CN117433782A - 一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置 - Google Patents

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陈汉涛
余丽
陈思余
伍哲
曹成昊
黄家宁
王晟
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Abstract

发明属于舵杆疲劳试验领域，具体涉及一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置，第一电机的输出端与第一减速机的输入端连接；第一减速机的输出端与联轴器的一端连接；联轴器的另一端连接丝杆的一端；丝母与推杆的一端铰接；推杆的另一端与连杆的中部铰接；连杆的两端分别与两个连接座的一端连接；两个连接座的另一端分别与第一舵杆和第二舵杆的一端连接，第一舵杆、第二舵杆均与连杆平行；两个舵叶的一端分别固定在第一舵杆和第二舵杆上；舵叶的另一端沿长度方向设有第一滑槽，第一滑槽内设有滑块，滑块与电缸的输出端铰接。本发明无需水箱即可实现舵杆的疲劳试验，摆脱了场地限制，还可任意模拟各种情况来添加负载，增加了试验的灵活性。

Description

一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置
技术领域
发明属于舵杆疲劳试验领域，具体涉及一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置。
背景技术
目前，国内外对潜艇结构的疲劳试验仍处于计算机仿真阶段，可供参考借鉴的资料较少，而且国内尚未研发出能够满足潜艇舵杆机构疲劳试验要求的设备，低温疲劳试验也仅限于材料层面。
发明内容
发明提供的一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置，能在实验室有限的空间内完成舵杆疲劳试验。
发明提供的一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置，包括第一电机、第一减速机、联轴器、丝杆、丝母、推杆、连杆、连接座、第一舵杆、第二舵杆、舵叶和电缸；第一电机的输出端与第一减速机的输入端连接；第一减速机的输出端与联轴器的一端连接；联轴器的另一端连接丝杆的一端；丝母套设在丝杆上，丝母与推杆的一端铰接；推杆的另一端与连杆的中部铰接；连杆的两端分别与两个连接座的一端连接，连接座与连杆垂直；两个连接座的另一端分别与第一舵杆和第二舵杆的一端连接，第一舵杆、第二舵杆均与连杆平行；两个舵叶的一端分别固定在第一舵杆和第二舵杆上；舵叶的另一端沿长度方向设有第一滑槽，第一滑槽内设有滑块，滑块与电缸的输出端铰接；电缸与丝杆垂直。
作为本发明的进一步优化，还包括架体；第一减速机、电缸均固定在架体上。
作为本发明的进一步优化，还包括套筒；套筒套设在丝杆上，套筒的一端与丝母的端头连接，套筒的另一端与推杆的一端铰接；架体设有第一支架；第一支架设有第一圆孔，套筒贯穿第一圆孔并可沿长度方向来回滑动。
作为本发明的进一步优化，套筒的外壁沿长度方向设有第二滑槽；第一支架对应第二滑槽设有通孔；还包括限位销；限位销的一端穿过通孔设于第二滑槽内。
作为本发明的进一步优化，还包括挡板；挡板有两个且分别设于套筒的两侧，挡板固定在架体上。
作为本发明的进一步优化，架体设有第二支架；第二支架设有第二圆孔；第一舵杆和第二舵杆分别贯穿两个第二支架的第二圆孔并沿轴心线方向转动。
作为本发明的进一步优化，第二支架设有四个且分别设于两个舵叶的两侧。
作为本发明的进一步优化，舵叶另一端的沿长度方向设有豁口，豁口的两个侧壁上设有第一滑槽；第一滑槽内设有滑块；还包括滑杆；滑杆的两端分别与相对的两个滑块连接；电缸的输出端与滑杆的中部铰接。
作为本发明的进一步优化，还包括电缸包括第二电机、第二减速机和缸体；第二电机的输出端连接第二减速机的输入端；第二减速机的输出端连接缸体的输入端；缸体的输出端与滑块铰接。
作为本发明的进一步优化，第一减速机与第二减速机均采用行星轮减速机。
作为本发明的进一步优化，第一电机与第二电机均采用伺服电机。
