本發(fā)明涉及旋翼風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及研究共軸剛性旋翼在不同旋翼主軸傾角情況下氣動特性的一種共軛互挽式風(fēng)洞試驗(yàn)平臺傾角機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前的常規(guī)構(gòu)型直升機(jī)由于氣動力的不足，使得其速度難以提升。而采用前行槳葉概念和尾部推進(jìn)裝置等多種先進(jìn)技術(shù)設(shè)計的高速直升機(jī)突破了常規(guī)構(gòu)型直升機(jī)的前飛速度極限，其最大巡航速度已達(dá)到常規(guī)構(gòu)型直升機(jī)的1.5倍。

與國外相比，國內(nèi)對于共軸剛性旋翼高速直升機(jī)的研究尚處于起步階段，對該構(gòu)型直升機(jī)的全新旋翼氣動特性理解不深，其中包括不同主軸傾角變化頻率情況下的動態(tài)特性和不同主軸固定傾角情況下的靜態(tài)特性等。風(fēng)洞試驗(yàn)是了解、掌握共軸剛性旋翼高速直升機(jī)的復(fù)雜氣動特性的經(jīng)濟(jì)高效手段，通過風(fēng)洞試驗(yàn)，可以模擬共軸剛性旋翼高速直升機(jī)機(jī)動飛行情況下的流場環(huán)境和對比分析不同固定主軸傾角情況下共軸直升機(jī)的氣動特性。

在已公開的文獻(xiàn)中cn106226024a、cn106168530a、cn106289707a公開了一種基于雙旋翼的風(fēng)洞試驗(yàn)平臺，能較好的進(jìn)行其試驗(yàn)，但是在具體的試驗(yàn)過程中因?yàn)槠淇蚣茉谛D(zhuǎn)過程中存在齒輪上的回程間隙，而且因?yàn)檎麄€框架的固定通過磁鐵的輔助，使得整個框架會產(chǎn)生強(qiáng)迫振動，從而影響試驗(yàn)精度，不能得到精確的數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是在公開的技術(shù)方案上提出改進(jìn)，提供一種共軛互挽式風(fēng)洞試驗(yàn)平臺傾角機(jī)構(gòu)，改變動力的輸出模式，從而消除掉機(jī)構(gòu)的強(qiáng)迫振動和回程間隙，提高試驗(yàn)精度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種共軛互挽式風(fēng)洞試驗(yàn)平臺傾角機(jī)構(gòu)，包括旋翼安裝框和臺架，所述臺架上設(shè)置有兩個安裝端，所述旋翼安裝框?qū)α⒌膬蓚?cè)各自通過轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)與一個安裝端活動連接，其中一個安裝端上設(shè)置有互挽臂，所述互挽臂與旋翼安裝框的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)固定連接，所述設(shè)置有互挽臂的安裝端的一側(cè)設(shè)置有線性驅(qū)動器，所述線性驅(qū)動器的輸出端與互挽臂連接，所述線性驅(qū)動器驅(qū)動互挽臂帶動旋翼安裝框旋轉(zhuǎn)。

在上述技術(shù)方案中，所述設(shè)置互挽臂的安裝端兩側(cè)各自設(shè)置有一個線性驅(qū)動器，所述線性驅(qū)動器的輸出端各自連接互挽臂的兩端。

在上述技術(shù)方案中，互挽臂的中心位置與旋翼安裝框的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)固定連接，線性驅(qū)動器中心對稱分布在互挽臂兩端。

在上述技術(shù)方案中，所述一個線性驅(qū)動器包括一個線性驅(qū)動器支座，線性驅(qū)動器與線性驅(qū)動器支座相互鉸接。

在上述技術(shù)方案中，所述線性驅(qū)動器支座固定連接在臺架上。

在上述技術(shù)方案中，所述線性驅(qū)動器與互挽臂相互鉸接。

在上述技術(shù)方案中，所述的旋翼安裝框上安裝有動力分解器和兩副旋翼驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述的兩副旋翼驅(qū)動機(jī)構(gòu)分別位于動力分解器的相對兩側(cè)，每一副旋翼驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括角減速器、旋翼減速器和旋翼主軸；所述動力分解器通過兩根第一傳動軸分別驅(qū)動角減速器同步動作，所述角減速器通過第二傳動軸驅(qū)動旋翼減速器同步動作，所述旋翼減速器驅(qū)動旋翼主軸相對于旋翼安裝框同步動作。

