CN103822790A - 串联舵机试验器 - Google Patents

Abstract

本发明属于直升机试验技术领域，特别是涉及一种舵机试验器。串联舵机试验器，本试验器由电源电路、舵机位置调整电路和反馈电压显示电路三部分组成，所述的电源电路采用标准220VAC输入，在内部转化后，输出为直流电源，为舵机位置调整电路和反馈电压显示电路提供工作电源，同时为待测的串联舵机部品提供工作电源；所述的舵机位置调整电路用于控制串联舵机输出轴的伸出与缩回运动，进行舵机安装位置调整；所述的反馈电压显示电路用于在舵机位置调整过程中，实时监测串联舵机位置反馈电压值。本发明能有效实现对串联舵机的连续位置校正，精确定位舵机中立点和伸出、缩回极限安装位置。

Description

串联舵机试验器

技术领域

本发明属于直升机试验技术领域，特别是涉及一种舵机试验器。 

背景技术

串联舵机是一种连续工作的机电设备，串联舵机的输出轴在伸出和缩回方向是线性运动，将全行程在极限范围内传递给活动部件负载。串联舵机内部有直流电动马达，通过电源极性的转换可实现两个方向的转动，带动输出轴进行伸出、缩回动作；其内部行程限制器控制舵机输出轴的极限止动位置；反馈电位计输出轴位置反馈组件会给出输出轴位置的反馈电信号。 

串联舵机和并联舵机一起构成直升机控制增稳系统的执行机构。串联舵机以串联方式安装在操纵杆系中，成为操纵杆系的一个组成部分。串联舵机采用直线运动形式联动操纵杆系中的助力器，拖动相应操纵拉杆运动，改变桨叶的桨距以改变气动力的方向和大小，从而改变直升机的飞行姿态。在稳定飞行时，串联舵机的输出轴应工作在中立位置处。因此在将其安装于直升机操纵杆系中时，需要校正其中立点位置和伸出、缩回极限位置。目前大多采用人工测量、反复验证的方式确定舵机安装的中立点位置和伸出、缩回极限位置。不但操作复杂，并且安装精度很低，很难保证控制增稳系统操纵精确性。 

发明内容

本发明要解决的技术问题： 

为了解决串联舵机安装精度低，操作复杂等缺点，发明一种能够通过自动监测舵机位置反馈电压值，实现精确调整、校正舵机安装位置的新型检测设备。该设备既能够实现舵机的装机前校正，也能够在装机时准确定位安装位置，具有高效性和稳定性能。 

本发明的技术方案： 

发明了一种能够通过自动监测串联舵机位置反馈电压值，实现精确调整、校正舵机安装位置的串联舵机试验器。该试验器测试精度高，操作高效可靠。串联舵机试验器由电源电路；舵机位置调整电路；反馈电压显示电路三部分组成，其中， 

电源电路采用标准220VAC输入，在内部转化为±15V、8V、5V直流电源，为舵机位置调整电路和反馈电压显示电路提供工作电源，同时为待测的串联舵机部品提供工作电源。供电标准、可靠。 

舵机位置调整电路用于控制串联舵机输出轴的伸出与缩回运动，进行舵机安装位置调整。本发明在舵机位置调整电路中设计增加了对舵机的“快速”和“慢速”调整功能。通过控制舵机输出轴的“快速”或“慢速”动作，可有效提高工作效率，增加调整准确性。 

反馈电压显示电路用于在舵机位置调整过程中，实时监测串联舵机位置反馈电压值。在该电路中设计了对舵机的“精调”和“粗调”调整功能，可更加精准地反映出舵机反馈电压值的变化量，提高试验器精度。 

本发明的有益效果： 

本发明能有效实现对串联舵机的连续位置校正，精确定位舵机中立点和伸出、缩回极限安装位置，测试精度高，极大的降低了在总装生产中操作复杂、故障率高的问题，可有效提高生产效率。试验器显示直观，操作方便，使用可靠。 

附图说明

附图1为舵机位置调整电路；反馈电压显示电路原理图； 

附图2为电源电路原理图； 

附图3为本发明的使用状态示意图。 

具体实施方式

本发明增加了对舵机的“快速”和“慢速”调整功能。设计了舵机转速选择开关S1，在舵机调整过程中接近预期位置时，选择慢速调节，可增加调整准确性，提高工作效率。 

本发明增加了对舵机的“精调”和“粗调”调整功能。选用量程为-15V～+15V的直流电压表M1指示舵机位置反馈电压值，并设计分压电路，使反馈电压值分压后通过数显指示器M2指示。采取这种分压方式可在舵机调整过程中，更加精准地反映出舵机反馈电压值的变化量，实现舵机位置的粗调和精调调整，有效提高试验器精度。 

