一種新型彈性力矩加載裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型彈性力矩加載裝置，其中，其包括：一彈簧鋼板；一聯(lián)接件，所述聯(lián)接件用于將該彈簧鋼板的一端徑向相對(duì)固定于一被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸上；以及一支座；所述支座包括兩個(gè)相對(duì)設(shè)置且高度可調(diào)的固定卡具，用于將該彈簧鋼板另一端夾持固定。所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)受到的彈性扭矩的大小可以通過調(diào)整所述固定卡具和所述傳動(dòng)軸之間的距離來決定，通過彈簧鋼板的跨度h的連續(xù)變化來實(shí)現(xiàn)彈性力矩的連續(xù)調(diào)節(jié)。
【專利說明】
一種新型彈性力矩加載裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)模擬加載系統(tǒng)的加載
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有在發(fā)動(dòng)機(jī)制造中，常常需要對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)在工況下所受到的力，例如，彈性力、摩擦力等，進(jìn)行試驗(yàn)測試。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，通過設(shè)置于承載對(duì)象水平方向一側(cè)的加載彈簧對(duì)被測對(duì)象進(jìn)行彈性力加載。通過改變加載側(cè)與承載側(cè)的隨動(dòng)特性，使彈簧長度發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)變化的彈性力加載。然而，使用彈簧加載時(shí)，一方面當(dāng)加載力較小時(shí)，會(huì)受到彈簧重力的影響，從而造成加載不準(zhǔn)確，另一方面當(dāng)需要改變加載范圍時(shí)需要更換不同剛度的彈簧，每次更換都要進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)定，十分麻煩。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，摩擦力矩加載主要采用摩擦片的形式，在承載對(duì)象被加載處添加摩擦片并施加一定的壓力，從而在承載對(duì)象運(yùn)動(dòng)的時(shí)候產(chǎn)生摩擦力。通過更換摩擦片實(shí)現(xiàn)不同摩擦力矩加載。然而采用這種形式時(shí)，一般不能進(jìn)行連續(xù)的摩擦力矩加載，標(biāo)定也相對(duì)較困難，同時(shí)，針對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行周向摩擦力矩加載的時(shí)候，由于加載面為曲面，摩擦片的安裝會(huì)很困難，而且要保證周向的摩擦力均勻，那么施加的壓力也要均勻，這些要求在這種加載形式下很難做到。
[0005]因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)測試中，如何快速有效的對(duì)被測對(duì)象進(jìn)行彈性力加載和摩擦力矩加載成為目前需要解決的技術(shù)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為解決如何快速有效的對(duì)被測對(duì)象進(jìn)行彈性力加載的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種新型彈性力矩加載裝置。
[0007]—種新型彈性力矩加載裝置，其中，其包括:一彈簧鋼板;一聯(lián)接件，所述聯(lián)接件用于將該彈簧鋼板的一端徑向相對(duì)固定于一被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸上；以及一支座;所述支座包括兩個(gè)相對(duì)設(shè)置且高度可調(diào)的固定卡具，用于將該彈簧鋼板另一端夾持固定。
[0008]如上所述的新型彈性力矩加載裝置，其中，所述聯(lián)接件具有一非圓形開孔。
[0009]如上所述的新型彈性力矩加載裝置，其中，所述聯(lián)接件具有一截面為圓形的開孔；所述開孔的內(nèi)表面具有一沿軸向延伸的鍵槽。
[0010]如上所述的新型彈性力矩加載裝置，其中，所述彈簧鋼板為寬度和厚度均勻的長條形;所述聯(lián)接件為一截面為圓環(huán)形的中空?qǐng)A柱體;所述中空?qǐng)A柱體的內(nèi)表面具有該鍵槽。
[0011]如上所述的新型彈性力矩加載裝置，其中，所述彈簧鋼板與所述聯(lián)接件為一體結(jié)構(gòu)。
[0012]如上所述的新型彈性力矩加載裝置，其中，所述彈簧鋼板與所述聯(lián)接件可拆卸式固定連接。
