CN103413474B - 一种伺服机构负载模拟器 - Google Patents

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Abstract

一种伺服机构负载模拟器,它包括:底座、侧立板、弹性力矩弹簧板夹持板、弹性力矩加载支座、弹性力矩弹簧板、摆动拨叉、弹性力矩转轴、弹性力矩传感器、球轴承、轴承盖、轴承座、摩擦轴、小油缸座、摩擦力矩加载小油缸、摩擦片、摩擦力矩传感器、安装座、滚子轴承、主轴、惯量基盘、惯量配重盘、调心滚子轴承、上支耳、支撑弹簧板盖板、支撑弹簧板底座、支撑弹簧板、下支耳、导向条和被试伺服机构。本发明能模拟火箭发动机尾喷管的结构特性,包括惯性负载、弹性力矩负载、摩擦力矩负载、支撑刚度;其中弹性力矩和摩擦力矩可以分别通过扭矩传感器单独测量。它具有结构简单紧凑的设计特点,同时能较好的复现实际火箭尾喷管的结构特性。

Description

一种伺服机构负载模拟器
技术领域
本发明涉及一种伺服机构负载模拟器,用于模拟火箭尾喷管机械结构力学特性。该装置能够实现惯性力矩的加载;弹性力矩的加载;支承刚度;摩擦力矩的加载,以及以上力矩在一定范围内的连续调节,用于满足不同力矩加载的需要,同时摩擦力矩和弹性力矩还可以分别通过扭矩传感器进行实时测量,属于机械系统试验设施技术领域。
背景技术
伺服机构负载模拟器是一种用来在地面实验室环境下模拟火箭尾喷管结构特性的装置。随着科学技术的发展,对于火箭的大运载能力、机动性和控制精度的要求越来越高,进而对伺服机构地面试验提出了更高的要求,由此推动了伺服机构负载模拟器的研究进展。
传统的伺服机构负载模拟器多为摆钟式结构,也就是惯性负载的模拟采用偏心的钟摆式结构,这种偏心式负载模拟器,在进行伺服机构扫频试验过程中会出现整体较大的振动,对周围试验环境带来不利影响,同时惯量调节方式不是很方便。另外之前的伺服机构负载模拟器对于弹性力矩的加载多考虑不足。
发明内容
1、目的:本发明的目的在于提供一种伺服机构负载模拟器,它是一种全新的伺服机构负载模拟装置,对称式惯量盘结构,解决了现有的偏心式结构试验过程中振动大、模拟负载不准确的问题,该装置弹性力矩、摩擦力矩采用并联式加载方式,两种力矩可以独立的加载和测量。该装置惯量、支撑刚度、弹性力矩、摩擦力矩可以在一定范围内连续的调节。
2、技术方案:本发明解决其技术问题采用的技术方案是:
本发明一种伺服机构负载模拟器,它包括:
一个底座1、两个侧立板2、两个弹性力矩弹簧板夹持板3、一个弹性力矩加载支座4、一个弹性力矩弹簧板5、一个摆动拨叉6、一个弹性力矩转轴7、一个弹性力矩传感器8、两个球轴承9,12、一个轴承盖10、一个轴承座11、一个摩擦轴13、一个小油缸座14、四个摩擦力矩加载小油缸15、四个摩擦片16、一个摩擦力矩传感器17、一个安装座18、两个滚子轴承19、一个主轴20、一个惯量基盘21、惯量配重盘22、两个调心滚子轴承23、一个上支耳24、一个支撑弹簧板盖板25、一个支撑弹簧板底座26、一个支撑弹簧板27、一个下支耳28、一个导向条29、被试伺服机构30。
它们之间的位置连接关系是:
