CN105628349B - 一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于伺服机构领域，涉及一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置，具体涉及一种电动液压伺服机构验收用的刚度可调双空气舵高可靠等效负载模拟装置，该装置包括右端惯性组件、左端惯性组件、底座、弹性支耳组件，右端惯性组件、左端惯性组件对称固定在底座上，弹性支耳组件固定于底座)侧面。该装置二工位一体化、空间结构小，保证负载特性长期稳定可靠，方便进行被测产品拆装和伺服机构加注、抽真空等操作；转动惯量、惯性力矩、负载刚度参数可调；当该装置不工作时，通过有限位杆可以限制摇臂的摆动范围从而达到保护角位移传感器的目的。

Description

一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置

技术领域

本发明属于伺服机构领域，具体涉及一种电动液压伺服机构验收用的刚度可调双空气舵高可靠等效负载模拟装置。

背景技术

伺服机构是是我国对火箭控制执行机构子系统的统称，典型应用是摇摆发动机、空气舵实施推力矢量控制。

为了满足伺服机构大批量、长时间的验收测试任务量需求，解决目前因伺服机构验收用尾段结构紧凑，伺服机构安装困难不利于生产验收，并且存验收用尾段在长时间使用情况下，经过多次高频震动刚度会发生不同程度的变化等问题。因此研发等效伺服控制舱状态的模拟负载装置替代真实空气舵负载伺服控制舱，用于伺服机构生产验收负载。

发明内容

本发明的目的是提供一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置，该装置可满足伺服机构高密度、大批量、长时间的验收测试任务量需求。

实现本发明目的的技术方案：

一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置，该装置包括右端惯性组件、左端惯性组件、底座、弹性支耳组件，右端惯性组件、左端惯性组件对称固定在底座上，弹性支耳组件固定于底座侧面。

所述的右端惯性组件、左端惯性组件均包括摆轴支架I、摆轴支架II、摆轴组件、摇臂、摆块和法兰，摆轴组件外依次套有摆轴支架I、摇臂、摆块，摆轴支架I底部固定在底座上，摆轴支架II一侧底部固定于摆轴支架I一侧底部，法兰的一侧固定于摆轴支架II的另一侧上；摆轴组件的端部贯穿摆轴支架II、法兰。

所述的法兰的另一侧固定有角位移传感器，角位移传感器通过联轴器与摆轴组件的端部连接。

所述摆块上安装有配重摆块。

所述的摆轴支架I上邻近摇臂的一侧固定有两根限位杆，限位杆的一端固定在摆轴支架I内，摇臂位于两根限位杆的另一端之间。

所述的摆轴组件与摆轴支架I之间设有轴承I、轴承II。

所述的弹性支耳组件包括伺服定位板、能够相对于底座上下移动的压板、定位板，伺服定位板、压板、定位板均固定于底座侧壁，伺服定位板中部位于压板与底座之间，且伺服定位板底部位于定位板上。本发明的有益技术效果在于：

(1)二工位一体化、小空间结构方式。采用开放式布局，模拟真实结构尺寸，通过优化设计，保证负载特性长期稳定可靠，并方便进行被测产品拆装和伺服机构加注、抽真空等操作。高可靠、高稳定性设计技术，可满足伺服机构高密度、大批量、长时间的验收测试任务量需求，负载特性稳定，一致性好。

(2)转动惯量、惯性力矩、负载刚度参数可调。研制整体式传动支座、可调惯量摆块、可调间隙推力轴承等组件。加强传动机构强度、保持负载特性稳定性，同时通过可调惯量摆块来调整惯性负载特性，模拟真实负载的动态特性。调整压板的位置和调整垫片的厚度，使弹性钢板的悬空长度变化，即达到调整负载装置系统刚度的目的。

