CN104443430A - 折叠舵面展开测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种折叠舵面展开测试装置，其包括支撑机构、光电传感器测量机构、施力机构、控制系统，所述支撑机构包括支撑框架和折叠舵面支座，所述折叠舵面支座固定在所述支撑框架上，用于安装所述折叠舵面，所述施力机构通过转接头和连杆与所述折叠舵面相连，所述光电传感器测量机构安装于所述支撑框架上，用于测试所述折叠舵面的展开和折叠的时间，所述控制系统安装于所述支撑框架，用于自动控制整个试验测量过程。本发明能够有效测试折叠舵面展开时间及展开过程中机构阻力值，判断展开过程的同步性能，以保证产品质量。

Description

折叠舵面展开测试装置

技术领域

本发明属于功能试验技术领域，涉及一种测试折叠舵面展开过程中性能指标的装置。

背景技术

为了实现某些航天产品中折叠舵面在飞行过程中完成其折叠、展开的功能，需要在地面做模拟试验，包括测试其展开时间、展开阻力、以及慢放卡涩现象等以保证飞行过程中的正确性。目前，此类测试试验一般采用手动方式进行，对舵面施加驱动力与数据采集需各自独立进行，无法保证数据采集实时性，导致无法满足以下要求：

1.折叠舵面展开时间的测试误差5ms，展开阻力的测试误差2N。

2.产品的动力装置是作动筒，折叠舵面展开速度非常快，在产品测试时，不能找到合适的代替作动筒的动力装置，难以真实模拟舵面的展开速度。

发明内容

本发明的技术方案是为了解决折叠舵面展开时间、展开阻力、以及慢放卡涩现象的测试难题，提供一种测试折叠舵面展开过程中性能指标的装置。

本发明的折叠舵面展开测试装置包括支撑机构，光电传感器测量机构，施力机构，控制系统。所述支撑机构包括支撑框架和折叠舵面支座，所述折叠舵面支座固定在所述支撑框架上，用于安装所述折叠舵面，所述施力机构通过转接头和连杆与所述折叠舵面相连，所述光电传感器测量机构安装于所述支撑框架上，用于测试所述折叠舵面的展开和折叠的时间，所述控制系统安装于所述支撑框架，用于自动控制整个试验测量过程。

优选所述折叠舵面支座是具有中通孔的筒状支座，其底部固定在支撑框架上，其筒壁上开设有横向长槽，其顶部内孔用于安放所述折叠舵面，并通过螺钉将折叠舵面固定。

优选所述施力机构为液压系统，包括液压泵站、电磁比例节流阀、电磁比例溢流阀、两个液压缸和管路，所述液压缸设置于所述折叠舵面支座的正下方，通过转接头二连接拉力传感器，再通过转接头一将所述拉力传感器与所述连杆连接起来，所述连杆穿过所述折叠舵面支座的中通孔与所述折叠舵面内的8字形拉片铰接，此时，所述连杆与所述拉力传感器之间的转接头一刚好位于所述折叠舵面支座筒壁上的横向长槽处。在液压缸提供的驱动力作用下，通过施力机构可以实现折叠舵面由折叠状态到打开状态的动作过程。

优选所述光电传感器测量系统包括测量支架和两个光电传感器组成，所述测量支架安装在所述支撑框架上。两个所述光电传感器分别安装于安装支架的底顶与顶部，从而能够分别对应折叠舵面折叠和展开时的尖部位置。

优选所述液压缸行程为18.3毫米，其拉力和速度均连续可调，所述液压系统设计最大拉力为2.0吨。

所述支撑框架是能够移动的支撑车，以满足变换试验场地的需要。

本发明的有益效果：

本发明通过采用一种折叠舵面展开测试装置，实现了测试其展开时间、展开阻力、以及慢放卡涩现象等。采用刚性好的机械系统及有效控制折叠舵面的安装误差可将展开时间的测试误差控制在5ms以内，展开阻力的测试误差控制在2N以内。利用液压系统代替作动筒提供驱动力，在相对较低的速度下摸索出的展开时间和展开阻力的数值，从而规定出展开时间和展开阻力的测试范围，通过测试折叠舵面内部是否有卡涩现象，从而判断出折叠功能零部件的单件质量和零部件之间的配合情况，严格控制产品质量。