底座1通过T型螺栓固定在地面T型槽上,两个侧立板2固定在底座1上表面;两个弹性力矩弹簧板夹持板3夹持弹性力矩弹簧板5,固定于弹性力矩加载支座4,弹性力矩加载支座4固定于左侧侧立板2上;摆动拨叉6下端与弹性力矩弹簧板5滑动连接,上端与弹性力矩转轴7固定;弹性力矩转轴7通过球轴承9支撑,球轴承9由轴承座11支撑并由轴承盖10压紧,弹性力矩转轴7与弹性力矩传感器8固定连接;轴承座11安装在小油缸座14上;摩擦力矩加载小油缸15均布安装在小油缸座14上,小油缸座14安装在安装座18上,安装座18安装在侧立板2上;摩擦轴13一端通过球轴承12支撑,摩擦片16由摩擦力矩加载小油缸15推动与摩擦轴13直接面接触;摩擦轴13另一端与摩擦力矩传感器17的一端固定连接,摩擦力矩传感器17的另一端与主轴20固定连接;主轴20左端与两个滚子轴承19内圈过盈配合,两个滚子轴承19外圈与左侧侧立板2过盈配合。主轴20右端与两个调心滚子轴承23内圈过盈配合,两个调心滚子轴承23外圈与右侧侧立板2过盈配合。惯量基盘21固定于主轴20上,上支耳24固定于惯量基盘21上,惯量配重盘22通过螺栓分挂在惯量基盘21上;支撑弹簧板27由支撑弹簧板盖板25与支撑弹簧板底座26夹持固定在底座2上表面,导向条29固定在底座2上表面,与支撑弹簧板底座26属于间隙配合,支撑弹簧板底座26可以相对于导向条29左右滑动;下支耳28固定在支撑弹簧板27一端。被试伺服机构30的缸体与下支耳28连接,活塞杆与上支耳24连接。被试伺服机构30的缸体与下支耳28连接,活塞杆与上支耳24连接;
所述底座1为矩形箱体结构,上表面设有螺纹孔,用于连接侧立板2、导向条29和支撑弹簧板底座27。下底板开有光孔通过T型螺栓固定在地面T型槽上。
所述侧立板2是L型结构件,其底板开有六个光孔,用于和底座1固定连接,一侧面开有两竖排螺纹孔,用于与弹簧力矩加载支架4的固定,其上部开有轴向通孔,用于主轴20的支撑,同时还开有环形槽及均布螺纹孔,用于安装座18的定位与固定。
所述弹簧力矩弹簧板夹持板3是L型结构件,两垂直面间设有三角形加强筋;其一端开有光孔,用于和弹簧力矩加载支座4固定,侧面为矩形凹槽,用于和弹簧力矩弹簧板5定位。
所述弹簧力矩加载支座4为工字型件,工字底面开有两竖排光孔,用于和侧立板2固定,工字另一面开有T型槽,用于弹簧力矩弹簧板夹持板3的固定。
所述弹簧力矩弹簧板5为矩形结构件,顶端焊接有圆柱结构,用于在摆动拨叉6窄矩形槽内滑动。
所述摆动拨叉6是矩形结构件,其一端扁圆孔结构,用于和弹簧力矩转轴7连接,另一端为窄矩形槽,用于和弹簧力矩弹簧板5配合。
所述弹性力矩转轴7是扁圆和开有键槽筒体的组合件,其一端为孔,同时开有键槽,用于和弹性力矩传感器8径向固定。另一端为扁圆形,开有两通孔,用于和摆动拨叉6固定。
所述弹性力矩传感器8为成品件,一端开有孔,同时有键槽,另一端为轴,开有键槽。
所述球轴承9为按需选购的标准件。
所述轴承盖10为圆盘结构件,均布开有八个光孔用于和轴承座11连接。
所述轴承座11为圆盘结构件,一端面均布开有九个光孔,用于和小油缸座14连接,另一端均布开有八个螺纹孔,用于和轴承盖10连接,中间空腔两端分别和球轴承9、12配合。
所述球轴承12为按需选购的标准件。
所述摩擦轴13为筒式结构件,一端均布九个螺纹,与摩擦力矩传感器17连接,另一轴端与球轴承12内圈配合。
所述小油缸安装座14为对称式结构件,四个均布的孔结构用于安装摩擦力矩加载小油缸15,一侧均布光孔,与安装座18连接,另一侧均布螺纹孔,与轴承座11连接。
