風(fēng)洞天平靜校臺幾何量校準(zhǔn)裝置的制造方法
【專利說明】風(fēng)洞天平靜校臺幾何量校準(zhǔn)裝置 所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種風(fēng)洞天平靜校臺幾何量校準(zhǔn)裝置，屬于幾何量領(lǐng)域，適用于風(fēng)洞 天平靜校臺復(fù)位機(jī)構(gòu)、測量系統(tǒng)及加載機(jī)構(gòu)的幾何參數(shù)的校準(zhǔn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著航空和航天技術(shù)的發(fā)展，對風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的測量精度提出了更高的要求。風(fēng)洞天 平是試驗(yàn)中用于測量作用在飛機(jī)模型上的氣動力的重要測量裝置，其測量精度直接影響風(fēng) 洞實(shí)驗(yàn)的品質(zhì)。它可將作用在飛機(jī)模型上的氣動力合力按一定的直角坐標(biāo)系分解成幾個(gè)分 量，分別傳遞到各分量的測量元件上并給出測量數(shù)據(jù)。風(fēng)洞天平靜校臺則是校準(zhǔn)天平的標(biāo) 準(zhǔn)設(shè)備，其主體結(jié)構(gòu)包括施力設(shè)備、加載設(shè)備、復(fù)位機(jī)構(gòu)及測量系統(tǒng)。該設(shè)備能夠在=維空 間力系中給天平施加六個(gè)分量的大小均確切已知的力，從而可W模擬天平在風(fēng)洞中的受力 狀態(tài)。然而，由于風(fēng)洞天平在靜校臺上有安裝誤差，校準(zhǔn)架本身存在的安裝誤差W及天平變 形等都會造成力的方向誤差，傳力過程中各環(huán)節(jié)會造成力的大小誤差，該些都使得所加載 荷的大小存在著不確定性，從而導(dǎo)致通過天平靜校臺獲得的天平使用公式中的各參數(shù)存在 著較大的誤差。由于靜校設(shè)備的準(zhǔn)確度將直接影響到被校驗(yàn)天平的準(zhǔn)確度，因此需要對風(fēng) 洞天平進(jìn)行標(biāo)定。對風(fēng)洞天平進(jìn)行標(biāo)定需要確定的要素有=個(gè)，即力的大小、方向、作用點(diǎn)。 施力設(shè)備通過采用添加破碼或利用施力器的方法產(chǎn)生所需要的力，破碼及施力設(shè)備中的加 載力有現(xiàn)成的傳統(tǒng)標(biāo)校方法進(jìn)行溯源。而力的方向和作用點(diǎn)是則是由加載設(shè)備與復(fù)位機(jī)構(gòu) 共同來保障的。建立風(fēng)洞天平靜校臺時(shí)，坐標(biāo)系建立的方法是采用拉線、吊線與劃線相結(jié)合 的傳統(tǒng)方法確定，加載機(jī)構(gòu)的幾何參數(shù)則采用游標(biāo)卡尺的方法進(jìn)行測量。該方法的缺點(diǎn)是 復(fù)位機(jī)構(gòu)的重復(fù)性難W測量，加載坐標(biāo)系與加載機(jī)構(gòu)的位置關(guān)系通過拉線與劃線后再采用 游標(biāo)卡尺確定，其測量準(zhǔn)確度很難保證，且效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的風(fēng)洞天平靜校臺加載機(jī)構(gòu)、測量系統(tǒng)W及復(fù)位機(jī) 構(gòu)幾何參數(shù)難W精確測量并且測量效率低的不足，提出一種風(fēng)洞天平靜校臺幾何量校準(zhǔn)裝 置。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0005] 本發(fā)明的風(fēng)洞天平靜校臺幾何量校準(zhǔn)裝置，其特征在于；其包括：便攜支撐座、橫 向電動精密位移臺（7)、精密轉(zhuǎn)臺組件、測微準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡組件和基準(zhǔn)立方鏡組件（24)。
[0006] 所述便攜支撐座包括：腳輪（1)、底座（2)、可調(diào)整鋼腳（18)、斜拉桿（4)、支撐架
