CN115728080A - 气动舵机的扭矩加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气动舵机的扭矩加载装置，该装置包括扭矩传递组件和扭矩加载组件，扭矩传递组件包括第一支撑部、第二支撑部、摇臂、第一拨叉杆和位移测量单元；所述扭矩加载组件包括支撑台、扭杆、第一扭杆固定组件、第二扭杆固定组件、扭矩传感器、第二拨叉杆、第三支撑部和第四支撑部，通过摇臂、第二支撑部、第一拨叉杆、位移测量单元相配合实现了将气动舵机的作动筒的行程位移转化成摇臂的角位移以及扭矩的传递以及气动舵机的作动筒的线位移的测量，通过扭矩传递组件和扭矩加载组件的拨叉装置实现了扭矩传递组件和扭矩加载组件的啮合与分离，同时通过扭距传感器测量记录扭矩大小，该装置结构简单，测试精度高，节约操作时间，提高工作效率。

Description

气动舵机的扭矩加载装置

技术领域

本发明属于扭矩加载技术领域，涉及一种气动舵机的扭矩加载装置

背景技术

气动舵机是导弹武器飞行控制的一种重要执行机构，其输出扭矩带动舵面偏转，从而操纵导弹运动轨迹。气动舵机的驱动类型为气动式，其主要运动方式为活塞式运动。现有用于气动舵机的扭矩加载装置无法实现自动加载扭矩、且测试精度不高，同时对气动舵机的输出扭矩考核不够完备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供了一种气动舵机的扭矩加载装置，能够解决上述现有扭矩加载装置无法实现自动加载扭矩、测试精度不高、以及对气动舵机的输出扭矩考核不够完备的技术问题。

本发明技术解决方案为：提供一种气动舵机的扭矩加载装置，该扭矩加载装置包括扭矩传递组件和扭矩加载组件，其中，

所述扭矩传递组件包括第一支撑部、第二支撑部、摇臂、第一拨叉杆和位移测量单元，其中，

所述第一支撑部与气动舵机的舵尾固定连接；

所述摇臂的第一端与气动舵机的作动筒端固定连接；

所述第一拨叉杆包括第一杆部和第一拨叉部，第一杆部可转动地设置在所述第二支撑部内，第一杆部还与摇臂的第二端相连接；第二杆部与所述摇臂垂直设置，所述摇臂的摆动轴心与所述第一拨叉杆的转动轴心同轴设置，第一杆部的第一端与所述第一拨叉部固定连接，第一杆部的第二端与所述位移测量单元相连接，扭矩加载时，所述摇臂在气动舵机的作动筒的活塞式运动下做局部圆周运动，所述第一拨叉杆在摇臂的带动下随摇臂局部圆周运动同轴做出转动运动，所述位移测量单元用于获取气动舵机的作动筒的线位移；

所述扭矩加载组件包括滑动台面、扭杆、第一扭杆固定组件、第二扭杆固定组件、扭矩传感器、第二拨叉杆、第三支撑部和第四支撑部，其中，

所述扭杆的第一端与第一扭杆固定组件相连接，所述扭杆的第二端与第二扭杆固定组件的第一端相连接；

所述第二扭杆固定组件可转动地设置在所述第四支撑部内；

所述第二拨叉杆包括第二杆部和第二拨叉部，所述第二拨叉部可选择地与所述第一拨叉部相啮合或分离，所述第二杆部的第一端与所述第二拨叉部固定连接，所述第二杆部可转动地设置在所述第三支撑部内；所述扭矩传感器分别与所述第二杆部的第二端以及第二扭杆固定组件的第二端相连接；扭矩加载时，第二拨叉部与所述第一拨叉部相啮合，所述扭杆的横向轴心与第一拨叉杆的转动轴心同轴设置；