所述摩擦力矩加载小油缸15是整体装配产品,属于成品件。
所述摩擦片16为一端是圆柱结构,另一端是圆弧结构组合而成。圆柱端与小油缸安装座14配合,圆弧结构端与主轴20接触。
所述摩擦力矩传感器17为成品件,一端开有孔,同时有键槽,另一端均布光孔,用于和摩擦轴13连接。
所述安装座18为中空圆筒式结构件,一侧面均布光孔与侧立板2连接,另一侧均布螺纹孔与小油缸安装座14连接。
所述滚子轴承19属于按需选购的标准件。
所述主轴20是阶梯轴式件,一端开有两个键槽,分别用于和弹性力传感器8和弹性力矩传感器17连接,中间开有两个键槽,用于和惯量盘基盘21固定。
所述惯量基盘21是对称式双耳圆形结构件,圆面开有螺纹孔,用于和上支耳18的固定,中间安装孔有键槽,用于和主轴20连接。其双耳安装惯量配重盘22。
所述惯量配重盘22是扇形结构件,开有三个光孔,用于和惯量基盘21固定。
所述调心滚子轴承23属于按需选购的标准件。
所述上支耳24是T形结构件,一端开有光孔,用于与惯量基盘21固定连接,另一端为销钉孔,用于和被试伺服机构30活塞杆连接。
所述支撑弹簧板盖板25是矩形结构件,底面开有宽矩形槽,用于支撑弹簧板27的定位,矩形槽两侧中间位置是矩形凸起,用于和支撑弹簧板底座26配合。
所述支撑弹簧板底座26是矩形结构件,一面开有窄矩形槽,用于和导向条29的配合,一面开有宽矩形槽,用于支撑弹簧板27定位,另一窄矩形槽用于和支撑弹簧板盖板25配合。
所述支撑弹簧板27是长矩形结构件,一端有两个螺纹孔,用于下支耳28的固定。
所述下支耳28是T形结构件,底面开有两个光孔,用于与支撑弹簧板27固定,上端为销子孔,用于和被试伺服机构30缸体连接。
所述导向条29是长矩形结构,在中间位置有两个沉头光孔。
所述被试伺服机构30是成品系统件。
其中,该惯量配重盘22的数量是20件。
其中,惯量负载由安装在主轴上的惯量基盘和惯量配重盘实现;支撑刚度由悬臂形式的弹簧板实现;弹簧力矩由悬臂弹簧板和夹持机构组合实现,其力矩大小由弹簧力矩传感器测得;摩擦力矩由四个摩擦力矩加载小油缸通过液体压力推动四个摩擦片与摩擦轴干摩擦实现,其力矩大小由摩擦力矩传感器测得。
本发明的原理及工况简介如下:
负载模拟器是为了模拟火箭发动机喷管结构力学特性,用于地面测试检验伺服机构的性能和质量。所设计的伺服机构负载模拟器的上下支耳通过铰接与安装伺服机构的缸体和活塞杆端部的连接,支撑弹簧板为悬臂梁结构,调节支撑弹簧板底座的左右位置,可以改变支撑弹簧板的悬臂长度,用于实现不同支撑刚度的调节;弹簧力矩的加载实现是由弹簧力矩主轴带动刚度较大的摆动拨叉小角度摆动,弹簧力矩弹簧板为悬臂梁形式,通过调节两个弹簧力矩弹簧板夹持板的上下位置,可以改变弹簧力矩弹簧板的悬臂长度,实现弹性力矩的加载及一定范围内的连续调节,弹性力矩大小由与弹簧力矩弹簧板转轴固定连接的弹簧力矩传感器测得;摩擦力矩的加载实现由四个摩擦力矩加载小油缸通过液体压力推动四个摩擦片与摩擦轴进行干摩擦,实现摩擦力矩的加载,调节液体的压力大小,可以实现摩擦力矩的连续调节,摩擦力矩通过与摩擦轴固定连接的摩擦力矩传感器测得,惯量负载由安装在主轴上的惯量基盘和惯量配重盘实现,二十个惯量配重盘用来实现不同惯量负载要求的调节。
