一種大推力變推力矢量測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器及其測控領(lǐng)域，特別適合測力儀受到較大載荷或者變載荷時的測試情況。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外對推力矢量測試主要有多分力試驗(yàn)臺和推力矢量測試轉(zhuǎn)臺等方案。
[0003]多分力試驗(yàn)臺測試原理是利用剛體在空間力系作用下保持平衡的必要條件，通過在三個坐標(biāo)軸方向上合理布置測力傳感器，測出三個坐標(biāo)方向上的約束反力Fx、Fy、Fz和約束力矩Mx、My、Mz，然后合成總的推力矢量。多分力試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)；一次點(diǎn)火即可求出推力矢量有關(guān)參數(shù)；適合穩(wěn)態(tài)推力偏心測量。但是六分力試驗(yàn)臺架屬應(yīng)變式，其調(diào)整精度很大程度上取決于各測力傳感器撓性件之間的相互牽連影響程度，且系統(tǒng)頻響較低，難以滿足推力偏心測量在精度和動態(tài)性能方面的要求。
[0004]推力矢量測試轉(zhuǎn)臺也可實(shí)現(xiàn)對推力矢量的測試，如國內(nèi)航天科技集團(tuán)101所擁有的推力矢量測試轉(zhuǎn)臺，主要用于雙組元姿控發(fā)動機(jī)推力偏心試驗(yàn)的測試裝置。其基本測量原理是將推力矢量測量分解轉(zhuǎn)化為測量沿X軸的軸向推力Fx和繞Z軸的旋轉(zhuǎn)力矩M z，通過旋變機(jī)構(gòu)控制動機(jī)沿X軸轉(zhuǎn)角和沿軸向伸縮變化量，進(jìn)行多次點(diǎn)火后利用測試數(shù)據(jù)求解力矩方程組即可求得發(fā)動機(jī)推力偏心參數(shù)。該裝置可信度較高，但須進(jìn)行多次脈沖推力偏心測量，屬于精密機(jī)電設(shè)備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服上述裝置系統(tǒng)頻響較低、難以滿足精度要求、成本較高等缺欠，設(shè)計一種技術(shù)性能好，工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低，且能實(shí)現(xiàn)對大推力變推力矢量測試的專用裝置。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種大推力變推力矢量測試裝置，采用單力源對矢量力的測試，包括上壓板、底座、三向壓電傳感器、緊固螺栓、密封墊片、導(dǎo)線接頭和密封圈。底座包括圓盤和其上的正方形凹槽，為一體式結(jié)構(gòu)；正方形凹槽設(shè)有中心孔，四個角處距邊線一定距離留有4個凸臺，四個三向壓電傳感器分別放置于四個凸臺面上；上壓板為帶有中心孔的方形板，上壓板與底座的正方形凹槽配合，密封圈安裝于上壓板的中心孔內(nèi)，緊固螺栓經(jīng)底座的凸臺通孔穿入三向壓電傳感器的中心孔，旋入上壓板的螺紋孔內(nèi)擰緊，三向壓電傳感器與上壓板、底座連接在一起；密封墊片安裝于底座的正方形凹槽內(nèi)，對緊固螺栓進(jìn)行密封；導(dǎo)線接頭旋入底座側(cè)面的螺紋孔內(nèi)。
[0007]本發(fā)明具有的顯著效果是:此套裝置最大的特點(diǎn)就是采用了四個三向壓電傳感器以正方形布置的方式分布于裝置內(nèi)部，能夠測量出上壓板所受的外力以及外力矩。由于四個傳感器采用正方形布置結(jié)構(gòu)，且測力儀結(jié)構(gòu)緊湊剛度大，固有頻率較高，因此當(dāng)測力儀受到較大載荷或者變載荷作用時，也能夠精確求解出被測推力矢量的各個參數(shù)。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的裝配示意圖。
[0009]圖2為上壓板結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖3a為底座結(jié)構(gòu)仰視圖。
[0011]圖3b為底座結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0012]圖中:1上壓板，2底座，3三向壓電傳感器，4緊固螺栓，5密封墊片，6導(dǎo)線接頭，7外密封圈，8內(nèi)密封圈，a凸臺，b凸臺通孔，c外密封圈安裝槽，d內(nèi)密封圈安裝槽，e上壓板底面，f傳感器中心孔，g上壓板螺紋孔，h底座凹槽，i螺紋孔。
