CN108459214A - 用于舵机的力矩加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于舵机的力矩加载装置，舵机包括舵体和舵面，舵面设置在舵体的外圆面，该力矩加载装置包括：基座，舵体设置在基座上；扭板，扭板的一端设置在基座上，扭板的另一端与舵面之间无间隙连接，扭板用于向舵面施加预设载荷。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中无法实现对与袖珍型导弹配套的电动舵系统的参数测试的技术问题。

Description

用于舵机的力矩加载装置

技术领域

本发明涉及电动舵参数测试技术领域，尤其涉及一种用于舵机的力矩加载装置。

背景技术

现有技术中，为了保证电动舵系统各参数的稳定可靠，需对电动舵系统各参数进行加载综合测试(载荷是转矩载荷)。目前常用的加载装置是采用矩形扭板提供旋转力矩，用舵面的接口作为载荷输入口，舵面接口与扭板之间设置转接件，转接件含有模拟舵面的惯量块，根据不同的舵机结构，采用对应的固定连接形式实现舵机的加载测试。该种加载设备具有以下特点：采用舵面接口作为载荷输入口，舵面接口的安装孔便于转接件的设计；舵机体积和舵面转动惯量相对适中，便于设计各结构件。

然而，对于袖珍型导弹而言，由于受到总体空间的限制，电动舵系统的各机构特别紧凑，整机装配完成后，舵面无法直接拆卸，所以不能用舵面的接口作为载荷的输入接口，因此，采用上述加载装置无法实现对与该类袖珍型导弹配套的电动舵系统的参数测试。

发明内容

本发明提供了一种用于舵机的力矩加载装置，能够解决现有技术中无法实现对与袖珍型导弹配套的电动舵系统的参数测试的技术问题。

本发明提供了一种用于舵机的力矩加载装置，舵机包括舵体和舵面，舵面设置在舵体的外圆面，力矩加载装置包括：基座，舵体设置在基座上；扭板，扭板的一端设置在基座上，扭板的另一端与舵面之间无间隙连接，扭板用于向舵面施加预设载荷。

进一步地，扭板包括：连接段，扭板通过连接段与基座连接；卡接段，扭板通过卡接段与舵面连接；扭转段，扭转段分别与连接段和卡接段连接，扭转段弯曲变形以向舵面施加预设载荷。

进一步地，卡接段包括第一曲线段、第二曲线段和直线段，第一曲线段和第二曲线段结构相同，第一曲线段和第二曲线段对称设置在直线段的两端，第一曲线段和第二曲线段分别与舵面卡接以在舵面的高度方向上实现扭板与舵面之间的过盈配合连接。

进一步地，第一曲线段具有第一安装孔，第二曲线段具有第二安装孔，第一安装孔和第二安装孔的最小宽度均小于舵面的厚度，舵面的两端分别穿设在第一安装孔和第二安装孔内以在舵面的厚度方向上实现扭板与舵面之间的过盈配合连接。

进一步地，直线段具有指针安装孔，指针安装孔用于安装指针，根据指针的偏转角度以获取扭板的旋转角度。

进一步地，力矩加载装置还包括表盘和表盘座，表盘座设置在基座上，表盘设置在表盘座上，指针与表盘相对应设置。

进一步地，基座包括连接孔，舵体设置在连接孔内。

进一步地，基座还包括与连接孔相对应的连接孔壁，在连接孔壁的上间隔设置有多个固定孔，舵体通过多个固定孔实现与基座的固定连接。

进一步地，在各个固定孔的两侧沿着连接孔的长度方向均开设有缝隙。

进一步地，基座包括底座、底板和支架，底座和支架均设置在底板上，连接孔设置在底座上。

应用本发明的技术方案，通过将扭板与舵面之间设置为无间隙连接，扭板用于向舵面施加预设载荷，从而能够实现对与袖珍型导弹配套的电动舵系统的参数测试。该种方式利用舵面作为载荷输入口，舵面上没有安装口，扭板与舵面之间能够实现无缝隙对接，装拆方便且效率高。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的具体实施例提供的用于舵机的力矩加载装置的正视图；

