本發(fā)明涉及一種伺服機(jī)構(gòu)力矩加載設(shè)備，具體地說是應(yīng)用彈性力矩裝置，摩擦力矩加載裝置，慣量模擬盤,支承剛度模擬裝置，負(fù)載力矩顯示儀組成，本發(fā)明涉及機(jī)械系統(tǒng)試驗(yàn)設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

伺服機(jī)構(gòu)力矩加載設(shè)備是一種用來在地面實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下模擬火箭尾噴管結(jié)構(gòu)特性的裝置。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于火箭的大運(yùn)載能力、機(jī)動(dòng)性和控制精度的要求越來越高，進(jìn)而對(duì)伺服機(jī)構(gòu)地面試驗(yàn)提出了更高的要求，由此推動(dòng)了伺服機(jī)構(gòu)負(fù)載模擬器的研究進(jìn)展。

傳統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)力矩加載設(shè)備多為擺鐘式結(jié)構(gòu)，也就是慣性負(fù)載的模擬采用偏心的鐘擺式結(jié)構(gòu)，這種偏心式負(fù)載模擬器，在進(jìn)行伺服機(jī)構(gòu)掃頻試驗(yàn)過程中會(huì)出現(xiàn)整體較大的振動(dòng)，對(duì)周圍試驗(yàn)環(huán)境帶來不利影響，同時(shí)慣量調(diào)節(jié)方式不是很方便。另外之前的伺服機(jī)構(gòu)負(fù)載模擬器對(duì)于彈性力矩的加載多考慮不足。因此針對(duì)更準(zhǔn)確模擬火箭尾噴管結(jié)構(gòu)特性的品質(zhì)，設(shè)計(jì)了這種伺服機(jī)構(gòu)力矩加載設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述的不足，本發(fā)明提供了一種伺服機(jī)構(gòu)力矩加載設(shè)備。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種伺服機(jī)構(gòu)力矩加載設(shè)備，是由底座、支架、彈性力矩加載支架、彈性力矩裝置支座、彈性力矩加載裝置、彈性力矩傳感器、主軸、摩擦力矩加載裝置、負(fù)載力矩顯示儀、慣量模擬盤、伺服機(jī)構(gòu)力臂、被試伺服機(jī)構(gòu)、伺服機(jī)構(gòu)支座、支承剛度模擬裝置、支點(diǎn)定位板、擋板、彈簧板夾持架、彈性力矩裝置安裝座、擺動(dòng)軸、彈簧板、滾軸、擺動(dòng)撥叉、摩擦力矩裝置安裝座、軸承120、隔套、軸承座、加載內(nèi)座、加載外座、定盤卡座、摩擦定盤、摩擦動(dòng)盤、固定盤、摩擦軸、摩擦力矩傳感器、接頭安裝座、接頭、活塞、托架、支承彈簧板、支座底板、支座壓板、手輪、絲杠、絲杠支座、螺母、調(diào)力支架、調(diào)力桿、拉壓力傳感器、球鉸連接桿、銷軸組成的，其特征在于：底座固定在地面上，兩個(gè)支架固定在底座上表面，主軸安裝在支架之間，彈性力矩加載支架固定在支架與底座上，彈性力矩裝置支座一端與支架固連，彈性力矩加載裝置是由彈簧板、滾軸、擺動(dòng)撥叉組成，彈性力矩加載裝置一端通過擺動(dòng)撥叉與彈性力矩裝置支座內(nèi)的擺動(dòng)軸連接，一端與彈簧板夾持架連接，在彈簧板夾持架下部安裝有安全防滑落擋板，彈性力矩傳感器安裝在彈性力矩裝置安裝座內(nèi)且與主軸相連，摩擦力矩加載裝置安裝在另一個(gè)支架上，負(fù)載力矩顯示儀安裝在該支架頂端，慣量模擬盤安裝在兩支架中部，被試伺服機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)一端與伺服機(jī)構(gòu)力臂連接，另一端與伺服機(jī)構(gòu)支座連接，支承剛度模擬裝置安裝在底座上表面，用于系統(tǒng)剛度調(diào)節(jié)。

