一种用于测试脉动电机带载能力的装置的制作方法

本实用新型涉及脉动电机测试领域，具体是一种用于测试脉动电机带载能力的装置。

背景技术：

鱼雷爆发器用于鱼雷命中目标时引爆主装药，以毁伤目标，完成鱼雷的战斗使命，是鱼雷的有效载荷之一。目前，我国现役及在研的各型鱼雷爆发器均采隔爆式保险。即鱼雷在运输、准备、装载、实航初始段等环节处于“安全”状态，此时点火电爆管未接入点火电路，点火电爆管与导爆管位置错位，处于“隔爆”位置，无法引爆；当鱼雷在实航末段捕获到目标时，脉动电机带动雷管座、滑环开关等部件转动90°，此时点火电爆管接入点火电路，点火电爆管与导爆管位置对正，处于“传爆”位置，此时鱼雷爆发器进入“待发”状态，当鱼雷撞击目标时将引爆主装药、毁伤目标。

脉动电机是一种多功能的机电式步进组件，是鱼雷爆发器进入“待发”状态的执行机构。脉动电机由定子和转子组成，采用特殊的电磁机械设计和精密制造工艺使转子的轴向位移转变为旋转运动，产生大的转动力矩，以驱动鱼雷爆发器中的雷管座、滑环开关等部件转动90°，使鱼雷爆发器待发。脉动电机已实现了系列化、通用化。脉动电机体积小、结构紧凑、安装方便、可靠性要求高，技术参数包含了工作电压、供电时间、带载能力、线圈电阻、绝缘电阻等技术要求。

带载能力是指在规定的直流电压及规定的供电时间条件下，脉动电机输出的转动力矩。带载能力是脉动电机的一项重要技术指标，可靠性要求高。目前，国内普遍采用将被测脉动电机安装到鱼雷爆发器产品中，并装上雷管座、滑环开关等负载，再对脉动电机施加规定时间、规定工作电压的的直流电源，观察鱼雷爆发器能否转动到待发状态，考虑到鱼雷爆发器产品的差异性，一般每只脉动电机需在三台不同的鱼雷爆发器产品上进行试验，三次均顺利转动到待发状态时，表明该只脉动电机带载能力满足使用要求。该测试方法主要存在以下问题：

1)对带载能力的测试无量化指标，不同脉动电机带载能力的大小无法进行对比；

2)脉动电机的带载能力在三台不同的鱼雷爆发器产品上试验合格，不能表明能在所有鱼雷爆发器产品上试验合格，即衡量标准不确定；

3)脉动电机的供电时间由爆发器中的滑环开关控制，即脉动电机转至90°时自动断电，供电时间无具体数据，无法考核供电时间是否满足要求。

伴随着我国水中兵器行业的迅猛发展，脉动电机的产量逐年增大，但是，目前采用的脉动电机带载能力测试方法效率低下，难以满足水中兵器行业的发展需求。脉动电机带载能力的测试方法成为了脉动电机研制生产中的一个瓶颈。

如何改进脉动电机带载能力的测试方法，使脉动电机带载能力的检测精确化、操作简单化就成为了脉动电机领域是否可持续发展的关键因素。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提出了一种用于测试脉动电机带载能力的装置，可以解决现有脉动电机测试中存在的带载能力无量化指标、衡量标准不确定以及供电时间无量化的问题。

本实用新型的技术方案为：

所述一种用于测试脉动电机带载能力的装置，其特征在于：包括测试工装和脉动电机驱动电路；

所述测试工装包括工装本体(3)、标准负载(4)、定位安装螺钉(2)、锁定螺钉(5)和刻度盘(7)；

工装本体(3)上端面开有被测脉动电机(1)的安装孔和定位安装螺钉(2)的安装孔，并安装有刻度盘(7)；被测脉动电机(1)通过定位安装螺钉(2)固定安装在工装本体(3)上端面，刻度盘(7)布置在被测脉动电机(1)一侧，并能够指示被测脉动电机(1)的转动角度；

工装本体(3)下部固定安装有标准负载(4)，标准负载(4)顶部与被测脉动电机(1)的伸出轴连接，被测脉动电机(1)能够带动标准负载(4)转动；标准负载(4)底部周向开有锁定槽(16)和销槽(17)；锁定槽(16)和销槽(17)在标准负载(4)底部周向相隔90°；