在上述技術(shù)方案中，所述的動力分解器包括第一錐形齒輪、第二錐形齒輪和第三錐形齒輪，所述第二錐形齒輪、第三錐形齒輪分別位于第一錐形齒輪的相對兩側(cè)且分別與第一錐形齒輪嚙合傳動。

在上述技術(shù)方案中，所述的角減速器包括相互嚙合傳動的第四錐形齒輪和第五錐形齒輪，所述第四錐形齒輪與第一傳動軸固定連接，所述第五錐形齒輪與第二傳動軸固定連接。

在上述技術(shù)方案中，所述旋翼減速器包括相互嚙合傳動的第六錐形齒輪和第七錐形齒輪，所述的第六錐形齒輪與第二傳動軸固定連接，所述第七錐形齒輪與旋翼主軸固定連接。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：通過兩個線性驅(qū)動器驅(qū)動互挽臂轉(zhuǎn)動，互挽臂再通過右轉(zhuǎn)軸來帶動旋翼安裝框相對于臺架轉(zhuǎn)動或者停止，由于旋翼主軸是安裝在旋翼安裝框上，因此，旋翼安裝框相對于臺架轉(zhuǎn)動或者停止時，也使得旋翼主軸的傾角發(fā)生變化，通過旋翼主軸的傾角變化，可以方便地對剛性旋翼在不同旋翼主軸傾角情況下的氣動特性進(jìn)行研究。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1為本發(fā)明一種共軛互挽式風(fēng)洞試驗(yàn)平臺傾角機(jī)構(gòu)的立體構(gòu)造圖；

圖2為本發(fā)明一種共軛互挽式風(fēng)洞試驗(yàn)平臺傾角機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖3為本發(fā)明一種共軛互挽式風(fēng)洞試驗(yàn)平臺傾角機(jī)構(gòu)的主視圖；

圖4為風(fēng)洞試驗(yàn)平臺的傳動軸路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為風(fēng)洞試驗(yàn)平臺的傳動原理示意圖；

其中：1-臺架，2-動力分解器，3-轉(zhuǎn)軸支座，4-主電機(jī)，5-傳動軸支座，6-第一傳動軸，7-角減速器，8-第二傳動軸，9-旋翼減速器，10-旋翼主軸，11-旋翼，12-旋翼安裝框，13-右轉(zhuǎn)軸，14-風(fēng)洞，15-互挽臂，16-線性驅(qū)動器，17-線性驅(qū)動器支座，21-第一錐形齒輪，22-第二錐形齒輪，23-第三錐形齒輪，24-左轉(zhuǎn)軸，31-第一軸承，40-主傳動軸，51-第二軸承，71-第四錐形齒輪，72-第五錐形齒輪，91-第六錐形齒輪，92-第七錐形齒輪。

具體實(shí)施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

如圖1、圖3所示的風(fēng)洞試驗(yàn)平臺，包括動力分解器2、旋翼安裝框12和兩副旋翼驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述的兩副旋翼驅(qū)動機(jī)構(gòu)均安裝在旋翼安裝框12上，且分別位于動力分解器2的相對兩側(cè)，每一副旋翼驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括角減速器7、旋翼減速器9和旋翼主軸10。所述的旋翼安裝框12是矩形框，其相對兩側(cè)分別固定連接左轉(zhuǎn)軸24、右轉(zhuǎn)軸13，在旋翼安裝框12內(nèi)部的相對兩側(cè)安裝有兩根相對的旋翼主軸10，所述的左轉(zhuǎn)軸24、右轉(zhuǎn)軸13分別與對應(yīng)的轉(zhuǎn)軸支座3之間通過第一軸承31組成活動連接結(jié)構(gòu)，所述的兩個轉(zhuǎn)軸支座3分別固定連接在u形結(jié)構(gòu)的臺架1上，所述的動力分解器2包括第一錐形齒輪21、第二錐形齒輪22和第三錐形齒輪23，所述第二錐形齒輪22、第三錐形齒輪23分別位于第一錐形齒輪21的相對兩側(cè)且分別與第一錐形齒輪21嚙合傳動。采用這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以使旋翼安裝框12的重力通過動力分解器2傳到臺架1上，以避免動力分解器2中的齒輪承受額外的載荷。

