CN109341914A - 一种旋转力矩测试装置 - Google Patents

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CN109341914A
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damper
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chassis
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CN201811423548.1A
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徐宝国
李文龙
张大林
宋爱国
付立悦
韦明
姚宇华
王春慧
李凡
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/16—Rotary-absorption dynamometers, e.g. of brake type
    • G01L3/22—Rotary-absorption dynamometers, e.g. of brake type electrically or magnetically actuated

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种旋转力矩测试装置，包括底盘、磁流变阻尼器、联轴器、扭矩传感器和臂杆，所述磁流变阻尼器固定在所述底盘上，所述联轴器一端连接所述磁流变阻尼器，另一端连接所述扭矩传感器的输出轴，所述扭矩传感器的输入轴连接所述臂杆。本发明测量精度高，可靠性高，使用寿命长。

Description

一种旋转力矩测试装置
技术领域
本发明涉及航天器具，尤其涉及一种基于磁流变阻尼器的航天员单双臂旋转力矩测试装置。
背景技术
随着中国科技实力的不断提高，在航空航天领域取得了许多重大的突破，特别是在载人航天方面取得较大的成功。2016年，“神州十一号”载人飞船搭载两名宇航员成功升空，两名航天员顺利进入对接的“天宫二号”空间实验室并在太空中驻留长达30天之久。航天员在太空失重的情况下进行长期的工作、生活，其中涉及到很多诸如对电脐带、航空插头等连接器进行旋转解锁的操作，对于旋转过程中的力矩大小需要在航天员地面训练的过程中进行测试。
为了配合航天员顺利完成在地面的模拟训练，研究分析航天员在进行旋转操作中力矩的大小，为训练过程提供科学的数据，需要一种旋转力矩测试装置。
发明内容
发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种旋转力矩测试装置，本发明可以测量航天员等用户在训练过程中施加的旋转力矩大小及方向。
技术方案：本发明所述的旋转力矩测试装置包括底盘、磁流变阻尼器、联轴器、扭矩传感器和臂杆，所述磁流变阻尼器固定在所述底盘上，所述联轴器一端连接所述磁流变阻尼器，另一端连接所述扭矩传感器的输出轴，所述扭矩传感器的输入轴连接所述臂杆。
进一步的，所述底盘上竖直设置两个限位杆，所述联轴器上水平设置一个限位杆，所述底盘上的两个限位杆的高度高于所述联轴器的限位杆的高度。所述联轴器的限位杆的长度大于所述底盘上的两个限位杆与联轴器的水平距离。从而将联轴器上限位杆的活动限制在底盘上两个限位杆所圈定范围内。
可选的，所述底盘与所述磁流变阻尼器采用螺栓固定连接。所述扭矩传感器的输入轴与所述臂杆5的转动轴通过嵌套连接在一起。
可选的，所述磁流变阻尼器的输入电流范围为0A至2A，分辨率是0.01A，最大输出力为15Nm。所述联轴器具体为双弹性体联轴器。所述扭矩传感器的测量量程是-300Nm～300Nm，测量精度为1％F.S.。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：本发明的旋转力矩测试装置可以在航天员进行旋转操作训练时，用于测量航天员完成规定动作时旋转力矩的大小和方向。本发明装置具有结构简单的特点，安装速度快，同时能够满足测试要求。本发明装置的阻尼力是随时可调的，当模拟不同的训练任务而需要不同阻尼力时，调节磁流变阻尼器的控制仪即可实现。本发明的关键传感器采用宇航级的传感器，因此具有测量精度高，可靠性高，使用寿命长等特点。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的立体结构框图；