3、优点及功效:本发明一种伺服机构负载模拟器,具有以下优点和效果:
1.摩擦力矩的加载可以实现连续的调节,同时可以通过摩擦力矩传感器实时监测加载力矩的大小;
2.弹性力矩的加载可以实现连续的调节,为了克服弹簧力矩弹簧板的强度要求,采用摆动拨叉与弹簧力矩弹簧板串联的结构形式,同时可以通过弹性力矩传感器实时监测弹性力矩的大小;
3.支撑弹簧板用于实现伺服机构支撑刚度,采用悬臂梁的结构形式,可以通过调整支撑弹簧板的夹持位置实现支撑刚度的连续调节;
4.惯性负载,采用对称结构的惯量基盘加惯量配重盘的方式,调整所挂惯量配重盘的数量,可以实现惯性负载在一定范围内的调节。
附图说明
图1 伺服机构负载模拟器的组成结构图
图2 伺服机构负载模拟器的侧视图及工作示意图。
图3 底座结构图
图4 侧立板结构图
图5 弹簧力矩弹簧板夹持板结构图
图6 弹簧力矩加载支架结构图
图7 弹性力矩弹簧板结构图
图8 摆动拨叉结构图
图9 弹性力矩转轴结构图
图10 弹性力矩传感器结构图
图11 轴承盖结构图
图12 轴承座结构图
图13 小油缸安装座结构图
图14 摩擦力矩加载小油缸结构图
图15 摩擦轴
图16 安装座结构图
图17 主轴结构图
图18 惯量基盘结构图
图19 惯量配重盘结构图
图20 上支耳结构图
图21 支撑弹簧板盖板结构图
图22 支撑弹簧板底座结构图
图23 支撑弹簧板结构图
图24 下支耳结构图
图25 导向条结构图
图26 摩擦片结构图
图中标号说明:
具体实施方式
见图1、图2,本发明一种伺服机构负载模拟器,它是对火箭尾喷管伺服机构做地面载荷加载试验。该伺服机构负载模拟器的组成具体包括:
一个底座1、两个侧立板2、两个弹性力矩弹簧板夹持板3、一个弹性力矩加载支座4、一个弹性力矩弹簧板5、一个摆动拨叉6、一个弹性力矩转轴7、一个弹性力矩传感器8、两个球轴承9,12、一个轴承盖10、一个轴承座11、一个摩擦轴13、一个小油缸安装座14、四个摩擦力矩加载小油缸15、四个摩擦片16、一个摩擦力矩传感器17、一个安装座18、两个滚子轴承19、一个主轴20、一个惯量基盘21、惯量配重盘22、两个调心滚子轴承23、一个上支耳24、一个支撑弹簧板盖板25、一个支撑弹簧板底座26、一个支撑弹簧板27、一个下支耳28、一个导向条29、被试伺服机构30。
伺服机构负载模拟装置的组成部件之间的具体连接方式说明如下:
底座1通过T型螺栓固定在地面T型槽上,两个侧立板2固定在底座1上表面;
两个弹簧力矩弹簧板夹持板3通过四个内六角螺栓紧固夹持弹性力矩弹簧板5再通过六个内六角螺栓固定于弹性力矩加载支座4,弹性力矩加载支座4通过六个内六角螺栓固定于左侧侧立板2上;
摆动拨叉6下端与弹性力矩弹簧板5滑动连接,上端通过两个销钉与弹簧力矩弹簧板转轴7固定;
弹性力矩转轴7通过球轴承9支撑与轴承内圈过盈配合,球轴承9外圈与轴承座11过盈配合,球轴承9由轴承盖10压紧,弹性力矩转轴7与弹性力矩传感器8通过键和螺钉在径向和轴向固定连接;
轴承座11通过内六角螺钉安装在小油缸安装座14上;
摩擦力矩加载小油缸15均布安装在小油缸安装座14上,小油缸安装座14安装在安装座18上,安装座18安装在侧立板2上;
摩擦轴13通过球轴承12支撑与轴承内圈过盈配合,摩擦片16由摩擦力矩加载小油缸15推动与摩擦轴13直接面接触;
