CN112729210B - 一种出口支架偏移角度测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种出口支架偏移角度测量装置，包括导轨和喷管出口，导轨设置在喷管出口的一侧，导轨的一端固定有气缸，导轨的另一端设有限位器，气缸和限位器之间设有滑块，滑块与气缸的活塞杆固定连接，滑块在活塞杆的带动下沿导轨左右滑动，导轨内部设有位置传感器，喷管出口铰接连接有出口支架，出口支架与滑块通过连杆连接，连杆两端分别设有一个关节轴承，关节轴承分别固定安装在滑块和出口支架上。本发明结构合理紧凑，在高温真空环境下正常工作，有效的改变出口支架位置从而达到改变相对气流位置的目的，获取平板材料的不同考核状态，满足当前大面积平板热防护地面模拟试验要求。

Description

一种出口支架偏移角度测量装置
技术领域
本发明涉及飞行器地面模拟试验用具领域，尤其是涉及一种出口支架偏移角度测量装置。
背景技术
高速飞行器进行热防护地面模拟试验时，外防热材料通常需要在电弧风洞中进行，电弧风洞是一种利用电弧加热空气形成高温高速气流流过高速飞行器外防热材料达到加热考核目的设备。
由于各类飞行器在飞行工作中外平板所受气流不同，在地面模拟试验中各考核指标不同，所以要控制喷管出口的出口支架进行角度偏转，获取不同位置的相对气流，从而达到各种不同的考核状态。
地面模拟试验的考核环境通常是高温真空的，因此装置能够在高温真空环境中改变出口支架的偏转角度，以改变相对气流位置，从而获取平板材料不同的考核状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种出口支架偏移角度测量装置，可以在高温真空环境中调节出口支架的角度以改变出口支架相对气流位置，以满足当前大面积平板热防护地面模拟试验要求。
本发明提供一种出口支架偏移角度测量装置，包括导轨和喷管出口，所述导轨设置在所述喷管出口的一侧，所述导轨的一端固定有气缸，所述导轨的另一端设有限位器，所述气缸和所述限位器之间设有滑块，所述滑块与所述气缸的活塞杆固定连接，所述滑块在所述活塞杆的带动下沿所述导轨左右滑动，所述导轨内部设有位置传感器，所述喷管出口铰接连接有出口支架，所述出口支架与所述滑块通过连杆连接，所述连杆两端分别设有一个关节轴承，所述关节轴承分别固定安装在所述滑块和所述出口支架上。
进一步地，所述位置传感器包括运动部件和感应部件，所述运动部件安装在所述滑块的底部，所述感应部件固定在所述导轨顶部。
进一步地，所述位置传感器包括光栅位移传感器、磁栅位移传感器或容栅位移传感器。
进一步地，所述连杆表面喷涂有耐高温涂层。
进一步地，所述导轨的外部与所述气缸的外部均包覆有水冷防热套。
进一步地，所述限位器上靠近所述滑块的一侧设有防撞垫块。
进一步地，所述气缸的行程不小于所述导轨长度。
进一步地，所述出口支架的偏转角度与所述滑块的位移之间的关系，满足公式：
θ＝θ0+κ×(χ-χ0)0.67
其中θ为是出口支架偏转角度，θ0是初始偏转角度，κ是与连杆长度相关的系数，χ是滑块运动位置，χ0是滑块初始位置。
本发明结构合理紧凑，导轨和气缸外部设有水冷防热套，提高装置的耐高温性能，在高温真空环境下正常工作；位置传感器的设置能够得出滑块的位置数据，得到出口支架的偏转角度，合理有效地改变相对气流的位置，从而达到平板材料不同的考核状态的目的，满足当前大面积平板热防护地面模拟试验要求；导轨上限位器的设置可以控制滑块的运动范围，从而控制出口支架运动范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的主视图；
图3为本发明的俯视图；
附图标记说明：
图中：1-气缸、2-导轨、3-滑块、4-连杆、5-光栅读数头、6-电磁限位器、7-喷管出口、8-出口支架、9-关节轴承、10-活塞杆、11-硅胶垫块、12-光栅主尺；
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1、图2和图3所示：
一种出口支架偏移角度测量装置，导轨2顶部设有一个凹槽，凹槽内固定安装有光栅主尺12，光栅主尺12的上方设有滑块3和气缸1，导轨2的外部与气缸1的外部均包覆有外防热材料。
气缸1固定安装在导轨2的左端，滑块3设置在气缸1的右侧，气缸1的活塞杆10伸出可推动滑块3沿导轨2左右移动。
滑块3底部设有安装槽，安装槽内安装有光栅读数头5，在工作时，滑块3可以带动光栅读数头5一起向右做直线运动，光栅读数头5与光栅主尺12活动连接，光栅读数头5可在光栅主尺12上沿直线滑动，光栅读数头5用来测量滑块3在导轨2上移动的距离，获取滑块3在导轨2上的位置信息。