图2是图1的侧面结构示意图。
具体实施方式
本实施例提供了一种旋转力矩测试装置，如图1所示，包括底盘1、磁流变阻尼器2、联轴器3、扭矩传感器4和臂杆5，磁流变阻尼器2固定在底盘1上，联轴器3一端连接磁流变阻尼器2，另一端连接扭矩传感器4的输出轴，扭矩传感器4的输入轴与臂杆5的转动轴通过嵌套连接在一起。底盘1上竖直设置两个限位杆6(限位杆6距离底盘6圆心之间的夹角可以根据需要设定和更改)，联轴器3上水平设置一个限位杆7，底盘1上的两个限位杆6的高度高于联轴器3的限位杆7的高度。联轴器3的限位杆7的长度大于底盘1上的两个限位杆6与联轴器3的水平距离，从而将联轴器上限位杆的活动限制在底盘上两个限位杆所圈定范围内。如图2所示，底盘1上开有两个通孔，磁流变阻尼器2也设有两个通孔，通过螺栓8穿过对应通孔将底盘1与磁流变阻尼器2固定连接在一起。
其中，磁流变阻尼器2的输入电流范围为0A至2A，分辨率是0.01A，最大输出力为15Nm。磁流变阻尼器2通过其控制仪来调节输出阻尼的大小，为宇航员进行旋转力矩测量时提供阻尼力。扭矩传感器4的测量量程是-300Nm～300Nm，测量精度为1％F.S.，用于测量臂杆5传递的扭矩大小，并将测量数据输出。联轴器3采用双弹性体联轴器，可以补偿角度偏差也可以补偿径向偏差，从而减少测量误差。
本实施例的旋转力矩测试装置安装过程如下：先把磁流变阻尼器2固定于底盘1上，使用六角螺栓8旋紧锁定，磁流变阻尼器2安装完成后，将联轴器3的一端通过一段连接杆与磁流变阻尼器2连接在一起，将联轴器3的另一端连接扭矩传感器4的输出轴。注意应使联轴器3上的限位杆7处与限位杆6所限制的活动范围之内，最后将臂杆5嵌套连接在扭矩传感器4的输入轴上。
本实施例的旋转力矩测试装置使用过程如下：将相关电气设备通电并打开，根据不同的训练方式，调节磁流变阻尼器2的输出阻力到所需要的值。用户通过单臂/双臂握住臂杆5进行旋转，臂杆5的转动通过其转动轴带动扭矩传感器4一同转动，扭矩传感器4将测得的数据输出。同时，通过联轴器3和扭矩传感器4输入输出轴的传递作用，臂杆5会受到磁流变阻尼器2提供的阻力。联轴器上3上固定的限位杆7也会随着臂杆5的转动而转动，同时臂杆5旋转的角度将会由于限位杆7受到底盘1上的两个限位杆6受到限制，底盘1始终保持不动。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种旋转力矩测试装置，其特征在于：包括底盘(1)、磁流变阻尼器(2)、联轴器(3)、扭矩传感器(4)和臂杆(5)，所述磁流变阻尼器(2)固定在所述底盘(1)上，所述联轴器(3)一端连接所述磁流变阻尼器(2)，另一端连接所述扭矩传感器(4)的输出轴，所述扭矩传感器(4)的输入轴连接所述臂杆(5)。
2.根据权利要求1所述的旋转力矩测试装置，其特征在于：所述底盘(1)上竖直设置两个限位杆(6)，所述联轴器(3)上水平设置一个限位杆(7)，所述底盘(1)上的限位杆(6)的高度高于所述联轴器(3)的限位杆(7)的高度，所述联轴器(3)的限位杆(7)的长度大于所述底盘(1)上的限位杆(6)与联轴器(3)的水平距离。
3.根据权利要求1所述的旋转力矩测试装置，其特征在于：所述底盘(1)与所述磁流变阻尼器(2)采用螺栓(8)固定连接。
4.根据权利要求1所述的旋转力矩测试装置，其特征在于：所述扭矩传感器(4)的输入轴与所述臂杆(5)的转动轴通过嵌套连接在一起。
5.根据权利要求1所述的旋转力矩测试装置，其特征在于：所述磁流变阻尼器(2)的输入电流范围为0A至2A，分辨率是0.01A，最大输出力为15Nm。
6.根据权利要求1所述的旋转力矩测试装置，其特征在于：所述联轴器(3)具体为双弹性体联轴器。
7.根据权利要求1所述的旋转力矩测试装置，其特征在于：所述扭矩传感器(4)的测量量程是-300Nm～300Nm，测量精度为1％F.S.。
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