摩擦轴13与摩擦力矩传感器16一端通过螺钉固定连接,摩擦力矩传感器16另一端与主轴20通过键和螺钉在径向和轴向固定连接;
主轴20左端与两个滚子轴承19内圈过盈配合,两个滚子轴承19外圈与侧立板2过盈配合。
主轴20右端与两个调心滚子轴承23内圈过盈配合,两个调心滚子轴承23外圈与侧立板2过盈配合。
惯量基盘21通过键径向固定于主轴20上,上支耳24通过四个内六角螺钉固定于惯量基盘21上,二十个惯量配重盘22通过螺栓分挂在惯量基盘21上;
支撑弹簧板27由支撑弹簧板盖板25与支撑弹簧板底座26夹持通过四个内六角螺钉固定在底座2上表面,导向条29通过两个内六角螺钉固定在底座2上表面,与支撑弹簧板底座26属于间隙配合,支撑弹簧板底座26可以相对于导向条29左右滑动;
下支耳28通过两个内六角螺钉固定在支撑弹簧板27一端。
被试伺服机构30的缸体与下支耳28连接,活塞杆与上支耳24连接。
为使图面清晰,以上所述起到固定作用的螺钉及标准件在图中未全部表示。
各组成部、器件的形状构造说明如下:
所述底座1为矩形箱体结构,上表面设有螺纹孔,用于连接侧立板2、导向条29和支撑弹簧板底座27。下底板开有光孔通过T型螺栓固定在地面T型槽上。见图3。
所述侧立板2是L型结构件,其底板开有六个光孔,用于和底座1固定连接,一侧面开有两竖排螺纹孔,用于与弹簧力矩加载支架4的固定,其上部开有轴向通孔,用于主轴20的支撑,同时还开有环形槽及均布螺纹孔,用于安装座18的定位与固定。见图4。
所述弹簧力矩弹簧板夹持板3是L型结构件,两垂直面间设有三角形加强筋;其一端开有光孔,用于和弹簧力矩加载支座4固定,侧面为矩形凹槽,用于和弹簧力矩弹簧板5定位。见图5。
所述弹簧力矩加载支座4为工字型件,工字底面开有两竖排光孔,用于和侧立板2固定,工字另一面开有T型槽,用于弹簧力矩弹簧板夹持板3的固定。见图6。
所述弹簧力矩弹簧板5为矩形结构件,顶端焊接有圆柱结构,用于在摆动拨叉6窄矩形槽内滑动。见图7。
所述摆动拨叉6是矩形结构件,其一端扁圆孔结构,用于和弹簧力矩转轴7连接,另一端为窄矩形槽,用于和弹簧力矩弹簧板5配合。见图8。
所述弹簧力矩转轴7是扁圆和开有键槽筒体的组合件,其一端为孔,同时开有键槽,用于和弹性力矩传感器8径向固定。另一端为扁圆形,开有两通孔,用于和摆动拨叉6固定。见图9。
所述弹性力矩传感器8为成品件,一端开有孔,同时有键槽,另一端为轴,开有键槽。见图10。
所述球轴承9为按需选购的标准件。
所述轴承盖10为圆盘结构件,均布开有八个光孔用于和轴承座11连接。见图11。
所述轴承座11为圆盘结构件,一端面均布开有九个光孔,用于和小油缸座14连接,另一端均布开有八个螺纹孔,用于和轴承盖10连接,中间空腔两端分别和球轴承9、12配合。见图12。
所述球轴承12为按需选购的标准件。
所述摩擦轴13为筒式结构件,一端均布九个螺纹,与摩擦力矩传感器17连接,另一轴端与球轴承12内圈配合。见图15。
所述小油缸安装座14为对称式结构件,四个均布的孔结构用于安装摩擦力矩加载小油缸15,一侧均布光孔,与安装座18连接,另一侧均布螺纹孔,与轴承座11连接。见图13。
所述摩擦力矩加载小油缸15是整体装配产品,属于成品件。见图14。
