一种大型高速风洞模型支撑机构的更换装置及其更换方法与流程

1.本技术涉及航空航天风洞试验领域，具体为一种大型高速风洞模型支撑机构的更换装置及其更换方法。本技术能够实现模型支撑机构的快速更换，提升工作效率，且该更换装置具有较高的适应性，能够兼顾多种构型的模型支撑机构更换工作。


背景技术：

2.风洞试验主要是依据相对运动原理实施，即相较于实际飞行中，飞行器以某一速度在相对静止的大气环境中运动；在风洞试验中，飞行器模型通常被安装在一个固定的支撑机构上，模型上游的气流以一定的速度流过模型。其中，模型相对于风洞来流的姿态角的变化，可以通过模型支撑机构的运动实现。
3.图1所示为目前高速风洞中常用的模型支撑装置。该模型支撑装置的基本结构形式为弯刀形式，其分为上部支架、中部支架和下部支架三部分。其中，中部支架位于风洞流场环境中，模型通过支杆与中部支架连接。中部支架通过螺钉和销钉分别与上部支架和下部支架连接，将三部分连接为一个整体。运动控制机构驱动与上部支架连接的活塞杆进行伸缩运动，使得整个模型支撑装置沿着安装在试验段框架上的圆弧导轨运动，进而实现模型俯仰角度的变化。由于模型主要通过中部支架支撑在风洞中，因此通常模型支撑机构更换主要是指中部支架的更换，上部支架和下部支架一般不进行更换。图2给出了中部支架的结构图，可以看出：其与上部支架和下部支架的连接面分别采用阶梯式搭接的方式；为了保证模型支撑机构具有较小的横截面积，以减小其对气流的堵塞作用，除用于模型支撑以及相关线缆布设的中部支架中段采用直径稍大的类圆柱结构外，其余部分均采用叶片结构。同时，上部支架与中部支架连接采用销钉加螺钉形式，螺钉分为上下两排，一排螺钉孔螺纹位于上部支架，另一排螺钉孔螺纹位于中部支架。下部支架与中部支架连接方式类似。
4.由于不同类型的风洞试验对模型支撑的要求不同，就需要更换不同的中部支架。例如，进气道试验要求中部支架中段内部应具有足够大的气流流动通道，以实现通过较大范围的节流调节能力，从而实现调节进气道流量的功能。而常规测力试验往往要求中部支架中段内部安装带滚转的机械结构，通过与模型支撑机构俯仰角度运动控制能力配合，实现模型横向角度的变化。
5.一方面，中部支架长期暴露在风洞气流环境中，要反复承受气动载荷的冲击；另一方面，为了避免模型附近流动受到中部支架的干扰，模型与中部支架间的距离要尽可能远，这就导致模型承受的气动载荷会对中部支架带来较大的附加力矩。因此，中部支架要保证足够的强度和刚度，使得其自身重量往往较大；对于1米量级以上的风洞，其中部支架已经无法通过人力更换和安装，必须通过专门的装置实现相应的更换与安装。
6.当前用于模型支撑机构更换的装置的结构形式如图3-图5所示；其中，1为万向轮，2为基座，3为左底板，4为导轨，5为左连接板，6为右连接板，7为右底板。该结构中，万向轮安装在基座下方，实现装置的整体运动；基座中间开槽，以便使中部支架能够插入其中；导轨安装在基座上，放置于导轨上的左连接板、右连接板能够沿导轨方向移动；分别安装在左底
板、右底板上的左连接板、右连接板具备一定的高度方向上的调节能力，以实现连接板上的螺钉孔位与中部支架的孔位对准。左连接板主要用于在当前中部支架取出新中部支架未安装到位时，暂时连接上部支架和下部支架；如果没有左连接板连接的话，中部支架取出后，下部支架处于失控状态，将依靠自重沿导轨下滑，会导致严重的事故，即使下滑不多，也会导致在新中部支架到位后，下部支架与其存在明显位置偏差而无法连接的情况。右连接板主要用于在中部支架与上部支架和下部支架脱开后将中部支架与装置连成一体，进而运送至洞外进行中部支架更换。