所述第一扭杆固定组件、第三支撑部以及第四支撑部均设置在所述滑动台面上。

进一步地，所述位移测量单元包括光电编码器，所述光电编码器在扭矩加载时获取摇臂的角位移并将所述角位移转换成电信号，以及将所述电信号换算成气动舵机的作动筒的线位移。

进一步地，所述第一杆部与摇臂的第二端采用过盈配合及销钉定位的方式紧固连接。

进一步地，所述第二支撑部包括一体成型的底座、支撑前端和支撑后端，所述支撑前端和支撑后端间隔设置在所述底座上，所述摇臂设置在所述支撑前端和支撑后端之间，所述第一杆部依次穿设经过所述支撑前端、摇臂的第二端和支撑后端，所述第一杆部与支撑前端之间以及所述第一杆部与支撑后端之间均设有滚动轴承。

进一步地，所述扭矩传递组件还包括限位组件，所述限位组件与所述支撑后端相连接，所述限位组件能够将所述摇臂限位固定在气动舵机的机械对称零位，在气动舵机的机械对称零位时，所述摇臂与水平面相垂直。

进一步地，所述第一扭杆固定组件包括第一扭杆固定块和第二扭杆固定块，所述扭杆的第一端与所述第一扭杆固定块和第二扭杆固定块组合紧固连接。

进一步地，所述第二扭杆固定组件包括扭矩传感器连接轴和第三扭杆固定块，所述扭矩传感器连接轴可转动地设置在所述第四支撑部内，所述扭杆的第二端与所述扭矩传感器连接轴的第一端和第三扭杆固定块组合紧固连接。

进一步地，所述扭矩传感器的两端为圆轴，两端的圆轴与扭矩传感器连接轴的第一端和第二杆部的第二端均通过轴孔过盈配合及销钉紧固的方式安装连接。

进一步地，所述扭矩传感器连接轴和所述第四支撑部之间设置有滚动轴承，所述第二杆部与所述第三支撑部之间设有滚动轴承。

进一步地，所述扭矩加载装置还包括工作平台，所述扭矩传递组件和扭矩加载组件均设置在所述工作平台上，所述扭矩加载装置还包括驱动组件，所述驱动组件分别与所述滑动台面和所述工作平台相连接，所述驱动组件用于驱动所述滑动台面在工作平台上移动以实现第一拨叉部和第二拨叉部的啮合或分离。

进一步地，所述驱动组件包括程控步进电机、梯形螺杆、梯形螺母、螺杆支撑块、螺杆限位块、联轴器和电机固定架，所述梯形螺母与所述螺杆支撑块过盈配合连接，所述螺杆支撑块与滑动台面的一端固定连接，所述梯形螺杆与梯形螺母配合安装，所述梯形螺杆的第一端与螺杆限位块相连接，所述梯形螺杆的另一端通过所述联轴器与程控步进电机的输出轴相连接，所述程控步进电机固定设置在电机固定架上，所述电机固定架与工作平台连接，所述程控步进电机用于控制梯形螺杆的转动以带动梯形螺母和螺杆支撑块以及滑动台面在工作平台上的前后移动，所述螺杆限位块与滑动台面的一端相连接，所述螺杆限位块用于限制梯形螺杆的移动且不限制梯形螺杆的转动。

进一步地，所述扭矩加载组件还包括导向块，所述导向块设置在所述滑动台面朝向所述工作平台的面上。

上述技术方案通过摇臂、第二支撑部、第一拨叉杆相配合实现了将气动舵机的作动筒的行程位移转化成摇臂的角位移以及扭矩的传递，并通过位移测量单元与摇臂、第一拨叉杆等相配合实现气动舵机的作动筒的线位移的测量，以及通过扭矩传递组件和扭矩加载组件的拨叉装置实现了扭矩传递组件和扭矩加载组件的啮合与分离，同时通过扭矩传感器测量记录扭矩大小，该加载装置通过扭矩传递组件和扭矩加载组件配合实现了气动舵机的的扭矩自动加载且保证了对气动舵机的输出扭矩考核的全面性，该加载装置结构简单，测试精度高，节约操作时间，提高了工作效率。

