一种可自动调节的刚度模拟装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种可自动调节的刚度模拟装置。该模拟装置主要由滑杆、支撑板、双头丝杠、联轴器、减速器、直流电机组成。其原理为通过调节两滑杆与支撑板的接触位置，以调节支撑板实际承载及变形长度，进而改变装置的刚度。本发明的主要优点是：结构简单，可靠性高；可以通过具体参数设计，有目标的设计出一定刚度区间的模拟装置；本装置采用直流电机实现装置刚度的10自动调节，其与全电测试平台的集成性好；本发明方案可根据需要调节：依靠直流电机可以实现刚度模拟装置的自动调节，若需降低成本，则可以改为手轮加锁紧装置即可。
【专利说明】—种可自动调节的刚度模拟装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可自动调节的刚度模拟装置，属于一种测试试验用机械装置。
现有技术
[0002]对于飞行器作动器的测试一直是飞行控制领域较为关键的问题。测试或试验中，对于作动器真实工作环境的模拟，对测试结果的准确性及可参考性有着至关重要的作用。作动器的安装刚度对其工作表现有着不可忽略的影响，因此，在作动器测试中刚度模拟方案对实验结果有着较为重要的影响。
[0003]现有刚度模拟装置最具代表性的主要有两种。专利《可变刚度模拟器》中公开的液压腔式可调刚度模拟器，主要由双腔缸体、三联活塞、单腔缸体、受撞活塞等组成。通过对三个工作腔注入工作介质，并调节其压力，使得三个工作腔中工作介质的总刚度达到模拟值。该发明可靠性高，刚度模拟范围较宽，其不足之处是采用液压方式，需增加一系列的液压元件，增加了系统的复杂程度。专利《一种变刚度弹性支撑》提出的一种变刚度弹性支撑装置，主要包括金属底板、金属压板、金属盖板及上、下层橡胶板。由于橡胶的非线性特点，该装置刚度随载荷成非线性变化。其刚度变化主要依赖于橡胶的固有特性，不能根据需要进行人为调节。
【发明内容】
[0004]为了满足航空用作动系统性能测试中对于作动器安装刚度的模拟，以实现测试环境更加接近作动器真实工作环境的目的，发明了一种可自动调节的刚度模拟装置。本发明结构简单，可靠性高，其模拟刚度值可调节，适用于不同测试中的刚度模拟，节约测试成本。
[0005]本发明的技术方案是:一种可自动调节的刚度模拟装置，包括滑杆1、支撑板2、双头丝杠3、联轴器4、减速器5及直流电机6 ；
[0006]滑杆I共两个，为H型结构，在其端部，为上下两组共四个球头。在滑杆I的中部，加工有内螺纹，对于两个滑杆I其内螺纹旋向相反。
[0007]支撑板2共有上下两个，结构相同，是本发明的主要承力件及变形件，其作用为与被测作动器及测试平台连接，并因受力而产生一定的变形，是本发明中刚度模拟的主要零件。其结构如图3所示，支撑板2的板状结构上有两个滑槽，上下两个支撑板2的两个滑槽分别与滑杆I的上下两组球头配合，使得所述球头在相应的滑槽内滑动，作为支撑板2的受力支点，以调节其支撑位置；支撑板2的板状结构与滑槽对应的一面有凸台，凸台上加工螺纹孔，用以实现与被测作动器的连接。
[0008]双头丝杠3与两滑杆I分别形成滑动丝杠，其末端通过联轴器4与减速器5输出轴相连接。直流电机6转动，通过减速器5将运动传递给双头丝杠3，实现对两滑杆I相对位置的调节，以实现模拟刚度的调节。
[0009]本发明的有益效果是:结构简单，可靠性高，其模拟刚度值可调节，可以满足不同的测试要求，节约测试成本；其刚度调节采用直流电机、减速器和双头丝杠驱动，与全电化测试系统的集成更为方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明提出的刚度模拟装置示意图；
[0011]图2是滑杆结构示意图；
[0012]图3是支撑板结构示意图；