7.利用该装置进行中部支架更换步骤如下：1.取出中部支架分别与上部支架和下部支架连接的定位销；2.通过万向轮调整装置的位置，使基座的开槽尽可能对准中部支架，以减少后续左连接板、右连接板沿导轨方向的调节工作量；3.将装置推入中部支架所在位置，使中部支架位于基座的开槽内；4.调整装置沿风洞轴线的位置，使连接板上的螺钉孔位与中部支架分别与上部支架和下部支架的螺钉孔位在轴线方向上一致；5.取出更靠近中部支架中线的上下两排用于支架间连接的螺钉，这两排螺钉螺帽位置位于中部支架，螺纹位置分别位于上部支架和下部支架，能够满足左连接板通过螺钉连接上部支架和下部支架的需求；6.调整左连接板高度，使连接板上的螺钉孔位与上部支架和下部支架的螺钉孔位一致；7.调整左连接板在导轨上的位置，使连接板与上部支架和下部支架尽量贴合；8.利用螺钉将上部支架、左连接板以及下部支架连成一体；9.取出远离中部支架中线的上、下两排用于支架间连接的螺钉，这两排螺钉螺帽位置分别位于上部支架和下部支架，螺纹位置位于中部支架，能够满足右连接板通过螺钉连接中部支架的需求；10.调整右连接板在导轨上的位置，使右连接板与中部支架尽量贴合；11.利用螺钉将中部支架与右连接板连成一体；需要说明的是，由于右连接板下方靠近右底板的位置设计有调整高度以及加强强度和刚度的一系列机构，易造成干涉，所以未设计与中部支架下方螺钉孔连接的螺钉孔位，即中部支架与右连接板依靠上方的一排螺钉孔连接；12.调整右连接板在导轨方运动向上的位置，使中部支架从其安装位置上脱开；13.整体移动更换装置至相对开阔空间；14.利用行车将中部支架从装置上移走，并将需要更换的中部支架吊至装置附近；15.反复调整装置以及行车位置，对准新中部支架和右连接板的螺钉孔孔位并用螺钉连接；需要说明的是，由于行车没办法实现精确调节，因此，该步骤往往需要反复调整，有时甚至需要先连接其中一部分螺钉再调整位置，最终实现全部螺钉的连接；16.通过万向轮调整装置的位置，使装置开槽位置尽量对准中部支架安装位置，以减小后续中部支架的位置调节工作；17.将装置推入新中部支架计划安装位置；18.调整装置沿风洞轴线的位置，使中部支架与其计划的安装位置的轴向位置基
本一致；19.调整右连接板在导轨上的位置以及右连接板的高度位置，使新中部支架逐渐进入其计划安装位置；20.如前所述，中部支架与右连接板在下方是没有螺钉连接的，因此，调整右连接板的高度位置，使中部支架与下部支架的销孔对准，以及远离中部支架中线的中部支架和下部支架的连接螺钉孔孔位对准，分别利用销钉和螺钉将中部支架与下部支架连接，此时下部支架与新中部支架基本连为一体；21.由于上部支架与模型支撑装置的驱动装置连接，因此，上部支架不会处于失控状态，因此将左连接板与左底板连接后，松开左连接板与上部支架和下部支架的连接螺钉，并调整左连接板在导轨上的位置，使其远离中部支架，为后续螺钉的安装流出足够的操作空间；22.调整右连接板的高度位置，使中部支架与上部支架的销孔对准后打入销钉，此时上部支架、新中部支架和下部支架基本连为一体；23.安装靠近新中部支架中线位置附近用于中部支架与上部支架和下部支架连接的螺钉；24.取出右连接板与中部支架的连接螺钉，将其用于中部支架和上部支架连接；25.调整右连接板在导轨上的位置，使其远离中部支架；26.将装置整体移出中部支架所在区域，至此，整个模型支撑机构更换工作结束。
8.当前用于模型支撑机构更换的装置，主要存在以下几方面问题。
9.首先，整套装置自身重量大，导致整套装置位置控制难度较高，尤其是精细位置控制能力差。整套装置的大重量主要来自以下几方面：1）装置包含大尺寸部件；2）左连接板、右连接板左右连接板尺寸大，对于2米量级风洞而言，中部支架几乎与试验段高度一致；因此，无论是连接上部支架和下部支架的左连接板，还是连接中部支架的右连接板，高度尺寸均在1米量级以上，为保证所有螺钉的连接，连接板宽度也基本与中部支架一致，也为1米量级以上。