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气动舵机的扭矩加载装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明的具体实施例提供的扭矩传递组件不同方向的结构示意图；

图3示出了根据本发明的具体实施例提供的摇臂摆动位置轨迹及传动轴心说明示意图；

图4示出了根据本发明的具体实施例提供的扭矩加载组件的结构示意图；

图5示出了根据本发明的具体实施例提供的驱动组件的结构示意图；

上述附图包括以下附图标记：

1、工作平台；2、扭矩传递组件；3、扭矩加载组件；4.、驱动组件；5、气动舵机；6、第一支撑部；7、摇臂8、第一拨叉杆；9、限位组件；10、第二支撑部；11、位移测量单元；12.扭杆；13、扭矩传感器；14、滑动台面；15、导向块；16、第二拨叉杆；17、第三支撑部；18、第四支撑部；19、扭矩传感器连接轴；20、第三扭杆固定块；21、第一扭杆固定块；22第二扭杆固定块；23、螺杆限位块；24、步进电机；25、电机固定架；26、电机压板；27、梯形螺杆；28、梯形螺母；29、螺杆支撑块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。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实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。

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。

如图1-5所示，在本发明的一个实施例中，提供一种气动舵机的扭矩加载装置，该扭矩加载装置包括扭矩传递组件2和扭矩加载组件3，其中，

所述扭矩传递组件2包括第一支撑部6、第二支撑部、摇臂7、第一拨叉杆8和位移测量单元12，其中，所述第一支撑部6与气动舵机5的舵尾固定连接；所述摇臂7的第一端与气动舵机5的作动筒端固定连接；所述第一拨叉杆8包括第一杆部和第一拨叉部，第一杆部可转动地设置在所述第二支撑部内，第一杆部还与摇臂7的第二端相连接；第二杆部与所述摇臂7垂直设置，所述摇臂7的摆动轴心与所述第一拨叉杆8的转动轴心同轴设置，第一杆部的第一端与所述第一拨叉部固定连接，第一杆部的第二端与所述位移测量单元12相连接，扭矩加载时，所述摇臂7在气动舵机5的作动筒的活塞式运动下做局部圆周运动，所述第一拨叉杆8在摇臂7的带动下随摇臂7局部圆周运动同轴做出转动运动，所述位移测量单元12用于获取气动舵机5的作动筒的线位移；

所述扭矩加载组件3包括滑动台面14、扭杆12、第一扭杆固定组件、第二扭杆固定组件、扭矩传感器13、第二拨叉杆16、第三支撑部17和第四支撑部18，其中，所述扭杆12的第一端与第一扭杆固定组件相连接，所述扭杆12的第二端与第二扭杆固定组件的第一端相连接；所述第二扭杆固定组件可转动地设置在所述第四支撑部18内；所述第二拨叉杆16包括第二杆部和第二拨叉部，所述第二拨叉部可选择地与所述第一拨叉部相啮合或分离，所述第二杆部的第一端与所述第二拨叉部固定连接，所述第二杆部可转动地设置在所述第三支撑部17内；所述扭矩传感器13分别与所述第二杆部的第二端以及第二扭杆固定组件的第二端相连接；扭矩加载时，第二拨叉部与所述第一拨叉部相啮合，所述扭杆12的横向轴心与第一拨叉杆8的转动轴心同轴设置；所述第一扭杆固定组件、第三支撑部17以及第四支撑部18均设置在所述滑动台面14上。

可见，本发明实施例通过摇臂、第二支撑部、第一拨叉杆相配合实现了将气动舵机的作动筒的行程位移转化成摇臂的角位移以及扭矩的传递，并通过位移测量单元与摇臂、第一拨叉杆等相配合实现气动舵机的作动筒的线位移的测量，以及通过扭矩传递组件和扭矩加载组件的拨叉装置实现了扭矩传递组件和扭矩加载组件的啮合与分离，同时通过扭矩传感器测量记录扭矩大小，该加载装置通过扭矩传递组件和扭矩加载组件配合实现了气动舵机的的扭矩自动加载且保证了对气动舵机的输出扭矩考核的全面性，该加载装置结构简单，测试精度高，节约操作时间，提高了工作效率。

