CN106769013B - 一种电作动器的加载惯量测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直线舵机的加载及惯量测试装置，其包括两安装支架、置在两安装支架之间的摇臂、两个转接轴、刻度盘指针组件以及力矩传感器，其中转接轴分别用于与转接轴支座匹配连接并可随摇臂本体的转动而转动，两转接轴上分别套接设置有惯量板，其可随转接轴同步转动；刻度盘指针组件包括设置在其中一个安装支架上的刻度盘以及固定设置在其中一个所述转接轴上可同步转动的指针。本发明的装置可以实现机械调零功能、弹性加载、惯量模拟三项功能，且通过双扭力杆加载，使得加载能力可提高两倍，可满足更大力矩的加载要求；另外，该加载装置还具有装夹方便，使用范围广等特点。

Description

一种电作动器的加载惯量测试装置

技术领域

本发明属于电作动器技术领域，涉及到是一种直线舵机的加载及惯量测试装置。

背景技术

直线舵机是一种新型的功率电传作动器，通常作为执行机构用于飞行系统及飞行器上其他需要进行运动的场合中，为了保证直线舵机的质量，提高效率需对其进行产品性能测试。直线电动加载系统是在实验室环境下用来模拟直线舵系统在飞行过程中所受到气动载荷的半实物仿真设备，其性能的优劣直接影响着直线舵机性能测试实验的可靠性和可信度。

在对直线舵机进行力加载测试过程中，直线舵机主动运动产生的多余力会严重影响加载系统对载荷谱的跟踪精度，同时其加载精度低，很容易受到舵机扰动的影响，控制效果欠佳。

专利文献CN201410228537.3中公开了一种舵机弹性负载加载装置，其包括支架组合、支柱和安装板形成的桌式台体安装平台，其中导向板固定在安装板上，安装架、安装盘和支座卡装到安装板上，舵机固定装配在安装架上，扭力杆的一端卡装在支座顶端的卡槽内，卡槽的上端用两个螺钉对称将压板装配到支座上，另一端卡入扭矩传感器的输出轴内，并进行有效卡紧。该方案的加载装置其弹性加载力矩大小可调，可以广泛应用于输出力矩各异的多种类舵机的弹性负载加载。但是，该方案中的加载装置其仅用于进行弹性负载加载测试，而目前直线舵机通常还需要进行除旋转加载实验之外的其他性能的测试，例如机械调零功能、惯量模拟测量等，目前的加载系统无法同时满足上述功能的测试实验。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种直线舵机的加载及惯量测试装置，其通过结构优化改进设计，可实现同时完成机械调零功能、弹性加载、惯量模拟测试功能，而且还可实现电作动器的双扭力杆架设，提升加载装置的加载能力。

为实现上述目的，按照本发明，提供一种直线舵机的加载及惯量测试装置，其特征在于，包括：

间隔并行设置在基座上的两安装支架，各安装支架的安装面上均开设有通孔；

设置在两安装支架之间的摇臂，其包括摇臂本体和设置在本体上的支耳，其中所述摇臂本体两侧凸出形成转接轴支座，且两转接轴支座分别穿过对应的安装支架上的通孔，所述支耳用于与直线舵机的加载端固定连接，该直线电机的加载端可带动所述支耳运动进而可驱动所述摇臂本体相对两两安装支架轴向转动；

转接轴，其为两个，分别用于与所述转接轴支座匹配连接并可随摇臂本体的转动而转动，两转接轴上分别套接设置有惯量板，其可随转接轴同步转动；

刻度盘指针组件，其包括设置在其中一个安装支架上的刻度盘以及固定设置在其中一个所述转接轴上可同步转动的指针；以及

分别设置在两转接轴端部的力矩传感器，其通过传感轴与所述转接轴端部固定连接并可同步转动，用于测量转动力矩；

通过直线舵机的加载可驱动摇臂本体带动转接轴转动，从而可带动所述惯量板以及指针转动，实现机械调零功能、弹性加载以及惯量模拟测试。

作为本发明的进一步优选，所述摇臂上的支耳为两间隔布置的凸耳，两凸耳上均设置有同轴的通孔，用于所述直线舵机的驱动端设置在两者之间并可利用所述通孔通过连接件连接固定。

