CN204301902U - 电动舵机输出扭矩测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于测试技术，涉及一种电动舵机输出扭矩测量装置。所述电动舵机输出扭矩测量装置包括安装底板(1)、六角螺栓(2)、被测件安装支架(3)、被测电动舵机(4)、内六角螺钉(5)、螺钉(6)、角度刻度盘(7)、指针(8)、紧定螺钉(9)、圆柱销(10)、联结套筒(11)、加载扭杆(12)、扭杆安装盘(13)、压紧螺钉(14)、安装螺钉(15)、扭矩传感器(16)、传感器安装支架(17)、T型槽螺钉(18)、六角螺母(19)、T型槽扳(20)组成。本实用新型用于电动舵机输出扭矩测量。利用扭杆加载，加载力矩范围可方便调整，扭矩在一定角度范围内可连续线性加载，方法独特；与扭矩传感器组合，集扭矩加载、测量于一体，结构简单，成本低，测量结果精确可靠。
Description
技术领域
本实用新型属于测试技术，涉及一种电动舵机输出扭矩测量装置。
背景技术
电动舵机是用来控制飞行器舵面转角的驱动装置，达到控制飞行器飞行姿态的目的。它的负载特性是随着转角的增大，扭矩逐渐增大。电动舵机输出扭矩性能测试必须模拟舵机实际负载。采用电动、液压等传统的方式进行负载模拟，设备会很复杂、控制难度大、成本很高。为了满足电动舵机研制需求，需要研制一种既能满足电动舵机的负载特性，又要结构简单，成本低，测量结果精确可靠的电动舵机输出扭矩测量装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是：提出一种电动舵机输出扭矩加载测量装置，用于电动舵机输出扭矩特性的测量。要求能够满足舵机的负载特性，加载力矩范围可方便调整，扭矩在一定转角范围内可连续线性加载，集加载测量于一体，结构简单，成本低，测量结果精确可靠。
本实用新型的技术方案是：电动舵机输出扭矩测量装置，其包括安装底板1、被测件安装支架3、角度刻度盘7、指针8、圆柱销10、联结套筒11、加载扭杆12、扭杆安装盘13、扭矩传感器16、传感器安装支架17，所述被测件安装支架3设置在安装底板1上，角度刻度盘7设置在被测件安装支架3上，且与被测电动舵机同轴，用于指示摆角的指针8安装在被测电动舵机输出轴上，联结套筒11通过圆柱销10设置在被测电动舵机输出轴上，加载扭杆12安装在扭杆安装盘13上，安装盘13与扭矩传感器16一端连接在一起，扭矩传感器16的另一端与传感器安装支架17连接在一起，而传感器安装支架17设置在安装底板1。
所述安装底板1是矩形钢板，被测件安装支架3由矩形的水平底板、垂直立板和两块连连二者的三角形筋板组成，其中，被测件安装支架的垂直立板表面和用于安装被测电动舵机的内孔作为安装基准。
所述角度刻度盘7刻度分布在以被测件输出轴轴线为圆心的圆上，与通过被测件输出轴轴线的垂直平面重合的刻度线为零度线，顺时针方向为正向刻度，逆时针方向为负向刻度。
所述指针8由圆柱套筒和指针两部分组成，套筒上沿径向有一螺孔，该螺孔与指针成90°，指针安装时将指针指向0°，并由紧定螺钉9固定在被测电动舵机输出轴上。
所述联结套筒11外形为圆柱形，内部左端部分为圆柱孔11a与被测电动舵机输出轴配合，右端内部为正方形孔11b，加载扭杆12插入方孔11b内。
所述加载扭杆12是一截面为正方形的细长杆。