所述摩擦力矩加載裝置是由摩擦力矩裝置安裝座、軸承120、隔套、軸承座、加載內(nèi)座、加載外座、定盤卡座、摩擦定盤、摩擦動(dòng)盤、固定盤、摩擦軸、摩擦力矩傳感器、接頭安裝座、接頭、活塞、托架組成，軸承120采用特輕(1)系列：d＝100,D＝150,B＝24，安裝在軸承座內(nèi)，軸承通過隔套隔開，加載內(nèi)座與摩擦力矩裝置安裝座固接，兩個(gè)摩擦定盤與兩個(gè)摩擦動(dòng)盤相互接觸連接，其中摩擦定盤安裝在定盤卡座內(nèi)，固定盤一面安裝在加載內(nèi)座底部，另一面與摩擦動(dòng)盤接觸連接，摩擦力矩傳感器安裝在摩擦力矩裝置安裝座內(nèi)部，摩擦軸一端與摩擦力矩傳感器連接，一端與摩擦定盤、摩擦動(dòng)盤接觸連接，接頭安裝在接頭安裝座內(nèi)，接頭安裝座安裝在加載外座底部，用于加載油壓，油液作用于安裝在加載外座內(nèi)部的四個(gè)活塞上，活塞與最外側(cè)摩擦頂盤接觸，支架與摩擦力矩裝置安裝座連接。

所述摩擦動(dòng)盤是由鈹青銅材料加工制作，摩擦定盤是由65Mn加工制作，固定盤是由45號(hào)鋼加工而成。

所述支承剛度模擬裝置是由支承彈簧板、支座底板、支座壓板、手輪、絲杠、絲杠支座、螺母、調(diào)力支架、調(diào)力桿、拉壓力傳感器、球鉸連接桿、銷軸組成，支座底板與支座壓板由螺栓固連，支承彈簧板一端由支座底板與支座壓板夾緊固定，一端由支點(diǎn)定位板固定位置，手輪與絲杠連接，通過轉(zhuǎn)動(dòng)手輪調(diào)節(jié)支承彈簧板的伸出長(zhǎng)度，進(jìn)而調(diào)節(jié)剛度，絲杠通過絲杠支座導(dǎo)向，調(diào)力支架安裝在支承彈簧板上部，螺母安裝在調(diào)力支架導(dǎo)向槽內(nèi)并擰進(jìn)調(diào)力桿的下部螺紋桿上，拉壓力傳感器兩端由球鉸連接桿連接，上端與下端球鉸連接桿分別通過銷軸與伺服機(jī)構(gòu)力臂和調(diào)力桿連接，調(diào)節(jié)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)行拉壓力調(diào)節(jié)，進(jìn)而測(cè)定剛度。

該發(fā)明的有益之處是：與傳統(tǒng)伺服機(jī)構(gòu)力矩加載設(shè)備對(duì)比，本設(shè)備的摩擦力矩的加載可以通過加載液壓油實(shí)現(xiàn)連續(xù)的調(diào)節(jié)，同時(shí)可以通過摩擦力矩傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加載力矩的大小；彈性力矩的加載可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的調(diào)節(jié)，為了克服彈簧力矩彈簧板的強(qiáng)度要求，采用擺動(dòng)撥叉與彈簧力矩彈簧板串聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)可以通過彈性力矩傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)彈性力矩的大??；支撐彈簧板用于實(shí)現(xiàn)伺服機(jī)構(gòu)支撐剛度，采用懸臂梁的結(jié)構(gòu)形式，可以通過調(diào)整支撐彈簧板的夾持位置實(shí)現(xiàn)支撐剛度的連續(xù)調(diào)節(jié)；此伺服機(jī)構(gòu)力矩加載設(shè)備在航空、航天領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣提供較好的理論和實(shí)驗(yàn)支撐。