为满足舵机试验器在行程范围内对串联舵机输出轴位置的连续可调，本发明设计了舵机缩进选择开关S2。可有效实现舵机输出轴的伸出、缩回调整，使试验器具有连续可调性和高效性。 

试验器采用量程为0～2A的电流表M3，可在舵机调整过程中监测舵机的电机工作电流，使试验器更加安全可靠。 

通过面板上增设测试孔，可方便进行电源监测，增强试验器自身维护能力。使其在性能上更好的满足测试与总装要求。 

1电源电路 

电源电路由电源开关POWER、保险丝F1、AC/DC电源模块、电容构成。电源开关POWER和保险丝F1串接于220V交流输入与AC/DC电源模块之间，AC/DC电源模块的+5V输出端，与地之间连接1000μF电容。 

当电源开关POWER闭合时，220V交流电经过保险丝F12A过流保护后，经AC/DC电源模块转换为+8V直流电源，为舵机内部的电机提供快速工作电源；转换为+5V直流电源，为舵机内部的电机提供慢速工作电源，为数显指示器M2提供工作电源；转换±15V直流电源，为舵机内部的输出轴位置反馈组件提供基本电源。 

2舵机位置调整电路 

舵机位置调整电路由插座J1的C、D两端、三刀双掷开关S2、电流表M3、触发开关S3、双刀双掷开关S1、电阻和L1、L2、L3、L4指示灯组成。指示灯L1、L2、L3、L4的 一端与+8V电源相接，另一端经过保护电阻510Ω，分别与开关S1的51、52位置和S2的11、32位置相连，通过控制开关位置与地相接；+8V和+5V直流电源分别与开关S1的41和42位置连接；开关S3与电流表M3串联连接在开关S1的4位置与S2的2位置之间；开关S2的12、21与插座J1的D端相连；开关S2的22、31与插座J1的C端相连。 

接通电源后，将S1置于上侧“41；51”或下侧“42；52”位置，指示灯L1(或L2)燃亮；将S2开关置于上侧“11；21；31”位置，指示灯L3燃亮；此时按压S3按钮，插座J1的D端将接入+8V(或+5V)电压，C点接电源地；通过J1插座的D、C两端，将+8V(或+5V)直流电源引入致串联舵机内部，带动内部电机“快速”或“慢速”正向转动，舵机的输出轴进行“快速”或“慢速”的向外“伸出”动作。电流表M3指示舵机工作消耗电流。松开S3后，插座J1的D端无电压，电机停止动作，舵机输出轴停止运动。 

将S1置于上侧“41；51”或下侧“42；52”位置，指示灯L1(或L2)燃亮；将S2开关置于下侧“12；22；32”位置，指示灯L4燃亮；此时按压S3按钮，插座J1的C端将接入+8V(或+5V)电压，D点接电源地；通过J1插座的C、D两端，将+8V(或+5V)直流电源引入致串联舵机内部，带动内部电机“快速”或“慢速”反向转动，舵机的输出轴进行“快速”或“慢速”的向内“缩回”动作。松开S3后，插座J1的C端无电压，电机停止动作，舵机输出轴停止运动。 

3反馈电压显示电路 

根据舵机工作原理，当舵机输出轴进行伸出或缩回动作时，其内部位置反馈组件会输出一个范围为-15V～+15V的直流电压值，通过对此反馈电压值的测量，可准确判断出舵机的中立位置和伸出、缩回极限位置。 

反馈电压显示电路由插座J1的A、B、F端，直流电压表M1、数显指示器M2和R1(1K)、R2(2K)、R3(6.17K)分压电阻组成。插座J1的A端接入+15V电源；插座J1的B端接入-15V电源；插座J1的F端与直流电压表M1的一端连接，M1另一端接地；数显指示器M2的电源工作端d脚接入+5V电源，数显电压输入端b脚经过电阻R2与R3并联连接后与插座J1的F端相连、经过电阻R1接地。 