在上述实施例中，为了保证扭矩更好地加载，第一拨叉杆8和第二拨叉杆16均为一体成型的结构。

在上述实施例中，为了实现气动舵机的作动筒的线位移的测量，所述位移测量单元12包括光电编码器，所述光电编码器在扭矩加载时获取摇臂7的角位移并将所述角位移转换成电信号，以及将所述电信号换算成气动舵机5的作动筒的线位移。

在上述实施例中，为了节约成本，简化安装工序，所述第一杆部与摇臂7的第二端采用过盈配合及销钉定位紧固连接。

在上述实施例中，为了实现对第一拨叉杆更好地支撑以及保证第一拨叉杆的转动，所述第二支撑部10包括一体成型的底座、支撑前端和支撑后端，所述支撑前端和支撑后端间隔设置在所述底座上，所述摇臂7设置在所述支撑前端和支撑后端之间，所述第一杆部依次穿设经过所述支撑前端、摇臂7的第二端和支撑后端，所述第一杆部与支撑前端之间以及所述第一杆部与支撑后端之间均设有滚动轴承。

在上述实施例中，为了保证扭杆安装到位，保证测试顺利进行，所述扭矩传递组件2还包括限位组件9，所述限位组件9与所述支撑后端相连接，所述限位组件9能够将所述摇臂7限位固定在气动舵机5的机械对称零位，在气动舵机5的机械对称零位时，所述摇臂7与水平面相垂直。

作为本发明一种具体实施例，所述限位组件9包括限位销，所述摇臂7上具有限位孔，为气动舵机5加载扭矩时，首先将所述限位销插入摇臂7的限位孔中，保证摇臂7垂直于地面，且不会转动，这样能够保证将所述摇臂7限位固定在气动舵机5的机械对称零位，在此基础上，再进行后续扭杆12、拨叉装置的安装时，保证扭杆12能够安装到位。

作为本发明一种具体实施例，如图2所示，扭矩传递组件2包括第一支撑部6、摇臂7、第一拨叉杆8、限位组件9、第二支撑部10、位移测量单元11等；第一拨叉杆8的拨叉一侧加装支撑前端，要求第一拨叉杆8的转动轴心与支撑前端上与其配合的安装孔同轴，支撑前端用于支撑第一拨叉杆8，用于保证转动运动轴心的同轴度，另一端加装光电编码器；气动舵机5舵尾端与第一支撑部6的顶端连接，气动舵机5的作动筒端与摇臂7的摆动端连接，在分别与气动舵机5连接的第一支撑部6的顶端连接孔和摇臂7的摆动端连接孔处镶铜合金整体轴套，并采用销钉连接方式固定，以提高传动效率和精度。

如图3所示，摇臂7的摆动轴心与第一拨叉杆8的转动轴心同轴，摇臂7随着气动舵机5的作动筒的线位移运动而做出局部圆周运动，此时将从位置1运动到位置2，运动夹角为θ，运动轨迹半径为L，也称为力臂；光电编码器则将测量到的位置1到位置2角位移转换成电信号，再换算成气动舵机5的作动筒的行程位移(也即，摆动夹角范围为θ通过编码器同步测量，并将测量出的角位移转化成电信号用于监测记录)；当摇臂7垂直于水平面时，该位置为装置的机械对称零位，等同于舵机作动筒行程对称中心，此位置的加载扭矩值理论设计为0N.m，因此在该位置设计有限位组件9，需要时将摇臂7限位固定在该舵机机械对称零位，用于测试。所述扭矩传递组件2主要起到稳定支撑气动舵机5，并将舵机作动筒的线位移转化为摇臂7角位移，同时带动第一拨叉杆8转动，实现传递扭矩的作用。

在上述实施例中，为了更好地固定扭杆，所述第一扭杆固定组件可以包括第一扭杆固定块21和第二扭杆固定块22，所述扭杆12的第一端与所述第一扭杆固定块21和第二扭杆固定块22组合紧固连接。