图2示出了图1中的用于舵机的力矩加载装置的俯视图；

图3示出了根据本发明的具体实施例提供的扭板的结构示意图；

图4示出了图3中的扭板的俯视图；

图5示出了根据本发明的具体实施例提供的舵机的正视图；

图6示出了图4中的舵机的俯视图；

图7示出了图5中的舵机的A-A处的剖视图；

图8示出了根据本发明的具体实施例提供的对零工件的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、基座；10a、连接孔；10b、连接孔壁；10c、固定孔；10d、缝隙；11、底座；12、底板；13、支架；20、扭板；21、连接段；22、卡接段；221、第一曲线段；221a、第一安装孔；222、第二曲线段；223、直线段；223a、指针安装孔；23、扭转段；30、表盘；40、表盘座；50、压板；60、立柱；70、指针； 100、舵机；110、舵体；120、舵面；200、对零工件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。

在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

如图1至图7所示，根据本发明的具体实施例提供了一种用于舵机的力矩加载装置，舵机100包括舵体110和舵面120，舵面120设置在舵体110的外圆面，该力矩加载装置包括基座10和扭板20，舵体110设置在基座10上，扭板 20的一端设置在基座10上，扭板20的另一端与舵面120之间无间隙连接，扭板20用于向舵面120施加预设载荷。

应用此种配置方式，通过将扭板20与舵面120之间设置为无间隙连接，扭板20用于向舵面120施加预设载荷，从而能够实现对与袖珍型导弹配套的电动舵系统的参数测试。该种方式利用舵面120作为载荷输入口，舵面120上没有安装口，扭板与舵面120之间能够实现无缝隙对接，装拆方便且效率高。

具体地，如图3所示，为了向舵面施加预设载荷，可将扭板20配置为包括连接段21、卡接段22和扭转段23，其中，扭板20通过连接段21与基座10连接，扭板20通过卡接段22与舵面120连接，扭转段23分别与连接段21和卡接段22连接，扭转段23弯曲变形以向舵面120施加预设载荷。

应用此种配置方式，通过将扭板20通过连接段21与基座10固定连接，扭板20通过卡接段22与舵面120固定连接，当舵面120受到驱动转动时，舵面 120可带动与其相连接的扭板20绕舵轴转动，此时扭转段23弯曲变形从而向舵面120施加预设载荷。

进一步地，为了实现舵面与扭板之间的无间隙配合，如图3所示，可将卡接段22配置为包括第一曲线段221、第二曲线段222和直线段223，第一曲线段221和第二曲线段222结构相同，第一曲线段221和第二曲线段222对称设置在直线段223的两端，第一曲线段221和第二曲线段222分别与舵面120卡接以在舵面120的高度方向上实现扭板20与舵面120之间的过盈配合连接。

具体地，作为本发明的一个具体实施例，扭板为一种弹簧扭板，卡接段22 为包括第一曲线段221、第二曲线段222和直线段223的π字形框架结构，连接段21为一字形结构，扭转段23为产生扭矩的矩形扭板，其中，该矩形扭板的扭矩梯度可以使用专用的设备进行检测。第一曲线段221和第二曲线段222结构相同，第一曲线段221和第二曲线段222对称设置在直线段223的两端，第一曲线段221和第二曲线段222均由多段弧形段相连接构成，扭板20的π字形端的尺寸14.94±0.015mm与舵机100的舵面120的高度方向的尺寸15mm对应，依靠0.06mm的压合量以消除在舵面120的高度方向上的舵面120与扭板20间的间隙，限制了在舵面120的高度方向上舵面120与扭板20之间的相互移动。

在本发明中，为了进一步地限制舵面与扭板之间的移动，可将第一曲线段 221配置为具有第一安装孔221a，第二曲线段222具有第二安装孔，第一安装孔221a和第二安装孔的最小宽度均小于舵面120的厚度，舵面120的两端分别穿设在第一安装孔221a和第二安装孔内以在舵面120的厚度方向上实现扭板20 与舵面120之间的过盈配合连接。

具体地，作为本发明的一个具体实施例，如图4所示，扭板20的π字形端的第一安装孔221a和第二安装孔处的最小宽度尺寸均为0.96±0.015mm，对应舵机100的舵面120的厚度尺寸为1mm，在舵面120与扭板20装配过程中，依靠0.04mm的压合量即可消除在舵面120的厚度方向上舵面120与扭板20间的间隙，限制了在舵面120的厚度方向上舵面120与扭板20间的相互移动。