10.其次，在中部支架与装置进行连接时，装置的重心较高。为了保证高重心不会引起整个装置的倾覆，应使作为支撑点的4个万向轮之间的间距尽量大，这就导致整个基座尺寸较大。由于这些大尺寸部件是主要的承重部件，因此，不仅无法做减重处理，在很多位置反而要进行额外加强，这就导致这些部件自身重量很大。除此之外，装置设计有多个多自由度调节装置，这些装置本身承受的载荷有限。为了保证安装其上的部件在承受中部支架等大重量结构时不出现问题，又不得不额外设计了加强筋板等结构，增加了额外的重量。大的重量产生的问题就是，虽然具有万向轮，但整套装置在运动控制上非常困难（尤其是精细位置控制上），经常出现：艰难将装置开槽处插入中部支架所在位置时，才发现位置并不合适，而装置又无法精细调节位置，不得不将装置整体退出，重新调整位置后再次推入的情况；如此反复，在增加工作量的同时，使得更换中部支架的效率较低。
11.进一步，为了不干扰左连接板通过上下两排螺钉分别与上部支架和下部支架连接，作为整个装置基础的基座高度较小。如前所述，中部支架占据了试验段高度的大部分，也就是说，基座距下壁板的高度可能只有200mm~300mm，装置的重心也相对较低。当左连接板连接上部支架和下部支架与装置脱开，右连接板连接中部支架时，若中部支架发生倾侧，
由于其重心与装置重心在高度方向上存在较大距离，极有可能产生较大的附加力矩，使得整个装置发生倾覆，严重影响人员及设备安全。
12.再次，无论是中部支架拆除时左连接板与上部支架和下部支架连接、右连接板与中部支架连接，还是新中部支架与右连接板连接时，都需要进行多个螺钉孔位的对准操作，这对于缺乏精确位置控制的装置来说是非常困难的。这就需要反复的调整各个机构，不仅考验工作人员的经验，也是一项非常耗时耗力的工作。
13.最后，当前这套装置的通用性较差。不同试验段的中部支架的螺钉孔位可能存在不同，那么该套装置就需要设计匹配的左连接板和右连接板，否则无法满足更换要求。另外，对于半弯刀结构的模型支撑装置（相较于图1所示模型支撑机构，半弯刀形式的模型支撑机构类似于仅包含图中的中部支架中段以下部分，驱动装置与下部支架连接，下部支架沿圆弧导轨运动），当前装置也无法适用。
14.为此，迫切需要一种新的结构和/或装置，以解决上述问题之一。


技术实现要素：

15.如上所述，当前用于模型支撑机构更换的装置存在整体质量较大，控制难度较高，无法实现精细位置控制；在中部支架与装置进行连接时，装置的重心较高，为避免中心导致的倾覆问题，需要采用大尺寸基座，且中部支架的更换效率较低；当右连接板连接中部支架时，中部支架的重心与装置重心在高度方向上存在较大距离，极有可能产生较大的附加力矩，使得整个装置存在倾覆的危险，具有较大的安全隐患；装置的通用性较差，适用范围受限。
16.针对上述问题之一，本技术提供一种大型高速风洞模型支撑机构的更换装置及其更换方法。本技术能够实现模型支撑机构的快速更换，大大提高工作效率。同时，本技术能够兼顾多种构型的模型支撑机构更换工作，具有较好的适应性。
17.为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种大型高速风洞模型支撑机构的更换装置，包括中部支架支撑板、用于为中部支架支撑板提供支撑的支撑组件、挡板、升降调节装置、连接组件；所述支撑组件包括万向轮、底板、立板、斜筋，所述万向轮设置在底板下方且万向轮能带动底板移动，所述立板设置在底板上且底板能为立板提供支撑，所述斜筋的两端分别与底板、立板相连且斜筋、底板与立板之间呈三角形布置；所述中部支架支撑板呈凵字型，所述中部支架支撑板上设置有与中部支架相配合的条形槽且中部支架能通过条形槽放置在中部支