CN110987399A - 燃气舵测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种燃气舵测试装置，包括：底座；偏转\撤出控制组件，多个偏转\撤出控制组件沿同一圆周安装在底座上，偏转\撤出控制组件包括：撤出控制组件，包括滑轨、滑块以及第一驱动装置，滑轨安装在底座上，滑块可滑动地安装在滑轨上，第一驱动装置与滑块驱动连接；偏转控制组件，包括支撑座、转接装置以及第二驱动装置，支撑座安装在滑块上，转接装置安装在支撑座上，第二驱动装置与所转接装置驱动连接。本发明可根据实际的测试需求使用多个或者一个偏转\撤出控制组件对燃气舵进行测试，每一个偏转\撤出控制组件可根据需求选择同步或分别控制，进而对燃气舵的偏转性能或撤离性能或者偏转性能和撤离性能进行协同测试。

Description

燃气舵测试装置

技术领域

本发明涉及火箭相关零部件底面测试设备技术领域，具体而言，涉及一种燃气舵测试装置。

背景技术

燃气舵是在火箭尾喷燃气流中工作，火箭发动机尾喷点燃后，通过偏转改变燃气流方向为火箭提供转弯力矩的结构。燃气舵作为火箭喷流中的特殊翼，是推力矢量控制技术中的一个重要代表。

在现役和在研的导弹中承担着不可或缺的角色，因此在实验室模拟并测试燃气舵的相关性能是及其重要的，目前，现有技术中还缺少对燃气舵的综合性能测试的试验装置，无法达到对燃气舵运动进行精准控制及自动化测试。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种燃气舵测试装置，便于对燃气舵的综合性能进行测试。

为了实现上述目的，本发明提供了一种燃气舵测试装置，包括：底座；偏转\撤出控制组件，多个所述偏转\撤出控制组件沿同一圆周安装在所述底座上，所述偏转\撤出控制组件包括：撤出控制组件，所述撤出控制组件包括滑轨、滑块以及第一驱动装置，所述滑轨安装在所述底座上，所述滑块可滑动地安装在所述滑轨上，所述第一驱动装置与所述滑块驱动连接；偏转控制组件，所述偏转控制组件包括支撑座、转接装置以及第二驱动装置，所述支撑座安装在所述滑块上，所述转接装置安装在所述支撑座上，所述第二驱动装置与所转接装置驱动连接。

进一步地，所述偏转\撤出控制组件为四个，四个所述偏转\撤出控制组件呈十字形结构布置，且四个所述偏转\撤出控制组件的所述偏转控制组件位于所述十字形结构的中央。

进一步地，所述滑轨沿所述圆周的径向延伸，所述第一驱动装置包括：前端支座，所述前端支座安装在所述底座上；后端支座，所述后端支座安装在所述底座上；丝杆，所述丝杆的两端分别安装在所述前端支座和所述后端支座上；螺母连接板，所述螺母连接板固定在所述滑块的底端，且所述螺母连接板较所述前端支座更靠近所述后端支座；螺母，所述螺母固定安装在所述螺母连接板上并套设在所述丝杆上；第一驱动电机，所述第一驱动电机与所述丝杆驱动连接。

进一步地，所述底座上还设置有电机安装座，所述第一驱动电机为安装在所述电机安装座上的撤出伺服电机。

进一步地，所述燃气舵测试装置还包括防护组件，所述防护组件安装在所述滑轨的远离所述第一驱动电机的一端。

进一步地，所述防护组件包括：定位座，所述定位座固定安装在所述滑轨的端部；防护板，所述防护板安装在所述定位座上，所述防护板的高度高于所述滑轨高度。

进一步地，所述第二驱动装置包括：减速器安装座，所述减速器安装座安装在所述滑块上；减速器，所述减速器安装在所述减速器安装座上，所述减速器与所述转接装置驱动连接；第二驱动电机，所述第二驱动电机与所述减速器驱动连接。

进一步地，所述第二驱动电机为偏转伺服电机。

进一步地，所述转接装置为转接轴套，所述支撑座上设置有安装孔，所述转接轴套通过轴承安装在所述安装孔内，燃气舵通过舵轴套与所述转接轴套连接。

进一步地，所述偏转伺服电机和所述撤出伺服电机的空载响应时间均小于7ms。

应用本发明的技术方案，利用本发明的燃气舵测试装置对燃气舵进行测试时，首先将燃气舵通过舵轴套与转接装置连接在一起，然后根据实际的测试需求使用多个或者一个偏转\撤出控制组件对燃气舵进行测试，每一个偏转\撤出控制组件皆为独立控制，可根据需求选择同步或分别控制，进而对燃气舵的偏转性能或撤离性能或者偏转性能和撤离性能进行协同测试，可满足数据响应快，动作控制精准的要求。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明的燃气舵测试装置的俯视图；