[0013]图4是轴承式滑杆结构示意图。
[0014]其中:1_滑杆；2_支撑板；3_双头丝杠；4_联轴器；5_减速器；6_直流电机；7-轴承式滑杆。
【具体实施方式】
[0015]图1为本发明的一种【具体实施方式】。
[0016]本实施例中的可自动调节的刚度模拟装置，主要包括滑杆1、支撑板2、双头丝杠
3、联轴器4、减速器5及直流电机6。
[0017]所述滑杆I为H型整体结构，共两个，其结构如图2所示。将其四个末端加工成半圆形球头形式。其中间加工出内螺纹孔，且对于两个滑杆1，其内螺纹旋向相反。
[0018]所述支撑板2是本发明的主要承力件及变形件，其结构如图3所示，共两个。承压板2上部为板状结构，并加工出两个滑槽，滑杆I的四个半圆形球头与之配合，在其内滑动；支撑板下部为凸台，加工螺纹孔，用以实现与系统的连接。其作用为与被测作动器及测试平台连接，并在外作用力下产生一定的变形，为本发明中刚度模拟的主要零件。
[0019]所述双头丝杠3，是在一根丝杠上加工出两段外螺纹，其旋向相反。两段丝杠分别与对应的滑杆I配合，形成滑动丝杠螺母副。当双头丝杠3转动时，两滑杆I运动方向相反。双头丝杠3末端为带有键槽的轴端，通过联轴器4与减速器5的输出轴相连。联轴器4应采用弹性联轴器，以补偿减速器5输出轴与双头丝杠3之间的相对位移。
[0020]工作时，当直流电机6经过减速器5驱动双头丝杠3转动时，两滑杆I或相互远离，或相互接近。当其位置在支撑板2最外端时，刚度模拟装置的刚度最小，亦即，两支撑板2产生的变形最大；当其位置在支撑板2最内端时，刚度模拟装置的刚度最大，两支撑板2产生的变形最小。由此最大值与最小值为边界的区间，即为该刚度模拟装置的刚度模拟范围。设计时，应根据所需的刚度模拟范围，对支撑板2的结构参数进行设计。本发明中的刚度模拟装置，其安装时，通过两支撑板2凸台处的螺纹孔与被测作动器及测试台体安装，要求支撑板2平面垂直于作动器受力的轴线。直流电机6及减速器5需由单独的支撑结构固定在测试台体上。
[0021]图4为本发明中滑杆的另一种实施方式，即采用轴承式滑杆。在滑杆I的四个末端,加工出安装轴承的短轴。四个滚动轴承安装于其上，并在支撑板2的滑槽内滚动。本实施例将滑动摩擦改变为滚动摩擦，提高了装置的寿命，但是也增加了其复杂程度。
【权利要求】
1.一种可自动调节的刚度模拟装置，其特征在于:包括两个滑杆1、两个支撑板2、双头丝杠3、联轴器4、减速器5及直流电机6 ； 所述两个支撑板2与被测作动器及测试平台连接，构成刚度模拟部件；两个滑杆I的凸块分别在两个支撑板2的滑槽内滑动；双头丝杠3与两滑杆I分别形成滑动丝杠，且两个滑杆I与双头丝杠3连接的内螺纹旋向相反；直流电机6转动，通过减速器5将运动传递给双头丝杠3，实现对两滑杆I相对位置的调节，以实现模拟刚度的调节。
2.一种如权利要求1所述的可自动调节的刚度模拟装置，其特征在于:所述滑杆I为H型结构，在其端部，为上下两组共四个球头；支撑板2的板状结构上有两个滑槽，上下两个支撑板2的两个滑槽本别与滑杆I的上下两组球头配合，使得所述球头在相应的滑槽内滑动，作为支撑板2的受力支点，以调节其支撑位置；支撑板2的板状结构与滑槽对应的一面有凸台，凸台上加工螺纹孔，用以实现与被测作动器的连接。
3.—种如权利要求1所述的可自动调节的刚度模拟装置，其特征在于:所述支撑板2的板状结构上有滑槽；所述两个滑杆I的四个末端，加工有安装轴承的短轴，四个滚动轴承安装于其上，并在支撑板2的滑槽内滚动。
【文档编号】B64F5/00GK103662085SQ201310617293
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】佟瑞庭, 刘更, 张文杰, 谷文韬, 马尚君, 王海伟, 杨小辉, 刘岚, 吴立言 申请人:西北工业大学