附图说明

图1.为折叠舵面展开测试装置总体结构示意图

图2.为折叠舵面支座及施力机构示意图

图3.为支撑车示意图

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述：

如图1所示，所述的折叠舵面展开测试装置主要由支撑机构、光电传感器测量机构、施力机构、控制系统组成。该装置利用液压技术给予折叠舵面相应驱动力，以一定的力量和速度驱动折叠舵面展开，采集舵面展开时间和展开过程中的阻力曲线/值进行比较检验。有效测试折叠舵面展开时间及展开过程中机构阻力值，判断展开过程的同步性能，以保证产品质量。

支撑机构包括支撑车7和支座5，支撑车7是一辆可以移动的小车，作为整个装置的支撑基础和支撑框架，测试装置的所有组成部分均安放在支撑车7上。支座5固定在支撑车7的支撑框架上，用于安装折叠舵面4。支撑车7上安装有工具箱9，用于工具的放置。

光电传感器测量机构由两个光电传感器3及其测量支架组成，安装在支撑车7上。两个光电传感器3分别对应折叠舵面折叠和展开时的尖部位置，测试时用于测量展开时间以及提供液压系统启动检测、停止保护信号。

施力机构由液压系统及支座机构组成，包括液压泵站8、液压缸6及支座5内部传动机构。液压系统由液压泵站(液压泵、过滤系统、油箱等)、电磁比例节流阀、电磁比例溢流阀、液压缸(两件)以及管路组成。液压缸为双向主动液压缸。液压缸行程为18.3毫米，用于提供折叠舵面展开的驱动力，运动平稳速度均匀，液压缸的拉力和速度均连续可调。液压系统设计最大拉力2.0吨。由于该装置并不模拟真实状态下折叠舵面的展开，实际上折叠舵面展开过程中所受阻力大小以及展开时间并没有一个确定的理论值，需要不断的试验和比较才能得到一个相对稳定的经验值。所以，折叠舵面展开时驱动力(液压缸提供)的大小和速度需要经常的调整，也就是说：需要对液压缸内液体的压力和流量进行控制。因此，液压系统中需配备电磁比例节流阀(控制流量)和电磁比例溢流阀(控制溢流压力)。

控制系统包括PLC控制器1、电源2、显示器3、工控机10等，配置打印机12。控制系统自动控制整个试验测量过程，实现对液压系统(各阀体、电机等)、执行元件(光电传感器、拉力传感器等)的控制以及对测试结果(展开时间、阻力曲线)试验信息(测试人员、日期、零件编号)的收集、记录以及输出等。控制系统设计上充分考虑可靠的接地和防静电措施，以保证实验装置的可靠性。

如图2所示，为折叠舵面支座及施力机构示意图，由折叠舵面1、支座4、连杆2、螺钉3、手动销轴5、液压缸7、转接头二8、压力传感器9、转接头一10等组成，支座4固定在支撑车上表面的一块钢板上，内部中空，侧面开出一长槽，以便手动销轴的安装和运动。支座4顶部内孔用于安放折叠舵面1，通过折叠舵面1上的螺钉过孔用螺钉3将折叠舵面1与支座4固定。连杆2一端与折叠舵面1内的8字形拉片铰接，另外一端与转接头一10铰接。两处铰接轴都可以方便的拆卸。

液压缸7设置于支座4的正下方，通过转接头二8连接拉力传感器9，再通过转接头一10将拉力传感器9与连杆2连接起来，连杆2穿过支座4的中通孔与折叠舵面1内的8字形拉片铰接，此时，连杆2与拉力传感器9之间的转接头一10刚好位于折叠舵面支座4筒壁上的横向长槽处。在液压缸提供的驱动力作用下，通过施力机构可以实现折叠舵面由折叠状态到打开状态的动作过程。

