一种大跨距风洞架车机构的制作方法

本实用新型涉及一种航天试验技术领域，特别是一种大跨距风洞架车机构。

背景技术：

亚跨超声速风洞的试验段气流马赫数范围为0.4≤Ma≤4.5。由于超声速气流的建立取决于吼道与出口的截面积之比，所以常规的亚跨超声速风洞大都配置多个超声速喷管来获得不同的试验段马赫数，包括若干亚跨声速喷管和亚跨声速试验段、多个超声速喷管和若干超声速试验段。对于常规的声速喷管和声速试验段的更换和调度，则通过架车的驱动进行；每个马赫数的喷管和试验段均配置一个架车，喷管或试验段在架车上可以进行微调移动。由于喷管的长度尺寸约为4.8m，试验段尺寸约为2.4m，故对应的架车在设计上难度并不是很大。

为了消除常规的声速喷管和声速试验段通过法兰对接时产生的台阶波对试验流场的影响，对声速喷管和声速试验段合二为一的一体化设计，每个马赫数对应一个喷管试验一体段。对于喷管试验一体段的支撑架车的设计，将常规结构是将声速喷管和声速试验段的两个架车拼接起来，由于长度增加为7.2m的大跨距结构，需要考虑架车行驶过程中的驱动效率、行走导向定位以及结构刚强度等问题。与此同时，参照每个马赫数常规声速喷管或声速试验段配置一个架车的方式，考虑到操作运行、调度摆放等方面的因素，对于大跨距的架车来说不是一个理想的方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种大跨距风洞架车机构，采用模块化设计，安装调试方便；导向定位精确，人工操作成本低；结构刚强度高，驱动效率高。

本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种大跨距风洞架车机构，包括架车主体、驱动轮组、水平导向轮和地面导轨组；其中，架车主体为水平放置的架体结构；外部负载固定安装在架车主体的上表面；地面导轨组固定安装在架车主体的下方；且地面导轨组的轴向与架车主体的轴向垂直；驱动轮组和水平导向轮固定安装在架车主体底部；且位于架车主体与地面导轨组之间；在驱动轮组的驱动下，架车主体随着水平导向轮沿地面导轨组轴向移动。

在上述的一种大跨距风洞架车机构，所述的架车主体包括主体框架、平面导轨和V型导轨；其中，主体框架为水平放置的矩形架体；平面导轨和V型导轨均固定安装在主体框架的上表面；且平面导轨和V型导轨分别位于主体框架的两侧长边处。

在上述的一种大跨距风洞架车机构，所述平面导轨的上端为水平面；所述V型导轨的顶端为倒置V形形状；外部负载放置在平面导轨和V型导轨的端；V型导轨的顶端卡入外部负载的底部，实现对外部负载沿垂直架车主体轴向方向的限位。

在上述的一种大跨距风洞架车机构，所述V型导轨的V形顶端的夹角为60°-120°。

在上述的一种大跨距风洞架车机构，所述地面导轨组包括n根导轨；n为大于等于3的正整数。

在上述的一种大跨距风洞架车机构，所述驱动轮组和水平导向轮安装在地面导轨组的对应位置；且驱动轮组和水平导向轮相隔分布。

在上述的一种大跨距风洞架车机构，所述水平导向轮对称固定安装在对应导轨的两侧；且水平导向轮沿导轨方向放置；通过调整水平导向轮的上下位置调节，实现对驱动轮组进行对正纠偏。

在上述的一种大跨距风洞架车机构，所述驱动轮组包括轮座、车轮和电机驱动装置；其中，车轮固定安装在导轨的顶端；且车轮的轴线方向与导轨的轴向垂直；轮座固定安装在车轮的两侧外壁；电机驱动装置固定安装在轮座的外侧壁上。

在上述的一种大跨距风洞架车机构，所述电机驱动装置采用行星摆线针轮减速机。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

