CN105043633B - 一种立式一体化推力矢量测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种立式一体化推力矢量测试装置，属于传感测控领域，特别涉及发动机推力矢量测试控制系统。该装置结构主要包括加载单元、上筒、测力仪、下筒、导向定位单元、转接法兰、内六角螺栓、加强筋组成。本发明的优点是采用了立式一体化结构，刚度较高，固有频率高，动态力测量精度高，立式结构消除了水平布置时结构件自身重力因素对测试精度的影响，故无误差累积，导向定位单元调整方便，可以使加载测头调整到加载平面内的任何位置，能够实现不同量程范围的推力矢量/力矩的测量工作。

Description

一种立式一体化推力矢量测试装置

技术领域

本发明属于传感、测控领域，特别应用于航空航天、国防军工等领域发动机的推力矢量测试。

背景技术

推力矢量作为航天飞行器发动机的关键性能参数，在飞行器姿态控制、位置保持、减速着陆等方面具有重要意义。现有的发动机推力矢量测试装置多为卧式结构，卧式结构装配和操作简便，但考虑到发动机自重问题需设计较大的底座进行平衡，而采用支撑结构很难保证测量与标定系统轴线与发动机轴线重合，测试时产生附加扭矩影响测量精度。另外，传统的发动机推力矢量测试台架设有定架和动架，定架结构和重量较大，动架一般采用挠性件，其固有频率较低，发动机点火时产生很大冲击会引起台架的振动，推力经过弹性元件后传递给工作传感器有一定损失，产生测量误差。

随着国防及航空航天领域对飞行器的姿/轨控制精度的要求越来越高，这对研制一台优良的测试系统对火箭发动机的推力偏心进行精确的评定，具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决了卧式结构在发动机动态测试中精度低的技术难题，发明一种能够更全面、准确的测试发动机推力矢量特性的装置结构。

本发明所采用的技术方案是：一种立式一体化推力矢量测试装置，上筒的上、下两端分别焊有上连接板和下连接板，上连接板上端通过内六角螺栓与轴向力加载单元固定连接，下连接板下端通过内六角螺栓与上圆盘固定连接，上筒与上圆盘之间设有4组8个加强筋，加强筋沿上筒的径向呈轴对称布置，测力仪安装在上圆盘和小圆盘之间，测力仪由4个三向压电石英传感器、上钛板、下钛板和内六角螺栓组成，4个三向压电石英传感器呈正方形布置，三向压电石英传感器上、下两端由内六角螺栓与上钛板、下钛板紧固在一起，上钛板通过内六角螺栓与上圆盘连接，下钛板通过内六角螺栓与小圆盘连接；小圆盘下方焊有下筒，4组8个导向轴的上、下端分别穿过上圆盘和下圆盘，通过螺母紧固；每组导向轴上均设有一个导向块，导向块上端面的中间设有螺纹通孔，垂直螺杆从导向块的上方旋入螺纹通孔；垂直螺杆的上端与上圆盘上的孔配合，下端面顶在下圆盘的上表面上，垂直螺杆的上端设有转轮；导向块内侧面开有U型槽，外侧面开有方形槽，在导向块的右侧通过螺栓固定有导向板，水平螺杆旋入导向板上的螺纹孔内，水平螺杆靠近导向板的一侧装有转轮并用内六角螺栓固定。

所述的下筒的圆柱面上加工有4个侧向加载平面，相邻的面互相垂直、相对的面互相平行。

所述的导向块可沿导向轴在垂直方向运动，侧向加载单元可在导向块的U型槽内水平运动。

本发明的显著效果是：设计发明的一种立式一体化推力矢量测试装置，该装置结构工艺性好、精度高，及静态标定和动态测试于一体，能够同时进行空间力和力矩的测试，能够更全面、准确的测试发动机推力矢量特性。

附图说明

图1、2为本发明立式一体化推力矢量测试装置的结构示意图。

图中：1轴向力加载单元、2上筒、3上连接板、4下连接板、5内六角螺栓、6上圆盘、7加强筋、8测力仪、9上钛板、10压电石英传感器、11下钛板、12下筒、13小圆盘、14导向轴、15下圆盘、16螺母、17导向块、18垂直螺杆、19转轮、20水平螺杆、21导向板、22侧向加载单元。