所述摩擦片16为一端是圆柱结构,另一端是圆弧结构组合而成。圆柱端与小油缸安装座14配合,圆弧结构端与主轴20接触。见图26。
所述摩擦力矩传感器17为成品件,一端开有孔,同时有键槽,另一端均布光孔,用于和摩擦轴13连接。
所述安装座18为中空圆筒式结构件,一侧面均布光孔与侧立板2连接,另一侧均布螺纹孔与小油缸安装座14连接。见图16。
所述滚子轴承19属于按需选购的标准件。
所述主轴20是阶梯轴形式,一端开有两个键槽,分别用于和弹性力传感器8和弹性力矩传感器17连接,中间开有两个键槽,用于和惯量盘基盘21固定。见图17。
所述惯量基盘21是对称式双耳圆形结构件,圆面开有螺纹孔,用于和上支耳18的固定,中间安装孔有键槽,用于和主轴20连接。其双耳安装惯量配重盘22。见图18。
所述惯量配重盘22是扇形结构件,开有三个光孔,用于和惯量基盘21固定。见图19。
所述调心滚子轴承23属于按需选购的标准件。
所述上支耳24是T形结构件,一端开有光孔,用于与惯量基盘21固定连接,另一端为销钉孔,用于和被试伺服机构30活塞杆连接。见图20。
所述支撑弹簧板盖板25是矩形结构件,底面开有宽矩形槽,用于支撑弹簧板27的定位,矩形槽两侧中间位置是矩形凸起,用于和支撑弹簧板底座26配合。见图21。
所述支撑弹簧板底座26是矩形结构件,一面开有窄矩形槽,用于和导向条29的配合,一面开有宽矩形槽,用于支撑弹簧板27定位,另一窄矩形槽用于和支撑弹簧板盖板25配合。见图22。
所述支撑弹簧板27是长矩形结构件,一端有两个螺纹孔,用于下支耳28的固定。见图23。
所述下支耳28是T形结构件,底面开有两个光孔,用于与支撑弹簧板27固定,上端为销子孔,用于和被试伺服机构30缸体连接。见图24。
所述导向条29是长矩形结构,在中间位置有两个沉头光孔。见图25。
所述被试伺服机构30是成品系统件。
如图1所示的伺服机构负载模拟器组成结构图,底座固定在大地上,弹性力矩通过上下调节弹性力矩弹簧板夹板3,改变夹持点的位置,实现力矩调节,测量则有轴向弹性力矩传感器8完成。摩擦力矩是采用挤压抱轴的方式,由液压油推动摩擦力矩加载小油缸15推动摩擦片16与摩擦轴13产生正压力,从而产生材料间的干摩擦,实现摩擦力矩的轴向加载,改变液压油压力的大小,可以调节摩擦力的大小,摩擦力矩的大小则有摩擦力矩传感器17完成测量。惯性负载则是有惯量基盘21和二十个惯量配重盘22实现的,可以通过增减惯量配重盘22实现惯性负载的调节。被试伺服机构30安装支撑刚度是由支撑弹簧板27模拟,改变支撑弹簧板盖板25和支撑弹簧板底座26的左右移动,调节支撑弹簧板27的悬臂长度,实现支撑刚度的调节。
如图2所示的伺服机构负载模拟器的侧视图和工作原理图,被试伺服机构30作为被测试对象,其活塞杆一端通过球轴承与上支耳24铰接,缸体一端也是通过球轴承与下支耳28铰接。

Claims (3)

1.一种伺服机构负载模拟器,其特征在于:它包括:一个底座(1)、两个侧立板(2)、两个弹性力矩弹簧板夹持板(3)、一个弹性力矩加载支座(4)、一个弹性力矩弹簧板(5)、一个摆动拨叉(6)、一个弹性力矩转轴(7)、一个弹性力矩传感器(8)、第一球轴承(9)、第二球轴承(12)、一个轴承盖(10)、一个轴承座(11)、一个摩擦轴(13)、一个小油缸座(14)、四个摩擦力矩加载小油缸(15)、四个摩擦片(16)、一个摩擦力矩传感器(17)、一个安装座(18)、两个滚子轴承(19)、一个主轴(20)、一个惯量基盘(21)、惯量配重盘(22)、两个调心滚子轴承(23)、一个上支耳(24)、一个支撑弹簧板盖板(25)、一个支撑弹簧板底座(26)、一个支撑弹簧板(27)、一个下支耳(28)、一个导向条(29)、被试伺服机构(30);