实施例中的位置传感器是光栅位移传感器，还可以选用磁栅位移传感器或容栅位移传感器等作为位置传感器。若选用磁栅位移传感器，导轨2不需要设置凹槽，滑块3不需要设置安装槽，只需要将磁条黏贴在导轨2顶部，将磁栅读数头固定安装在滑块3底部，便可以获取滑块3在导轨2上的位置信息；若选用容栅位移传感器，只需要将容栅定尺黏贴在导轨2顶部，将容栅动尺固定安装在滑块3底部，也可以获取滑块3在导轨2上的位置信息。
滑块3的右侧设有可调整位置的电磁限位器6，导轨2前后两个侧面分别设有轨道，电磁限位器6卡在导轨2侧面轨道上，电磁限位器6可沿该轨道调整在导轨2上的位置，实现对滑块3的活动范围进行限定，电磁限位器6左侧面上设置有两个硅胶垫块11，用于防止滑块3在位移中与电磁限位器6碰撞。
喷管出口7的位置固定，出口支架8铰接连接在喷管出口7上，滑块3与出口支架8通过连杆4和两个关节轴承9连接，滑块3和出口支架8上各设置一个关节轴承9，两个关节轴承9之间通过连杆4连接，连杆4主体为高温合金钢材质，两端均与水冷部件连接，无特殊防护，连杆4外表喷涂耐高温涂层。气缸1的活塞杆10推动滑块3和光栅读数头5一起向右做直线运动时，滑块3通过关节轴承9和连杆4推动出口支架8进行角度偏转。
工作时，操作人员首先根据光栅读数头5当前滑块3的位置来确定初始位置，再根据需要设置电磁限位器6限定滑块活动范围。打开气阀对气缸1内施加压力，活塞杆10伸出推动滑块3，滑块3和光栅读数头5一起在光栅主尺12上做直线运动，直至滑块3到达电磁限位器6处，滑块3在运动过程中通过带动连杆4来带动出口支架8角度偏转，可以用以下公式表示：
θ＝θ0+κ×(χ-χ0)0.67
其中θ为是出口支架8偏转角度，θ0是初始偏转角度，κ是与连杆4长度相关的系数，χ是滑块3运动位置，χ0是滑块3初始位置。
由此可知，在连杆4长度不变的情况下，通过光栅读数头5可以感知滑块3的位置，进而计算出出口支架8偏转角度，通过控制电磁限位器6限定滑块3活动范围进而控制出口支架8偏转角度。
一种情况下，当连杆4长度为200mm时，κ为0.4，χ0为5，θ0为10时，当χ为10时，偏转角度θ是3.2°，χ为60时，偏转角度θ是7.9°,χ达到满量程200时，偏转角度θ是15.7°。
本发明导轨和气缸外部设有水冷防热套，提高装置的耐高温性能，在高温真空环境下正常工作；光栅位移传感器的设置能够得出滑块的位置数据，得到出口支架的偏转角度，合理有效地改变相对气流的位置，从而达到平板材料不同的考核状态的目的，满足当前大面积平板热防护地面模拟试验要求；导轨上限位器的设置可以控制滑块的运动范围，从而控制出口支架运动范围。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种出口支架偏移角度测量装置，其特征在于：包括导轨和喷管出口，所述导轨设置在所述喷管出口的一侧，所述导轨的一端固定有气缸，所述导轨的另一端设有限位器，所述气缸和所述限位器之间设有滑块，所述滑块与所述气缸的活塞杆固定连接，所述滑块在所述活塞杆的带动下沿所述导轨左右滑动，所述导轨内部设有位置传感器，所述喷管出口铰接连接有出口支架，所述出口支架与所述滑块通过连杆连接，所述连杆两端分别设有一个关节轴承，所述关节轴承分别固定安装在所述滑块和所述出口支架上，所述位置传感器包括运动部件和感应部件，所述运动部件安装在所述滑块的底部，所述感应部件固定在所述导轨顶部。
2.根据权利要求1所述的一种出口支架偏移角度测量装置，其特征在于：所述位置传感器包括光栅位移传感器、磁栅位移传感器或容栅位移传感器。
3.根据权利要求1所述的一种出口支架偏移角度测量装置，其特征在于：所述连杆表面喷涂有耐高温涂层。
4.根据权利要求1所述的一种出口支架偏移角度测量装置，其特征在于：所述导轨的外部与所述气缸的外部均包覆有水冷防热套。
5.根据权利要求1所述的一种出口支架偏移角度测量装置，其特征在于：所述限位器上靠近所述滑块的一侧设有防撞垫块。
6.根据权利要求1所述的一种出口支架偏移角度测量装置，其特征在于：所述气缸的行程不小于所述导轨长度。
7.根据权利要求1所述的一种出口支架偏移角度测量装置，其特征在于：所述出口支架的偏转角度与所述滑块的位移之间的关系，满足公式：
θ＝θ0+κ×(χ-χ0)0.67
其中θ为是出口支架偏转角度，θ0是初始偏转角度，κ是与连杆长度相关的系数，χ是滑块运动位置，χ0是滑块初始位置。
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