工装本体(3)下部侧壁上开有用于安装锁定螺钉(5)的螺纹通孔，且螺纹通孔位置与标准负载(4)底部位置对应，并与标准负载(4)底部连通；锁定螺钉(5)固定在螺纹通孔内，锁定螺钉(5)内部安装有轴向的弹性销(8)，弹性销(8)的销头(12)能够伸入标准负载(4)底部，并与标准负载(4)底部的锁定槽(16)和销槽(17)配合：当销头(12)与销槽(17)配合时，标准负载(4)只能沿锁定槽(16)指向销槽(17)的方向转动，在标准负载(4)转动90°后，销头(12)与锁定槽(16)配合锁定；

所述脉动电机驱动电路能够驱动被测脉动电机转动。

进一步的优选方案，所述一种用于测试脉动电机带载能力的装置，其特征在于：所述脉动电机驱动电路包括电源电路、电压调节电路、储能电路、电压显示电路、可调脉冲发生电路、脉冲整形电路、脉宽显示电路、耦合电路、开关电路、灭弧电路；

电源电路将交流市电转换为脉动电机驱动电路工作所需的直流电源；电压调节电路能够调节储能电路中电容两端电压，并由电压显示电路进行显示；可调脉冲发生电路能够产生脉宽可调的脉冲信号，并通过脉冲整形电路对脉宽可调的脉冲信号进行整形；整形后的脉冲信号一路送至脉宽显示电路进行显示，另一路通过耦合电路进行隔离、耦合后送入开关电路；开关电路根据整形后的脉冲信号进行开关，当开关电路处于导通状态时，储能电路能够给向被测脉动电机放电，驱动被测脉动电机转动；灭弧电路对被测脉动电机转动后产生的感应电压进行泄放。

进一步的优选方案，所述一种用于测试脉动电机带载能力的装置，其特征在于：电源电路将交流市电转换为脉动电机驱动电路工作所需的直流电源+12v和+90v，+12v电源为可调脉冲发生电路、脉冲整形电路供电，+90v电源为电压调节电路、储能电路供电。

进一步的优选方案，所述一种用于测试脉动电机带载能力的装置，其特征在于：所述脉动电机驱动电路中还通过数字电压表显示脉动电机的工作电压，通过毫秒表显示脉宽，为驱动脉动电机转动时工作电压的工作时间。

进一步的优选方案，所述一种用于测试脉动电机带载能力的装置，其特征在于：工装本体(3)下部侧壁的螺纹通孔内端面设有限位台阶，与锁定螺钉(5)端面配合限位；锁定螺钉(5)中心开有轴向台阶通孔，在轴向台阶通孔内沿轴向依次安装有弹性销(8)和顶丝(9)；所述弹性销(8)中心开有轴向台阶通孔，在弹性销(8)的轴向台阶通孔内沿轴向依次安装有销头(12)、弹簧(13)、螺钉(14)和销套(15)。

进一步的优选方案，所述一种用于测试脉动电机带载能力的装置，其特征在于：弹性销(8)的销头(12)伸入标准负载(4)底部锁定槽(16)和销槽(17)的长度为

进一步的优选方案，所述一种用于测试脉动电机带载能力的装置，其特征在于：所述标准负载(4)中心开孔，孔内装有横向销，与被测脉动电机伸出轴的开口槽配合，实现力矩的传递。

进一步的优选方案，所述一种用于测试脉动电机带载能力的装置，其特征在于：所述标准负载(4)为系列标准负载，负载力矩依次分别为0.01n·m、0.02n·m、0.03n·m、0.04n·m、0.05n·m、0.06n·m、0.07n·m、0.08n·m、0.09n·m、0.10n·m、0.11n·m、0.12n·m。

进一步的优选方案，所述一种用于测试脉动电机带载能力的装置，其特征在于：刻度盘(7)为圆弧形、顶部印有角度值的零件，刻度盘(7)的圆弧面与被测脉动电机圆周吻合，高度与被测脉动电机一致；被测脉动电机安装到工装主体上后，被测脉动电机顶部标线指向刻度盘0°位置，当被测脉动电机转动90°时，顶部标线指向刻度盘90°位置。

有益效果

本实用新型用于测试脉动电机带载能力的装置，采用含有标准系列负载的专用测试工装，解决了带载能力测试时带载能力无量化、衡量标准不确定的问题；采用含有时间可调功能的脉动电机专用驱动电路，解决了脉动电机工作时间无量化的问题，使脉动电机的带载能力有了可比性。同时，本实用新型简化了脉动电机带载能力的测试过程，提高了测试效率。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1：是脉动电机带载能力测试工装的结构图；