本发明实施例中，所述扭杆12的第一端通过第一扭杆固定块21和第二扭杆固定块22紧固固定，三者装配完成后，在将第一扭杆固定块21和第二扭杆固定块22固定连接在滑动台面14上。

在上述实施例中，为了更好地固定扭杆，所述第二扭杆固定组件可以包括扭矩传感器连接轴19和第三扭杆固定块20，所述扭矩传感器连接轴19可转动地设置在所述第四支撑部18内，所述扭杆12的第二端与所述扭矩传感器连接轴19的第一端和第三扭杆固定块20组合紧固连接。

本发明实施例中，所述扭杆12的第二端通过所述扭矩传感器连接轴19的第一端和第三扭杆固定块20紧固固定，所述扭矩传感器连接轴19的第一端和第三扭杆固定块20之间固定连接。

在上述实施例中，为了更好地保证扭矩传感器、扭矩传感器连接轴以及第二拨叉杆三者之间在加载时不发生松脱或相对运动，所述扭矩传感器13的两端为圆轴，两端的圆轴与扭矩传感器连接轴19的第一端和第二杆部的第二端均通过轴孔过盈配合的方式及销钉定位安装连接(也即一端的圆轴与扭矩传感器连接轴19的第一端通过轴孔过盈配合的方式及销钉定位安装连接，另一端的圆轴与第二杆部的第二端通过轴孔过盈配合的方式及销钉定位安装连接)。

在上述实施例中，为了更好地保证扭矩传感器连接轴可转动地设置在第四支撑部内，第二杆部可转动地设置在第三支撑部内，所述扭矩传感器连接轴19和所述第四支撑部18之间设置有滚动轴承，所述第二杆部与所述第三支撑部17之间设有滚动轴承。

作为本发明一种具体实施例，如图3所示，扭矩加载组件3包括扭矩传感器13、滑动台面14、第二拨叉杆16、第三支撑部17、第四支撑部18、扭矩传感器连接轴19、扭杆12、第一扭杆固定块21、第二扭杆固定块22、第三扭杆固定块20；其中，滑动台面14为滑台，扭矩加载组件3为滑动装置，其上设计安装有承载功能的扭杆12，将扭杆12的一端通过第二扭杆固定块22和第一扭杆固定块21的组合紧固后与滑台安装固定在一起，扭杆12的另一端与扭矩传感器连接轴19和第三扭杆固定块20组合紧固在一起，扭矩传感器连接轴19可转动地设置在第四支撑部18内，然后通过第四支撑部18将扭杆12的横向轴心置于水平位置，扭杆12的横向轴心与第一拨叉杆8的转动轴心同轴。扭矩传感器13的两端为圆轴，将其两端采用销钉紧固的方式，分别与扭矩传感器连接轴19和第二拨叉杆16通过轴孔过盈配合的方式安装连接，要求三者之间在加载时不能发生松脱或相对运动。为保证第二拨叉杆16与扭矩传感器13的水平放置，且与第一拨叉杆8的转动轴心同轴，采用第三支撑装置将第二拨叉杆16支撑到水平位置，保证其稳定性。通过第一拨叉杆8和第二拨叉杆16实现扭矩传递组件2和扭矩加载组件3的啮合与分离，同时通过扭矩传感器13测量出传动轴上的扭矩大小。其中在第三支撑部17和第四支撑部18上安装相应尺寸深沟球轴承，用于提高装置整体传动效率和精度。其中，气动舵机5作动筒发生线位移时，摇臂7随之发生局部圆周运动，带动第一拨叉杆8发生转动运动，当第二拨叉杆16与第一拨叉杆8啮合时，扭杆12发生扭转变形，从而实现扭矩的加载功能，加载时，可以通过扭矩传感器13测量出扭杆12所承载的扭矩大小；当第二拨叉杆16与第一拨叉杆8分离时，第二拨叉杆16不发生任何转动运动，而扭杆12也不发生任何扭转变形，此时装置为空载状态。