(1)本实用新型采用架车主体整体焊接成型，辅以驱动轮组和水平导向轮装配，模块化设计，加工制造成本低，通过组件之间的调节垫片对高度和水平度等微调，安装调试方便；

(2)本实用新型通过采用V型和平面导轨对负载进行精确导向定位，水平导向轮对架车驱动轮组对正纠偏等设计，导向定位精准，避免了复杂人工操作，安全性高，人工成本低；

(3)本实用新型通过对装置结构进行加强肋等补强，并根据负载行走对结构受力情况布置驱动轮组，结构刚强度和稳定性高，满足工况需求，电机驱动满足负载需求。

附图说明

图1为本实用新型大跨距风洞架车机构的正视图；

图2为本实用新型大跨距风洞架车机构的左视图；

图3为本实用新型大跨距风洞架车机构的俯视图。

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详细的描述：

本实用新型解决的技术问题是提供一种大跨距风洞架车机构，采用模块化设计，加工制造成本低，通过调节垫片微调，安装调试方便；通过采用V型和平面导轨、水平导向轮等设计，导向定位精准，操作简单，安全性高，人工操作成本低；同时，通过对装置结构进行加强肋等补强，结构刚强度和稳定性高，满足工况需求，电机驱动满足负载需求。

为了更加高效地提升在不同马赫数试验需求下声速喷管和声速试验段的更换效率，对喷管试验一体段采用了轮组驱动的方式，在架车上的V型和平面导轨上行走进行更换，不同马赫数的喷管试验一体段均共用一个架车，经济性和操作便利性均大大提高。

针对大跨距风洞架车装置的设计，需要兼顾加工成本、设备装配定位、装置运行可靠性和结构刚强度等因素，既要保证装置自身的结构刚强度和装配操作可靠性，又要保证装置在对喷管试验一体段支撑导向时的定位导向精度，实现喷管试验一体段在装置上能实现与现有风洞设备兼容，进一步提高试验流场的品质。

如图1所示为大跨距风洞架车机构的正视图，由图可知，一种大跨距风洞架车机构，包括架车主体1、驱动轮组2、水平导向轮3和地面导轨组4；其中，架车主体1为水平放置的架体结构；外部负载固定安装在架车主体1的上表面；地面导轨组4固定安装在架车主体1的下方；且地面导轨组4的轴向与架车主体1的轴向垂直；驱动轮组2和水平导向轮3固定安装在架车主体1底部；且位于架车主体1与地面导轨组4之间；在驱动轮组2的驱动下，架车主体1随着水平导向轮3沿地面导轨组4轴向移动。

如图2所示为大跨距风洞架车机构的左视图，由图可知，架车主体1包括主体框架11、平面导轨12和V型导轨13；其中，主体框架11为水平放置的矩形架体；平面导轨12和V型导轨13均固定安装在主体框架11的上表面；且平面导轨12和V型导轨13分别位于主体框架11的两侧长边处。主体框架11与所述V型导轨13和平面导轨12之间设置有调节垫片；通过调节垫片对所述外部负载的高度和水平度等进行微调，所述满足外部负载的位置精度，模块化设计，安装调试方便。

所述平面导轨12的上端为水平面；所述V型导轨13的顶端为倒置V形形状；外部负载放置在平面导轨12和V型导轨13的端；V型导轨13的顶端卡入外部负载的底部，实现对外部负载沿垂直架车主体1轴向方向的限位；且V型导轨13的V形顶端的夹角为60°-120°。

如图3所示为大跨距风洞架车机构的俯视图，由图可知，所述地面导轨组4包括n根导轨；n为大于等于3的正整数。

驱动轮组2和水平导向轮3安装在地面导轨组4的对应位置；且驱动轮组2和水平导向轮3相隔分布。平导向轮3在导轨两侧各布置一个成一对，顺着导轨方向布置两对，并在多个导轨上布置，能调节升降，放下时能够对车轮22进行对正纠偏，无需对正纠偏时则提起；且水平导向轮3沿导轨方向放置；通过调整水平导向轮3的上下位置调节，实现对驱动轮组2进行对正纠偏。

驱动轮组2包括轮座21、车轮22和电机驱动装置23；其中，车轮22固定安装在导轨的顶端；且车轮22的轴线方向与导轨的轴向垂直；轮座21固定安装在车轮22的两侧外壁；电机驱动装置23固定安装在轮座21的外侧壁上。电机驱动装置23采用行星摆线针轮减速机，低转速，高扭矩，使用电压低，满足安全用电和承载驱动的需求。

在导向定位方面，外部在架车主体1上行走时，通过V型导轨13进行精确导向；而架车主体1和外部负责的导向定位则通过水平导向轮3的对正纠偏来进行。以上导向定位精确，不需要靠复杂人工操作来进行，操作简单，安全性高，导向定位精度高。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。