架支撑板上或从中部支架支撑板上取下；所述挡板与中部支架支撑板相连且挡板能相对中部支架支撑板转动以实现对中部支架支撑板上条形槽的打开或关闭；所述升降调节装置设置在中部支架支撑板上且升降调节装置能调节放置在中部支架支撑板上的中部支架沿竖直方向上的位置；所述支撑组件为四个；所述连接组件包括第一加强筋、第二加强筋；所述第一加强筋为一组，沿中部支架支撑板上条形槽的轴向方向，所述第一加强筋的两端分别与支撑组件相连；沿垂直于中部支架支撑板上条形槽的轴向方向，所述第二加强筋为一组，所述第二加强筋的两端分别与支撑组件相连；所述第一加强筋与第二加强筋沿竖直方向的投影呈四边形；
所述支撑组件分别位于中部支架支撑板的四个顶点的下方且四个支撑组件能为中部支架支撑板提供支撑并带动中部支架支撑板运动；所述中部支架支撑板的条形槽宽度大于中部支架叶片厚度，所述中部支架支撑板的条形槽宽度小于中部支架最大横截面宽度；所述中部支架支撑板的条形槽长度大于中部支架的长度。
18.所述万向轮为麦克纳姆轮。
19.所述立板垂直设置在底板上，所述斜筋、底板与立板之间呈直角三角形布置。
20.所述第一加强筋为一组，所述第一加强筋相互平行设置；所述第二加强筋为一组，所述第二加强筋相互平行设置。
21.所述第一加强筋的轴向方向与第二加强筋的轴向方向相垂直，所述第一加强筋与第二加强筋沿竖直方向的投影呈矩形。
22.所述中部支架支撑板的四个顶点分别设置在支撑组件的立板的顶端且支撑组件能为中部支架支撑板提供支撑。
23.所述中部支架支撑板包括中部第一支撑件、中部第一连接件、中部第二支撑件，所述中部第一支撑件与中部第二支撑件相互平行，所述中部第一支撑件与中部第一连接件相互垂直，所述中部第一支撑件、中部第一连接件与中部第二支撑件依次相连且呈凵字型布置，所述中部第一支撑件、中部第一连接件与中部第二支撑件之间形成条形槽。
24.所述中部支架支撑板的条形槽长度为中部支架长度的1.05~2.0倍。
25.采用前述更换装置的更换方法，包括如下步骤：（1）取出中部支架分别与上部支架和下部支架连接的定位销；（2）调整更换装置的位置，使中部支架支撑板的条形槽尽可能对准中部支架；（3）打开挡板，并将更换装置推入中部支架所在位置；（4）通过控制万向轮调整更换装置的空间位置，使中部支架落下后尽量位于更换装置的中间位置；（5）取下中部支架与下部支架的连接螺钉；为防止中部支架脱开后，下部支架不因失控而自由滑落，利用一颗拆下来的螺钉从螺纹位于下部支架且轴线位置位于下部支架的中部螺钉孔穿入，应保证螺杆不伸入中部支架，否则中部支架无法取出，未穿入的部分用千斤顶撑起，实现下部支架与下壁板间的位置不因中部支架脱开而下落；（6）利用一颗拆下来的螺钉，从螺纹位于中部支架且轴线位置位于中部支架的中部螺钉孔穿入，应保证螺杆不伸入下部支架，未穿入的部分与升降调节装置连接；（7）取下中部支架与上部支架连接螺钉；（8）通过控制升降调节装置的伸缩量，使中部支架缓慢落到更换装置的中部支架支撑板上；（9）利用挡板将中部支架支撑板的条形槽位置左右两端连接，既可以保证中部支架支撑板因为受力而出现左右分叉变形，又能在一定程度上避免中部支架出现俯仰方向上的倾覆；（10）通过控制万向轮调整更换装置的空间位置，使中部支架适当横移，离开上部支架和下部支架所在风洞轴线位置，避免在更换装置退出时与上部支架和下部支架发生干涉；