[0013]如上所述的新型彈性力矩加載裝置，其中，所述支座還包括一座體;所述座體具有兩個(gè)平行間隔設(shè)置的凹槽;所述固定卡具分別卡設(shè)于凹槽內(nèi)，且可以沿著凹槽在一個(gè)自由度上連續(xù)移動(dòng)，從而能使所述彈簧鋼板產(chǎn)生的彈性力矩連續(xù)可調(diào)。
[0014]如上所述的新型彈性力矩加載裝置，其中，所述凹槽為截面為T形狀的T型槽;所述固定卡具為H型，從而使該兩個(gè)固定卡具分別卡設(shè)于T型槽內(nèi)。
[0015]如上所述的新型彈性力矩加載裝置，其中，所述支座還包括一高度調(diào)節(jié)裝置;該固定卡具設(shè)置于該高度調(diào)節(jié)裝置上。
[0016]如上所述的新型彈性力矩加載裝置，其中，所述兩個(gè)固定卡具具有兩個(gè)相對(duì)且平行于該彈簧鋼板的夾持平面。
[0017]所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)受到的彈性扭矩的大小可以通過調(diào)整所述固定卡具和所述傳動(dòng)軸之間的距離來決定，通過彈簧鋼板的跨度h的連續(xù)變化來實(shí)現(xiàn)彈性力矩的連續(xù)調(diào)
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[0018]本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本實(shí)用新型而了解。本實(shí)用新型的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
[0019]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0020]附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0021]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的發(fā)動(dòng)機(jī)模擬加載系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的發(fā)動(dòng)機(jī)模擬加載系統(tǒng)的加載平臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)分解圖。
[0023]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的發(fā)動(dòng)機(jī)模擬加載系統(tǒng)的加載平臺(tái)的彈性力矩加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的發(fā)動(dòng)機(jī)模擬加載系統(tǒng)的彈性力矩加載裝置的聯(lián)接件與被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸配合的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的發(fā)動(dòng)機(jī)模擬加載系統(tǒng)的加載平臺(tái)的彈性力矩加載裝置的工作原理示意圖。
[0026]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的發(fā)動(dòng)機(jī)模擬加載系統(tǒng)的加載平臺(tái)的摩擦力矩加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。為了便于理解，本實(shí)用新型結(jié)合整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)模擬加載系統(tǒng)對(duì)該新型彈性力矩加載裝置進(jìn)行說明。
[0028]請(qǐng)參見圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的發(fā)動(dòng)機(jī)模擬加載系統(tǒng)10包括:一加載平臺(tái)12、一油源14、一控制柜16以及計(jì)算機(jī)18。所述控制柜16內(nèi)設(shè)置有測控系統(tǒng);所述測控系統(tǒng)包括油源控制器、加載控制器、傳感器調(diào)理模塊、并行通訊模塊以及上下位計(jì)算機(jī)。所述計(jì)算機(jī)18用于控制整個(gè)系統(tǒng)的工作和對(duì)測試結(jié)果進(jìn)行分析。