在上述实施例中，为了实现扭矩加载组件的自动控制移动，所述扭矩加载装置还包括工作平台1，所述扭矩传递组件2和扭矩加载组件3均设置在所述工作平台1上，所述扭矩加载装置还包括驱动组件4，所述驱动组件4分别与所述滑动台面14和所述工作平台1相连接，所述驱动组件4用于驱动所述滑动台面14在工作平台1上移动以实现第一拨叉部和第二拨叉部的啮合或分离。

本实施例中，所述工作平台1可以为承重台。

本实施例中，通过驱动组件4的驱动从而实现扭矩加载组件3在工作平台1上的移动，可移动的扭矩加载组件3能够实现第一拨叉部和第二拨叉部的啮合或分离。

在上述实施例中，为了更好地控制扭矩加载组件的移动，所述驱动组件4包括螺杆限位块23、程控步进电机24、梯形螺杆27、梯形螺母28、螺杆支撑块29。联轴器和电机固定架25，所述梯形螺母28与所述螺杆支撑块29过盈配合连接，所述螺杆支撑块29与滑动台面14的一端固定连接，所述梯形螺杆27与梯形螺母28配合安装，所述梯形螺杆27的第一端与螺杆限位块23相连接，所述梯形螺杆27的另一端通过所述联轴器与程控步进电机24的输出轴相连接，所述程控步进电机24固定设置在电机固定架25上，电机固定架还与电机和工作平台1连接，所述程控步进电机24用于控制梯形螺杆27的转动以带动梯形螺母28和螺杆支撑块29以及滑动台面14在工作平台1上的前后移动，螺杆限位块30还与滑动台面14的一端相连接，所述螺杆限位块23用于限制梯形螺杆27的移动且不限制梯形螺杆27的转动。

也即，如图5所示，驱动组件4实现了扭矩加载组件3的自动控制移动，所述驱动组件4为自动控制位移装置，其通过程控步进电机24的输出力矩，实现梯形螺杆27的传动运动，从而实现扭矩加载组件3的移动，移动范围通过软件程序控制。所述驱动组件4包括螺杆限位块23、步进电机24、电机固定架25、电机压板26、梯形螺杆27、梯形螺母28螺杆支撑块29等，其中，电机压板26用于紧固步进电机24，电机压板26与电机固定架25通过螺钉连接，将步进电机24紧固在两者之间。所述程控步进电机24固定设置在电机固定架25上，电机固定架25主要对电机起支撑作用，承受电机重量，保证电机输出轴与传动轴的同轴，电机固定架25通过螺钉分别与电机和工作平台1连接。将梯形螺母28与螺杆支撑块29过盈配合安装为一体，然后再将装配后的螺杆支撑块29采用螺钉紧固的方法安装在滑动台面14的尾端，再将梯形螺杆27与梯形螺母28配合安装，之后再将梯形螺杆27的一端与螺杆限位块23连接，其组合件安装于始终处于静止状态的工作平台1的尾端，梯形螺杆27的另一端与步进电机24的输出轴通过联轴器连接，步进电机24的输出轴的转动带动梯形螺杆27转动，而此时螺杆限位块23可以实现不约束梯形螺杆27的转动，但约束其不发生位移移动。梯形螺杆27的转动带动梯形螺母28与螺杆支撑块29组合件的前后移动，从而实现扭矩加载组件3的前后移动。

在上述实施例中，为了保证扭矩加载组件3在工作平台1上的顺利移动，所述扭矩加载组件3还包括导向块15，所述导向块15设置在所述滑动台面14朝向所述工作平台1的面上。

下面举例说明上述实施例气动舵机的扭矩加载装置进行扭矩加载的过程。

本实施例中，气动舵机5自动加载弹性扭矩装置由工作平台1、扭矩传递组件2、扭矩加载组件3以及驱动组件4等组成。根据气动舵机5的实际结构尺寸和承载指标，将扭杆12外形设计为矩形长条状。