如圖5所示，所述的第一錐形齒輪21與主傳動軸40一端固定連接，所述主傳動軸40另一端與主電機(jī)4輸出端連接，所述主電機(jī)4固定安裝在臺架1上，并通過主傳動軸40驅(qū)動第一錐形齒輪21作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，以對動力分解器2提供輸入動力。優(yōu)選地，在主電機(jī)4與主傳動軸40之間可以設(shè)置彈性聯(lián)軸節(jié)，以有效地提高試驗(yàn)平臺軸系的動態(tài)性能，減小試驗(yàn)平臺的振動。所述的角減速器7包括相互嚙合傳動的第四錐形齒輪71和第五錐形齒輪72，所述第四錐形齒輪71與第一傳動軸6固定連接，所述第五錐形齒輪72與第二傳動軸8固定連接。所述的旋翼減速器9包括相互嚙合傳動的第六錐形齒輪91和第七錐形齒輪92，所述的第六錐形齒輪91與第二傳動軸8固定連接，所述第七錐形齒輪92與旋翼主軸10固定連接。其中，所述的角減速器7、旋翼減速器9均由兩個錐形齒輪嚙合構(gòu)成，以實(shí)現(xiàn)減速和動力傳輸時的換向功能。

當(dāng)進(jìn)行雙旋翼風(fēng)洞試驗(yàn)時，在兩根旋翼主軸10的末端分別固定安裝旋翼11，且使這兩副旋翼11與風(fēng)洞14相對，如圖4所示，由同一主電機(jī)4向動力分解器2輸入動力，經(jīng)動力分解器2分解成上、下兩路動力，再分別經(jīng)兩根第一傳動軸6輸出至上、下角減速器7，以分別驅(qū)動兩套角減速器7同步動作，所述角減速器7分別通過兩根第二傳動軸8向與之對應(yīng)的旋翼減速器9輸出動力，以驅(qū)動兩套旋翼減速器9同步動作，最后，由兩套旋翼減速器9分別驅(qū)動兩根旋翼主軸10分別相對于旋翼安裝框12同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，最后實(shí)現(xiàn)了上、下兩副旋翼11的同步、反向轉(zhuǎn)動，且上、下兩副旋翼11的參考槳葉的初始相位相對恒定，上、下兩副旋翼11的方位角同步，即上層的旋翼11的參考槳葉到達(dá)某一方位角時，下層的旋翼11的參考槳葉的方位角必定為固定的某一值。當(dāng)上述的兩副旋翼驅(qū)動機(jī)構(gòu)的幾何參數(shù)相同時，經(jīng)相同的動力傳動軸路傳動后，能確保上、下兩副旋翼11的同步、反向、同速轉(zhuǎn)動。此時，由于僅有兩副旋翼11和部分旋翼主軸10處于風(fēng)洞14的流場中，其他部件均處于風(fēng)洞14流場以外，如圖3所示。因此，在風(fēng)洞試驗(yàn)時能保持較低的風(fēng)洞阻塞度，對流場干擾也較小，從而使風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果具有較高的真實(shí)性、可靠性。