[0029]請(qǐng)進(jìn)一步參見圖2，所述加載平臺(tái)12包括:兩個(gè)間隔設(shè)置的軸承支座120、一彈性力矩加載裝置121、一摩擦力矩加載裝置122、一被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123、一液壓馬達(dá)124以及一扭矩傳感器125。所述軸承支座120具有一開孔，且兩個(gè)軸承支座120的開孔同軸設(shè)置。所述加載平臺(tái)12使用時(shí)，所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123的傳動(dòng)軸126兩端分別穿過所述兩個(gè)軸承支座120的開孔，從而使該被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123懸空設(shè)置。所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123的傳動(dòng)軸126—端通過所述扭矩傳感器125與所述液壓馬達(dá)124固定連接，另一端與所述彈性力矩加載裝置121或摩擦力矩加載裝置122連接。所述液壓馬達(dá)124用于旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一扭矩。所述扭矩傳感器125將所述液壓馬達(dá)124產(chǎn)生的扭矩傳遞給被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123。所述彈性力矩加載裝置121和摩擦力矩加載裝置122獨(dú)立設(shè)置，用于對(duì)所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123進(jìn)行彈性力或摩擦力的模擬加載。
[0030]請(qǐng)進(jìn)一步參見圖3-4，所述彈性力矩加載裝置121包括一彈簧鋼板1210、一聯(lián)接件1212、以及一支座1213。所述聯(lián)接件1212用于將該彈簧鋼板1210的一端固定于所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123的傳動(dòng)軸126上。所述聯(lián)接件1212的結(jié)構(gòu)形狀不限，可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)，只要確保所述聯(lián)接件1212相對(duì)于所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123的傳動(dòng)軸126徑向固定即可。例如，所述聯(lián)接件1212具有三角形或方形等非圓形開孔，所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123的傳動(dòng)軸126具有一與該非圓形開孔相配合的用于插入該非圓形開孔內(nèi)的端部。優(yōu)選地，所述聯(lián)接件1212和所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123的傳動(dòng)軸126之間鍵連接，使得在傳動(dòng)過程中面貼合，使用壽命長，可靠性高。
[0031]所述彈簧鋼板1210與所述聯(lián)接件1212可以為一體結(jié)構(gòu)或分體結(jié)構(gòu)。所述支座1213包括兩個(gè)相對(duì)設(shè)置且高度可調(diào)的固定卡具1215，用于固定該彈簧鋼板1210另一端。所述兩個(gè)固定卡具1215具有兩個(gè)相對(duì)且平行于該彈簧鋼板1210的夾持平面，用于將該彈簧鋼板1210另一端夾持固定。所述支座1213用于固定該彈簧鋼板1210的另一端，使所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123的傳動(dòng)軸126旋轉(zhuǎn)過程中，所述彈簧鋼板1210位于該傳動(dòng)軸126和該固定卡具1215之間的部分可以發(fā)生彎曲，從而給所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123施加一彈性力矩。所述固定卡具1215調(diào)節(jié)高度的方式不限，例如可以將該固定卡具1215設(shè)置于一高度調(diào)節(jié)裝置上。通過調(diào)節(jié)該固定卡具1215相對(duì)于所述彈簧鋼板1210另一端的高度，可以調(diào)節(jié)所述彈簧鋼板1210位于該傳動(dòng)軸126和該固定卡具1215之間的部分的跨度h。
[0032]本實(shí)施例中，所述彈簧鋼板1210與所述聯(lián)接件1212為一體結(jié)構(gòu)。所述彈簧鋼板1210為寬度和厚度均勻的長條形。所述聯(lián)接件1212為一截面為圓環(huán)形的中空?qǐng)A柱體，且中空?qǐng)A柱體高度等于所述彈簧鋼板1210為寬度。所述中空?qǐng)A柱體的內(nèi)表面具有一沿軸向延伸的鍵槽1217。所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123的傳動(dòng)軸126為圓柱形，且外表面具有一沿軸向延伸的且與該鍵槽1217配合的凸起1262。所述支座1213還包括一座體1214。所述座體1214具有兩個(gè)平行間隔設(shè)置且截面為T形狀的T型槽1216。所述固定卡具1215為H型，從而使該兩個(gè)固定卡具1215分別卡設(shè)于T型槽1216內(nèi)。所述固定卡具1215可以沿著T型槽1216在一個(gè)自由度上連續(xù)移動(dòng)，從而能使所述彈簧鋼板1210產(chǎn)生的彈性力矩連續(xù)可調(diào)。