在本发明中，为了直观方便地观察舵机的舵轴的旋转角度，可将扭板20的直线段223配置为具有指针安装孔223a，指针安装孔223a用于安装指针70，根据指针的偏转角度以获取扭板20的旋转角度。

应用此种配置方式，通过在指针安装孔223a内安装指针，当舵面120受到驱动转动时，舵面120可带动与其相连接的扭板20绕舵轴转动，此时扭转段23 弯曲变形可带动指针70转动，通过观察指针转动幅度即可得到扭板20的旋转角度，由于扭板20的旋转角度与舵轴的旋转角度相同，因此根据指针70的转动幅度即可得到舵轴的旋转角度。

本发明的扭板通过采用带指针安装孔223a的π字形框架结构，一方面能够满足惯量要求，另一方面能够满足强度要求，同时采用由多段圆弧构成的曲线段结构来实现与舵面的配合便于实现对接安装以及消除间隙。因此，本发明的此种扭板结构能够在保证强度和方便装拆的同时保证转动惯量小于给定的值，同时保证了扭板与舵面之间无间隙连接，转矩载荷与舵轴转角成正比，舵轴正反转相同角度所获得的转矩载荷大小相等，此种方式更好地保证了载荷与各参数之间的正确关联，防止机构的转动惯量影响舵机的启动力和产生过载。

进一步地，在本发明中，为了直观方便地得到指针70的转动角度的大小，可将力矩加载装置配置为还包括表盘30和表盘座40，表盘座40设置在基座10 上，表盘30设置在表盘座40上，指针70与表盘30相对应设置。

具体地，作为本发明的一个实施例，为了方便表盘座40的安装，还可将力矩加载装置配置为包括立柱60，其中，立柱60固定设置在基座10上，表盘座 40固定安装在立柱60上，且位于舵机的正上方，表盘30通过定位销和螺钉安装在表盘座40上，表盘30可作微量移动，表盘30的刻线线段与指针70相对应，刻线线段可显示指针70的偏转角度。表盘30的刻线线段离舵机的舵轴中心有一定的距离，延长线经过舵轴的中心。

在本发明中，为了固定舵机，可将基座10配置为包括连接孔10a，舵体110 设置在连接孔10a内，连接孔10a的孔径与舵体110的外圆柱的外径相同。应用此种配置方式，能够使得舵体110与基座10的紧密配合，限制舵机沿径向方向的移动。

进一步地，为了限制舵机沿轴向方向的移动，可将基座10配置为还包括与连接孔10a相对应的连接孔壁10b，在连接孔壁10b的上间隔设置有多个固定孔 10c，舵体110通过多个固定孔10c实现与基座10的固定连接。

在本发明中，为了保护舵机在安装时螺纹孔不被损坏和防止舵机安装变形，同时保证加载的可靠性，可在各个固定孔10c的两侧沿着连接孔10a的长度方向均开设有缝隙10d。

具体地，在将舵机100安装在基座10上时，舵机的舵体110的外圆柱上设置有四个螺纹孔，在进行舵机100与基座10的装配时，舵机的外圆柱与基座10 的连接孔10a相配合安装，然后螺钉分别穿过基座10的连接孔壁10b上的固定孔10c和舵体外圆柱上的螺纹孔进行舵体与基座10之间的固定。通过在各个固定孔10c的两侧沿着连接孔10a的长度方向均开设有缝隙10d，从而使得多个固定孔10c各自独立在凸形薄壁体上，此种方式能够有效地保护舵机安装时螺纹孔不被损坏和防止舵机安装变形，还能保证基座的连接孔壁紧贴舵机的外圆柱面，保证加载的可靠性。

进一步地，在本发明中，为了方便加载装置的加工及组装，如图1所示，可将基座10配置为包括底座11、底板12和支架13，底座11设置在底板12上，支架13设置在底板12上，连接孔10a设置在底座11上。其中，扭板20的一端设置在支架13上，并通过压板50进行固定，扭板20的另一端的π字形框架结构与舵面120之间实现无间隙连接，在扭板20的π字形框架结构上设置有指针安装孔223a，指针70的一端设置在该指针安装孔223a内，另一端指向表盘30，通过该指针70的摆动，能够获取舵轴的旋转角度。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1至图8对本发明的用于舵机的力矩加载装置的结构及工作原理进行详细说明。