底座(1)通过T型螺栓固定在地面T型槽上,两个侧立板(2)固定在底座(1)上表面;两个弹性力矩弹簧板夹持板(3)夹持弹性力矩弹簧板(5),固定于弹性力矩加载支座(4),弹性力矩加载支座(4)固定在左侧侧立板上;摆动拨叉(6)下端与弹性力矩弹簧板(5)滑动连接,上端与弹性力矩转轴(7)固定;弹性力矩转轴(7)通过第一球轴承(9)支撑,第一球轴承(9)由轴承座(11)支撑并由轴承盖(10)压紧,弹性力矩转轴(7)与弹性力矩传感器(8)固定连接;轴承座(11)安装在小油缸座(14)上;摩擦力矩加载小油缸(15)均布安装在小油缸座(14)上,小油缸座(14)安装在安装座(18)上,安装座(18)安装在左侧侧立板上;摩擦轴(13)一端通过第二球轴承(12)支撑,摩擦片(16)由摩擦力矩加载小油缸(15)推动与摩擦轴(13)直接面接触;摩擦轴(13)另一端与摩擦力矩传感器(17)的一端固定连接,摩擦力矩传感器(17)的另一端与主轴(20)固定连接;主轴(20)左端与两个滚子轴承(19)内圈过盈配合,两个滚子轴承(19)外圈与左侧侧立板过盈配合;主轴(20)右端与两个调心滚子轴承(23)内圈过盈配合,两个调心滚子轴承(23)外圈与右侧侧立板过盈配合;惯量基盘(21)固定于主轴(20)上,上支耳(24)固定于惯量基盘(21)上,惯量配重盘(22)通过螺栓分挂在惯量基盘(21)上;支撑弹簧板(27)由支撑弹簧板盖板(25)与支撑弹簧板底座(26)夹持固定在底座(1)上表面,导向条(29)固定在底座(1)上表面,与支撑弹簧板底座(26)属于间隙配合,支撑弹簧板底座(26)能相对于导向条(29)左右滑动;下支耳(28)固定在支撑弹簧板(27)一端,被试伺服机构(30)的缸体与下支耳(28)连接,活塞杆与上支耳(24)连接;
所述底座(1)为矩形箱体结构,上表面设有螺纹孔,用于连接侧立板(2)、导向条(29)和支撑弹簧板底座(27),下底板开有光孔通过T型螺栓固定在地面T型槽上;
所述侧立板(2)是L型结构件,其底板开有六个光孔,用于和底座(1)固定连接,一侧面开有两竖排螺纹孔,用于与弹簧力矩加载支架(4)的固定,其上部开有轴向通孔,用于主轴(20)的支撑,同时还开有环形槽及均布螺纹孔,用于安装座(18)的定位与固定;
所述弹簧力矩弹簧板夹持板(3)是L型结构件,两垂直面间设有三角形加强筋;其一端开有光孔,用于和弹簧力矩加载支座(4)固定,侧面为矩形凹槽,用于和弹簧力矩弹簧板(5)定位;
所述弹簧力矩加载支座(4)为工字型件,工字底面开有两竖排光孔,用于和侧立板(2)固定,工字另一面开有T型槽,用于弹簧力矩弹簧板夹持板(3)的固定;
所述弹簧力矩弹簧板(5)为矩形结构件,顶端焊接有圆柱结构,用于在摆动拨叉(6)窄矩形槽内滑动;
所述摆动拨叉(6)是矩形结构件,其一端扁圆孔结构,用于和弹簧力矩转轴(7)连接,另一端为窄矩形槽,用于和弹簧力矩弹簧板(5)配合;