（11）将更换装置及中部支架从模型支撑机构所在位置退出至宽阔空间；（12）利用行车将中部支架从更换装置上移走，并将需要安装的中部支架放置到更换装置上；（13）通过控制万向轮调整更换装置的空间位置，使中部支架尽量对准计划安装位置，以减小中部支架到达预计安装位置后在有限空间进行位置调整的工作量；（14）通过控制万向轮调整更换装置的空间位置，并利用升降调节装置调节中部支架的高度位置，使得中部支架与上部支架的销孔孔位和螺钉孔位对准；（15）利用销钉及螺钉连接上部支架和中部支架；（16）通过调整千斤顶的伸缩量，使中部支架和下部支架的销孔孔位和螺钉孔位对准；（17）利用销钉及螺钉连接中部支架和下部支架；（18）将装置整体移出中部支架所在区域；至此，整个模型支撑机构更换工作结束。
26.针对前述问题，本技术提供一种大型高速风洞模型支撑机构的更换装置及其更换方法。其中，该更换装置包括中部支架支撑板、用于为中部支架支撑板提供支撑的支撑组件、挡板、升降调节装置、连接组件。其中，支撑组件包括万向轮、底板、立板、斜筋，万向轮设置在底板下方，万向轮能带动底板移动。立板设置在底板上，且底板能为立板提供支撑；斜筋的两端分别与底板、立板相连，且斜筋、底板与立板之间呈三角形布置。本技术中，底板、立板、斜筋相互焊接构成整体，作为整个装置的支座（支撑组件），每个支座底部安装mecanum轮，更换装置共设置4个支撑组件。
27.进一步，支撑组件分别位于中部支架支撑板的四个顶点的下方且四个支撑组件能为中部支架支撑板提供支撑并带动中部支架支撑板运动。中部支架支撑板的四个顶点分别设置在支撑组件的立板的顶端且支撑组件能为中部支架支撑板提供支撑。即，4个支座分别安装在中部支架支撑板的四个边角位置。
28.进一步，中部支架支撑板呈凵字型，中部支架支撑板上设置有与中部支架相配合的条形槽，即中部支架支撑板中间为开槽结构。采用该结构，中部支架能通过条形槽放置在中部支架支撑板上，或从中部支架支撑板上取下。
29.同时，连接组件包括第一加强筋、第二加强筋。第一加强筋为一组，沿中部支架支撑板上条形槽的轴向方向，第一加强筋的两端分别与支撑组件相连；沿垂直于中部支架支撑板上条形槽的轴向方向，第二加强筋为一组，第二加强筋的两端分别与支撑组件相连；第一加强筋与第二加强筋沿竖直方向的投影呈四边形。优选地，第一加强筋为一组，第一加强筋相互平行设置；第二加强筋为一组，第二加强筋相互平行设置。第一加强筋的轴向方向与第二加强筋的轴向方向相垂直，第一加强筋与第二加强筋沿竖直方向的投影呈矩形。本技术中，利用第一加强筋将沿开槽方向的两个支座连接在一起，以增加开槽方向上装置的强度。利用第二加强筋将不再开槽范围内的两个支座连接在一起，以增强装置的横向强度。
30.本技术中，挡板与中部支架支撑板相连，且挡板能相对中部支架支撑板转动以实现对中部支架支撑板上条形槽的打开或关闭。升降调节装置设置在中部支架支撑板上，且升降调节装置能调节放置在中部支架支撑板上的中部支架沿竖直方向上的位置。该结构中，升降调节装置用于在中部支架与上部支架脱开后，控制中部支架缓慢落于中部支架支
撑板上；并在新中部支架安装时，用于调节新中部支架的高度位置，保证中部支架与上部支架销孔以及螺钉孔位对准。挡板为活动件，当更换装置推入中部支架安装位置时保持打开，避免与中部支架干涉；中部支架随更换装置推出安装位置时，挡板将开槽槽口左右两端连接，增加该位置结构强度，避免该位置出现左右开叉变形。
31.本技术中，中部支架支撑板的条形槽宽度大于中部支架叶片厚度，从而保证装置能够顺利通过开槽插入中部支架所在位置；中部支架支撑板的条形槽宽度小于中部支架最大横截面宽度（通常中部支架中段作为模型连接位置，该段外形为等直圆柱，其直径即为中部支架最大的横截面宽度），从而保证在中部支架分别与上部支架和下部支架脱开后，能够顺利支撑在中部支架支撑板上而不是掉落下去；中部支架支撑板的条形槽长度大于中部支架的长度，以保证中部支架与中部支架支撑板有尽可能多的接触面，有利于在中部支架安放在装置上时增加中部支架的稳定性。