[3] 、可升降支撐臺巧）、螺旋升降機(jī)（17)和滑動導(dǎo)軌組件（16)。支撐架（3)安裝在底座 (2)上。斜拉桿（4)的一端固定在支撐架（3)上，另一端固定在底座（2)上，W增加支撐架 做的剛度。腳輪（1)和鋼腳（18)固定在底座似上；腳輪（1)起支撐作用，并使所述便 攜支撐座方便移動；鋼腳（18)的高度可調(diào)，其作用是實(shí)現(xiàn)底座（2)處于水平狀態(tài)。支撐架 做有一個(gè)U型外框，并在U型外框的中間位置固定有一根中間橫梁，在支撐架做的中間 橫梁與u型外框的底部之間固定有一根豎直中間梁。在u型外框中間橫梁W上的左右兩側(cè) 內(nèi)壁上分別固定有滑塊，同時(shí)可升降支撐臺（5)左右兩側(cè)外壁上分別安裝豎直導(dǎo)軌；可升 降支撐臺（5)通過兩側(cè)的豎直導(dǎo)軌與支撐架（3)兩側(cè)內(nèi)壁上滑塊的配合，實(shí)現(xiàn)可升降支撐 臺妨與支撐架做的滑動連接。支撐架做的豎直中間梁上固定有螺旋升降機(jī)（17)，同 時(shí)螺旋升降機(jī)（17)與可升降支撐臺巧）的底面連接，通過操作螺旋升降機(jī)（17)實(shí)現(xiàn)可升 降支撐臺巧）的高度調(diào)整。
[0007]在可升降支撐臺（5)的上頂面固定安裝有橫向電動精密位移臺（7)，橫向電動精 密位移臺（7)的前、后平面上各加裝一條光柵尺巧），兩條光柵尺平行安裝。利用雙光柵尺 直接測量橫向電動精密位移臺（7)位置，然后通過公式（1)得到橫向電動精密位移臺（7) 的滑臺偏擺角（用符號a表示），橫向電動精密位移臺（7)的滑臺偏擺角a即為測微準(zhǔn)直 望遠(yuǎn)鏡（11)行走過程中偏擺角，利用該偏擺角即可實(shí)現(xiàn)測微準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡（11)行走過程中 偏擺角的補(bǔ)償。
[000引 a = arc 化 n -~- (1 ) K. X J
[0009] 其中，Xi和X2分別是橫向電動精密位移臺（7)上兩條光柵尺的測量值；X是橫向 電動精密位移臺（7)上兩條光柵尺的距離。
[0010] 所述精密轉(zhuǎn)臺組件包括精密轉(zhuǎn)臺巧）、圓光柵和電子水平儀（10)。精密轉(zhuǎn)臺（9)安 裝在橫向電動精密位移臺（7)的運(yùn)動平臺上，即橫向電動精密位移臺（7)的上表面上。精 密轉(zhuǎn)臺巧）的上表面安裝有圓光柵和電子水平儀（10)，圓光柵與精密轉(zhuǎn)臺巧）同軸。圓光 柵用于測量測微準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡（11)的回轉(zhuǎn)角度，電子水平儀（10)用于保證測微準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡 組件處于水平位置。
[0011] 所述測微準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡組件包括測微準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡（11)、望遠(yuǎn)鏡安裝架（14)、傾角傳 感器、圖像傳感器CCD (13)、圖像傳感器轉(zhuǎn)接筒（12)和顯示器化）。望遠(yuǎn)鏡安裝架（14)固 定安裝在精密轉(zhuǎn)臺（9)上；測微準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡（11)安裝在望遠(yuǎn)鏡安裝架（14)上；望遠(yuǎn)鏡安裝 架（14)上安裝有卡環(huán)，卡環(huán)用于保證測微準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡（11)的軸線與精密轉(zhuǎn)臺巧）的旋轉(zhuǎn) 軸正交。傾角傳感器安裝在望遠(yuǎn)鏡安裝架（14)底板上，用于測量測微準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡（11)運(yùn)動 過程中的姿態(tài)變化，W確保其水平回轉(zhuǎn)。圖像傳感器CCDQ3)通過圖像傳感器轉(zhuǎn)接筒（12) 與測微準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡（11)連接。測微準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡（11)的輸出端與圖像傳感器CCDQ3)的輸 入端連接；圖像傳感器CCD (13)的輸出端與顯示器化）的輸入端連接。顯示器（6)安裝在 螺旋升降機(jī)（17)上，用于顯示測微準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡（11)準(zhǔn)直后的成像經(jīng)過圖像傳感器CCDQ3) 放大后的圖像。