(3)有效限位杆的使用，当该装置不工作时，通过有限位杆可以限制摇臂的摆动范围从而达到保护角位移传感器的目的。

附图说明

图1为本发明所提供的一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置的结构示意图；

图2为本发明所提供的一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置的负载装置台面结构示意图；

图3为本发明所提供的一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置的右端惯性组件主视图；

图4为图3的B-B向的剖面图；

图5为本发明所提供的一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置的摆轴组件装配示意图；

图6为本发明所提供的一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置的弹性支耳组件结构示意图；

图7本发明所提供的一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置的伺服定位板安装示意图；

图8本发明所提供的一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置的底座的结构示意图。

图中：1为右端惯性组件，2为左端惯性组件，3为底座，4为伺服定位板，5为压板，6为垫片，9为摆轴组件，10为连杆，11为摆轴支架I，12为摆轴支架II，13为摇臂，14为摆块，15为配重摆块，16为右端盖，17为左端盖，18为锥销，19为关节轴承锥销I，20为限位杆，21为法兰，22为关节轴承锥销II，23为轴承I，24为轴承II，25为角位移传感器，26为联轴器，27为六角头螺栓，28为定位板，29为弹性支耳组件，30为关节轴承I，31为关节轴承II。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明所提的一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置，包括右端惯性组件1、左端惯性组件2、底座3、弹性支耳组件29，右端惯性组件1、左端惯性组件2底部通过螺钉固定在底座3上，弹性支耳组件29固定在底座3侧面。

如图2、3、4、5所示，右端惯性组件1、左端惯性组件2固定在底座3上，两者结构相同，右端惯性组件1、左端惯性组件2相对于底座3的中心线对称布置。右端惯性组件1、左端惯性组件2均包括摆轴支架I 11、摆轴支架II 12、摆轴组件9、摇臂13、摆块14、轴承I 23、轴承II 24和法兰21。如图4和图5所示，摆轴组件9上依次套有轴承I 23、摇臂13、轴承II 24、摆块14。摆轴支架I 11底部通过螺钉固定在底座3上，摆轴支架I 11包括垂直于底座3的左侧板和右侧板，左侧板和右侧板中心均开有通孔，轴承I 23套在摆轴组件9与摆轴支架I 11的左侧板之间、且轴承I 23位于摆轴支架I 11的左侧板的通孔内；轴承II 24套在摆轴组件9与摆轴支架I 11的右侧板之间、且轴承II 24位于摆轴支架I 11的右侧板的通孔内。左端盖17套在摆轴组件9左端外、且位于摆轴支架I 11的左侧板的外侧，摆轴支架I 11与左端盖17之间通过螺钉固定连接；右端盖16套在摆轴组件9左端外、且位于摆轴支架I 11的右侧板的的外侧，摆轴支架I 11与右端盖16之间通过螺钉固定连接。摇臂13位于摆轴支架I11左侧板与右侧板之间，摇臂13与摆轴组件9之间通过锥销18固定连接。摆块14与摆轴组件9通过平键过盈配合连接，并由紧固在摆轴组件9上的螺母来限制其轴向窜动。摆轴支架II12的底部通过螺钉连接于摆轴支架I 11的右侧板的外侧底部，摆轴支架II12中间开有孔，摆轴组件9从该孔中穿出。法兰21通过螺钉固定于摆轴支架II12的右侧，角位移传感器25的支座通过螺钉固定在法兰21的右侧，角位移传感器25的中间轴通过联轴器26与摆轴组件9固定连接。配重摆块15通过螺钉固定于摆块14上，起配重作用，当需要改变转动惯量时，可以按照需要进行增减，通过配重摆块15的增减来调整负载特性。轴承I 23、轴承II24为可调间隙推力轴承。连杆10两端分别内嵌有关节轴承I30和关节轴承II31，摇臂13与连杆10之间通过关节轴承I30和关节轴承销I19转动连接，伺服机构作动器的活塞杆与连杆10之间通过环节轴承II31和关节轴承销II22转动连接。两根限位杆20的一端均插在摆轴支架I 11内、且两者之间通过螺纹固定连接，摇臂13位于两根限位杆20的另一端之间，当该装置不工作时，通过有限位杆20限制摇臂13的转动从而达到保护角位移传感器25的目的，当该装置工作时，将两根限位杆20拆掉。摆轴支架I 11、摆轴支架II 12采用整体加工提高结构强度，安装主孔一次性装夹加工保证同轴；轴承I 23、轴承II 24选用径向和轴向可调游隙推力轴承，防止摆块轴向窜动并降低回转间隙，提高动平衡。