【具體實(shí)施方式】
[0013]結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施:底座2的四個凸臺面a在底座的正方形凹槽中以正方形矩陣方式分布，四個凸臺面在同一水平面上，通過精磨和研磨保證它們的高度一致以及表面平整度，凸臺面也為正方形，且其大小要大于三向壓電傳感器3的尺寸使得四個三向壓電傳感器穩(wěn)定的固定在測力儀內(nèi)部，凸臺距離底座內(nèi)壁要有一定距離，便于在三向壓電傳感器裝入時的定位操作；四個通孔b在凸臺面的中心處；四個三向壓電傳感器3放置于四個凸臺面上，三向壓電傳感器的表面經(jīng)過研磨保證平整度，分別貼合在四個凸臺面上，在安裝四個三向壓電傳感器時，要確保三向壓電傳感器定位準(zhǔn)確，方向一致，以保證測試裝置的測試精度；外密封圈7及內(nèi)密封圈8分別安裝于上壓板的外密封圈安裝槽c及內(nèi)密封圈安裝槽d內(nèi)，用以保證良好的密封性；上壓板的底面e經(jīng)過精磨和研磨保證平整度，壓于三向壓電傳感器的的上表面，同時與密封圈接觸，但不壓緊；緊固螺栓經(jīng)底座的凸臺通孔b穿入三向壓電傳感器的中心孔f，旋入上壓板的螺紋孔g內(nèi)擰緊，使得三向壓電傳感器與上壓板、底座連接在一起，注意在擰緊緊固螺栓4時的擰緊程度盡量保持一致，并在施加足夠的緊固力時保證在測試中各部件不發(fā)生相對滑移；密封墊片5粘接于底座底部的凹槽h內(nèi)，對緊固螺栓進(jìn)行密封；導(dǎo)線接頭6旋入底座側(cè)面的螺紋孔i內(nèi)。
[0014]雖然本發(fā)明以上述較佳的實(shí)施例對本發(fā)明做出了詳細(xì)的描述，但并非用上述實(shí)施例限定本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到在不脫離本發(fā)明所給出的技術(shù)特征和范圍的情況下，對技術(shù)所作的增加、以本領(lǐng)域一些同樣內(nèi)容的替換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大推力變推力矢量測試裝置，其特征在于，采用單力源對矢量力的測試，該大推力變推力矢量測試裝置包括上壓板、底座、三向壓電傳感器、緊固螺栓、密封墊片、導(dǎo)線接頭和密封圈；底座包括圓盤和其上的正方形凹槽，為一體式結(jié)構(gòu)；正方形凹槽設(shè)有中心孔，四個角處距邊線一定距離留有4個凸臺，四個三向壓電傳感器分別放置于四個凸臺面上；上壓板為帶有中心孔的方形板，上壓板與底座的正方形凹槽配合，密封圈安裝于上壓板的中心孔內(nèi)，緊固螺栓經(jīng)底座的凸臺通孔穿入三向壓電傳感器的中心孔，旋入上壓板的螺紋孔內(nèi)擰緊，三向壓電傳感器與上壓板、底座連接在一起；密封墊片安裝于底座的正方形凹槽內(nèi)，對緊固螺栓進(jìn)行密封；導(dǎo)線接頭旋入底座側(cè)面的螺紋孔內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大推力變推力矢量測試裝置，其特征在于，所述的三向壓電傳感器的方向一致。
【專利摘要】本發(fā)明一種大推力變推力矢量測試裝置，屬于傳感器及其測控領(lǐng)域。采用了四個三向壓電傳感器以正方形布置的方式分布于裝置內(nèi)部，能夠測量出所受的外力以及外力矩。一種大推力變推力矢量測試裝置包括上壓板、底座、四個三向壓電傳感器、緊固螺栓、密封墊片、導(dǎo)線接頭。其中四個三向壓電傳感器放置在底座的凸臺上，由四個緊固螺栓穿過底座、傳感器旋入上壓板的螺紋孔內(nèi)，使它們連接成為一體。該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，簡單，具有高剛度，高精度的特點(diǎn)，當(dāng)測力儀受到較大載荷或者變載荷的時候，也能夠精確求解出被測推力矢量的各個參數(shù)。
【IPC分類】G01L1/16, G01L3/00
【公開號】CN105043608
【申請?zhí)枴緾N201510412234
【發(fā)明人】賈振元, 張軍, 劉首亁, 任宗金, 劉巍, 盧曉紅, 馬建偉
【申請人】大連理工大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月13日