图2：是图1的俯视图；

图3：是锁定螺钉的结构图；

图4：是定位安装螺钉的结构图；

图5：是弹性销的结构图；

图6：是标准负载的结构图

图7：是图6的俯视图；

图8：是脉动电机驱动电路原理图；

图9：是驱动电路的电源原理图；

1-被测脉动电机，2-定位安装螺钉，3-工装本体，4-标准负载，5-锁定螺钉，6-固定环，7-刻度盘，8-弹性销，9-顶丝，10-锁定螺套，11-定位安装螺钉的定位面，12-销头，13-弹簧，14-螺钉，15-销套，16-标准负载的锁定槽，17-标准负载的销槽；

ac-dc1-直流电源，c6-储能电容，c7-储能电容，d1-或非门，d2-时基电路，g1-光耦，k1-电源开关，k3-按钮，md-被测脉动电机，ps1-数字电压表，ps2-毫秒表，rp1-电位计，rp2-电位计，v3-场效应管，xj1-接线柱，xj2-接线柱。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实施例中的用于测试脉动电机带载能力的装置包括测试工装和脉动电机驱动电路。

如图1所示，所述测试工装包括工装本体3、标准负载4、定位安装螺钉2、锁定螺钉5和刻度盘7。

工装本体3的上端面设有被测脉动电机1的安装孔、两只定位安装螺钉2的安装孔，安装孔位精度0.01mm，并装有刻度盘7。被测脉动电机1通过定位安装螺钉2固定安装在工装本体3上端面。所述定位安装螺钉2的紧固面前部带有定位面11，定位面11与被测脉动电机安装孔配合精度0.005mm，用于限制被测脉动电机在工装本体3上安装时的位置浮动，保证被测脉动电机安装精度。

刻度盘7布置在被测脉动电机1一侧，并能够指示被测脉动电机1的转动角度。如图2所示，所述的刻度盘7为圆弧形、顶部印有角度值的零件，刻度盘7的圆弧面与被测脉动电机圆周吻合，高度与被测脉动电机一致。被测脉动电机安装到测试工装后，其顶部标线指向刻度盘0°位置，当被测脉动电机转动90°时，其顶部标线指向刻度盘90°位置。

工装本体3的下端面内装有标准负载4(可根据不同型号产品的要求，换装相应力矩的负载)，标准负载4下面装有固定环，防止标准负载4脱落。标准负载4中心开孔，孔内横向装有销，与被测脉动电机伸出轴的开口槽配合，实现力矩的传递。标准负载4底部周向开有锁定槽16和销槽17；锁定槽16和销槽17在标准负载4底部周向相隔90°。

所述标准负载4为系列标准负载，负载力矩依次分别为0.01n·m、0.02n·m、0.03n·m、0.04n·m、0.05n·m、0.06n·m、0.07n·m、0.08n·m、0.09n·m、0.10n·m、0.11n·m、0.12n·m。可通过调整标准负载4内部凹坑深度来实现不同的力矩值。

工装本体3下部侧壁上开有用于安装锁定螺钉5的螺纹通孔，且螺纹通孔位置与标准负载4底部位置对应，并与标准负载4底部连通。工装本体3下部侧壁的螺纹通孔内端面设有限位台阶，与锁定螺钉5端面配合限位；锁定螺钉5固定在螺纹通孔内，锁定螺钉5内部安装有轴向的弹性销8，弹性销8的销头12能够伸入标准负载4底部，并与标准负载4底部的锁定槽16和销槽17配合：当销头12与销槽17配合时，标准负载4只能沿锁定槽16指向销槽17的方向转动，在标准负载4转动90°后，销头12与锁定槽16配合锁定。弹性销8的销头12伸入标准负载4底部锁定槽16和销槽17的长度为

如图3所示，锁定螺钉5中心开有轴向台阶通孔，在轴向台阶通孔内沿轴向依次安装有弹性销8和顶丝9，顶丝9用于防止弹性销8的松动。如图5所示，所述弹性销8中心开有轴向台阶通孔，在弹性销8的轴向台阶通孔内沿轴向依次安装有销头12、弹簧13、螺钉14和销套15，销头12可压入锁定螺钉5内，而不受外力时销头12弹出锁定螺钉5的前端面。

所述脉动电机驱动电路能够驱动被测脉动电机转动，所述脉动电机驱动电路包括电源电路、电压调节电路、储能电路、电压显示电路、可调脉冲发生电路、脉冲整形电路、脉宽显示电路、耦合电路、开关电路、灭弧电路。