通过J1插座的A、B两端，将±15V直流电源接入舵机的内部位置反馈组件。直流电压表M1的一端与J1插座的F点相接，另一端接电源地，所指示的为实际舵机反馈电压值。数显指示器M2与分压电阻相接后，分压显示反馈电压值，这样可更加精准地反映出反馈电压值的变化量，实现舵机的“粗调”和“精调”时的显示功能。 

具体检测步骤如下 

本发明可有效实现串联舵机的中立位置、正极限机械位置和负极限机械位置定位调整，具体操作流程如下。 

1机械中立位置调整 

用转接电缆将试验器插座J1与待测舵机相接，接通220V电源开关，观察直流电压表 M1显示的反馈电压，如果显示负电压，且电压绝对值大于1V，则将“S1”开关置于“快”位置，此时L1指示灯燃亮，将开关“S2”置于“正”位置，这时L3指示灯燃亮。按压触发开关“S3”使电机“快速”正向转动，舵机的输出轴进行“快速”的向外“伸出”动作，观察指针式电压表M1显示的电压值，当此负电压绝对值小于1V时，用数显指示器M2代替电压表M1观察反馈电压，当M2指示的负电压绝对值小于200mV时，将“S1”开关置于“慢”位置，这时L2指示灯燃亮，L1指示灯熄灭，连续触发“S3”开关，使电机慢速转动，数显指示器M2指示反馈电压趋于0.00V；如果过调则需把“S2”开关置于相反位置，按压“S3”反复调整，直至数显指示器M2显示0.00V，这时指针式电压表M1指示0V，电流表M3指示消耗电流为零，此时舵机输出轴处于机械中立位置。 

如果指针式电压表M1显示电压为正电压且电压值大于+1V，则将“S1”开关置于“快”位置，这时L1指示灯燃亮，将开关“S2”置于“反”位置，这时L4指示灯燃亮。通过按压触发开关“S3”使电机“快速”反向转动，舵机的输出轴进行“快速”的向内“缩回”动作，观察指针式电压表M1显示的电压值，当电压小于+1V时，用数显指示器M2代替电压表M1观察反馈电压，当数显指示器M2指示值小于200mV时，将“S1”开关置于“慢”位置，这时L2指示灯燃亮，连续触发“S3”开关，使电机慢速转动，使数显指示器M2电压趋于0.00V；如果过调则需把“S2”开关置于相反位置，按压“S3”反复调整，直至数显指示器M2显示0.00V，这时指针式电压表M1指示0V，电流表M3指示消耗电流为零，此时舵机输出轴处于机械中立位置。 

2正极限机械位置调整 

将“S1”开关置于“快”位置，这时L1指示灯燃亮，将开关“S2”置于“正”位置，这时L3指示灯燃亮。 

按压触发开关“S3”使电机“快速”正向转动，舵机的输出轴进行“快速”的向外“伸出”动作，观察指针式电压表M1显示反馈电压不断增大，当电压增大到一定值后不再增加并且伴有舵机输出轴打滑，电流表M3指示电流值出现跳动，此时舵机输出轴处于正极限机械位置。释放S3按钮。注释：电流表M3指示电流值出现跳动，则应立即释放S3按钮，时间不宜过长。 

3负极限机械位置调整 

将“S1”开关置于“快”位置，这时L1指示灯燃亮，将开关“S2”置于“反”位置，这时L4指示灯燃亮。 

按压触发开关“S3”使电机“快速”反向转动，舵机的输出轴进行“快速”的向内“缩回”动作，观察指针式电压表M1显示反馈电压不断减小，当电压减小到一定值后不再减小并且伴有舵机输出轴打滑，电流表M3指示电流值出现跳动，此时舵机输出轴处于负极限机械位置。释放S3按钮。 

Claims (10)

1.串联舵机试验器，本试验器由电源电路、舵机位置调整电路和反馈电压显示电路三部分组成，其特征是：

所述的电源电路采用标准220VAC输入，在内部转化后，输出为直流电源，为舵机位置调整电路和反馈电压显示电路提供工作电源，同时为待测的串联舵机部品提供工作电源；

所述的舵机位置调整电路用于控制串联舵机输出轴的伸出与缩回运动，进行舵机安装位置调整；

所述的反馈电压显示电路用于在舵机位置调整过程中，实时监测串联舵机位置反馈电压值。

2.如权利要求1所述的串联舵机试验器，其特征是，所述的电源电路输出为±15V、8V、5V直流电源。

3.如权利要求1所述的串联舵机试验器，其特征是，所述的舵机位置调整电路中包括对舵机的“快速”和“慢速”调整功能。

4.如权利要求1所述的串联舵机试验器，其特征是，所述的反馈电压显示电路包括对舵机的“精调”和“粗调”调整功能。

5.如权利要求1所述的串联舵机试验器，其特征是，所述的电源电路输出为±15V、8V、5V直流电源；所述的舵机位置调整电路中包括对舵机的“快速”和“慢速”调整功能；所述的反馈电压显示电路包括对舵机的“精调”和“粗调”调整功能。