所述扭杆安装盘13为圆盘类零件，左端有一锥台，锥台上部有一水平平面，该平面上有一螺孔，用于安装压紧螺钉14，右端有一内园定位止口，用以与传感安16安装定位，安装盘上均匀分布着与传感器安装螺孔对应的四个安装孔，安装盘13的中心沿轴向有一方孔，用于安装加载扭杆12。
所述传感器安装支架17由矩形的水平底板、垂直立板和一块三角形筋板组成，垂直立板上有一通孔，用于穿过加载扭杆12；垂直立板左端有一圆形的凸台为扭矩传感器16的安装定位止口，保证扭矩传感器16轴线与被测电动舵机4轴线同轴；处于与定位止口同心的园上均匀分布的四个安装螺孔用于安装扭矩传感器16，传感器安装支架17的水平底板上分布着四个通孔，通过T型槽螺钉18和六角螺母19将传感安装支架17固定在T型槽扳20上。
所述T型槽扳20是一块有一定厚度的矩形钢板，用螺钉固定在安装底板1上，T型槽扳20上有两条与加载扭杆12轴线平行的T型槽，用于安装传感安装支架17，并可根据测试中加载扭矩和扭转角调整其安装位置。
本实用新型的优点是：1.采用扭杆加载，符合舵机随着输出轴输出转角的增大，输出扭矩逐渐增的大负载特性；2.针对不同的电动舵机的输出扭矩，加载扭矩范围可方便调整，适应性强；3.扭矩在一定转角范围内可连续线性加载；4.无需对加载系统进行复杂的控制；5.集加载测量于一体，加载的同时可实时测量；6.结构简单，成本低，测量结果精确可靠。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
其中，1是安装底板、2是六角螺栓、3是被测件安装支架、4是被测电动舵机、5是内六角螺钉、6是螺钉、7是角度刻度盘、8是指针、9是紧定螺钉、10是圆柱销、11是联结套筒、12是加载扭杆、13是扭杆安装盘、14是压紧螺钉、15是安装螺钉、16是扭矩传感器、17是传感器安装支架、18是T型槽螺钉、19是六角螺母、20是T型槽扳。
具体实施方式
下面对本实用新型做进一步详细说明。
本实用新型的结构图参见图1，电动舵机输出扭矩测量装置由安装底板1、六角螺栓2、被测件安装支架3、被测电动舵机4、内六角螺钉5、螺钉6、角度刻度盘7、指针8、紧定螺钉9、圆柱销10、联结套筒11、加载扭杆12、扭杆安装盘13、压紧螺钉14、安装螺钉15、扭矩传感器16、传感器安装支架17、T型槽螺钉18、六角螺母19、T型槽扳20组成。
安装底板1是一矩形钢板，1a平面是测量装置其他零部件安装基准，有一定的平面度要求。被测件安装支架3由矩形的水平底板、垂直立板和两块三角形筋板组成，平面3a和内孔3b，是被测件的安装基准。被测件安装支架3用四个六角螺栓2安装在安装底板1上。被测件4用四个内六角螺钉5安装在被测件安装支架3上。
角度刻度盘7用来指示被测件输出转角。其刻度分布在以被测件轴线为的圆心圆上，与通过被测件轴线的垂直平面重合的刻度线为零度线，顺时针方向为正向刻度，逆时针方向为负向刻度。角度刻度盘7用螺钉6固定在被测件安装支架3上。
指针8由圆柱套筒和指针两部分组成，套筒上沿径向有一螺孔，该螺孔与指针成90°。指针安装在被测电动舵机输出轴上，安装时将指针指向0°，用紧定螺钉9将指针与被测电动舵机输出轴固定。从而方便的将被测电动舵机输出轴初始转角设置为0°，且不会引入被测电动舵机安装产生的角度误差。
联结套筒11外形为圆柱形，内部左端部分为圆柱孔11a与被测电动舵机输出轴配合，右端内部为正方形孔11b，加载扭杆12插入方孔11b内。联结套筒11的径向有圆柱销孔，与被测电动舵机输出轴上的销孔对准后，装入圆柱销10用以传递扭矩。
