导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构的制作方法

1.本发明涉及高速风洞试验模型装置技术领域，具体涉及导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构。


背景技术：

2.风洞铰链力矩试验的目的是测定作用在飞行器模型各操纵面上的气动力和铰链力矩大小，为操纵面的外形及助力器设计提供依据。试验测试对象包括全动舵、后缘舵、前缘襟翼、翼尖舵，以及阻力板模型等。其原理是将测试对象通过铰链力矩天平与模型主体固连；以变角装置对舵(翼)片或天平进行定位连接，实现不同偏角状态；模型主体通过支撑装置与风洞迎角机构固连，实现迎角变化。
3.本发明中所涉及的栅格舵为全动舵操纵面。全动舵与铰链力矩天平装配设计有“整体”和“分体”两种方法，后者采用锥配合将舵与天平拉紧。全动舵的不同偏角状态通常采用更换位于铰链力矩天平与模型主体固定端的方形变角块来实现。
4.现有技术的主要缺点是：
①“
整体”设计加工成本高，风险大，铰链力矩天平校准难度大；
②“
分体”设计装配环节多，轴向长度大，使用空间要求高；
③
方形变角块角度定位难度大，加工要求高，操作复杂，试验效率低。


技术实现要素：

5.(1)要解决的技术问题
6.本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构，以解决背景技术中提出的问题。
7.(2)技术方案
8.为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：
9.导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构，包括后弹身，所述后弹身内设有主天平，所述主天平的外侧套接有尾支杆，所述后弹身的外部一侧连接有铰链力矩天平，所述铰链力矩天平的顶部连接有栅格舵，所述后弹身的外侧连接有套接于栅格舵底部外侧的舵基板，所述铰链力矩天平包括第一盘体、插柱、连接块、第二盘体和插块，所述插柱和连接块分别固定于第一盘体的两侧，所述第二盘体固定于连接块远离第一盘体的一侧，所述插块固定于第二盘体远离连接块的一侧，所述第一盘体的边侧开设有卡槽和插槽，所述插槽内插入有变角块，所述栅格舵的底部固定有爪盘，所述爪盘的底部固定有爪脚，所述爪脚插入于卡槽内。
10.进一步地，所述插块的外侧套接有铜套，所述后弹身的一端设有依次插入铜套和插块内的楔子。
11.进一步地，所述插块的一侧开设有楔孔，所述楔子插入于楔孔内。
12.进一步地，所述变角块包括凸起块和块体，所述凸起块固定于块体的外侧，所述爪盘的底部开设有插口，所述凸起块插入于插口内，所述块体插入于插槽内。
13.进一步地，所述块体一侧开设有螺纹孔，所述螺纹孔螺纹连接有与第一盘体相连接的变角块压紧螺钉。
14.进一步地，所述栅格舵的底部设有舵轴，所述舵轴包括第一支脚和第二支脚，所述第一支脚和第二支脚均固定在爪盘远离爪脚的一侧。
15.进一步地，所述爪盘的顶部开设有数量为三个的定位孔，所述定位孔螺纹连接有与第一盘体顶部紧密连接的紧定螺钉。
16.进一步地，所述爪盘的中部开设有舵轴定位孔，所述插柱插入于舵轴定位孔内。
17.进一步地，所述舵基板包括左电缆罩和右电缆罩，所述左电缆罩和右电缆罩均包括罩体，所述罩体的一侧开设有半圆形槽，所述罩体远离半圆形槽的一侧一体成型有凸起边。
18.进一步地，所述凸起边的顶部开设有螺丝孔，所述螺丝孔螺纹连接有固定于后弹身顶部的电缆罩拉紧螺钉，所述凸起边的顶部位于螺丝孔的两侧均开设有销孔，所述销孔内设有插入于后弹身内的销钉。
19.(3)有益效果：
20.1、本发明中，爪盘式结构的内爪面和内底平面设计可实现栅格舵模型与铰链力矩天平轴向位置自锁功能，在不增加额外轴向长度的条件下简化了连接方法。
21.2、本发明中，变角装置变角块位置由传统天平底端面调整到与栅格舵模型的装配面，实现了从天平侧面进行装配，大大方便了风洞试验现场操作。
22.3、本发明中，变角块由面定位方式改为角度定位方式，降低加工难度，提高了定位精度。
23.4、本发明中，铰链力矩天平仅需一次安装调试，试验过程中无需拆卸，有效提高了试验效率。
24.5、本发明中，本发明的设计结构能有效降低栅格舵铰链力矩模型的加工成本和风险，缩短了栅格舵与天平的装配长度，简化了装配操作，提高了变角装置定位精度和试验效率。
附图说明
25.图1为本发明导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构的后弹身结构示意图；
26.图2为本发明导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构的爆炸结构示意图；