為了保證兩副旋翼驅(qū)動機(jī)構(gòu)的傳動穩(wěn)定性、可靠性，如圖1、圖3、圖5所示，可以在動力分解器2與角減速器7之間增加設(shè)置傳動軸支座5，所述傳動軸支座5固定安裝在旋翼安裝框12上，所述第一傳動軸6與傳動軸支座5之間通過第二軸承51組成活動連接結(jié)構(gòu)。另外，在角減速器7與旋翼減速器9之間也可以增加設(shè)置傳動軸支座5，所述傳動軸支座5固定安裝在旋翼安裝框12上，所述第二傳動軸8與傳動軸支座5之間通過第二軸承51組成活動連接結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述的第二軸承51可以采用深溝球軸承，所述的第一軸承31可以采用關(guān)節(jié)軸承。由于關(guān)節(jié)軸承具有支撐剛度高、阻尼特性好的優(yōu)點(diǎn)，因此，第一軸承31采用關(guān)節(jié)軸承可以徑向固定旋翼安裝框12并自動調(diào)心。

需要說明的是，可以在旋翼安裝框12上固定安裝有保護(hù)桁架，所述的保護(hù)桁架包覆第一傳動軸6、第二傳動軸8，以提高風(fēng)洞試驗(yàn)平臺使用時的安全性。另外，在旋翼安裝框12上還可以增加設(shè)置供油油路，通常，所述供油油路上方設(shè)置進(jìn)油口，下方設(shè)置出油口，通過供油油路可以分別向動力分解器2、角減速器7、旋翼減速器9噴出潤滑油，以對動力分解器2、角減速器7、旋翼減速器9中的齒輪進(jìn)行潤滑、油冷，有利于提高風(fēng)洞試驗(yàn)平臺的使用壽命。

為了方便地對剛性旋翼11在旋翼主軸10不同傾角情況下的氣動特性進(jìn)行研究，可以在上述風(fēng)洞試驗(yàn)平臺的基礎(chǔ)上增加設(shè)置傾角機(jī)構(gòu)。

實(shí)施方式1

如圖1、圖2、圖3所示的風(fēng)洞試驗(yàn)平臺傾角機(jī)構(gòu)，包括旋翼安裝框12、互挽臂15以及線性驅(qū)動器16和線性驅(qū)動器支座17，所述旋翼安裝框12通過左轉(zhuǎn)軸24、右轉(zhuǎn)軸13分別與轉(zhuǎn)軸支座3形成相對轉(zhuǎn)動連接而活動連接在臺架1上，所述右轉(zhuǎn)軸13與互挽臂15之間固定連接，所述互挽臂15與線性驅(qū)動器16之間鉸接，所述線性驅(qū)動器16與線性驅(qū)動器支座17之間鉸接，所述線性驅(qū)動器支座17與臺架1之間固定連接。所述主電機(jī)4驅(qū)動位于旋翼安裝框12內(nèi)的旋翼11同步反轉(zhuǎn)，所述線性驅(qū)動器16驅(qū)動互挽臂15繞右轉(zhuǎn)軸13中心線轉(zhuǎn)動，所述右轉(zhuǎn)軸13固定于安裝框12上進(jìn)而帶動安裝框12相對于臺架1擺動，所述主電機(jī)4輸出軸軸線與右轉(zhuǎn)軸13軸線重合，且旋翼安裝框12繞這一輸出軸軸線擺動。

所述的線性驅(qū)動器16、線性驅(qū)動器支座17組成的驅(qū)動機(jī)構(gòu)有兩套，且分別位于旋翼安裝框12兩側(cè)，當(dāng)線性驅(qū)動器16伸長或縮短時帶動互挽臂15轉(zhuǎn)動，所述互挽臂15通過右轉(zhuǎn)軸13帶動旋翼安裝框12繞右轉(zhuǎn)軸13軸線轉(zhuǎn)動。優(yōu)選地，所述線性驅(qū)動器16為電動作動筒，兩側(cè)電動作動筒伸長或縮短的動作相反，且其伸長或縮短的速度、位移應(yīng)相等，保證右轉(zhuǎn)軸13的軸線始終在原來初始位置。