32.中部支架支撑板的条形槽开槽长度不宜过长，应与未开槽部分长度保持合适的比例，确保中部支架支撑板具有足够的强度能够承受中部支架的重量而不发生弯曲变形甚至折断；应尽量保证中部支架中心基本位于整个装置的中心，且此时中部支架末端刚好为开槽末端，以减小中部支架发生沿开槽方向倾覆的可能性。进一步，中部支架支撑板的条形槽长度为中部支架长度的1.05~2.0倍。
33.更换装置的高度应保证不大于中部支架横截面宽度与中部支架支撑板的开槽宽度一致时截面与下壁板之间的高度，否则，会出现因为支撑板与中部支架干涉，导致装置无法推入到中部支架所在位置的情况。进一步，更换装置的最低高度应保证不低于中部支架横截面宽度与中部支架支撑板开槽宽度一致时截面与下壁板之间的高度减10mm，否则在中部支架分别与上部支架和下部支架脱开后，中部支架可能出现掉落到中部支架支撑板上的情况，有可能对装置产生较大的冲击力。
34.升降调节装置的最大行程应保证能够与安装于螺纹孔位于中部支架的螺钉连接，否则无法实现通过升降装置调节中部支架高度位置的目的。
35.升降调节装置横向位置应尽量靠近中部支架叶片，以减小横向力臂，进而减小在调节中部支架高度位置时，更换装置承受的横向附加力矩。因为这种更换装置沿升降方向强度较大，但横向往往强度较弱。
36.本技术中，更换装置的四个驱动轮都采用mecanum轮，其能够实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式，非常适合当装置进入中部支架安装位置后所处有限运动空间内的精细位置调节。
37.由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：（1）装置结构简单，主体结构采用型材，在满足模型支撑机构更换需求的前提下，装置重量大大减小，有效提高了装置的位置调节灵活性，节约了大量的人力和时间成本，提高了模型支撑机构更换效率；（2）本技术设计合理，减少了模型支撑机构更换步骤和工作量，提高了模型支撑机构更换效率；当中部支架放置于装置上时，相较于原装置，现有装置重心与中部支架重心更接近，能够更好的避免由于重心位置差异可能带来的中部支架甚至装置倾覆风险，增加了模型支撑机构更换的安全性；
（3）本技术通用性更好；由于本技术的装置主要是通过将中部支架放置于支撑板的形式实现中部支架的更换，不再像传统装置一样需要与其匹配的螺钉孔位，因此不仅适用于全弯刀结构形式的模型支撑机构的更换，同时也能满足半弯刀形式的模型支撑机构的更换，甚至对于一些特种模型支撑机构，只要其中部支架基本结构为叶片加宽度大于叶片的中部支架中段，且中段位置不低于支撑板高度，本装置也可进行更换或仅需要稍加改装即可实现更换。
附图说明
38.本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1为目前高速风洞中常用的模型支撑装置。
39.图2为中部支架的结构示意图。
40.图3为现有模型支撑机构更换装置的主视图。
41.图4为图3的后视图。
42.图5为现有模型支撑机构更换装置的俯视图。
43.图6为实施例1中大型高速风洞模型支撑机构的更换装置的结构示意图。
44.图7为图6的侧视图。
45.图8为图6的俯视图。
46.图中标记：1、万向轮，2、基座，3、左底板，4、导轨，5、左连接板，6、右连接板，7、右底板，11、中部支架支撑板，12、斜筋，13、底板，14、立板，15、麦克纳姆轮，16、第一加强筋，17、第二加强筋，18、升降调节装置，19、挡板，51、上部支架，52、中部支架，53、下部支架，54、运动控制机构，55、模型，56、支杆，57、导轨。
具体实施方式
47.本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