图2示意性示出了本发明的燃气舵测试装置的偏转\撤出控制组件的立体图；

图3示意性示出了本发明的燃气舵测试装置的撤出控制组件的第一视角立体图；

图4示意性示出了本发明的燃气舵测试装置的撤出控制组件的第二视角立体图；

图5示意性示出了本发明的燃气舵测试装置的偏转控制组件的立体图；

图6示意性示出了本发明的燃气舵测试装置的偏转控制组件的前端的剖视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、底座；20、撤出控制组件；21、滑轨；22、滑块；23、第一驱动装置；231、前端支座；232、后端支座；233、丝杆；234、螺母连接板；235、螺母；236、第一驱动电机；237、电机安装座；30、偏转控制组件；31、支撑座；311、安装孔；32、转接装置；33、第二驱动装置；331、减速器安装座；332、减速器；333、第二驱动电机；34、轴承；40、防护组件；41、定位座；42、防护板；50、燃气舵；51、舵轴套。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术中记载的那样，目前现有技术中还缺少能够对燃气舵进行综合性能测试的实验装置，无法对燃气舵进行精准测试，为此，本发明提供了一种燃气舵测试装置。

参见图1至图6所示，本实施例中的燃气舵测试装置包括底座10和多个偏转\撤出控制组件。

实际安装时，多个偏转\撤出控制组件沿同一圆周安装在底座10上，便于对燃气舵50进行偏转性能、撤离性能或者偏转性能和撤离性能协同进行测试。

具体来说，本实施例中的偏转\撤出控制组件包括撤出控制组件20和偏转控制组件30。

其中，撤出控制组件20包括滑轨21、滑块22以及第一驱动装置23，实际组装时，将滑轨21安装在底座10上，然后将滑块22可滑动地安装在滑轨21上，再使得第一驱动装置23与滑块22驱动连接，工作时，利用第一驱动装置23带动滑块22沿滑轨21移动，便于对燃气舵50的撤出性能进行测试。

偏转控制组件30包括支撑座31、转接装置32以及第二驱动装置33，实际组装时，将支撑座31安装在滑块22上，对应将转接装置32安装在支撑座31上，再使得第二驱动装置33与转接装置32驱动连接，工作时，利用第二驱动装置33带动转接装置32转动，进而带动燃气舵50转动，便于对燃气舵50的偏转性能进行测试。

结合本实施例中的燃气舵测试装置具体介绍本实施例中的燃气舵测试装置的测试过程如下：

首先将燃气舵50通过舵轴套51与转接装置32连接在一起，然后根据实际的测试需求使用多个或者一个偏转\撤出控制组件对燃气舵50进行测试，每一个偏转\撤出控制组件皆为独立控制，可根据需求选择同步或分别控制，进而对燃气舵50的偏转性能或撤离性能或者偏转性能和撤离性能进行协同测试。

当只需要对燃气舵50的偏转性能进行测试时，只需要利用第二驱动装置33带动转接装置32转动；当需要对燃气舵50的撤离性能进行测试时，只需要利用第一驱动装置23带动滑块22沿滑轨21移动；当需要对燃气舵50的撤离性能和偏转性能进行协同测试时，利用第一驱动装置23和第二驱动装置33同步带动燃气舵50运动即可。

燃气舵50偏转或者撤离过程中，利用检测元件对燃气舵50各个性能参数进行检测和测量，然后传输给控制器或者计算器进行数据处理，就可燃气舵50的偏转性能和撤离性能进行精准测试，大大降低了燃气舵50的测试成本。

在本发明的一种优选的实施例中，将偏转\撤出控制组件设置为四个，四个偏转\撤出控制组件呈十字形结构布置，且四个偏转\撤出控制组件的偏转控制组件30位于十字形结构的中央，便于与燃气舵50的四个舵面进行偏转性能和撤出性能进行测试。

当然，在本发明的其他实施例中，还可以将偏转\撤出控制组件设置为4个以上，具体根据燃气舵50的结构和实际测试需求进行选择和设置，只要是在本发明的构思下的其他变形方式，均在本发明的保护范围之内。