如图5和图6所示，作为本发明的一个具体实施例，舵机100包括舵体110 和四个舵面120，四个舵面120均匀间隔地设置在舵体110上，该舵机的四个舵面同时进行加载测试，与该四个舵面相对应地设置有四个扭板20、四个指针70 以及四个表盘30，其中，由于各个舵面、扭板20、指针70及表盘30结构均相同，下面仅就其中一个舵面、扭板20、指针70及表盘30之间的结构及连接关系进行详细说明。舱体的外形直径为φ40mm，舵面120的截面尺寸为15mm×1mm (高度×厚度)，舵机100与基座10的对接外圆柱的直径为φ37.6mm，在该外圆柱上设置有四个M3mm的螺纹孔。

底座11和支架13固定在底板12上，舵机100的直径为φ37.6mm的外圆柱与底座11上的直径为φ37.6mm的连接孔10a相对接，并使用四个螺钉分别穿过固定孔10c和舵体外圆柱上的螺纹孔进行舵体与底座11之间的固定。底座11 连接舵机100的固定孔10c的两侧开设有缝隙10d，以使四个固定孔10c各自独立在凸形薄壁体上，目的是保护舵机安装时螺纹孔不被损坏和防止舵机安装变形，还能保证底座11上的直径为φ37.6mm的连接孔10a的内壁紧贴舵机100的直径为φ37.6mm的外圆柱面，从而保证加载的可靠性。

表盘30通过定位销和螺钉安装在表盘座40上，表盘30可作微量移动，表盘30的刻线线段与指针70相对应，刻线线段可显示指针70的偏转角度。表盘座40固定安装在立柱60上，且位于舵机100的正上方，立柱60固定设置在底板12上，扭板20的一端与舵面120相对接，扭板20的另一端通过压板50固定安装在支架13上，扭板20与舵面120对接的一端是包括第一曲线段221、第二曲线段222和直线段223的π字形框架结构，在直线段223上设置有一个直径为φ0.3mm的指针安装孔，指针70的一端安装在该指针安装孔223a内，指针 70的另一端指向表盘30，连接段21为一字形结构，扭转段23为产生扭矩的矩形扭板，其中，该矩形扭板的扭矩梯度可以使用专用的设备进行检测。

扭板20的π字形端的尺寸14.94±0.015mm与舵机100的舵面120的高度方向的尺寸15mm对应，依靠0.06mm的压合量以消除在舵面120的高度方向上的舵面120与扭板20间的间隙，限制了在舵面120的高度方向上舵面120与扭板20之间的相互移动。扭板20的π字形端的第一安装孔221a和第二安装孔处的最小宽度尺寸均为0.96±0.015mm，对应舵机100的舵面120的厚度尺寸为1mm，在舵面120与扭板20装配过程中，依靠0.04mm的压合量即可消除在舵面 120的厚度方向上舵面120与扭板20间的间隙，限制了在舵面120的厚度方向上舵面120与扭板20间的相互移动。本发明的此种扭板20的转动惯量极小(不大于0.015×kg·m)，扭板20的力矩梯度极小(0.02N·m/°)。

当使用本发明的用于舵机的力矩加载装置进行舵机的参数测试时，首先使用沉头螺钉将舵机100安装在底座11上，底座11的凸形薄壁的内孔壁在螺钉的拉力作用下紧贴舵机的舵体110的外圆柱面。

然后使用对零工件200进行舵面120的调零处理。对零工件200的具体结构如图8所示，对零工件的型孔的四处R1.6mm的圆弧形成宽度为0.94mm的缝隙，该缝隙对应舵机的舵面120的厚度尺寸1mm，以0.06mm的压合量使对零工件200与舵面120之间的无间隙接触，对零工件200的两端对称于宽度为0.94mm 的缝隙。将对零工件200套装在舵面120上，驱动舵面120，使舵面120处于零位。

最后，取下对零工件200，将装有指针的扭板20的π字形端对接在舵面上，另一端用压板50固定在支架13上，驱动舵面120，扭板20在舵面120的带动下绕舵轴旋转，指针70显示舵轴旋转的角度，扭板20产生的扭矩通过舵面120 传输给舵机100，然后再按舵机的加载测试程序判断舵机的整体性能。