如图6、7所示，弹性支耳组件29包括伺服定位板4、两块压板5和一块定位板28，两块压板5通过螺钉固定在底座3的侧壁上，两块压板5与底座3固定的一侧中间开有方形孔凹槽；伺服定位板4整体呈U形，伺服定位板4的两端分别贯穿两块压板5的方形孔凹槽，在伺服定位板4与底座3之间压有垫片6；伺服定位板4通过螺钉固定在底座3的侧壁上。压板5能够相对于底座3上、下移动，从而改变伺服定位板4的有效弹性长度。定位板28通过螺钉固定在底座3的侧壁上，且定位板28位于伺服定位板4下方，定位板28起支撑定位伺服定位板4的作用。定位板28底部设有六角头螺栓27，旋转六角头螺栓27能够精确调节伺服定位板4高度。伺服定位板4为厚钢板。

如图8所示，底座3采用框架结构并局部增强斜支撑来提高整体刚度，台面用于右端惯性组件1、左端惯性组件2和弹性支耳组件29的安装。底座通过地脚螺栓固定在地面或是导轨上，提高底座的整体刚度。

工作时，将伺服机构固定于伺服定位板4上部的四个螺钉上，将伺服机构的活塞杆与连杆10通过关节轴承锥销II22连接，通过活塞杆的伸缩，推动连杆10，进而通过摇臂13带动摆轴组件9的运动，通过角位移传感器25测量伺服机构的负载特性；通过调节压板5的上下位置，可以改变伺服定位板4的弹性变形，进而改变伺服机构的动态特性。

Claims (5)

1.一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置，其特征在于：该装置包括右端惯性组件(1)、左端惯性组件(2)、底座(3)、弹性支耳组件(29)，右端惯性组件(1)、左端惯性组件(2)对称固定在底座(3)上，弹性支耳组件(29)固定于底座(3)侧面；

所述的右端惯性组件(1)、左端惯性组件(2)均包括摆轴支架I(11)、摆轴支架II(12)、摆轴组件(9)、摇臂(13)、摆块(14)和法兰(21)，摆轴组件(9)外依次套有摆轴支架I(11)、摇臂(13)、摆块(14)，摆轴支架I(11)底部固定在底座(3)上，摆轴支架II(12)一侧底部固定于摆轴支架I(11)一侧底部，法兰(21)的一侧固定于摆轴支架II(12)的另一侧上；摆轴组件(9)的端部贯穿摆轴支架II(12)、法兰(21)；

所述的弹性支耳组件(29)包括伺服定位板(4)、能够相对于底座(3)上下移动的压板(5)、定位板(28)，伺服定位板(4)、压板(5)、定位板(28)均固定于底座(3)侧壁，伺服定位板(4)中部位于压板(5)与底座(3)之间，且伺服定位板(4)底部位于定位板(28)上。

2.根据权利要求1所述的一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置，其特征在于：所述的法兰(21)的另一侧固定有角位移传感器(25)，角位移传感器(25)通过联轴器(26)与摆轴组件(9)的端部连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置，其特征在于：所述摆块(14)上安装有配重摆块(15)。

4.根据权利要求3所述的一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置，其特征在于：所述的摆轴支架I(11)上邻近摇臂(13)的一侧固定有两根限位杆(20)，限位杆(20)的一端固定在摆轴支架I(11)内，摇臂(13)位于两根限位杆(20)的另一端之间。

5.根据权利要求4所述的一种刚度可调双空气舵等效负载模拟装置，其特征在于：所述的摆轴组件(9)与摆轴支架I(11)之间设有轴承I(23)、轴承II(24)。