电源电路将交流220v市电转换为脉动电机驱动电路工作所需的直流电源+12v和+90v，+12v电源为可调脉冲发生电路、脉冲整形电路供电，+90v电源为电压调节电路、储能电路供电；电压调节电路的电位计rp1可以调节储能电路的电容c6、c7两端的电压，并由电压显示电路的数字电压表ps1进行显示；可调脉冲发生电路中的时基电路d2在电位计rp2的调节下产生脉宽可调的脉冲信号，脉冲整形电路中的或非门d1对脉宽可调的脉冲信号进行整形，一路送至脉宽显示电路的毫秒表ps2进行显示，一路送至耦合电路的光耦g1进行隔离、耦合，开关电路的场效应管v3接收到光耦g1耦合的脉冲信号后处于导通状态，储能电路的电容c6、c7通过场效应管v3向脉动电机放电，驱动脉动电机转动；灭弧电路对脉动电机转动后产生的感应电压进行泄放。数字电压表ps1显示脉动电机的工作电压；毫秒表ps2显示脉宽，即驱动脉动电机转动时工作电压的工作时间。

如图8和图9所示，所述的电源电路用于产生+12v、+90v两路直流电源，+12v电源为可调脉冲发生电路、脉冲整形电路供电，+90v电源为电压调节电路、储能电路供电。所述的可调脉冲发生电路用于产生一定脉宽的脉冲信号。该电路由时基电路d2、电位计rp1，按钮k3等组成，时基电路d2采用j555。所述的脉冲整形电路用于将可调脉冲发生电路产生的一定脉宽的脉冲信号进行规整、功率放大，输出一定脉宽的方波信号。该电路由或非门d1组成，非门d1采用四2或非门cc4001。所述的脉宽显示电路用于将经过脉冲整形电路规整过的方波信号的脉宽进行测量、显示。该电路由毫秒表ps2组成，毫秒表ps2采用xl2002s。所述的耦合电路用于将经过脉冲整形电路规整过的方波信号的隔离输送到开关电路，使开关电路导通。该电路由光耦g1组成，光耦g1采用go103。所述的电压调节电路用于调节储能电路的直流电压。该电路由电位计rp1、电阻r10组成。所述的储能电路用于提供驱动脉动电机转动时所需的瞬间较大能耗。该电路由电容器c6、电容器c7组成。所述的电压显示电路用于测量、显示储能电路的电压(即脉动电机工作电压)，该电路由数字电压表ps1组成，数字电压表ps1采用mb3103。所述的开关电路用于在接收到耦合电路输出的方波时，将脉动电机接入储能电路。该电路由场效应管v3组成，场效应管v3采用irf540。所述的灭弧电路用于对脉动电机转动后产生的感应电压进行泄放。该电路由电容器c9、二极管c2组成。

下面给出具体的测试过程：

根据被测脉动电机1的型号，选取某一规格标准负载4，并按图1所示位置装至带载能力测试工装内，并旋紧固定环6，将锁定螺钉5拧紧到底。

打开脉动电机驱动电路的电源开关k1，反复调节电位计rp2、按下按钮k3、观察毫秒表ps2，直到毫秒表ps2显示的时间符合该型脉动电机的工作时间；调节电位计rp1、观察数字电压表ps1，直到数字电压表ps1显示的电压符合该型脉动电机的工作电压。

将被测脉动电机1装至带载能力测试工装，被测脉动电机1的伸出轴插入工装本体3内部，被测脉动电机1的伸出轴前端开口槽卡入标准负载4中心的横销上，被测脉动电机1的安装面与工装本体3上端面贴合，用两只定位安装螺钉2将被测脉动电机1固定到工装本体3上，定位安装螺钉2的定位面11与被测脉动电机1的安装孔紧密贴合。

将被测脉动电机1的两根引出导线分别接到脉动电机驱动电路的接线柱xj1、接线柱xj2上，按下按钮k3，观察毫秒表ps2、数字电压表ps1、以及被测脉动电机1顶部标线指向刻度盘7的位置。当被测脉动电机1顶部标线指向刻度盘7的90°位置时，表明被测脉动电机1在数字电压表ps1显示的工作电压、毫秒表ps2显示的工作时间条件下，其带载能力达到该规格标准负载标称的力矩。

退出锁定螺钉5，被测脉动电机1在返回力矩作用下带负载返回0°位置。重新将锁定螺钉5拧紧到底，按下按钮k3，可再次进行带载能力试验，以考核其带载可靠性。

测试过程中，当工作电压不合适时，可调节电位计rp2；当工作时间不合适时，可调节电位计rp1；当首次选取标准负载4的规格不合适时，可更换标准负载4的规格，重新试验。

测试完毕，关闭脉动电机驱动电路的电源开关，拆下被测脉动电机1。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。