采用本实施例的气动舵机5自动加载弹性扭矩装置为气动舵机5加载扭矩的过程为：(1)首先将限位组件9的限位销插入摇臂7的限位孔内，保证摇臂7处于垂直状态，且不会转动；(2)将气动舵机5的舵尾端与第一支撑部6的顶端安装孔通过限位销连接，气动舵机5的作动筒端与摇臂7的摆动端也通过限位销连接固定；(3)通过软件程控步进电机24，将第一拨叉杆8与第二拨叉杆16完全啮合在一起；(4)将输入气压与气动舵机5连接，并打开阀门加载(加载之前将限位销拔出摇臂7的限位孔)，摇臂7随着气动舵机5的作动筒端的伸缩开始摆动，摆动夹角范围为θ，并通过编码器同步测量出角位移，并转化成电信号用于监测记录，同时将角位移换算成行程位移并进行记录；同时通过扭矩传感器13测量记录扭矩大小，从而实现对气动舵机5最大输出扭矩、额定输出扭矩以及最大输出舵偏转角和转速等性能指标进行检测评估。

综上，本发明实施例通过摇臂等机构实现了将气动舵机的作动筒的行程位移转化成摇臂的角位移，并通过光电编码器测量并转换了摇臂的角位移，通过拨叉装置实现了舵机安装组件与加载滑台组件的啮合与分离，通过电机移动组件实现了加载滑台组件的自动程控位移变化。该加载装置结构简单，使用效果良好，节约操作时间，提高了工作效率。

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。

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。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

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 (12)

1.一种气动舵机的扭矩加载装置，其特征在于，所述扭矩加载装置包括扭矩传递组件和扭矩加载组件，其中，

所述扭矩传递组件包括第一支撑部、第二支撑部、摇臂、第一拨叉杆和位移测量单元，其中，

所述第一支撑部与气动舵机的舵尾固定连接；

所述摇臂的第一端与气动舵机的作动筒端固定连接；

所述第一拨叉杆包括第一杆部和第一拨叉部，第一杆部可转动地设置在所述第二支撑部内，第一杆部还与摇臂的第二端相连接；第二杆部与所述摇臂垂直设置，所述摇臂的摆动轴心与所述第一拨叉杆的转动轴心同轴设置，第一杆部的第一端与所述第一拨叉部固定连接，第一杆部的第二端与所述位移测量单元相连接，扭矩加载时，所述摇臂在气动舵机的作动筒的活塞式运动下做局部圆周运动，所述第一拨叉杆在摇臂的带动下随摇臂局部圆周运动同轴做出转动运动，所述位移测量单元用于获取气动舵机的作动筒的线位移；

所述扭矩加载组件包括滑动台面、扭杆、第一扭杆固定组件、第二扭杆固定组件、扭矩传感器、第二拨叉杆、第三支撑部和第四支撑部，其中，

所述扭杆的第一端与第一扭杆固定组件相连接，所述扭杆的第二端与第二扭杆固定组件的第一端相连接；

所述第二扭杆固定组件可转动地设置在所述第四支撑部内；

所述第二拨叉杆包括第二杆部和第二拨叉部，所述第二拨叉部可选择地与所述第一拨叉部相啮合或分离，所述第二杆部的第一端与所述第二拨叉部固定连接，所述第二杆部可转动地设置在所述第三支撑部内；所述扭矩传感器分别与所述第二杆部的第二端以及第二扭杆固定组件的第二端相连接；扭矩加载时，第二拨叉部与所述第一拨叉部相啮合，所述扭杆的横向轴心与第一拨叉杆的转动轴心同轴设置；

所述第一扭杆固定组件、第三支撑部以及第四支撑部均设置在所述滑动台面上。

2.根据权利要求1所述的一种气动舵机的扭矩加载装置，其特征在于，所述位移测量单元包括光电编码器，所述光电编码器在扭矩加载时获取摇臂的角位移并将所述角位移转换成电信号，以及将所述电信号换算成气动舵机的作动筒的线位移。