作为本发明的进一步优选，所述摇臂本体两侧的转接轴支座端面上均开设有方形孔，用于与转接轴配合安装。

作为本发明的进一步优选，所述转接轴一端呈方形柱状用于与摇臂本体的转接轴支座配合安装，另一端开设有中心孔，用于与扭矩传感器的传感轴配合连接。

作为本发明的进一步优选，所述惯量板呈长条形板体，其中中部开设有通孔，用于穿过所述转接轴以与转接轴套接固定。

作为本发明的进一步优选，还包括惯量块，其用于设置安装在所述惯量板的两端，用于匹配不同的惯量测试。

作为本发明的进一步优选，还包括分别设置在所述扭矩传感器端部的扭力杆，其一端与所述扭矩传感器固定连接，另一端通过扭力杆支座支撑，并利用扭力杆压板压紧。

作为本发明的进一步优选，扭力杆支座、扭矩传感器及安装支架组合的中心高度保持一致，使得三者中心同轴。

作为本发明的进一步优选，还包括设置在基座上并位于两安装支架外侧的固定支座，其用于与直线舵机的装配端固定以支撑该直线舵机，且其高度应保持使直线舵机轴线水平。

作为本发明的进一步优选，还包括设置在基座上的呈长条形的导向板，所述两安装支架下端通过其上开设的凹槽卡接在该导向板上并进而与基座固定。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)本发明的装置将电作动器的直线运动通过固定支座及摇臂转换为旋转运动，能同时完成机械调零功能、弹性加载、惯量模拟三项功能；

2)本发明的装置采用固定支座与摇臂的连接方式，当电作动器零位长度尺寸变化时，通过更改固定支座的安装孔，可以满足不同零位尺寸的电作动器的加载要求；

3)本发明的装置通过固定在转接轴上的惯量板及惯量块能完成惯量测试要求，当惯量变化时，可以更换惯量块改变惯量的大小；

4)本发明的装置通过扭力杆转接块的更换能满足不同扭力杆的安装要求；

5)本发明的装置能同时带动两端的扭力杆同时加载，能有效的将该加载装置的加载负荷提高两倍。

附图说明

图1为按照本发明实施例的加载装置的结构示意图；

图2为图1中加载装置拆除扭力杆相关零件后的结构示意图；

图3为图1中加载装置的摇臂与转接轴及安装支架装配示意图；

图4为图1中加载装置的固定支座的零件图；

图5为图1中加载装置的摇臂的零件图；

图6为图1中加载装置的转接轴的零件图；

图7为图1中加载装置的惯量板的零件图；

图8为图1中加载装置的惯量块的零件图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-支架体 2-安装板 3-扭矩传感器支座

4-扭矩传感器 5-固定支座 6-惯量板

7-电作动器 8-指针 9-刻度盘

10-摇臂 11-安装支架组合 12-转接轴

13-导向板 14-扭力杆 15-扭力杆支座

16-扭力杆压板 17-惯量块

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1为按照本发明一个实施例的加载装置的结构示意图。如图1所示，加载装置包括支架体1、安装板2、扭矩传感器支座3、扭矩传感器4、固定支座5、惯量板6、电作动器7、指针8、刻度盘9、摇臂10、安装支架组合11、转接轴12、导向板13、扭力杆14、扭力杆支座15、扭力杆压板16、以及惯量块17。

安装板2通过若干个螺钉固定在支架体1上，形成一个稳定的安装平面，导向板13用若干个沉头螺钉固定在安装板上，螺钉不高于导向板13表面。

安装时，先将一件安装支架11组合底部的凹槽卡在导向板13上并用螺钉与安装板2固定，再将摇臂10一端的轴装入安装支架组合11的内孔内，另一端装入另一件安装支架组合11的孔内，并将该安装支架组合11与安装板2固定；电作动器的一端与固定支座5连接固定，另一端与摇臂10连接固定，摇臂10两端连接转接轴12，指针8固定在转接轴上；刻度盘9通过螺钉及圆柱销固定在安装支架组合11的一个安装面上，惯量板6装在转接轴上，惯量块17通过螺钉固定在惯量板6上。

如图4所示，固定支座5通过螺钉与安装板2固定，固定支座5的上端面的凹槽与电作动器7的固定支耳连接，固定支座5上端的孔通过螺钉与电作动器7连接，螺钉穿过固定支座5及电作动器7上的孔后用螺母进行锁紧，固定支座5上端面的去掉一部分时为了保证电作动器运动时不与固定支座5发生干涉。

如图5所示，摇臂10两端的转接轴12加工时保证同轴，摇臂10的上端面的凹槽与电作动器7的活动支耳连接，摇臂10上端的孔通过螺钉与电作动器7连接，螺钉穿过摇臂10及电作动器7上的孔后用螺母进行锁紧，摇臂中心加工为四方孔，四方孔的尺寸与转接轴12的尺寸一致。电作动器的后支耳与固定支座5连接，前支耳与摇臂10连接，摇臂10通过固定支座5中的孔与转接轴12连接，指针8通过螺钉固定在转接轴12上，当电作动器运动带动摇臂10运动，摇臂10带动转接轴12及指针8一起同步运动。

固定支座5通过螺钉固定在安装板上，当电作动器7零位长度尺寸变化时，可以通过更换固定支座5以满足不同零位尺寸的作动器的加载要求。

如图6所示，转接轴12一端为外四方与摇臂10的方孔连接，另一端为内方孔与扭矩传感器4连接，内方孔尺寸与扭矩传感器4的方轴尺寸一致，当摇臂10转动时带动转接轴12一起旋转；转接轴上12的8个孔通过螺钉和惯量板6连接在一起，转接轴12转动时，惯量板6与转接轴12同步运动。