转接头一10一端与连杆2通过手动销轴5铰接，另一端与拉力传感器9连接。在折叠舵面1从折叠到展开全过程中，手动销轴5都位于支座4侧面的长槽内，所以拆卸安装不受折叠舵面1的折叠及展开状态限制。

当折叠舵面1展开后需要将折叠舵面1从装置中拆卸下来(此时视为一次试验结束)，后续试验需要人工手动复位到折叠状态，此时，连杆2与折叠舵面1内的8字形拉片铰接点露出，可以很方便的拆卸，卸下后的连杆2需重新装入支座机构内以便下一次测试的进行。展开测试装置中共配备四根相同的连杆2，以减少大批量测试时因拆卸连杆2而造成的等待时间。

转接头二8用于连接拉力传感器9和液压缸7活塞杆，传递液压缸7提供的驱动力，与拉力传感器9间通过螺纹连接，与液压缸7活塞杆间为法兰盘连接。拉力传感器9用于测量折叠舵面1展开过程中所受的阻力大小。

如图3所示，支撑车由拉动手柄1、L型固定板2、地脚支撑3、主架体4、脚轮5等组成，作为整个装置的支撑基础和支撑框架，并满足变换试验场地的需要，整体结构具有较好的刚性。

以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施例。对本领域的技术人员来说，在权利要求书所记载的范畴内，显而易见地能够想到各种变更例或者修正例，当然也属于本发明的技术范畴。

Claims (6)

1.一种折叠舵面展开测试装置，其特征在于：包括支撑机构、光电传感器测量机构、施力机构、控制系统。所述支撑机构包括支撑框架和折叠舵面支座，所述折叠舵面支座固定在所述支撑框架上，用于安装所述折叠舵面，所述施力机构通过转接头和连杆与所述折叠舵面相连，所述光电传感器测量机构安装于所述支撑框架上，用于测试所述折叠舵面的展开和折叠的时间，所述控制系统安装于所述支撑框架，用于自动控制整个试验测量过程。

2.根据权利要求1所述的折叠舵面展开测试装置，其特征在于：所述折叠舵面支座是具有中通孔的筒状支座，其底部固定在支撑框架上，其筒壁上开设有横向长槽，其顶部内孔用于安放所述折叠舵面，并通过螺钉将折叠舵面固定。

3.根据权利要求2所述的折叠舵面展开测试装置，其特征在于：所述施力机构为液压系统，包括液压泵站、电磁比例节流阀、电磁比例溢流阀、两个液压缸和管路，所述液压缸设置于所述折叠舵面支座的正下方，通过转接头二连接拉力传感器，再通过转接头一将所述拉力传感器与所述连杆连接起来，所述连杆穿过所述折叠舵面支座的中通孔与所述折叠舵面内的8字形拉片铰接，此时，所述连杆与所述拉力传感器之间的转接头一刚好位于所述折叠舵面支座筒壁上的横向长槽处。在液压缸提供的驱动力作用下，通过施力机构可以实现折叠舵面由折叠状态到打开状态的动作过程。

4.根据权利要求1所述的折叠舵面展开测试装置，其特征在于：所述光电传感器测量机构包括测量支架和两个光电传感器组成，所述测量支架安装在所述支撑框架上。两个所述光电传感器分别安装于安装支架的底顶与顶部，从而能够分别对应折叠舵面折叠和展开时的尖部位置。

5.根据权利要求3所述的折叠舵面展开测试装置，其特征在于：所述液压缸行程为18.3毫米，其拉力和速度均连续可调，所述液压系统设计最大拉力为2.0吨。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的折叠舵面展开测试装置，其特征在于：所述支撑框架是能够移动的支撑车。