48.本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
49.实施例1本实施例的大型高速风洞模型支撑机构的通用快速更换装置结构如图6-图8所示。该更换装置包括中部支架支撑板、用于为中部支架支撑板提供支撑的支撑组件、挡板、升降调节装置、连接组件，支撑组件为四个。
50.支撑组件包括万向轮、底板、立板、斜筋。其中，万向轮设置在底板下方，立板垂直设置在底板上，斜筋的两端分别与底板、立板相连。如图7所示，斜筋、底板与立板之间呈直角三角形布置。该结构中，万向轮优选麦克纳姆轮；底板能为立板提供支撑。四个麦克纳姆轮配合支撑组件，能够实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式，非常适合本技术的更换装置进入中部支架安装位置后所处有限运动空间内的精细位置调节。本实施例中，斜筋、底板和立板焊接够成功一个整体，其下方安装麦克纳姆轮，从而构成支撑组件。
51.连接组件包括第一加强筋、第二加强筋。第一加强筋为一组且相互平行设置，沿中
部支架支撑板上条形槽的轴向方向，第一加强筋的两端分别与支撑组件相连。沿垂直于中部支架支撑板上条形槽的轴向方向，第二加强筋为一组相互平行设置，第二加强筋的两端分别与支撑组件相连。本实施例中，第一加强筋的轴向方向与第二加强筋的轴向方向相垂直，第一加强筋与第二加强筋沿竖直方向的投影呈矩形。该结构中，利用第一加强筋将沿开槽方向的两个连接组件连接在一起，以增加开槽方向上装置的强度。利用第二加强筋将不再开槽范围内的两个连接组件连接在一起，以增强装置的横向强度。
52.中部支架支撑板呈凵字型，中部支架支撑板上设置有与中部支架相配合的条形槽且中部支架能通过条形槽放置在中部支架支撑板上或从中部支架支撑板上取下。优选地，中部支架支撑板包括中部第一支撑件、中部第一连接件、中部第二支撑件，中部第一支撑件与中部第二支撑件相互平行，中部第一支撑件与中部第一连接件相互垂直，中部第一支撑件、中部第一连接件与中部第二支撑件依次相连且呈凵字型布置，中部第一支撑件、中部第一连接件与中部第二支撑件之间形成条形槽。进一步，中部支架支撑板的条形槽宽度大于中部支架叶片厚度，中部支架支撑板的条形槽宽度小于中部支架最大横截面宽度；中部支架支撑板的条形槽长度大于中部支架的长度。
53.进一步，中部支架支撑板的四个顶点分别设置在支撑组件的立板的顶端；采用该结构，四个支撑组件能为中部支架支撑板提供支撑，并带动中部支架支撑板运动。
54.挡板与中部支架支撑板相连，且挡板能相对中部支架支撑板转动，以实现对中部支架支撑板上条形槽的打开或关闭。同时，升降调节装置设置在中部支架支撑板上；升降调节装置能调节放置在中部支架支撑板上的中部支架沿竖直方向上的位置。该结构中，升降调节装置用于在中部支架与上部支架脱开后，控制中部支架缓慢落于中部支架支撑板上；并在新中部支架安装时，用于调节新中部支架的高度位置，保证中部支架与上部支架销孔以及螺钉孔位对准。挡板为活动件，当更换装置推入中部支架安装位置时保持打开，避免与中部支架干涉；中部支架随更换装置推出安装位置时，挡板将开槽槽口左右两端连接，增加该位置结构强度，避免该位置出现左右开叉变形。
55.本实施例中，中部支架支撑板的条形槽宽度大于中部支架叶片厚度，从而保证装置能够顺利通过开槽插入中部支架所在位置。中部支架支撑板的条形槽宽度小于中部支架最大横截面宽度（通常中部支架中段作为模型连接位置，该段外形为等直圆柱，其直径即为中部支架最大的横截面宽度），从而保证在中部支架分别与上部支架和下部支架脱开后，能够顺利支撑在中部支架支撑板上而不是掉落下去。中部支架支撑板的条形槽长度大于中部支架的长度，以保证中部支架与中部支架支撑板有尽可能多的接触面，有利于在中部支架安放在装置上时增加中部支架的稳定性。同时，中部支架支撑板的条形槽开槽长度不宜过长，应与未开槽部分长度保持合适的比例，确保中部支架支撑板具有足够的强度能够承受中部支架的重量而不发生弯曲变形甚至折断；应尽量保证中部支架中心基本位于整个装置的中心，且此时中部支架末端刚好为开槽末端，以减小中部支架发生沿开槽方向倾覆的可能性。