[0012] 所述圖像傳感器轉(zhuǎn)接筒（12)包括圖像傳感器內(nèi)套（19)、圖像傳感器外套（20)、圖 像傳感器連接件（21)和連接件壓環(huán)（22)。圖像傳感器內(nèi)套（19)與圖像傳感器外套（20) 通過小間隙配合保證同軸度，靠細(xì)牙螺紋連接。圖像傳感器連接件（21)靠連接件壓環(huán)（22) 壓緊在圖像傳感器外套（20)上。圖像傳感器連接件（21)與圖像傳感器外套（20)之間采 用小間隙配合保證圖像傳感器CCDQ3)與圖像傳感器外套（20)同軸。圖像傳感器轉(zhuǎn)接筒 (12)通過圖像傳感器內(nèi)套（19)安裝到測微準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡（11)上。
[001引如果測微準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡（11)調(diào)焦后顯示器做的準(zhǔn)直圖像仍不清晰，則旋轉(zhuǎn)圖像傳 感器外套（20)實(shí)現(xiàn)圖像傳感器CCD(13)沿軸線前后移動直到圖像清晰位置，通過螺釘鎖緊 圖像傳感器外套（20)。此時(shí)如果顯示器化）內(nèi)圖像并與顯示器（6)上的十字叉絲不平行， 通過旋轉(zhuǎn)圖像傳感器CCDQ3)帶動圖像傳感器連接件（21)旋轉(zhuǎn)即可實(shí)現(xiàn)圖像的旋轉(zhuǎn)，在不 改變圖像傳感器CCDQ3)沿軸線的距離的情況下，使顯示器化）內(nèi)圖像并與顯示器（6)上 的十字叉絲平行。
[0014] 所述基準(zhǔn)立方鏡組件（24)包括基準(zhǔn)立方鏡（26)、底部安裝座（27)、左右俯仰調(diào)整 板（28)、前后傾斜調(diào)整板（29)、基準(zhǔn)鏡旋轉(zhuǎn)安裝座（30)和旋轉(zhuǎn)調(diào)整基礎(chǔ)座（33)?；鶞?zhǔn)立方 鏡（26)為正立方體結(jié)構(gòu)，其本身是一個(gè)直角坐標(biāo)系，作用是復(fù)現(xiàn)加載坐標(biāo)系。所述加載坐 標(biāo)系是外部設(shè)備風(fēng)洞天平靜校臺加載頭（23)所在坐標(biāo)系。底部安裝座（27)固定連接在外 部設(shè)備加載頭（23)上。前后傾斜調(diào)整板（29)安裝在底部安裝座（27)上，采用矩形導(dǎo)軌導(dǎo) 向，即；底部安裝座（27)上有矩形導(dǎo)軌的導(dǎo)向塊，前后傾斜調(diào)整板（29)上有矩形導(dǎo)軌的導(dǎo) 向槽，前后傾斜調(diào)整板（29)通過矩形導(dǎo)軌導(dǎo)向槽W及底部安裝座（27)上的矩形導(dǎo)軌導(dǎo)向 塊，實(shí)現(xiàn)與底部安裝座（27)的滑動連接。在底部安裝座（27)的前、后內(nèi)側(cè)面分別安裝有頂 絲，其作用是實(shí)現(xiàn)前后傾斜調(diào)整板（29)的前后位置調(diào)整。在前后傾斜調(diào)整板（29)上也安 裝有頂絲，其作用是實(shí)現(xiàn)前后傾斜調(diào)整板（29)的傾斜姿態(tài)調(diào)整。左右俯仰調(diào)整板（28)安 裝在前后傾斜調(diào)整板（29)上，采用矩形導(dǎo)軌導(dǎo)向，即；前后傾斜調(diào)整板（29)上有矩形導(dǎo)軌 的導(dǎo)向塊，左右俯仰調(diào)整板（28)上有矩形導(dǎo)軌的導(dǎo)向槽，左右俯仰調(diào)整板（28)通過矩形導(dǎo) 軌導(dǎo)向槽W及前后傾斜調(diào)整板（29)上的矩形導(dǎo)軌導(dǎo)向塊，實(shí)現(xiàn)與前后傾斜調(diào)整板（29)的 滑動連接。在底部安裝座（27)的左、右內(nèi)側(cè)面分別安裝有頂絲，其作用是實(shí)現(xiàn)左右俯仰調(diào) 整板（28)的左右位置調(diào)整；在左右俯仰調(diào)整板（28)上安裝有頂絲，其作用是實(shí)現(xiàn)左右俯仰 調(diào)整板（28)的傾斜姿態(tài)調(diào)整。左右俯仰調(diào)整板（28)上安裝有基準(zhǔn)