本发明提供的一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置，无需水箱即可实现舵杆的疲劳试验，摆脱了场地限制，还可任意模拟各种情况来添加负载，增加了试验的灵活性。
附图说明
图1是实施例结构示意图；
图2是图1半剖结构示意图；
其中，第一电机1、第一减速机2、联轴器3、丝杆4、丝母5、套筒6、第二滑槽6a、推杆7、连杆8、连接座9、第一舵杆10、第二舵杆11、舵叶12、第一滑槽12a、滑块12b、电缸14、第二电机14a、第二减速机14b、Y型铰接头15、挡板16、架体17、第一支架17a、第二支架17b、限位销18。
具体实施方式
本实施例包括第一电机1、第一减速机2、联轴器3、丝杆4、丝母5、推杆7、连杆8、连接座9、第一舵杆10、第二舵杆11、舵叶12和电缸14。
第一电机1采用伺服电机，第一减速机2采用行星轮减速机，第一电机1的输出端与第一减速机2的输入端连接。第一减速机2的输出端通过联轴器3与丝杆4连接。丝杆4上套设有与之配套的丝母5，丝母5与推杆7直接或者间接铰接。第一电机1带动第一减速机2的输出轴转动，第一减速机2带动丝杆4转动，丝杆4带动丝母5在丝杆4上来回移动，最后丝母5推动推杆7沿丝杆4长度方向来回移动。
在本实施例中，丝母5与推杆7间接连接，具体地，还设有套筒6，套筒6套设在丝杆4上，套筒6的内径大于丝杆4的外径，丝杆4的端头设于套筒6内，套筒6的一端设有套筒法兰，丝母5的一端设有丝母法兰，套筒法兰与丝母法兰通过螺栓固定。套筒6的另一端与推杆7的一端铰接，具体地，设有Y型铰接头15，Y型铰接头15的一字端设于套筒6的另一端，Y型铰接头15的V字端设有横杆，推杆7的一端与横杆铰接，推杆7的另一端与连杆8的中部铰接。
本实施例还设有两个连接座9，两个连接座9分别设于连杆8的两侧，连接座9与连杆8垂直，连接座9的一端与推杆7的端头连接。第一舵杆10与第二舵杆11的一端分别与两个连接座9的另一端连接，第一舵杆10、第二舵杆11均与连杆8平行。推杆7能推动连杆8绕第一舵杆10和第二舵杆11的轴心线来回转动一定角度，在连接座9的作用下，第一舵杆10与第二舵杆11能绕其轴心线来回转动一定角度。
舵叶12有两个，两个舵叶12的一端分别固定在第一舵杆10和第二舵杆11上，固定方式采用螺栓固定，舵叶12的另一端延长度方向设有第一滑槽12a，具体地，舵叶12另一端的中间位置沿长度方向设有长条状的豁口，豁口的两个侧壁上分别设第一滑槽12a，两个第一滑槽12a内各设一个滑块12b，另外还设有滑杆，滑杆的两端分别与两个相对的滑块12b连接。电缸14的输出端与滑杆的中部铰接。
第一舵杆10、第二舵杆11绕其轴心线来回转动能带动两个舵叶12绕第一舵杆10和第二舵杆11的轴心线来回转动，舵叶12的另一端受制于电缸14的拉动力，具体地，电缸14包括缸体、第二电机14a和第二减速机14b，第二电机14a的输出端连接第二减速机14b的输入端，第二减速机14b的输出端连接缸体的输入端，优选地，第二电机14a采用伺服电机，第二减速机14b采用行星轮减速机。
本实施例通过设置电缸14的拉动力来自由设定舵叶12在阻力，模拟舵叶12在水中的阻力，进而对舵杆的疲劳进行试验。
本实施例还设置了架体17，架体17采用结构钢焊接而成，具体设置成三角状，其中一个角固定有第一减速机2，另外两个角分别固定有两个电缸14，另外两个角还设有支撑第一舵杆10、第二舵杆11的支撑结构，以及架体17的中部还设有限制丝母5转动的限制机构。
具体地，在架体17的中部设第一支架17a，第一支架17a上设第一圆孔，套筒6贯穿第一圆孔并可沿长度方向来回滑动。进一步地，套筒6的外壁沿长度方向设有第二滑槽6a，第一支架17a对应第二滑槽6a设上通孔，再设置限位销18，限位销18的一端穿入通孔并设于第二滑槽6a内，如此既保障丝母5能沿丝杆4长度方向来回滑动，还能限制丝母5不会随丝杆4的转动而转动。
优选地，还包括挡板16。挡板16有两个且分别设于套筒6的两侧，挡板16固定在架体17上，挡板16的作用是防止套筒6在第一圆孔内来回移动时有人去触碰套筒6造成安全隐患。
架体17的另外两个角附近设有第二支架17b。第二支架17b设有第二圆孔，第一舵杆10和第二舵杆11分别贯穿两个第二支架17b的第二圆孔并可在绕其轴心线方向来回转动。优选地，第二支架17b设置四个且分别位于两个舵叶12的两侧。第二支架17b起到支撑第一舵杆10和第二舵杆11的作用。
