加速度场中集中力加载试验系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种航天试验系统，尤其涉及一种加速度场中集中力加载试验系统。
【背景技术】
[0002]—种加速度场中的集中力加载试验系统，集中力的加载方向可以是水平方向与加速度方向成任意角度，离心力与集中力可按要求协调加载或独立加载。加速度场中的集中力加载技术是在加速度试验中探索一种新的加载方式，目前的加速度试验中不具备实现集中力加载的能力。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种可以在用于航天试验的离心机上实现离心力-集中力协调加载或离心力与集中力独立加载的加速度场中集中力加载试验系统。
[0004]本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
[0005]—种加速度场中集中力加载试验系统，包括离心机和集中力加载装置，所述集中力加载装置固定安装在所述离心机的安装平台上，所述集中力加载装置包括力矩电机、轴承座、电动缸和加载头，所述力矩电机固定安装在所述轴承座上，所述轴承座和所述电动缸均与所述安装平台固定连接，所述力矩电机的转矩输出轴与所述电动缸的转矩输入轴连接，所述电动缸的输出轴与所述加载头连接。
[0006]进一步，所述试验系统还包括协调加载控制系统，所述协调加载控制系统包括上位机控制系统和下位机控制系统，所述上位机控制系统设置在地面上，所述下位机控制系统设置在所述离心机和所述集中力加载装置上，所述上位机控制系统和所述下位机控制系统通过光电滑环实现数据通信；
[0007]所述上位机控制系统包括数据采集模块、数据显示模块、指令解析/发送模块和数据交互模块，所述数据采集模块、所述数据显示模块和所述指令解析/发送模块的内部信号端均与所述数据交互模块的内部信号端连接，所述数据采集模块和所述数据显示模块的外部信号端与外部实时监控模块连接，所述指令解析/发送模块的外部信号端与人机交互模块连接；
[0008]所述下位机控制系统包括编码器、力传感器、伺服控制器和驱动器，所述编码器的定子安装在所述力矩电机的外壳上，所述编码器的转子与所述力矩电机的转轴固定连接，所述力传感器安装在所述电动缸的输出轴与所述加载头之间，所述编码器的信号输出端与所述驱动器的信号输入端连接，所述驱动器的控制信号输出端分别与所述电机和所述电动缸的控制信号输入端连接，所述伺服控制器的内部信号输入端分别与所述驱动器的信号输出端和所述力传感器的信号输出端连接，所述伺服控制器的外部信号端通过光电滑环和以太网与所述数据交互模块的外部信号端连接。
[0009]具体地，所述集中力加载装置还包括传动轴和过渡接头，所述传动轴设置在所述力矩电机与所述电动缸之间，且其两端均通过平键与所述力矩电机的转矩输出轴和所述电动缸的转矩输入轴固定连接，所述传动轴通过轴承与所述轴承座可转动连接，所述过渡接头设置在所述力传感器和所述加载头之间，并通过螺纹与所述力传感器和所述加载头固定连接。
[0010]进一步，所述集中力加载装置还包括底座，所述电动缸通过螺钉与所述底座固定连接，所述底座通过螺钉与所述安装平台固定连接，所述轴承座通过螺钉与所述安装平台固定连接。
[0011]更进一步，所述集中力加载装置还包括第一法兰和第二法兰，所述第一法兰和所述第二法兰对所述轴承的外圈轴向定位，所述传动轴通过所述轴承轴向定位，所述第一法兰和所述第二法兰均通过螺钉与所述轴承座固定连接，所述电机的转矩输出轴、所述电动缸、所述第一法兰、所述第二法兰、所述轴承的中轴线均重合。
[0012]优选地，所述第一法兰和所述第二法兰均设置有防尘圈。
[0013]优选地，所述集中力加载装置的安装方向与水平方向和加速度方向成任意角度，并由加速度相对于试验件的方向确定。
[0014]本发明的有益效果在于:
[0015]本发明一种加速度场中集中力加载试验系统安装在离心机安装平台上，并随着离心机的转臂一起转动，离心机对试验系统提供一个可控的加速度场，再通过协调加载控制系统对集中力加载装置所施加的加载力和离心机所施加的加速度进行控制，实现对试验件进行离心力-集中力协调加载的试验。
【附图说明】
[0016]图1是本发明所述集中力加载装置的结构示意图；
[0017]图2是本发明所述协调加载控制系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明作进一步说明:
[0019]如图1所示，本发明一种加速度场中集中力加载试验系统，包括离心机和集中力加载装置，集中力加载装置固定安装在离心机的安装平台13上；
[0020]集中力加载装置包括力矩电机2、轴承座4、电动缸7、加载头11、传动轴6、底座8、过渡接头9、第一法兰3和第二法兰14，力矩电机2固定安装在轴承座4上，电动缸7通过螺钉与底座8固定连接，底座8通过螺钉与安装平台13固定连接，轴承座4通过螺钉与安装平台13固定连接，传动轴6设置在力矩电机2与电动缸7之间，且其两端均通过平键与力矩电机2的转矩输出轴和电动缸7的转矩输入轴固定连接，传动轴6通过轴承5与轴承座4可转动连接，过渡接头9设置在力传感器10和加载头11之间，并通过螺纹与力传感器10和加载头11固定连接。第一法兰3和第二法兰14对轴承5的外圈轴向定位，传动轴6通过轴承5轴向定位，第一法兰3和第二法兰14均通过螺钉与轴承座4固定连接，电机的转矩输出轴、电动缸7、第一法兰3、第二法兰14、轴承5的中轴线均重合，第一法兰3和第二法兰14均设置有防尘圈。
[0021]如图1和图2试验系统还包括协调加载控制系统，协调加载控制系统包括上位机控制系统和下位机控制系统，上位机控制系统设置在地面上，下位机控制系统设置在离心机和集中力加载装置上，上位机控制系统和下位机控制系统通过光电滑环实现数据通信；
[0022]上位机控制系统包括数据采集模块、数据显示模块、指令解析/发送模块和数据交互模块，数据采集模块、数据显示模块和指令解析/发送模块的内部信号端均与数据交互模块的内部信号端连接，数据采集模块和数据显示模块的外部信号端与外部实时监控模块连接，指令解析/发送模块的外部信号端与人机交互模块连接；
[0023]下位机控制系统包括编码器1、力传感器10、伺服控制器和驱动器，编码器1的定子安装在力矩电机2的