综上所述，本发明所提供的用于舵机的力矩加载装置相对于现有技术而言具有以下优点。

第一，本发明的用于舵机的力矩加载装置采用舵面作为力矩加载输入接口，将扭板与接口集成一体，设计带指针安装孔的π字形框架圆弧结构接口，此种方式能够实现对与袖珍型导弹配套的电动舵系统的参数测试。

第二，本发明通过在底座的各个固定孔的两侧沿着连接孔的长度方向均开设有缝隙，从而使得多个固定孔各自独立在凸形薄壁体上，此种方式能够有效地保护舵机安装时螺纹孔不被损坏和防止舵机安装变形，还能保证基座的连接孔壁紧贴舵机的外圆柱面，保证加载的可靠性。

如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。

这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (10)

1.一种用于舵机的力矩加载装置，舵机包括舵体和舵面，舵面设置在舵体的外圆面，其特征在于，所述力矩加载装置包括：

基座(10)，所述舵体设置在所述基座(10)上；

扭板(20)，所述扭板(20)的一端设置在所述基座(10)上，所述扭板(20)的另一端与所述舵面之间无间隙连接，所述扭板(20)用于向所述舵面施加预设载荷。

2.根据权利要求1所述的用于舵机的力矩加载装置，其特征在于，所述扭板(20)包括：

连接段(21)，所述扭板(20)通过所述连接段(21)与所述基座(10)连接；

卡接段(22)，所述扭板(20)通过所述卡接段(22)与所述舵面连接；

扭转段(23)，所述扭转段(23)分别与所述连接段(21)和所述卡接段(22)连接，所述扭转段(23)弯曲变形以向所述舵面施加预设载荷。

3.根据权利要求2所述的用于舵机的力矩加载装置，其特征在于，所述卡接段(22)包括第一曲线段(221)、第二曲线段(222)和直线段(223)，所述第一曲线段(221)和所述第二曲线段(222)结构相同，所述第一曲线段(221)和所述第二曲线段(222)对称设置在所述直线段(223)的两端，所述第一曲线段(221)和所述第二曲线段(222)分别与所述舵面卡接以在所述舵面的高度方向上实现所述扭板(20)与所述舵面之间的过盈配合连接。

4.根据权利要求3所述的用于舵机的力矩加载装置，其特征在于，所述第一曲线段(221)具有第一安装孔(221a)，所述第二曲线段(222)具有第二安装孔，所述第一安装孔(221a)和所述第二安装孔的最小宽度均小于所述舵面的厚度，所述舵面的两端分别穿设在所述第一安装孔(221a)和所述第二安装孔内以在所述舵面的厚度方向上实现所述扭板(20)与所述舵面之间的过盈配合连接。

5.根据权利要求3所述的用于舵机的力矩加载装置，其特征在于，所述直线段(223)具有指针安装孔(223a)，所述指针安装孔(223a)用于安装指针，根据所述指针的偏转角度以获取所述扭板(20)的旋转角度。

6.根据权利要求5所述的用于舵机的力矩加载装置，其特征在于，所述力矩加载装置还包括表盘(30)和表盘座(40)，所述表盘座(40)设置在所述基座(10)上，所述表盘(30)设置在所述表盘座(40)上，所述指针与所述表盘(30)相对应设置。

7.根据权利要求1所述的用于舵机的力矩加载装置，其特征在于，所述基座(10)包括连接孔(10a)，所述舵体设置在所述连接孔(10a)内。

8.根据权利要求7所述的用于舵机的力矩加载装置，其特征在于，所述基座(10)还包括与所述连接孔(10a)相对应的连接孔壁(10b)，在所述连接孔壁(10b)的上间隔设置有多个固定孔(10c)，所述舵体通过多个所述固定孔(10c)实现与所述基座(10)的固定连接。

9.根据权利要求8所述的用于舵机的力矩加载装置，其特征在于，在各个所述固定孔(10c)的两侧沿着所述连接孔(10a)的长度方向均开设有缝隙(10d)。

10.根据权利要求7所述的用于舵机的力矩加载装置，其特征在于，所述基座(10)包括底座(11)、底板(12)和支架(13)，所述底座(11)和支架(13)均设置在所述底板(12)上，所述连接孔(10a)设置在所述底座(11)上。