[0033]請(qǐng)參見圖5，當(dāng)所述彈性力矩加載裝置121使用時(shí)，所述彈簧鋼板1210通過所述聯(lián)接件1212鍵聯(lián)接與所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123的的傳動(dòng)軸126實(shí)現(xiàn)徑向的相對(duì)固定，所述彈簧鋼板1210的一部分豎直設(shè)置于所述傳動(dòng)軸126和該固定卡具1215之間。所述液壓馬達(dá)124旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一扭矩，并通過所述扭矩傳感器125將該扭矩傳遞給所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123。所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123在扭矩作用下也產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，從而使所述彈簧鋼板121產(chǎn)生彈性形變也產(chǎn)生一扭矩。當(dāng)所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123兩端輸出的扭矩到達(dá)平衡的時(shí)候，通過所述扭矩傳感器125就可以測出所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123所受到的扭矩。當(dāng)所述彈性力矩加載裝置121不使用時(shí)，將彈簧鋼板1210和所述聯(lián)接件1212從所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123上取下，此時(shí)可進(jìn)行其它力矩的加載。
[0034]本實(shí)用新型的彈性力矩加載裝置121使用時(shí)，一方面所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123受到的彈性扭矩的大小可以通過調(diào)整所述固定卡具1215和所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123的傳動(dòng)軸126之間的距離來決定，S卩，通過彈簧鋼板1210的跨度h的連續(xù)變化來實(shí)現(xiàn)彈性力矩的連續(xù)調(diào)節(jié)。另一方面，由于所述彈簧鋼板1210彎曲時(shí)產(chǎn)生的彈性力的理論值容易計(jì)算，可以通過彈簧鋼板1210的厚度、寬度、跨度以及擺動(dòng)角度等參數(shù)來進(jìn)行計(jì)算，因此，所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123受到的彈性力矩易于標(biāo)定。
[0035]請(qǐng)參見圖6，所述摩擦力矩加載裝置122包括一支撐體1220、多個(gè)設(shè)置于該支撐體1220上的液壓缸1222以及多個(gè)設(shè)置于該液壓缸1222上的軸瓦式摩擦片1224。所述支撐體1220的形狀和結(jié)構(gòu)不限，用于固定多個(gè)液壓缸1222，從而使該多個(gè)液壓缸1222均布于所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123的傳動(dòng)軸126的徑向。所述多個(gè)液壓缸1222的一端與所述支撐體1220連接，另一端與所述軸瓦式摩擦片1224連接。所述多個(gè)液壓缸1222與多個(gè)軸瓦式摩擦片1224—一對(duì)應(yīng)，其數(shù)目為3個(gè)至8個(gè)?？梢岳斫?，數(shù)目越多，施加的摩擦力矩越均勻，但是結(jié)構(gòu)越復(fù)雜且成本越高。所述多個(gè)液壓缸1222與多個(gè)軸瓦式摩擦片1224均勻分布于所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123的傳動(dòng)軸126的徑向一周。即，相鄰兩個(gè)液壓缸1222之間的夾角為360/N度，每個(gè)軸瓦式摩擦片1224的弧度也是360/N度。所述多個(gè)液壓缸1222的油路是并聯(lián)的，可以事先標(biāo)定出液壓力與摩擦力矩間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0036]本實(shí)施例中，所述支撐體1220為圓環(huán)形。四個(gè)液壓缸1222分別設(shè)置于所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123的傳動(dòng)軸126徑向相互垂直的四個(gè)方向。每個(gè)液壓缸1222的一端與所述支撐體1220的內(nèi)表面連接，另一端與一弧度為90度的軸瓦式摩擦片1224的外側(cè)連接。四個(gè)軸瓦式摩擦片1224可以在所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123的傳動(dòng)軸126的圓周外側(cè)圍成一圓環(huán)并與所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123的傳動(dòng)軸126的外表面接觸。