为了便于对燃气舵50的撤离性能进行测试，本实施例中的滑轨21沿多个偏转\撤出控制组件围设形成的圆周的径向延伸，便于带动燃气舵50进行撤离运动。为了便于驱动滑块22及滑块22上的结构沿滑轨21移动，本实施例中的第一驱动装置23包括前端支座231、后端支座232、丝杆233、螺母连接板234、螺母235以及第一驱动电机236。

实际安装连接时，将前端支座231安装在底座10上；将后端支座232安装在底座10上；并使得丝杆233的两端分别安装在前端支座231和后端支座232上，丝杆233移动精度偏差为±0.05mm，准确度高；螺母连接板234固定在滑块22的底端，且螺母连接板234较前端支座231更靠近后端支座232；螺母235固定安装在螺母连接板234上并套设在丝杆233上；第一驱动电机236与丝杆233驱动连接。

当需要进行燃气舵50的撤离性能测试时，利用上位机等控制第一驱动电机236驱动丝杆233转动，丝杆233转动时，螺母235沿丝杆233转动并沿丝杆233前后移动，进而通过螺母连接板234带动滑块22及滑块22上的结构沿滑轨21移动，结构简单，便于实现。

为了便于对第一驱动电机236进行支撑和安装，本实施例中的底座10上还设置有第一电机安装座237，优选地，本实施例中的第一驱动电机236为安装在第一电机安装座237上的撤出伺服电机，通过撤出伺服电机与丝杆233连接，带动丝杆233旋转，控制螺母235前进后退，撤出伺服电机的选型要求电机响应时间应超短，精度超高，可达到超短时间内超高精度的旋转控制。

优选地，本实施例中的撤出伺服电机的空载响应时间小于7ms。

参见图2所示，本实施例中的燃气舵测试装置还包括防护组件40，该防护组件40安装在滑轨21的远离第一驱动电机236的一端，便于对滑块22进行防护，防止滑块22从滑轨21上脱落出来。

具体来说，本实施例中的防护组件40包括定位座41和防护板42，其中，定位座41固定安装在滑轨21的端部；防护板42安装在定位座41上，防护板42的高度高于滑轨21的高度，便于对滑块22进行有效防护。

当然，在本发明的其他实施例中，还可以在滑轨21上设置限位开关来对滑块22进行防护，只要是在本发明的构思下的其他变形方式，均在本发明的保护范围之内。

参见图5和图6所示，为了便于对燃气舵50进行偏转性能测试，本实施例中的第二驱动装置33包括减速器安装座331、减速器332以及第二驱动电机333。

其中，减速器安装座331安装在滑块22上；减速器332安装在减速器安装座331上，并与转接装置32驱动连接，能够降低第二驱动电机333的转速，传递动力，增加转矩；第二驱动电机333与减速器332驱动连接。优选地，第二驱动电机333为偏转伺服电机。

实际测试时，将燃气舵50与转接装置32连接，利用第二驱动电机333带动减速器332转动，进而带动转接装置32转动，进而带动燃气舵50偏转，然后利用传感器和计算器等对燃气舵50的偏转情数据进行采集和计算，便可以对燃气舵50进行偏转性能测试。

本实施例中的转接装置32为转接轴套，为了便于对转接轴套进行安装，本实施例中的支撑座31上设置有安装孔311，实际安装时，转接轴套通过轴承34安装在安装孔311内，燃气舵50通过舵轴套51与转接轴套连接。

可见，本实施例中的燃气舵50通过舵轴套51与转接轴套一端连接，并与轴承34一同安装在支撑座31上，由支撑座31承受燃气舵50舵面上的力矩，减速器332主轴连接在转接轴套另一端，并固定在减速器安装座331上，偏转伺服电机与减速器332连接，上位机通过控制偏转伺服电机来控制燃气舵50的偏转。其中，偏转伺服电机用于提供偏转动力，作为伺服系统中控制机械元件的发动机，可以将电压信号转化成转矩和转速以驱动控制对象，选型电机空载响应时间应小于7ms，可快速响应，达到超短时间内高精度的实现偏转控制。

实际使用时，舵轴套51为变径轴套，可以使用不同的类型的燃气舵50，便于提高本实施例中的燃气舵测试装置的使用范围。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明的燃气舵测试装置解决了市面上缺少燃气舵总和性能测试的难题，该装置数据响应快，测试精度高，可实现毫秒级的测试要求，并且设备的测试范围可扩展，可根据被测产品的时间响应要求调整电气元件控制，也可根据燃气舵的受力情况更换承载及传动部件。