所述的線性驅(qū)動器16驅(qū)動風(fēng)洞試驗(yàn)平臺的旋翼安裝框12相對于臺架1且繞右轉(zhuǎn)軸13軸線轉(zhuǎn)動，從而改變固連于旋翼安裝框12上的旋翼主軸10的傾角。由于所述線性驅(qū)動器16可實(shí)現(xiàn)輸出軸不同頻率的伸長或縮短動作，從而可以實(shí)現(xiàn)不同頻率的旋翼主軸10的傾角變化，所述線性驅(qū)動器16也可使輸出軸伸長或縮短不同的長度，可驅(qū)動旋翼主軸10產(chǎn)生不同的固定傾角，從而可以實(shí)現(xiàn)固定在某一特定的傾角。利用本發(fā)明不僅可實(shí)現(xiàn)共軸雙旋翼不同頻率的主軸傾角變化，用于模擬共軸剛性旋翼直升機(jī)機(jī)動飛行時的流場壞境，還可用于研究其固定主軸傾角時的氣動特性。

當(dāng)進(jìn)行動態(tài)試驗(yàn)時，旋翼安裝框12兩側(cè)的線性驅(qū)動器16的輸出軸輸出不同頻率的伸長或縮短動作，兩側(cè)的線性驅(qū)動器16可抵消對方的回程間隙，避免試驗(yàn)時旋翼安裝框12動態(tài)頻率發(fā)生變化；當(dāng)進(jìn)行不同主軸傾角的靜態(tài)試驗(yàn)時，旋翼安裝框12兩側(cè)的線性驅(qū)動器16伸長或縮短固定的長度，使旋翼安裝框12固定在某一角度，同樣，兩側(cè)的線性驅(qū)動器16可抵消對方的回程間隙，避免試驗(yàn)時旋翼安裝框12在風(fēng)載作用下擺動，且可通過線性驅(qū)動器16對互挽臂15施加不同的預(yù)緊力來改變圖1整個風(fēng)洞試驗(yàn)平臺的固有頻率，從而避開試驗(yàn)時旋翼11的旋轉(zhuǎn)頻率，進(jìn)而避免強(qiáng)迫振動的產(chǎn)生。所述的旋翼安裝框12轉(zhuǎn)動時，應(yīng)當(dāng)盡量避免旋翼安裝框12上、下邊沿進(jìn)入開口風(fēng)洞14的流場中，如果旋翼主軸10的傾角變化范圍較大，可通過增加旋翼安裝框12上、下邊沿的高度，使其邊框不進(jìn)入風(fēng)洞14流場，以避免旋翼安裝框12上、下邊沿干擾流場。

實(shí)施方式2

與實(shí)施方式1相比，所述的線性驅(qū)動器16、線性驅(qū)動器支座17組成的兩套驅(qū)動機(jī)構(gòu)直接與旋翼安裝框12相連，且位于旋翼安裝框（12）同一側(cè)，所述的旋翼安裝框（12）下邊框與線性驅(qū)動器（16）上端直接鉸接，所述的線性驅(qū)動器支座（17）下端與臺架（1）或風(fēng)洞（14）等固定的、可承力的物體固定連接，所述的線性驅(qū)動器（16）直接帶動旋翼安裝框（12）轉(zhuǎn)動或停止。其他同實(shí)施方式1。

所述線性驅(qū)動器16直接與旋翼安裝框12相連，與實(shí)施方式1相比，取消了互挽臂15，可大幅提高試驗(yàn)平臺的抗振能力。

實(shí)施方式3

與實(shí)施方式1、實(shí)施方式2相比，所述的線性驅(qū)動器16、線性驅(qū)動器支座17組成的兩套驅(qū)動機(jī)構(gòu)分別位于旋翼安裝框（12）兩側(cè)，且直接與旋翼安裝框12相連。其他同實(shí)施方式2。

與實(shí)施方式1、2相比，由于線性驅(qū)動器16直接與旋翼安裝框12相連，大幅提高了試驗(yàn)平臺的抗振能力，同時，線性驅(qū)動器16分別位于旋翼安裝框（12）兩側(cè)，亦可消除線性驅(qū)動器16的回程間隙。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。