具体实施方式

结合技术方案和附图详细说明本发明的实施。如图1、图2所示，上筒2的上、下两端分别焊有上连接板3和下连接板4，上连接板3上端通过若干内六角螺栓5与轴向力加载单元1固定连接，下连接板4下端通过若干内六角螺栓5与上圆盘6固定连接，上筒2与上圆盘6之间设有4组8个加强筋7，4组8个加强筋7沿上筒2的径向呈轴对称布置，测力仪8安装在上圆盘6和小圆盘13之间，测力仪8由4个三向压电石英传感器10、上钛板9、下钛板11和若干内六角螺栓5组成，4个三向压电石英传感器10呈正方形布置，其上、下两端均由内六角螺栓5与上钛板9、下钛板11紧固在一起，上钛板9通过若干内六角螺栓5与上圆盘6连接，下钛板11通过若干内六角螺栓5与小圆盘13连接，小圆盘13下方焊有下筒12，4组8个导向轴14的上、下端分别穿过上圆盘6和下圆盘15上的孔后用螺母16紧固，每组导向轴14上均设有导向块17，导向块17上端面的中间设有一螺纹通孔，垂直螺杆18从导向块17的上方旋入这一螺纹通孔，垂直螺杆18的上方与上圆盘6上的孔配合，下方端面顶在下圆盘15的上端面上，垂直螺杆18的上端设有转轮19，导向块17内侧面开有U型槽，外侧面开有方形槽，在导向块17的右侧用螺栓固定有导向板21，水平螺杆20旋入导向板21上的螺纹孔内，水平螺杆20靠近导向板21的一侧装有转轮19并用内六角螺栓固定。

如图所示，下筒12的圆柱面上加工有4个侧向加载平面，相邻的面互相垂直、相对的面互相平行。

如图所示，导向块17可沿导向轴14在垂直方向运动，侧向加载单元22可在导向块17的U型槽内水平运动，这样可以在加载平面内任意调整加载点位置即可以实现单向力的加载又可以实现力矩加载。

Claims (3)

1.一种立式一体化推力矢量测试装置，其特征在于，该立式一体化推力矢量测试装置包括轴向力加载单元、上筒、上连接板、下连接板、上圆盘、内六角螺栓、加强筋、测力仪、下筒、小圆盘、导向轴、下圆盘、导向块、垂直螺杆、转轮、水平螺杆和导向板；上筒的上、下两端分别焊有上连接板和下连接板，上连接板上端通过内六角螺栓与轴向力加载单元固定连接，下连接板下端通过内六角螺栓与上圆盘固定连接，上筒与上圆盘之间设有4组8个加强筋，加强筋沿上筒的径向呈轴对称布置，测力仪安装在上圆盘和小圆盘之间，测力仪由4个三向压电石英传感器、上钛板、下钛板和内六角螺栓组成，4个三向压电石英传感器呈正方形布置，三向压电石英传感器上、下两端由内六角螺栓与上钛板、下钛板紧固在一起，上钛板通过内六角螺栓与上圆盘连接，下钛板通过内六角螺栓与小圆盘连接；小圆盘下方焊有下筒，4组8个导向轴的上、下端分别穿过上圆盘和下圆盘，通过螺母紧固；每组导向轴上均设有一个导向块，导向块上端面的中间设有螺纹通孔，垂直螺杆从导向块的上方旋入螺纹通孔；垂直螺杆的上端与上圆盘上的孔配合，下端面顶在下圆盘的上表面上，垂直螺杆的上端设有转轮；导向块内侧面开有U型槽，外侧面开有方形槽，在导向块的右侧通过螺栓固定有导向板，水平螺杆旋入导向板上的螺纹孔内，水平螺杆靠近导向板的一侧装有转轮并用内六角螺栓固定。

2.根据权利要求1所述的立式一体化推力矢量测试装置，其特征在于，所述的下筒的圆柱面上加工有4个侧向加载平面，相邻的面互相垂直、相对的面互相平行。

3.根据权利要求1或2所述的立式一体化推力矢量测试装置，其特征在于，所述的导向块沿导向轴在垂直方向运动，侧向加载单元在导向块的U型槽内水平运动。