附圖說明

附圖1為伺服機(jī)構(gòu)力矩加載設(shè)備組成結(jié)構(gòu)圖；

附圖2為伺服機(jī)構(gòu)力矩加載設(shè)備側(cè)視圖及工作示意圖；

附圖3為彈性力矩加載支架結(jié)構(gòu)圖；

附圖4為彈性力矩裝置支座整體結(jié)構(gòu)圖；

附圖5為彈性力矩加載裝置結(jié)構(gòu)圖；

附圖6為摩擦力矩加載裝置結(jié)構(gòu)圖；

附圖7為摩擦力矩裝置安裝座結(jié)構(gòu)圖；

附圖8為軸承座結(jié)構(gòu)圖；

附圖9為定盤卡座結(jié)構(gòu)圖；

附圖10為摩擦定盤結(jié)構(gòu)圖；

附圖11為摩擦動(dòng)盤結(jié)構(gòu)圖；

附圖12為固定盤結(jié)構(gòu)圖；

附圖13為摩擦軸結(jié)構(gòu)圖；

附圖14為慣量模擬盤結(jié)構(gòu)圖；

附圖15為支承剛度模擬裝置工作示意圖；

附圖16為球鉸連接桿結(jié)構(gòu)圖；

附圖17為調(diào)力支架結(jié)構(gòu)圖；

附圖18為支點(diǎn)定位板結(jié)構(gòu)圖；

附圖19為調(diào)力桿結(jié)構(gòu)圖。

圖中，1、底座，2、支架，3、彈性力矩加載支架，4、彈性力矩裝置支座，5、彈性力矩加載裝置，6、彈性力矩傳感器，7、主軸，8、摩擦力矩加載裝置，9、負(fù)載力矩顯示儀，10、慣量模擬盤，11、伺服機(jī)構(gòu)力臂，12、被試伺服機(jī)構(gòu)，13、伺服機(jī)構(gòu)支座，14、支承剛度模擬裝置，15、支點(diǎn)定位板，16、擋板，17、彈簧板夾持架，18、彈性力矩裝置安裝座，19、擺動(dòng)軸,20、彈簧板，21、滾軸，22、擺動(dòng)撥叉，23、摩擦力矩裝置安裝座，24、軸承120，25、隔套，26、軸承座，27、加載內(nèi)座，28、加載外座，29、定盤卡座，30、摩擦定盤，31、摩擦動(dòng)盤，32、固定盤，33、摩擦軸，34、摩擦力矩傳感器，35、接頭安裝座，36、接頭，37、活塞，38、托架，39、支承彈簧板，40、支座底板，41、支座壓板，42、手輪，43、絲杠，44、絲杠支座，45、螺母，46、調(diào)力支架，47、調(diào)力桿，48、拉壓力傳感器，49、球鉸連接桿，50、銷軸。

具體實(shí)施方式

一種伺服機(jī)構(gòu)力矩加載設(shè)備，是由底座1、支架2、彈性力矩加載支架3、彈性力矩裝置支座4、彈性力矩加載裝置5、彈性力矩傳感器6、主軸7、摩擦力矩加載裝置8、負(fù)載力矩顯示儀9、慣量模擬盤10、伺服機(jī)構(gòu)力臂11、被試伺服機(jī)構(gòu)12、伺服機(jī)構(gòu)支座13、支承剛度模擬裝置14、支點(diǎn)定位板15、擋板16、彈簧板夾持架17、彈性力矩裝置安裝座18、擺動(dòng)軸19、彈簧板20、滾軸21、擺動(dòng)撥叉22、摩擦力矩裝置安裝座23、軸承(120)24、隔套25、軸承座26、加載內(nèi)座27、加載外座28、定盤卡座29、摩擦定盤30、摩擦動(dòng)盤31、固定盤32、摩擦軸33、摩擦力矩傳感器34、接頭安裝座35、接頭36、活塞37、托架38、支承彈簧板39、支座底板40、支座壓板41、手輪42、絲杠43、絲杠支座44、螺母45、調(diào)力支架46、調(diào)力桿47、拉壓力傳感器48、球鉸連接桿49、銷軸50組成的，其特征在于：底座1固定在地面上，兩個(gè)支架2固定在底座1上表面，主軸7安裝在支架2之間，彈性力矩加載支架3固定在支架2與底座1上，彈性力矩裝置支座4一端與支架2固連，彈性力矩加載裝置5是由彈簧板20、滾軸21、擺動(dòng)撥叉22組成，彈性力矩加載裝置5一端通過擺動(dòng)撥叉22與彈性力矩裝置支座4內(nèi)的擺動(dòng)軸19連接，一端與彈簧板夾持架17連接，在彈簧板夾持架17下部安裝有安全防滑落擋板16，彈性力矩傳感器6安裝在彈性力矩裝置安裝座18內(nèi)且與主軸7相連，摩擦力矩加載裝置8安裝在另一個(gè)支架2上，負(fù)載力矩顯示儀9安裝在該支架2頂端，慣量模擬盤10安裝在兩支架2中部，被試伺服機(jī)構(gòu)12運(yùn)動(dòng)一端與伺服機(jī)構(gòu)力臂11連接，另一端與伺服機(jī)構(gòu)支座13連接，支承剛度模擬裝置14安裝在底座1上表面，用于系統(tǒng)剛度調(diào)節(jié)。