3.根据权利要求1所述的一种气动舵机的扭矩加载装置，其特征在于，所述第一杆部与摇臂的第二端采用过盈配合及销钉定位的方式紧固连接。

4.根据权利要求1或3所述的一种气动舵机的扭矩加载装置，其特征在于，所述第二支撑部包括一体成型的底座、支撑前端和支撑后端，所述支撑前端和支撑后端间隔设置在所述底座上，所述摇臂设置在所述支撑前端和支撑后端之间，所述第一杆部依次穿设经过所述支撑前端、摇臂的第二端和支撑后端，所述第一杆部与支撑前端之间以及所述第一杆部与支撑后端之间均设有滚动轴承。

5.根据权利要求1所述的一种气动舵机的扭矩加载装置，其特征在于，所述扭矩传递组件还包括限位组件，所述限位组件与所述支撑后端相连接，所述限位组件能够将所述摇臂限位固定在气动舵机的机械对称零位，在气动舵机的机械对称零位时，所述摇臂与水平面相垂直。

6.根据权利要求1所述的一种气动舵机的扭矩加载装置，其特征在于，所述第一扭杆固定组件包括第一扭杆固定块和第二扭杆固定块，所述扭杆的第一端与所述第一扭杆固定块和第二扭杆固定块组合紧固连接。

7.根据权利要求6所述的一种气动舵机的扭矩加载装置，其特征在于，所述第二扭杆固定组件包括扭矩传感器连接轴和第三扭杆固定块，所述扭矩传感器连接轴可转动地设置在所述第四支撑部内，所述扭杆的第二端与所述扭矩传感器连接轴的第一端和第三扭杆固定块组合紧固连接。

8.根据权利要求7所述的一种气动舵机的扭矩加载装置，其特征在于，所述扭矩传感器的两端为圆轴，两端的圆轴与扭矩传感器连接轴的第一端和第二杆部的第二端均通过轴孔过盈配合的方式和通过轴孔过盈配合的方式及销钉定位安装连接。

9.根据权利要求7所述的一种气动舵机的扭矩加载装置，其特征在于，所述扭矩传感器连接轴和所述第四支撑部之间设置有滚动轴承，所述第二杆部与所述第三支撑部之间设有滚动轴承。

10.根据权利要求1所述的一种气动舵机的扭矩加载装置，其特征在于，所述扭矩加载装置还包括工作平台，所述扭矩传递组件和扭矩加载组件均设置在所述工作平台上，所述扭矩加载装置还包括驱动组件，所述驱动组件分别与所述滑动台面和所述工作平台相连接，所述驱动组件用于驱动所述滑动台面在工作平台上移动以实现第一拨叉部和第二拨叉部的啮合或分离。

11.根据权利要求10所述的一种气动舵机的扭矩加载装置，其特征在于，所述驱动组件包括程控步进电机、梯形螺杆、梯形螺母、螺杆支撑块、螺杆限位块、联轴器和电机固定架，所述梯形螺母与所述螺杆支撑块过盈配合连接，所述螺杆支撑块与滑动台面的一端固定连接，所述梯形螺杆与梯形螺母配合安装，所述梯形螺杆的第一端与螺杆限位块相连接，所述梯形螺杆的另一端通过所述联轴器与程控步进电机的输出轴相连接，所述程控步进电机固定设置在电机固定架上，所述电机固定架与工作平台连接，所述程控步进电机用于控制梯形螺杆的转动以带动梯形螺母和螺杆支撑块以及滑动台面在工作平台上的前后移动，所述螺杆限位块还与滑动台面的一端相连接，所述螺杆限位块用于限制梯形螺杆的移动且不限制梯形螺杆的转动。

12.根据权利要求10所述的一种气动舵机的扭矩加载装置，其特征在于，所述扭矩加载组件还包括导向块，所述导向块设置在所述滑动台面朝向所述工作平台的面上。

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