27.图3为本发明导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构的栅格舵主视结构示意图；
28.图4为本发明导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构的栅格舵侧视结构示意图；
29.图5为本发明导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构的爪盘结构示意图；
30.图6为本发明导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构的铰链力矩天平主视结构示意图；
31.图7为本发明导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构的铰链力矩天平侧视结构示意图；
32.图8为本发明导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构的第一盘体结构示意图；
33.图9为本发明导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构的罩体结构示意图；
34.图10为本发明导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构的变角块俯视结构示意图；
35.图11为本发明导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构的变角块主视结构示意图；
36.图12为本发明导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构的变角块侧视结构示意图；
37.图13为本发明导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构的变角块变角结构示意图。
38.附图标记如下：
39.栅格舵1、变角块压紧螺钉2、变角块3、左电缆罩4、电缆罩拉紧螺钉5、销钉6、楔子7、尾支杆8、铜套9、后弹身10、铰链力矩天平11、紧定螺钉12、右电缆罩13、舵基板14、舵轴15、第一支脚16、第二支脚17、主天平18、罩体19、凸起边20、半圆形槽21、螺丝孔22、爪盘23、舵轴定位孔24、第一盘体25、插柱26、连接块27、第二盘体28、插块29、插槽30、定位孔31、卡槽32、凸起块33、螺纹孔34、块体35、楔孔36、爪脚37、插口38、销孔39。
具体实施方式
40.下面结合附图1
‑
13和实施例对本发明进一步说明：
41.导弹栅格舵铰链力矩模型爪盘式自锁定位结构，包括后弹身10，所述后弹身10内设有主天平18，所述主天平18的外侧套接有尾支杆8，所述后弹身10的外部一侧连接有铰链力矩天平11，所述铰链力矩天平11的顶部连接有栅格舵1，所述后弹身10的外侧连接有套接于栅格舵1底部外侧的舵基板14，所述铰链力矩天平11包括第一盘体25、插柱26、连接块27、第二盘体28和插块29，所述插柱26和连接块27分别固定于第一盘体25的两侧，所述第二盘体28固定于连接块27远离第一盘体25的一侧，所述插块29固定于第二盘体28远离连接块27的一侧，所述第一盘体25的边侧开设有卡槽32和插槽30，所述插槽30内插入有变角块3，所述栅格舵1的底部固定有爪盘23，所述爪盘23的底部固定有爪脚37，所述爪脚37插入于卡槽32内。
42.本实施例中，所述插块29的外侧套接有铜套9，所述后弹身10的一端设有依次插入铜套9和插块29内的楔子7；用于固定插块29。
43.本实施例中，所述插块29的一侧开设有楔孔36，所述楔子7插入于楔孔36内；方便插入楔子7定位。
44.本实施例中，所述变角块3包括凸起块33和块体35，所述凸起块33固定于块体35的外侧，所述爪盘23的底部开设有插口38，所述凸起块33插入于插口38内，所述块体35插入于插槽30内；变角块3的下层结构块体35构成γ角的两相交平面与铰链力矩天平11接头上对应的γ角度缺口插槽30配合；上层结构凸起块33构成β角的两相交平面与栅格舵1的爪盘23底平面对应的β角度缺口插口38配合。
45.本实施例中，所述块体35一侧开设有螺纹孔34，所述螺纹孔34螺纹连接有与第一
盘体25相连接的变角块压紧螺钉2；利用变角块压紧螺钉2与栅格舵1的爪盘23侧面的预留螺纹盲孔和螺纹孔34将变角块3压紧在栅格舵1上，以实现角度定位。
46.本实施例中，所述栅格舵1的底部设有舵轴15，所述舵轴15包括第一支脚16和第二支脚17，所述第一支脚16和第二支脚17均固定在爪盘23远离爪脚37的一侧；用于提高栅格舵1稳定性。
47.本实施例中，所述爪盘23的顶部开设有数量为三个的定位孔31，所述定位孔31螺纹连接有与第一盘体25顶部紧密连接的紧定螺钉12；为消除栅格舵1爪盘与铰链力矩天平11接头沿轴向的安装间隙，使用紧定螺钉12对两者进行预紧。