所述摩擦力矩加載裝置8是由摩擦力矩裝置安裝座23、軸承(120)24、隔套25、軸承座26、加載內(nèi)座27、加載外座28、定盤卡座29、摩擦定盤30、摩擦動(dòng)盤31、固定盤32、摩擦軸33、摩擦力矩傳感器34、接頭安裝座35、接頭36、活塞37、托架38組成，軸承(120)24采用特輕(1)系列：d＝100,D＝150,B＝24，安裝在軸承座26內(nèi)，軸承(120)24通過隔套25隔開，加載內(nèi)座27與摩擦力矩裝置安裝座23固接，兩個(gè)摩擦定盤30與兩個(gè)摩擦動(dòng)盤31相互接觸連接，其中摩擦定盤30安裝在定盤卡座29內(nèi)，固定盤32一面安裝在加載內(nèi)座27底部，另一面與摩擦動(dòng)盤31接觸連接，摩擦力矩傳感器34安裝在摩擦力矩裝置安裝座23內(nèi)部，摩擦軸33一端與摩擦力矩傳感器34連接，一端與摩擦定盤30、摩擦動(dòng)盤31接觸連接，接頭36安裝在接頭安裝座35內(nèi)，接頭安裝座35安裝在加載外座28底部，用于加載油壓，油液作用于安裝在加載外座28內(nèi)部的四個(gè)活塞37上，活塞37與最外側(cè)摩擦定盤30接觸，支架2與摩擦力矩裝置安裝座23連接。

所述摩擦動(dòng)盤31是由鈹青銅材料加工制作，摩擦定盤30是由65Mn加工制作，固定盤32是由45號(hào)鋼加工而成。

所述支承剛度模擬裝置14是由支承彈簧板39、支座底板40、支座壓板41、手輪42、絲杠43、絲杠支座44、螺母45、調(diào)力支架46、調(diào)力桿47、拉壓力傳感器48、球鉸連接桿49、銷軸50、支點(diǎn)定位板15組成，支座底板40與支座壓板41由螺栓固連，支承彈簧板39一端由支座底板40與支座壓板41夾緊固定，一端由支點(diǎn)定位板15固定位置，手輪42與絲杠43連接，通過轉(zhuǎn)動(dòng)手輪42調(diào)節(jié)支承彈簧板39的伸出長(zhǎng)度，進(jìn)而調(diào)節(jié)剛度，絲杠43通過絲杠支座44導(dǎo)向，調(diào)力支架46安裝在支承彈簧板39上部，螺母45安裝在調(diào)力支架46導(dǎo)向槽內(nèi)并擰進(jìn)調(diào)力桿47的下部螺紋桿上，拉壓力傳感器48兩端由球鉸連接桿49連接，上端與下端球鉸連接桿49分別通過銷軸50與伺服機(jī)構(gòu)力臂11和調(diào)力桿47連接，調(diào)節(jié)螺母45轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)行拉壓力調(diào)節(jié)，進(jìn)而測(cè)定剛度。

對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，在不脫離本發(fā)明的原理與精神的情況下，對(duì)實(shí)施方式所進(jìn)行的改變、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。