如图7所示，惯量板6为长条板体结构，中段板体优选为圆形，设置有中心通孔，以用于穿过转接轴12，两端的多个安装孔通过螺钉与惯量块17连接紧固，惯量板6的长度依据安装支架组合11的高度及机械偏角的大小确定。

如图8所示，惯量块17为块体，优选为方形块体，表面上设置有孔，例如四个或其他数量的孔，用于与惯量板6可拆卸地连接。当电作动器7的惯量需要更改时，可以通过更换惯量块17满足试验的不同惯量要求。惯量组合的惯量块通过螺钉与惯量板通过螺钉连接固定，所需惯量大小根据需要可以通过更换惯量块进行调整。

扭力杆14一端与扭矩传感器11连接，另一端卡在扭力杆支座15的凹槽内，上端面用扭力杆压板通过螺钉进行固定，从而将扭力杆有效的压紧在扭力杆支座15内。扭力杆支座15的位置根据所需要的扭矩大小，选择合适的扭力杆14后由扭矩传感器11进行标定后确定位置，优选通过螺钉固定在安装基座上。

优选地，安装支架组合、扭力杆支座、扭矩传感器支座下端面有一处缺口或凹槽，支架组合11、扭矩传感器支座、扭力杆支座15底部的凹槽与导向板进行装配，依照装配位置卡在导向板上，并用螺钉进行紧固，使各零件装配位置在同一中心上，安装保证安装中心的一致性。

装配完成后，扭力杆支座15、扭矩传感器11及安装支架组合11的中心高度要求保持一致，摇臂10的中心距尺寸与安装支架组合11的中心高的和与固定支座5的中心高度保持一致。当电作动器7作直线运动时带动摇臂10作转动，摇臂10带动转接轴12及指针8转动，为了保证电作动器7处于零位时指针与“0”刻线对其，加工过程中转接轴12及指针8可设置相应的形位公差要求。该装置能实现双扭力杆加载，而且结构简单，加载范围大，装配使用方便。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种直线舵机的加载及惯量测试装置，其特征在于，包括：

间隔并行设置在基座上的两安装支架，各安装支架的安装面上均开设有通孔；

设置在两安装支架之间的摇臂，其包括摇臂本体和设置在本体上的支耳，其中所述摇臂本体两侧凸出形成转接轴支座，且两转接轴支座分别穿过对应的安装支架上的通孔，所述摇臂本体两侧的转接轴支座端面上均开设有方形孔，用于与转接轴配合安装，所述支耳用于与直线舵机的加载端固定连接，该直线电机的加载端可带动所述支耳运动进而可驱动所述摇臂本体相对两两安装支架轴向转动，所述摇臂上的支耳为两间隔布置的凸耳，两凸耳上均设置有同轴的通孔，用于所述直线舵机的驱动端设置在两者之间并可利用所述通孔通过连接件连接固定；

转接轴，其为两个，分别用于与对应的转接轴支座匹配连接并可随摇臂本体的转动而转动，两转接轴上分别套接设置有惯量板，其可随转接轴同步转动，该惯量板呈长条形板体，其中部开设有通孔，用于穿过所述转接轴以与转接轴套接固定；

刻度盘指针组件，其包括设置在其中一个安装支架上的刻度盘以及固定设置在其中一个所述转接轴上可同步转动的指针；

分别设置在两转接轴端部的扭矩传感器，其通过传感轴与所述转接轴端部固定连接并可同步转动，用于测量转动力矩；以及

分别设置在所述扭矩传感器端部的扭力杆，其一端与所述扭矩传感器固定连接，另一端通过扭力杆支座支撑，并利用扭力杆压板压紧，所述扭力杆支座、扭矩传感器及安装支架组合的中心高度保持一致，使得三者中心同轴；

所述转接轴一端呈方形柱状用于与摇臂本体的转接轴支座配合安装，另一端开设有中心孔，用于与扭矩传感器的传感轴配合连接，通过直线舵机的加载可驱动摇臂本体带动转接轴转动，从而可带动所述惯量板以及指针转动，实现机械调零功能、弹性加载以及惯量模拟测试。

2.根据权利要求1所述的一种直线舵机的加载及惯量测试装置，其中，还包括惯量块，其用于设置安装在所述惯量板的两端，用于匹配不同的惯量测试。

3.根据权利要求1或2所述的一种直线舵机的加载及惯量测试装置，其中，还包括设置在基座上并位于两安装支架外侧的固定支座，其用于与直线舵机的装配端固定以支撑该直线舵机，且其高度保持使直线舵机轴线水平。

4.根据权利要求1或2所述的一种直线舵机的加载及惯量测试装置，其中，还包括设置在基座上的呈长条形的导向板，所述两安装支架下端通过其上开设的凹槽卡接在该导向板上并进而与基座固定。