本发明的燃气舵测试装置的驱动电机均为伺服控制，响应速度快，测试精度高，可实现毫秒级的时间要求，50微米以上的撤出定位控制；且偏转控制可满足任意偏转角度要求。

本发明的燃气舵测试装置可以提供燃气舵的偏转性能测试和撤离性能测试，在实际试验过程中，可根据具体需求使用多个综合测试装置，每一个综合测试装置皆为独立控制，可根据需求选择同步或分别控制，可满足数据响应快，动作控制精准的要求。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃气舵测试装置，其特征在于，包括：

底座（10）；

偏转\撤出控制组件，多个所述偏转\撤出控制组件沿同一圆周安装在所述底座（10）上，所述偏转\撤出控制组件包括：

撤出控制组件（20），所述撤出控制组件（20）包括滑轨（21）、滑块（22）以及第一驱动装置（23），所述滑轨（21）安装在所述底座（10）上，所述滑块（22）可滑动地安装在所述滑轨（21）上，所述第一驱动装置（23）与所述滑块（22）驱动连接；

偏转控制组件（30），所述偏转控制组件（30）包括支撑座（31）、转接装置（32）以及第二驱动装置（33），所述支撑座（31）安装在所述滑块（22）上，所述转接装置（32）安装在所述支撑座（31）上，所述第二驱动装置（33）与所转接装置（32）驱动连接。

2.根据权利要求1所述的燃气舵测试装置，其特征在于，所述偏转\撤出控制组件为四个，四个所述偏转\撤出控制组件呈十字形结构布置，且四个所述偏转\撤出控制组件的所述偏转控制组件（30）位于所述十字形结构的中央。

3.根据权利要求1所述的燃气舵测试装置，其特征在于，所述滑轨（21）沿所述圆周的径向延伸，所述第一驱动装置（23）包括：

前端支座（231），所述前端支座（231）安装在所述底座（10）上；

后端支座（232），所述后端支座（232）安装在所述底座（10）上；

丝杆（233），所述丝杆（233）的两端分别安装在所述前端支座（231）和所述后端支座（232）上；

螺母连接板（234），所述螺母连接板（234）固定在所述滑块（22）的底端，且所述螺母连接板（234）较所述前端支座（231）更靠近所述后端支座（232）；

螺母（235），所述螺母（235）固定安装在所述螺母连接板（234）上并套设在所述丝杆（233）上；

第一驱动电机（236），所述第一驱动电机（236）与所述丝杆（233）驱动连接。

4.根据权利要求3所述的燃气舵测试装置，其特征在于，所述底座（10）上还设置有电机安装座（237），所述第一驱动电机（236）为安装在所述电机安装座（237）上的撤出伺服电机。

5.根据权利要求3所述的燃气舵测试装置，其特征在于，所述燃气舵测试装置还包括防护组件（40），所述防护组件（40）安装在所述滑轨（21）的远离所述第一驱动电机（236）的一端。

6.根据权利要求5所述的燃气舵测试装置，其特征在于，所述防护组件（40）包括：

定位座（41），所述定位座（41）固定安装在所述滑轨（21）的端部；

防护板（42），所述防护板（42）安装在所述定位座（41）上，所述防护板（42）的高度高于所述滑轨（21）高度。

7.根据权利要求4所述的燃气舵测试装置，其特征在于，所述第二驱动装置（33）包括：

减速器安装座（331），所述减速器安装座（331）安装在所述滑块（22）上；

减速器（332），所述减速器（332）安装在所述减速器安装座（331）上，所述减速器（332）与所述转接装置（32）驱动连接；

第二驱动电机（333），所述第二驱动电机（333）与所述减速器（332）驱动连接。

8.根据权利要求7所述的燃气舵测试装置，其特征在于，所述第二驱动电机（333）为偏转伺服电机。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的燃气舵测试装置，其特征在于，所述转接装置（32）为转接轴套，所述支撑座（31）上设置有安装孔（311），所述转接轴套通过轴承（34）安装在所述安装孔（311）内，燃气舵（50）通过舵轴套（51）与所述转接轴套连接。

10.根据权利要求8所述的燃气舵测试装置，其特征在于，所述偏转伺服电机和所述撤出伺服电机的空载响应时间均小于7ms。

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