6.如权利要求5所述的串联舵机试验器，其特征是，所述的电源电路由电源开关POWER、保险丝（F1）、AC/DC电源模块、电容构成；电源开关POWER和保险丝（F1）串接于220V交流输入与AC/DC电源模块之间，AC/DC电源模块的+5V输出端，与地之间连接电容。

7.如权利要求5所述的串联舵机试验器，其特征是，所述的舵机位置调整电路由插座（J1）、三刀双掷开关（S2）、电流表（M3）、触发开关（S3）、双刀双掷开关（S1）、电阻和（L1）、（L2）、（L3）、（L4）指示灯组成；指示灯（L1）、（L2）、（L3）、（L4）的一端与+8V电源相接，另一端经过保护电阻，分别与开关（S1）的端（51）、端（52）位置和（S2）的端（11）、端（32）位置相连，通过控制开关位置与地相接；+8V和+5V直流电源分别与开关（S1）的端（41）和端（42）位置连接；开关（S3）与电流表（M3）串联连接在开关（S1）的端（4）位置与（S2）的端（2）位置之间；开关（S2）的端（12）、端（21）与插座（J1）的D端相连；开关（S2）的端（22）、端（31）与插座（J1）的C端相连。

8.如权利要求5所述的串联舵机试验器，其特征是，所述的反馈电压显示电路由插座（J1），直流电压表（M1）、数显指示器（M2）和（R1）、（R2）、（R3）分压电阻组成；插座（J1）的A端接入+15V电源；插座（J1）的B端接入15V电源；插座（J1）的F端与直流电压表（M1）的一端连接，（M1）另一端接地；数显指示器（M2）的电源工作端接入+5V电源，数显电压输入端经过电阻（R2）与（R3）并联连接后与插座（J1）的F端相连、经过电阻（R1）接地。

9.如权利要求5所述的串联舵机试验器，其特征是，

所述的所述的电源电路由电源开关POWER、保险丝（F1）、AC/DC电源模块、电容构成；电源开关POWER和保险丝（F1）串接于220V交流输入与AC/DC电源模块之间，AC/DC电源模块的+5V输出端，与地之间连接电容。

所述的舵机位置调整电路由插座（J1）、三刀双掷开关（S2）、电流表（M3）、触发开关（S3）、双刀双掷开关（S1）、电阻和（L1）、（L2）、（L3）、（L4）指示灯组成；指示灯（L1）、（L2）、（L3）、（L4）的一端与+8V电源相接，另一端经过保护电阻，分别与开关（S1）的端（51）、端（52）位置和（S2）的端（11）、端（32）位置相连，通过控制开关位置与地相接；+8V和+5V直流电源分别与开关（S1）的端（41）和端（42）位置连接；开关（S3）与电流表（M3）串联连接在开关（S1）的端（4）位置与（S2）的端（2）位置之间；开关（S2）的端（12）、端（21）与插座（J1）的D端相连；开关（S2）的端（22）、端（31）与插座（J1）的C端相连；

所述的反馈电压显示电路由插座（J1），直流电压表（M1）、数显指示器（M2）和（R1）、（R2）、（R3）分压电阻组成；插座（J1）的A端接入+15V电源；插座（J1）的B端接入15V电源；插座（J1）的F端与直流电压表（M1）的一端连接，（M1）另一端接地；数显指示器（M2）的电源工作端接入+5V电源，数显电压输入端经过电阻（R2）与（R3）并联连接后与插座（J1）的F端相连、经过电阻（R1）接地。

10.如权利要求9所述的串联舵机试验器，其特征是，

所述的所述的电源电路与地之间连接电容为1000μF；

所述的舵机位置调整电路保护电阻为510Ω；

所述的反馈电压显示电路中，分压电阻（R1）为1K、R2为2K、（R3）为6.17K。

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