本实施例第一电机1驱动丝杆4，第一电机1的主要作用是为丝杆4提供扭力，并通过对第一电机1的设置来修改输入、输出扭力的大小。第一电机1驱动第一减速机2，第一减速机2驱动丝杆4转动，丝杆4的螺纹把转动运动变成线性运动，由此驱动与丝杆4相连的各部件做直线运动。采用电机控制，可以实现精确的运动方向和速度调节，从而满足特定应用场景的需求。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明发明的技术方案，而非对发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置，其特征在于，包括第一电机、第一减速机、联轴器、丝杆、丝母、推杆、连杆、连接座、第一舵杆、第二舵杆、舵叶和电缸；
第一电机的输出端与第一减速机的输入端连接；第一减速机的输出端与联轴器的一端连接；联轴器的另一端连接丝杆的一端；丝母套设在丝杆上，丝母与推杆的一端铰接；推杆的另一端与连杆的中部铰接；
连杆的两端分别与两个连接座的一端连接，连接座与连杆垂直；两个连接座的另一端分别与第一舵杆和第二舵杆的一端连接，第一舵杆、第二舵杆均与连杆平行；两个舵叶的一端分别固定在第一舵杆和第二舵杆上；舵叶的另一端沿长度方向设有第一滑槽，第一滑槽内设有滑块，滑块与电缸的输出端铰接；电缸与丝杆垂直。
2.根据权利要求1所述的一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置，其特征在于，还包括架体；第一减速机、电缸均固定在架体上。
3.根据权利要求2所述的一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置，其特征在于，还包括套筒；套筒套设在丝杆上，套筒的一端与丝母的端头连接，套筒的另一端与推杆的一端铰接；
架体设有第一支架；第一支架设有第一圆孔，套筒贯穿第一圆孔并可沿长度方向来回滑动。
4.根据权利要求3所述的一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置，其特征在于，套筒的外壁沿长度方向设有第二滑槽；第一支架对应第二滑槽设有通孔；
还包括限位销；限位销的一端穿过通孔设于第二滑槽内。
5.根据权利要求3所述的一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置，其特征在于，还包括挡板；挡板有两个且分别设于套筒的两侧，挡板固定在架体上。
6.根据权利要求2所述的一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置，其特征在于，架体设有第二支架；第二支架设有第二圆孔；第一舵杆和第二舵杆分别贯穿两个第二支架的第二圆孔并沿轴心线方向转动。
7.根据权利要求6所述的一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置，其特征在于，第二支架设有四个且分别设于两个舵叶的两侧。
根据权利要求1所述的一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置，其特征在于，舵叶另一端的沿长度方向设有豁口，豁口的两个侧壁上设有第一滑槽；
第一滑槽内设有滑块；
还包括滑杆；滑杆的两端分别与相对的两个滑块连接；
电缸的输出端与滑杆的中部铰接。
8.根据权利要求1所述的一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置，其特征在于，还包括电缸包括第二电机、第二减速机和缸体；第二电机的输出端连接第二减速机的输入端；第二减速机的输出端连接缸体的输入端；缸体的输出端与滑块铰接。
9.根据权利要求8所述的一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置，其特征在于，第一减速机与第二减速机均采用行星轮减速机。
10.根据权利要求8所述的一种潜艇舵杆机构疲劳试验装置，其特征在于，第一电机与第二电机均采用伺服电机。
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