所述弹性力矩转轴(7)是扁圆和开有键槽筒体的组合件,其一端为孔,同时开有键槽,用于和弹性力矩传感器(8)径向固定;另一端为扁圆形,开有两通孔,用于和摆动拨叉(6)固定;
所述弹性力矩传感器(8)一端开有孔,同时设有键槽,另一端为轴,开有键槽;
所述轴承盖(10)为圆盘结构件,均布开有八个光孔用于和轴承座(11)连接;
所述轴承座(11)为圆盘结构件,一端面均布开有九个光孔,用于和小油缸座(14)连接,另一端均布开有八个螺纹孔,用于和轴承盖(10)连接,中间空腔两端分别和第一球轴承(9)和第二球轴承(12)配合;
所述摩擦轴(13)为筒式结构件,一端均布九个螺纹,与摩擦力矩传感器(17)连接,另一轴端与第二球轴承(12)内圈配合;
所述小油缸安装座(14)为对称式结构件,四个均布的孔结构用于安装摩擦力矩加载小油缸(15),一侧均布光孔,与安装座(18)连接,另一侧均布螺纹孔,与轴承座(11)连接;
所述摩擦片(16)为一端是圆柱结构,另一端是圆弧结构组合而成,圆柱端与小油缸安装座(14)配合,圆弧结构端与主轴(20)接触;
所述摩擦力矩传感器(17),一端开有孔,同时有键槽,另一端均布光孔,用于和摩擦轴(13)连接;
所述安装座(18)为中空圆筒式结构件,一侧面均布光孔与左侧侧立板连接,另一侧均布螺纹孔与小油缸安装座(14)连接;
所述主轴(20)是阶梯轴式件,一端开有两个键槽,分别用于和弹性力传感器(8)和弹性力矩传感器(17)连接,中间开有两个键槽,用于和惯量基盘(21)固定;
所述惯量基盘(21)是对称式双耳圆形结构件,圆面开有螺纹孔,用于和上支耳(18)的固定,中间安装孔有键槽,用于和主轴(20)连接,其双耳安装惯量配重盘(22);
所述惯量配重盘(22)是扇形结构件,开有三个光孔,用于和惯量基盘(21)固定;
所述上支耳(24)是T形结构件,一端开有光孔,用于与惯量基盘(21)固定连接,另一端为销钉孔,用于和被试伺服机构(30)活塞杆连接;
所述支撑弹簧板盖板(25)是矩形结构件,底面开有宽矩形槽,用于支撑弹簧板(27)的定位,矩形槽两侧中间位置是矩形凸起,用于和支撑弹簧板底座(26)配合;
所述支撑弹簧板底座(26)是矩形结构件,一面开有窄矩形槽,用于和导向条(29)配合,一面开有用于支撑弹簧板(27)定位的宽矩形槽和另一窄矩形槽,所述另一窄矩形槽用于和支撑弹簧板盖板(25)配合;
所述支撑弹簧板(27)是长矩形结构件,一端有两个螺纹孔,用于下支耳(28)的固定;
所述下支耳(28)是T形结构件,底面开有两个光孔,用于与支撑弹簧板(27)固定,上端为销子孔,用于和被试伺服机构(30)缸体连接;
所述导向条(29)是长矩形结构,在中间位置有两个沉头光孔。
2.根据权利要求1所述的一种伺服机构负载模拟器,其特征在于:该惯量配重盘(22)的数量是20件。
3.根据权利要求1所述的一种伺服机构负载模拟器,其特征在于:惯量负载由安装在主轴上的惯量基盘和惯量配重盘实现;支撑刚度由悬臂形式的弹簧板实现;弹簧力矩由悬臂弹簧板和夹持机构组合实现,其力矩大小由弹簧力矩传感器测得;摩擦力矩由四个摩擦力矩加载小油缸通过液体压力推动四个摩擦片与摩擦轴干摩擦实现,其力矩大小由摩擦力矩传感器测得。
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