加载扭杆12，是一截面为正方形的细长杆，用弹簧钢制成，热处理后具有很高的硬度，加载后在弹性范围内产生扭转变形，卸载后可自行恢复。其特点是在扭杆两端施加扭矩，随着扭矩的增大，扭转角也增大，且呈现性关系，正好符合被测对象的负载特性，从而使被测电动舵机的加载变得简单。
扭杆安装盘13为圆盘类零件，左端有一锥台，锥台上部有一水平平面，该平面上有一螺孔，用于安装压紧螺钉14，右端有一内园定位止口，用以与传感安16安装定位，安装盘上均匀分布着与传感器安装螺孔对应的四个安装孔，安装盘13的中心沿轴向有一方孔，用于安装加载扭杆12。安装盘13与扭矩传感器16用四个安装螺钉15连接在一起。扭矩传感器16的另一端用四个安装螺钉15与传感器安装支架17连接在一起。这样做，使得扭矩传感器一端固定，另一端由加载扭杆带动能够产生扭转，从而测量出电动舵机的输出扭矩。
传感器安装支架17由矩形的水平底板、垂直立板和一块三角形筋板组成。垂直立板上有一通孔，用于穿过加载扭杆12；垂直立板左端有一圆形的凸台为扭矩传感器16的安装定位止口，保证扭矩传感器16轴线与被测电动舵机4轴线同轴；处于与定位止口同心的园上均匀分布的四个安装螺孔用于安装扭矩传感器16。传感器安装支架17的水平底板上分布着四个通孔，通过T型槽螺钉18和六角螺母19将传感安装支架17固定在T型槽扳20上。从而，通过调整传感安装支架17在T型槽扳20上的位置，达到调整加载扭杆的实际作用长度，以实现改变加载扭矩与扭转角的关系梯度的目的。
T型槽扳20是一块有一定厚度的矩形钢板，用螺钉固定在安装底板1上。T型槽扳20上有两条与加载扭杆12轴线平行的T型槽，用于安装传感安装支架17，并可根据测试中加载扭矩和扭转角的梯度要求调整其安装位置。
本实用新型的工作原理是：当要对被测电动舵机输出扭矩特性测量时，按以下步骤操作参见图1：
1.将被测电动舵机安装在被测件安装支架3上，用平面3a和内孔3b定位，用内六角螺钉5紧固；
2.安装指针8：将指针8安装在被测电动舵机输出轴上，使指针指向角度刻度盘7的0°，用紧定螺钉9固紧。
3.安装联结套筒11：将联结套筒11安装在被测电动舵机输出轴上，使套筒上的销孔与被测电动舵机输出的销孔对准，再装入圆柱销10。
4.安装加载扭杆12：松开压紧螺钉14，将加载扭杆12插入联结套筒11右端的方孔11b内，最后拧紧压紧螺钉14将加载扭杆12固紧。
5.电动舵机输出扭矩测试：根据被测电动舵机测试要求，逐渐加大被测电动舵机的供电参数，观察输出转角和输出扭矩读数，当输出转角达到额定最大值时，停止供电参数的调节。记录输出转角和输出扭矩读数。并停止测试。
6.调整传感器安装支架17的位置：设备调试时，应调整传感器安装支架17的位置。如果第5步输出转角达到了最大值而输出扭矩未达到要求值，说明扭矩-转角梯度小，应朝着减小图中L值的方向调整传感器安装支架17的位置，以增大梯度。然后再重复第5步测试，直到输出转角达到了最大值，输出扭矩达到或略大于要求的扭矩值；反之，如果第5步输出扭矩达到了最大值而输出转角未达到要求值，说明扭矩-转角梯度大，应朝着加大图中L值的方向调整传感器安装支架17的位置，以减小梯度。然后再重复第5步测试，直到输出转角达到了最大值，输出扭矩达到或略大于要求的扭矩值。传感器安装支架17位置的调整方法是，松开4个六角螺母19和压紧螺钉14，左右移动传感安装支架17到理想位置后拧紧4个六角螺母19和压紧螺钉14。扭矩和转角的匹配与扭杆的截面尺寸、材料、硬度有关。