48.本实施例中，所述爪盘23的中部开设有舵轴定位孔24，所述插柱26插入于舵轴定位孔24内；用于对插柱26定位。
49.本实施例中，所述舵基板14包括左电缆罩4和右电缆罩13，所述左电缆罩4和右电缆罩13均包括罩体19，所述罩体19的一侧开设有半圆形槽21，所述罩体19远离半圆形槽21的一侧一体成型有凸起边20；方便组装，两个半圆形槽21组成圆形孔，用于套在铰链力矩天平11外侧。
50.本实施例中，所述凸起边20的顶部开设有螺丝孔22，所述螺丝孔22螺纹连接有固定于后弹身10顶部的电缆罩拉紧螺钉5，所述凸起边20的顶部位于螺丝孔22的两侧均开设有销孔39，所述销孔39内设有插入于后弹身10内的销钉6；用于将舵基板14固定于后弹身10上。
51.栅格舵1模型与铰链力矩天平11分体设计，铰链力矩天平11与模型主体锥爪盘23配合连接，栅格舵1通过第一支脚16和第二支脚17形成的“门”字型支座形成的舵轴15并延伸出圆柱形爪盘23，爪盘23轴线与栅格舵1轴线、铰链力矩天平11轴线同轴，爪盘23内部两个平行平面进行轴向限位，变角装置变角块3从爪盘23侧面对栅格舵1与铰链力矩天平11的相对偏角进行周向限位。
52.该项风洞试验不仅要测量位于模型后弹身10尾部同一轴向截面上四个栅格舵1不同舵偏角状态下的铰链力矩，还要通过连接在尾支杆8上的主天平18测量模型主体的气动力和力矩。本发明的爪盘式自锁定位结构的主要部件是栅格舵1、变角块压紧螺钉2、变角块3、铰链力矩天平11和紧定螺钉12。其连接关系是：铰链力矩天平11、铜套9和后弹身10以锥配合形式安装后，使用楔子7进行轴向拉紧；栅格舵1以90
°
预偏角与铰链力矩天平11沿舵轴方向装配，通过铰链力矩天平11上端面的圆柱段进行同轴定位；将栅格舵1偏转90
°
回到正装状态，爪盘23内爪面和内底平面与铰链力矩天平11接头上、下表面紧锁装配；变角块3沿垂直舵轴方向装入栅格舵1和铰链力矩天平11安装分界面；以变角块压紧螺钉2对变角块3进行预紧；为消除栅格舵1爪盘与铰链力矩天平11接头沿轴向的安装间隙，使用紧定螺钉12对两者进行预紧；使用电缆罩拉紧螺钉5、销钉6将左电缆罩4和右电缆罩13与后弹身10固定，完成模型试验外形装配。
53.栅格舵1上的舵轴定位孔24与铰链力矩天平11盘状接头的圆柱凸台插柱26采用过盈配合；栅格舵1的爪盘23上两组间隔角度间隔一定距离的四个爪脚沿舵轴15预偏90
°
后，与铰链力矩天平11接头周向缺口位置一一对应；栅格舵1爪脚内平面和爪盘23内底平面与铰链力矩天平11接头采用过渡配合，便于安装和舵偏角调整。
54.变角块3的下层结构块体35构成γ角的两相交平面与铰链力矩天平11接头上对应
的γ角度缺口插槽30配合；上层结构凸起块33构成β角的两相交平面与栅格舵1的爪盘23底平面对应的β角度缺口插口38配合；利用变角块压紧螺钉2与栅格舵1的爪盘23侧面的预留螺纹盲孔和螺纹孔34将变角块3压紧在栅格舵1上，以实现角度定位。图13显示了变角块3如何实现角度变换，变角时保持变角块3上、下层结构的配合尺寸及绝对角度β、γ不变，按所需舵偏角度调整上层结构外形中心面相对下层结构外形中心面的夹角
±
δ；变角块3的压紧端面始终垂直于其上部结构的中心面。
55.变角块3为双层扇形结构。栅格舵1通过自身的圆柱状爪盘与铰链力矩天平的盘状接头连接，双层扇形结构变角块3通过变角块压紧螺钉与栅格舵1压紧固定。爪盘23下平面周向边缘分布两组角度间隔α的四个爪脚37；爪脚37内平面和爪盘23内底平面用于栅格舵1与铰链力矩天平11轴线方向限位和自锁。铰链力矩天平11盘状接头为两层圆柱结构，上层圆柱插柱26用于和栅格舵1的爪盘23结构同轴定位；下层圆柱第二盘体28的上、下表面用于栅格舵1的爪盘23结构轴向限位和紧固、连接用。通过调整上层结构插柱26外形中心面相对下层结构第二盘体28外形中心面的夹角来实现不同舵偏角，以紧定螺钉与栅格舵1压紧固定。
56.本发明有益效果：
57.本发明中，爪盘式结构的内爪面和内底平面设计可实现栅格舵1模型与铰链力矩天平11轴向位置自锁功能，在不增加额外轴向长度的条件下简化了连接方法。
58.本发明中，变角装置变角块3位置由传统天平底端面调整到与栅格舵模型的装配面，实现了从天平侧面进行装配，大大方便了风洞试验现场操作。
59.本发明中，变角块3由面定位方式改为角度定位方式，降低加工难度，提高了定位精度。
60.本发明中，铰链力矩天平11仅需一次安装调试，试验过程中无需拆卸，有效提高了试验效。
61.本发明中，本发明的设计结构能有效降低栅格舵铰链力矩模型的加工成本和风险，缩短了栅格舵与天平的装配长度，简化了装配操作，提高了变角装置定位精度和试验效率
62.本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。