56.更换装置的高度应保证不大于中部支架横截面宽度与中部支架支撑板的开槽宽度一致时截面与下壁板之间的高度，否则，会出现因为支撑板与中部支架干涉，导致装置无法推入到中部支架所在位置的情况。进一步，更换装置的最低高度应保证不低于中部支架横截面宽度与中部支架支撑板开槽宽度一致时截面与下壁板之间的高度减10mm，否则在中
部支架分别与上部支架和下部支架脱开后，中部支架可能出现掉落到中部支架支撑板上的情况，有可能对装置产生较大的冲击力。
57.升降调节装置的最大行程应保证能够与安装于螺纹孔位于中部支架的螺钉连接，否则无法实现通过升降装置调节中部支架高度位置的目的。升降调节装置横向位置应尽量靠近中部支架叶片，以减小横向力臂，进而减小在调节中部支架高度位置时，更换装置承受的横向附加力矩。因为这种更换装置沿升降方向强度较大，但横向往往强度较弱。
58.利用该装置进行模型支撑机构更换的步骤如下。
59.1.取出中部支架分别与上部支架和下部支架连接的定位销。
60.2.调整更换装置的位置，使中部支架支撑板的条形槽尽可能对准中部支架。
61.3.打开挡板，并将更换装置推入中部支架所在位置。
62.4. 通过控制万向轮调整更换装置的空间位置，使中部支架落下后尽量位于更换装置的中间位置。
63.5.取下中部支架与下部支架的连接螺钉；为防止中部支架脱开后，下部支架不因失控而自由滑落，利用一颗拆下来的螺钉从螺纹位于下部支架且轴线位置位于中部支架的螺钉孔穿入，应保证螺杆不伸入中部支架，否则中部支架无法取出，未穿入的部分用千斤顶撑起，实现下部支架与下壁板间的位置不因中部支架脱开而下落。
64.6.利用一颗拆下来的螺钉，从螺纹位于中部支架且轴线位置位于中部支架的中部螺钉孔穿入，应保证螺杆不伸入下部支架，未穿入的部分与升降调节装置连接。
65.7.取下中部支架与上部支架连接螺钉。
66.8.通过控制升降调节装置的伸缩量，使中部支架缓慢落到更换装置的中部支架支撑板上。
67.9.利用挡板将中部支架支撑板的条形槽位置左右两端连接，既可以保证中部支架支撑板因为受力而出现左右分叉变形，又能在一定程度上避免中部支架出现俯仰方向上的倾覆。
68.10.通过控制万向轮调整更换装置的空间位置，使中部支架适当横移，离开上部支架和下部支架所在风洞轴线位置，避免在更换装置退出时与上部支架和下部支架发生干涉。
69.11.将更换装置及中部支架从模型支撑机构所在位置退出至相应的存放空间内。
70.12.利用行车将中部支架从更换装置上移走，并将需要安装的中部支架放置到更换装置上。
71.13.通过控制万向轮调整更换装置的空间位置，使中部支架尽量对准计划安装位置，以减小中部支架到达预计安装位置后在有限空间进行位置调整的工作量。
72.14.通过控制万向轮调整更换装置的空间位置，并利用升降调节装置调节中部支架的高度位置，使得中部支架与上部支架的销孔孔位和螺钉孔位对准。
73.15.利用销钉及螺钉连接上部支架和中部支架。
74.16.通过调整千斤顶的伸缩量，使中部支架和下部支架的销孔孔位和螺钉孔位对准。
75.17.利用销钉及螺钉连接中部支架和下部支架。
76.18.将装置整体移出中部支架所在区域。至此，整个模型支撑机构更换工作结束。
77.本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。