Claims (9)
1.电动舵机输出扭矩测量装置，其特征在于，包括安装底板(1)、被测件安装支架(3)、角度刻度盘(7)、指针(8)、圆柱销(10)、联结套筒(11)、加载扭杆(12)、扭杆安装盘(13)、扭矩传感器(16)、传感器安装支架(17)，所述被测件安装支架(3)设置在安装底板(1)上，角度刻度盘(7)设置在被测件安装支架(3)上，且与被测电动舵机同轴，用于指示摆角的指针(8)安装在被测电动舵机输出轴上，联结套筒(11)通过圆柱销(10)设置在被测电动舵机输出轴上，加载扭杆(12)安装在联结套筒(11)和扭杆安装盘(13)上，安装盘(13)与扭矩传感器(16)一端连接在一起，扭矩传感器(16)的另一端与传感器安装支架(17)连接在一起，而传感器安装支架(17)设置在安装底板(1)。
2.根据权利要求1的电动舵机输出扭矩测量装置，其特征在于，所述安装底板(1)是矩形钢板，被测件安装支架(3)由矩形的水平底板、垂直立板和两块连连二者的三角形筋板组成，其中，被测件安装支架的垂直立板表面和用于安装被测电动舵机的内孔作为安装基准。
3.根据权利要求1的电动舵机输出扭矩测量装置，其特征在于，所述角度刻度盘(7)刻度分布在以被测件输出轴轴线为圆心的圆上，与通过被测件输出轴轴线的垂直平面重合的刻度线为零度线，顺时针方向为正向刻度，逆时针方向为负向刻度。
4.根据权利要求1的电动舵机输出扭矩测量装置，其特征在于，所述指针(8)由圆柱套筒和指针两部分组成，套筒上沿径向有一螺孔，该螺孔与指针成90°，指针安装时将指针指向0°，并由紧定螺钉(9)固定在被测电动舵机输出轴上。
5.根据权利要求1的电动舵机输出扭矩测量装置，其特征在于，所述联结套筒(11)外形为圆柱形，内部左端部分为圆柱孔(11a)与被测电动舵机输出轴配合，右端内部为正方形孔(11b)，加载扭杆(12)插入方孔(11b)内。
6.根据权利要求5的电动舵机输出扭矩测量装置，其特征在于，所述加载扭杆(12)是一截面为正方形的细长杆。
7.根据权利要求6的电动舵机输出扭矩测量装置，其特征在于，所述扭杆安装盘(13)为圆盘类零件，左端有一锥台，锥台上部有一水平平面，该平面上有一螺孔，用于安装压紧螺钉(14)，右端有一内园定位止口，用以与传感安(16)安装定位，安装盘上均匀分布着与传感器安装螺孔对应的四个安装孔，安装盘(13)的中心沿轴向有一方孔，用于安装加载扭杆(12)。
8.根据权利要求1的电动舵机输出扭矩测量装置，其特征在于，所述传感器安装支架(17)由矩形的水平底板、垂直立板和一块三角形筋板组成，垂直立板上有一通孔，用于穿过加载扭杆(12)；垂直立板左端有一圆形的凸台为扭矩传感器(16)的安装定位止口，保证扭矩传感器(16)轴线与被测电动舵机(4)轴线同轴；处于与定位止口同心的园上均匀分布的四个安装螺孔用于安装扭矩传感器(16)，传感器安装支架(17)的水平底板上分布着四个通孔，通过T型槽螺钉(18)和六角螺母(19)将传感安装支架(17)固定在T型槽扳(20)上。
9.根据权利要求8的电动舵机输出扭矩测量装置，其特征在于，所述T型槽扳(20)是一块有一定厚度的矩形钢板，用螺钉固定在安装底板(1)上，T型槽扳(20)上有两条与加载扭杆(12)轴线平行的T型槽，用于安装传感安装支架(17)，并可根据测试中加载扭矩和扭转角调整其安装位置。
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