[0037]所述摩擦力矩加載裝置122工作時(shí)，通過均布于所被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123的傳動(dòng)軸126的四個(gè)液壓缸1222施加正壓力，使四個(gè)軸瓦式摩擦片1224抱住所述傳動(dòng)軸126，進(jìn)行摩擦力矩的加載。所述液壓馬達(dá)124旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一扭矩，并通過所述扭矩傳感器125將該扭矩傳遞給所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123。所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123在扭矩作用下也產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。所述軸瓦式摩擦片1224對(duì)所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123的傳動(dòng)軸126施加摩擦力矩。于是在某一狀態(tài)下，所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123兩端分別受到兩個(gè)大小相等，方向相反的扭矩。因此，通過所述扭矩傳感器125可以讀出所述軸瓦式摩擦片1224對(duì)所述被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)123施加的摩擦力矩。當(dāng)此四個(gè)液壓缸1222處于空載狀態(tài)時(shí)，即可去除摩擦力矩，此時(shí)可進(jìn)行其它力矩的加載。
[0038]本實(shí)用新型的基于電液伺服系統(tǒng)的新型摩擦力矩加載技術(shù)通過改變液壓缸1222產(chǎn)生不同的正向壓力，即可實(shí)現(xiàn)摩擦力矩的連續(xù)調(diào)節(jié)。另一方面通過扭矩傳感器125可讀出加載力矩的具體數(shù)值，建立液壓缸1222輸出力與摩擦力矩的關(guān)系值表，容易進(jìn)行標(biāo)定。
[0039]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型彈性力矩加載裝置，其特征在于，其包括:一彈簧鋼板;一聯(lián)接件，所述聯(lián)接件用于將該彈簧鋼板的一端徑向相對(duì)固定于一被測鉸鏈伺服機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸上；以及一支座;所述支座包括兩個(gè)相對(duì)設(shè)置且高度可調(diào)的固定卡具，用于將該彈簧鋼板另一端夾持固定。2.如權(quán)利要求1所述的新型彈性力矩加載裝置，其特征在于，所述聯(lián)接件具有一非圓形開孔。3.如權(quán)利要求1所述的新型彈性力矩加載裝置，其特征在于，所述聯(lián)接件具有一截面為圓形的開孔;所述開孔的內(nèi)表面具有一沿軸向延伸的鍵槽。4.如權(quán)利要求3所述的新型彈性力矩加載裝置，其特征在于，所述彈簧鋼板為寬度和厚度均勻的長條形;所述聯(lián)接件為一截面為圓環(huán)形的中空?qǐng)A柱體;所述中空?qǐng)A柱體的內(nèi)表面具有該鍵槽。5.如權(quán)利要求1所述的新型彈性力矩加載裝置，其特征在于，所述彈簧鋼板與所述聯(lián)接件為一體結(jié)構(gòu)。6.如權(quán)利要求1所述的新型彈性力矩加載裝置，其特征在于，所述彈簧鋼板與所述聯(lián)接件可拆卸式固定連接。7.如權(quán)利要求1所述的新型彈性力矩加載裝置，其特征在于，所述支座還包括一座體；所述座體具有兩個(gè)平行間隔設(shè)置的凹槽;所述固定卡具分別卡設(shè)于凹槽內(nèi)，且可以沿著凹槽在一個(gè)自由度上連續(xù)移動(dòng)，從而能使所述彈簧鋼板產(chǎn)生的彈性力矩連續(xù)可調(diào)。8.如權(quán)利要求7所述的新型彈性力矩加載裝置，其特征在于，所述凹槽為截面為T形狀的T型槽;所述固定卡具為H型，從而使該兩個(gè)固定卡具分別卡設(shè)于T型槽內(nèi)。9.如權(quán)利要求1所述的新型彈性力矩加載裝置，其特征在于，所述支座還包括一高度調(diào)節(jié)裝置;該固定卡具設(shè)置于該高度調(diào)節(jié)裝置上。10.如權(quán)利要求1所述的新型彈性力矩加載裝置，其特征在于，所述兩個(gè)固定卡具具有兩個(gè)相對(duì)且平行于該彈簧鋼板的夾持平面。
【文檔編號(hào)】G01M15/02GK205607648SQ201620428741
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】陳寒嘯, 虞毅, 喻統(tǒng)武, 沈東凱
【申請(qǐng)人】北京航空航天大學(xué), 上海航天控制技術(shù)研究所