叉2和连接件3旋转配合套装在第二旋转轴7上，

连接件3背向连接叉2的一端设有用于驱动连接件3沿轴向旋转的第三轴旋转驱动机构。第三轴旋转驱动机构包括与连接件3固定连接并与连接件3同轴设置的蜗轮10和与蜗轮10啮合的蜗杆11；或第三轴旋转驱动机构包括与连接件3固定连接并与连接件3同轴设置的带轮和套装在带轮上的传动带；或第三轴旋转驱动机构包括与连接件3固定连接并与连接件3同轴设置的链轮和套装在链轮上的传动链；或第三轴旋转驱动机构包括与连接件3固定连接并与连接件3同轴设置的齿轮和与齿轮啮合的主动齿轮。本实施例的第三轴旋转驱动机构包括与连接件3固定连接并与连接件3同轴设置的蜗轮10和与蜗轮10啮合的蜗杆11，利用蜗轮蜗杆系统的自锁特点，可实现反向自锁，从而在调整模型角度之后实现模型位置的自动固定。

本实施例用于风洞模型的三轴旋转试验装置，通过设置第一旋转轴，能够实现连接叉与模型底座之间的相对旋转；通过设置第二旋转轴，能够实现连接叉与连接件之间的相对旋转；通过设置第三旋转驱动机构，能够驱动连接件绕其轴线旋转，进而带动连接叉和模型底座也绕连接件的轴线旋转；通过将第二旋转轴设置为同时与连接叉轴线、连接件轴线和第一旋转轴垂直，如此即可实现三个相互垂直的方向上的自由旋转，即能够实现风洞模型的俯仰角（绕X轴旋转）、偏航角（绕Y轴旋转）、翻滚角（绕Z轴旋转）的准确、快捷和独立调整，以便于在风洞试验中进行的测力和测压试验中来模拟不同风向下模型的受力情况。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。